Никакой другой вопрос на свете так не замутнен тщеславием, обманом, фальсификациями и преднамеренным мошенничеством, как предел человеческого долголетия.

Примерно раз в год появляется новый претендент на самое смертельное в мире звание самого старого человека на Земле. Пока я писала книгу, звание удерживала японка Канэ Танака, которой было 119 лет. Танака принадлежит к постепенно разрастающемуся сообществу исключительных долгожителей, или супердолгожителей, возраст которых превысил 110 лет. Конечно, в оценках максимальной продолжительности жизни много неясностей, поскольку сто лет назад рождение людей в разных уголках Земли зачастую никак не регистрировалось. В результате у некоторых народов появлялись легенды о людях, проживших невероятно долгую жизнь. Например, утверждалось, что индонезийцу по имени Содимеджо, также известному как Дедушка Готто, на момент смерти в 2017 году было 146 лет, однако, понятное дело, нет никаких документов, подтверждающих это заявление. Но уже есть много примеров, когда люди (особенно женщины) с достоверной датой рождения живут больше 110 лет.

Наверное, самая известная среди всех супердолгожителей – француженка Жанна Кальман, дожившая до 122 лет и пережившая даже своего адвоката, который на протяжении 30 лет платил ей деньги в расчете, что после ее смерти сможет жить в ее квартире. Замечу между делом: пока я писала книгу, российский математик Николай Зак выдвинул предположение, что невероятно древний возраст Кальман – результат мошенничества со стороны ее дочери Ивонны, не желавшей платить налог на наследство после смерти Жанны (которую зарегистрировали как смерть Ивонны) в 1934 году[1]. Зак считает, что подмена была произведена с целью обмануть не демографов, а налоговые органы. Тем не менее Ивонна, которая была на 23 года младше матери, прожила такую долгую жизнь (либо 99 лет, либо 122 года, если она и в самом деле была Жанной), что стала национальным достоянием французов как “самый старый человек в мире”, и раскрыть правду было уже слишком неудобно. В подтверждение своей гипотезы Зак представляет несколько вполне убедительных фотодокументов, исторических фактов и свидетельств, но также делает некоторые сомнительные заявления – например, отмечает пикантные подробности о совместном воспитании сына Ивонны “Жанной” и ее “зятем” (что он считает одним из самых ярких обвинительных доказательств). Эта история до сих пор вызывает дискуссии (некоторые утверждают, что Зак ошибается и Жанна действительно прожила 122 года), но следует отметить, что, даже если Жанна Кальман не может носить звание главного долгожителя, это место заняла Канэ Танака, поскольку ее поразительный возраст 119 лет не подвергается сомнению.

Споры о максимальной продолжительности человеческой жизни все еще продолжаются. В какой-то степени этим спорам способствовала публикация в журнале Nature широко известной статьи, в которой говорилось, что максимально возможный возраст человека составляет 115 лет[2]. Как я отмечала выше, этот анализ учитывает только современное состояние дел, то есть продолжительность жизни без каких-либо специфических манипуляций для ее увеличения, а лишь при нынешних возможностях медицины, и это не означает, что мы никогда не сможем жить дольше при появлении новых возможностей. В любом случае авторы статьи предполагали, что мы уже достигли максимальной продолжительности жизни: они использовали возраст Кальман на момент ее смерти в качестве крайней точки, что повлияло на характер всей зависимости с плато на уровне 115 лет.

Заявление Вейга о “стопятнадцатилетнем максимуме” вызвало волну комментариев и несколько писем с опровержением[3]. Некоторые указывали, что в исследовании использовались единственная точка, соответствовавшая возрасту Жанны Кальман – 122 года в 1997 году, и странный “дробный” подход, в рамках которого все данные рассматривались не как единое целое, а разбивались на две группы, что сдвигало регрессию и заставило авторов определить максимальную продолжительность жизни на уровне 115 лет. В моем любимом комментарии группа исследователей проиллюстрировала недостаток этого анализа на примере прыжков в длину[4]. Используя такой же “дробный” подход (а именно, оценку максимального ежегодного показателя длины прыжка отдельно после рекордного прыжка Майка Пауэлла в 1991 году и до него, вместо того чтобы объединить все данные начиная с 1960 года в единый массив), они показали, что этот метод анализа приводит к ошибочному выводу о снижении показателей прыгунов с течением времени. Прочтите еще раз: следуя такому аналитическому методу, мы приходим к заключению, что после 1991 года спортсмены стали хуже прыгать в длину – из-за исключительного достижения Майка Пауэлла. Конечно же, это смехотворный вывод. На самом деле с 1960-х годов происходит неуклонный рост показателей, а результаты Боба Бимона и Пауэлла были выбросами, как и уникальная продолжительность жизни Жанны Кальман. Кроме того, рост количества очень старых людей в таких странах, как Япония, предполагает, что мы пока не знаем максимально возможной продолжительности человеческой жизни и она, судя по всему, еще не достигнута. Позднее Джеймс Ваупел с коллегами выдвинули еще одно спорное предположение, что смертность (то есть вероятность умереть) вопреки ожиданиям перестает расти около 105 лет, а не продолжает увеличиваться с возрастом[5]. Это означает, что, если человек доживает до 105 лет, дальше риск смерти не увеличивается. Таким образом, с увеличением популяции столетних людей увеличивается и вероятность появления все большего количества людей, доживающих до 115 лет.

Так в чем же секрет супердолгожителей? Трудно сказать, какой практический совет можно извлечь из историй этих людей, поскольку их опыт по определению является исключительным, то есть статистически незначимым, и они знают только то, что делали сами, так что это ни в коем случае нельзя назвать контролируемым экспериментом. Хотя многие долгожители объясняют свою продолжительность жизни употреблением специфических продуктов и напитков, из описания их питания и образа жизни нельзя вывести никаких состоятельных заключений, кроме, пожалуй, удивительно частого упоминания алкоголя и “избегания мужчин”, что, возможно, лишь бытовой аспект, поскольку большинство супердолгожительниц намного пережили своих сверстников мужского пола. Вообще говоря, десять первых женщин из списка долгожительниц пережили всех долгожителей среди мужчин; номер 10 в этом списке, Мисао Окава, прожила более 117 лет, тогда как проживший дольше всех мужчина Дзироэмон Кимура умер в возрасте 116 лет.

Один важный аспект, который может показаться очевидным, но который все же необходимо подтвердить, заключается в том, что долгожители – здоровые люди. Этот вопрос находится в центре исследований старения, поскольку бытует мнение, что продление жизни увеличивает лишь период дряхления, тогда как хотелось бы увеличить продолжительность здоровой жизни. Можно предположить, что некоторые очень слабые люди каким-то образом живут в таком состоянии и дотягивают до 100 лет. Или, напротив, супердолгожители могут походить на наших червей с мутантным геном daf-2: дольше сохраняют здоровье и именно поэтому дольше живут. Замечательно, что чаще всего супердолгожители напоминают наших мутантов – живут дольше, поскольку дольше остаются здоровыми. При изучении людей с очень большой продолжительностью жизни в рамках Проекта по изучению генов долгожительства и Исследования столетних людей в Новой Англии на предмет возникновения у них возрастных заболеваний (рака, болезней сердца, диабета, гипертонии и др.) было установлено, что они действительно не страдали от этих нарушений и сохраняли хорошее здоровье дольше, чем другие участники исследований[6]. Фаза болезней у них действительно оказывалась более сжатой, как и предполагал Фрайс[7]. Будущие супердолгожители, судя по всему, дольше живут без возрастных заболеваний, чем их современники с обычной продолжительностью жизни.

Однако, несмотря на отсутствие возрастных заболеваний, поддержание здорового образа жизни супердолгожителями скорее исключение, чем правило. Парижанин Робер Маршан перестал участвовать в соревнованиях по велосипедному спорту только в возрасте 106 лет (а кататься продолжал до 108 лет) и после этого прожил еще три года, но такой спортивный образ жизни выглядит исключением, поскольку большинство супердолгожителей не связывают свою продолжительность жизни с физическими упражнениями или здоровыми привычками. Вообще говоря, кажется, что многие из них прожили удивительно долго, невзирая на нездоровое поведение, такое как курение, употребление алкоголя и странные пищевые пристрастия. Известный пример – Жанна Кальман, которая большую часть жизни курила (но ведь также можно сказать, что из-за курения кто-то прожил “всего” 99 лет?). В ответах на вопрос “Что для вас ключ к долгой жизни?” часто упоминались алкоголь, мороженое и бекон. Джек Рейнолдс (106 лет), который каждый год в день рождения попадал в Книгу рекордов Гиннесса, уверял, что волшебная пуля – это два стакана виски в день, тогда как Агнес Фентон (110 лет) предпочитала пиво Miller High Life и виски Johnny Walker Blue. Тереза Роули (104 года) связывала свое долголетие с кока-колой без сахара, но признавала, что более важную роль, возможно, сыграло долголетие ее отца, который прожил 102 года, причем диетической колы при его жизни еще не было. Вообще говоря, приходится признать, что, если вам предназначено прожить чрезвычайно долго, ваш образ жизни не имеет значения – бесполезная информация для всех остальных смертных. Судя по всему, долгожители и супердолгожители, не подчиняющиеся никаким правилам и устойчивые против любых укорачивающих жизнь диет и пристрастий, не являются эталоном здорового образа жизни.

Чтобы понять, какие элементы образа жизни могут играть важную роль, лучше сосредоточиться на изучении специфических культур и целых групп людей с высокими показателями продолжительности жизни. Майкл Пулейн, Джованни Пес и другие идентифицировали так называемые “голубые зоны”, где проживают люди с самой большой продолжительностью жизни[8]. К их числу относятся жители Окинавы в Японии, Сардинии в Италии, Икарии в Греции, полуострова Никоя в Коста-Рике и адвентисты седьмого дня из Центральной Калифорнии. Долгожительство в этих “голубых зонах” связывают со здоровым питанием, расслабленным образом жизни, здоровыми общественными отношениями и положительным настроем. Важная роль отводится средиземноморской диете, которая в значительной степени основана на употреблении растительной пищи, оливкового масла и красного вина, или низкокалорийной диете Окинавы. Долгожительство населения Икарии связывают не только со средиземноморской диетой, но и с особенностями культуры – размеренным образом жизни, низким уровнем стресса, ходьбой и социальной интеграцией. Большинство из этих параметров совершенно понятны, но перестали быть нормой во многих активно развивающихся современных культурах.

На основании изучения “голубых зон” велосипедист, участвовавший в гонках на выносливость, и участник проектов National Geographic Дэн Бюттнер предположил, что можно жить дольше, осуществив девять важнейших изменений в образе жизни, среди которых: усиление естественной двигательной активности, такой как ходьба; отказ от курения; снижение уровня стресса; принадлежность к какому-либо сообществу; наличие целенаправленной деятельности; употребление в пищу большего количества овощей и фруктов; легкое недоедание (до 80 % насыщения); и предпочтительное общение с семьей и друзьями[9]. В настоящее время в городе Альберт-Ли в Миннесоте проводится социальный эксперимент, в рамках которого рекомендации “голубых зон” воплощаются в жизнь в масштабах всего города[17]. В рамках проекта предусмотрено изменение движения транспорта и образование новых пешеходных зон, велосипедных дорожек, парков и мест общественного пользования, введение новых программ на рабочих местах и в школах, а также изменение ассортимента пищевых продуктов в ресторанах и продовольственных магазинах. С момента начала реализации проекта сообщалось, что город сэкономил миллионы долларов на нужды здравоохранения, главным образом за счет сокращения употребления табачных изделий и благоприятных изменений в связи со снижением массы тела жителей. Считается, что благодаря этим изменениям средняя продолжительность жизни должна вырасти на 2,9 года, но даже если люди не станут жить дольше, такие изменения приведут к улучшению здоровья общества в целом, повышению качества жизни и сокращению затрат на медицинское обслуживание. Этот последний результат следует подчеркнуть особо, поскольку такие инфраструктурные перемены в масштабе целого города следует рассматривать как долгосрочную инвестицию, а не какую-то необоснованную статью расходов.

Конечно же, люди доживают до 100 лет не только в “голубых зонах”. В Японии, Италии, Португалии и Испании до ста доживают примерно 40–50 человек из 100 тысяч (как ни странно, по данным проверки, около 200 тысяч японцев старше 100 лет оказались неучтенными, и, следовательно, это неточные данные). В целом люди, преодолевшие столетний рубеж, все реже вызывают удивление. Быть может, не все определяется образом жизни, и снова возникает классическая дилемма “наследственность против среды”. Возможно, представители каких-то популяций живут дольше (после сокращения числа детских и инфекционных заболеваний) благодаря своему генетическому строению, и в таком случае их геномы могут раскрыть секреты долголетия. По некоторым оценкам, от четверти до половины вариаций продолжительности жизни людей имеют генетическую основу[10]. Вообще говоря, наилучший предсказательный фактор вашего долголетия – это наличие долгожителей среди членов вашей семьи, что указывает на очевидный генетический компонент. Для человека, чей брат или сестра дожили до столетнего возраста, вероятность также дожить до ста лет увеличивается в 17 раз, однако узнаете вы об этом, понятное дело, очень поздно. Семья Кан представляет собой один из удивительных примеров долгожителей среди братьев и сестер. Четверо из них – Ирвин (109 лет), Хелен “Хэппи” Рейхерт (109 лет), Питер Кин (103 года) и Ли (101 год) – жили удивительно долго и до самого конца сохраняли отличное здоровье, что иллюстрирует модель “сокращения фазы болезней”, которую Фрайс и другие считают наилучшим сценарием для долгой жизни. Анализ геномов таких семей может выявить важную информацию о долгожительстве.

Но как найти эту генетическую информацию? С помощью метода полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) ученые пытались выявить в образцах ДНК долгожителей последовательности, отличающиеся от аналогичных последовательностей у других людей. Такие исследования, основанные на данных для большого количества людей, позволяют обнаруживать в ДНК замены отдельных нуклеотидов (SNP), которые чаще встречаются среди долгожителей, чем среди обычных людей. Метод GWAS очень хорошо зарекомендовал себя в анализе некоторых заболеваний, связанных с изменениями единичных генов, но это не простой метод[18]. Его можно сравнить с поисками иголки в стоге сена – однако, если иголок много, вы с большей вероятностью что-то найдете, так что увеличение частоты встречаемости искомого признака очень помогает. Чтобы метод GWAS сработал, исследователь должен иметь много образцов с искомой болезнью или фенотипом и без него, что позволит статистически достоверно установить, что данный вариант ДНК действительно связан с конкретным заболеванием, а не является совпадением. Подбор достаточного количества людей с конкретным фенотипом и особенно с одинаковыми вариантами ДНК занимает много времени. Поскольку при изучении долгожителей не существует “контрольной группы” людей такого же возраста, часто для контроля проводят сравнение потомков долгожителей с их сверстниками.

Вторая преграда на пути активного внедрения метода GWAS – стоимость получения информации. Поначалу в методе использовали SNP-микрочипы (микрочипы не со всей геномной ДНК, а только с репрезентативными вариантами однонуклеотидных полиморфизмов), но такие чипы дороги, что ограничивало объем получаемой информации. Позднее для анализа и секвенирования стали использовать небольшую часть (около 5 %) генома, которая транслируется в белки (так называемый экзом), однако при этом, понятное дело, не учитываются SNP в некодирующих регуляторных последовательностях, которые также могут играть важную роль[11]. Раньше секвенирование целого генома стоило очень дорого; постепенно благодаря снижению стоимости технологии секвенирования его стали применять чаще, но и анализ SNP тоже все еще используется для поиска генетических различий, влияющих на продолжительность жизни (или для выяснения, существуют ли такие различия в принципе). Ученые анализировали данные для долгожителей с общностью происхождения, таких как жители Окинавы, евреи-ашкеназы, немцы, датские близнецы, близкородственное население Исландии и финны[12]. Кроме того, проводились исследования в различных группах населения (например, среди долгожителей в Новой Англии[13], в Проекте по выявлению генов долгожительства, в исследованиях семей долгожителей, представителей религиозных орденов, медицинских сестер и во Фрамингемском исследовании) и даже в более гетерогенных группах. (Интересно было бы узнать, какова связь между образом жизни населения “голубых зон” и генетикой этих людей.) В любом случае, поскольку все больше людей доживают до глубокой старости, а стоимость секвенирования генома продолжает снижаться, вскоре у нас появится более обширная информация относительно генетического аспекта долгожительства.

Так что же показывает анализ генома людей с большой продолжительностью жизни? Прежде всего, давайте внесем ясность и определим, что может и чего не может метод GWAS. Результатом каждого такого исследования становится выявление стойкой корреляции между фенотипом (в данном случае долгой жизнью) и конкретным основанием ДНК в геноме (вариантом нуклеотида в одном конкретном месте – однонуклеотидным полиморфизмом, SNP). Значимость (надежность) этих результатов описывается p-значением, которое показывает, какова вероятность, что данная корреляция не реальная, а лишь результат совпадения (таким образом, очень малая величина p-значения говорит о высокой вероятности устойчивой корреляции). Мы предполагаем, что конкретный ген имеет отношение к фенотипу, если он расположен вблизи от известного SNP: SNP может находиться внутри кодирующей последовательности гена, в промежутке (интроне) между кодирующими последовательностями (экзонами) или в регуляторной области, отвечающий за экспрессию гена. Но человеческий геном устроен сложно, и бывает так, что важный SNP в участке ДНК, контролирующем экспрессию гена, находится на значительном расстоянии от самого гена (так называемый энхансер), что усложняет интерпретацию результатов. Мы с большей уверенностью можем утверждать, что какой-то ген важен для данного признака, если на него указывают разные SNP, выявленные в нескольких исследованиях.

Однако метод GWAS не позволяет ничего сказать о том, каким образом конкретный ген влияет на продолжительность жизни, – то есть понять механизм влияния генов на продолжительность жизни. Если какой-то SNP (замена генетического кода в конкретном участке) вызывает очевидный признак, например мутацию, укорачивающую или “разрывающую” белок, мы уверены: в норме функция этого гена препятствует удлинению жизни. Однако такие очевидные изменения встречаются редко, поскольку подобные мутации, как правило, производят разрушительное и даже фатальное действие на ранних этапах жизни (вспомните о теории антагонистической плейотропии, которую мы обсуждали в предыдущей главе), так что при изучении долгожительства с помощью технологии GWAS мы с наибольшей вероятностью будем обнаруживать какие-то гораздо более тонкие различия. Вообще говоря, ДНК в целом (если не учитывать мутации) – устойчивый, или “статичный”, элемент центральной догмы, в отличие от РНК и белков, подверженных динамическим колебаниям. Поэтому наличие SNP, коррелирующего с болезнью, ничего не говорит о том, в какой момент жизни она может проявиться. Несмотря на эти ограничения, GWAS служит полезным инструментом для начала изучения молекулярных основ заболеваний и снабжает нас некоторой информацией относительно генетических основ долгожительства.

Ранние исследования продолжительности жизни с помощью GWAS показали, что некоторые варианты генов APOE и FOXO3A коррелируют с большой продолжительностью жизни, и эти данные многократно воспроизводились. Позднее было показано, что долгожительство также связано с никотиновым ацетилхолиновым рецептором CHRNA3/5. Чаще всего в исследованиях долгожительства с применением GWAS идентифицируют именно эти три гена[14]. Совсем недавно стал регулярно выявляться SNP 5q33.3 с неизвестной генетической функцией[15]. Что же это за гены и почему они могут быть связаны с долголетием? Вы могли слышать о белке APOE в связи с болезнью Альцгеймера. Этот белок участвует в регуляции метаболизма липидов и уровня липопротеинов высокой плотности (ЛПВП). Высокий уровень содержания ЛПВП (“хорошего холестерина”) связан с лучшим прогнозом для состояния сердечно-сосудистой системы и большой продолжительностью жизни. APOE существует в нескольких вариантах: ε2, ε3 и ε4. Самый распространенный вариант – ε3, вариант ε4 в наибольшей степени связан с риском развития болезни Альцгеймера, а вариант ε2 – с возрастной дегенерацией макулы и потерей слуха. Однако, несмотря на связь с продолжительностью жизни, которая воспроизводится в анализе GWAS, мы еще не знаем, как именно варианты APOE влияют на долголетие.

Выяснилось, что SNP в гене APOE находятся в “неравновесии по сцеплению” с геном TOMM40: это означает, что SNP генов APOE и TOMM40 встречаются вместе чаще, чем по воле случая и, следовательно, связь с продолжительностью жизни в какой-то степени может объясняться действием гена митохондриального белка TOMM40. Поскольку GWAS не позволяет получить какую-либо информацию о молекулярных механизмах процессов, для понимания роли каждого варианта в увеличении продолжительности жизни нужны дополнительные эксперименты, направленные напрямую на изучение роли этих генов.

Другие гены могут действовать аналогично APOE и влиять на метаболизм холестерина. Подобно APOE, белок, переносящий эфиры холестерина (CETP; именно тот вариант, который имели братья и сестры в семье Кан), тоже связан с различием в продолжительности жизни и тоже может определять уровень липопротеинов высокой плотности, влияя на риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и продолжительность жизни[16]. Также установлена связь между геном CETP и снижением риска деменции и болезни Альцгеймера[17]. Ген липопротеина A (LPA), также идентифицированный методом GWAS, способен регулировать старение и возрастные нарушения (диабет, сердечно-сосудистые заболевания) за счет участия в метаболизме холестерина и липидов. Но мы пока не знаем, как взаимосвязано (и связано ли) влияние этих генов на старение и на развитие болезни Альцгеймера. В недавних исследованиях долгожительства с помощью GWAS вновь был обнаружен загадочный хромосомный участок 5q33.3, который, возможно, играет какую-то роль в регуляции кровяного давления и развитии сердечно-сосудистых заболеваний, но для прояснения функции этого гена нужны дополнительные эксперименты. (Как мы обсудим далее, регуляция метаболизма липидов – важный аспект в исследованиях долголетия; нарушение метаболизма липидов связано с метаболическим синдромом и ожирением, и многие факторы и мутации, регулирующие продолжительность жизни, вообще говоря, оказывают влияние через метаболизм липидов.) В любом случае просматривается строгая зависимость между метаболизмом холестерина и продолжительностью жизни, так что детальное понимание этих механизмов принесет большую пользу нашему здоровью.

Наряду с геном APOE в исследованиях человеческого долголетия был также идентифицирован ген FOXO3A, что подтвердило результаты многолетних исследований на модельных системах, в которых FOXO был признан одним из важнейших регуляторов продолжительности жизни. FOXO – это транскрипционный фактор, то есть белок, который связывается с ДНК и направляет экспрессию мРНК специфических генов. Сначала был исследован гомолог FOXO у C. elegans (версия FOXO у червя) под названием DAF-16, потом у дрозофилы (dFOXO), а потом у мыши. Выяснилось, что FOXO связан с продолжительностью жизни через влияние на инсулиновые сигнальные пути у многих видов организмов и что усиление активности гомологов FOXO продлевает жизнь (подробнее об этом говорится в главе 6)[18]. В исследованиях долгожительства среди мужчин японского происхождения, а также среди столетних жителей юга Италии выяснилось, что варианты FOXO3A связаны с продолжительностью жизни, а при изучении столетних жителей Германии разного происхождения были обнаружены другие варианты FOXO3A, также связанные с долгожительством[19]. Кроме того, варианты рецептора ИФР-1, которые регулируют активность FOXO у червей, дрозофил и мышей, также связаны с продолжительностью жизни у человека[20], что соответствует наблюдению (вновь сделанному на червях, потом на дрозофилах, потом на мышах), что ингибирование сигнального пути инсулина/ИФР-1, в норме блокирующего активность FOXO, продлевает жизнь. В частности, среди столетних евреев-ашкеназов повышена частота мутантных вариантов гена ИФР-1 по сравнению с контрольной группой людей. В проведенном позднее метаанализе европейского населения также была обнаружена корреляция между FOXO3 и уровнем циркулирующего ИФР-1 и связывающего его белка BP-3[21]. Все эти данные указывают на то, что сигнальный путь инсулина/ИФР-1 и его влияние на активность FOXO, скорее всего, имеют отношение к продолжительности жизни человека. Небольшие изменения ДНК каким-то образом слегка модулируют активность белков, которые она кодирует, и этого эффекта оказывается достаточно для влияния на продолжительность жизни.

Интересно было бы идентифицировать ген никотинового ацетилхолинового рецептора CHRNA3/5, поскольку отчасти его связь со старением может определяться его функцией, зависящей от поведения человека, а именно – от курения. На основании регрессии продолжительности жизни родителей на обширном объеме данных (Биобанк Великобритании) было показано, что SNP в гене CHRNA3/5 связаны с никотиновой зависимостью, раком легких и хронической обструктивной болезнью легких (все эти состояния являются результатом курения), а также с шизофренией[22], при которой многие больные сами себя лечат никотином. Меняет ли никотиновый ацетилхолиновый рецептор CHRNA3/5 продолжительность жизни за счет изменений пристрастия к никотину, которое, в свою очередь, способствует курению? В будущем нам предстоит установить связь между генетикой, поведением и продолжительностью жизни. Авторы работы учли образ жизни людей и показали, что повышение индекса массы тела (ИМТ) на одну единицу снижает среднюю продолжительность жизни на семь месяцев, тогда как каждый год обучения увеличивает ее на одиннадцать месяцев. Считается, что эти поведенческие аспекты связаны с режимом питания и курением, соответственно: ИМТ связан с риском сердечно-сосудистых заболеваний и ожирения, а уровень образования – с сокращением риска заболеваний, связанных с курением. Важно проанализировать связь между наследственностью и влиянием внешней среды через генетические факторы и поведенческие тенденции, поскольку гены действуют не в вакууме: по-видимому, и наше поведение, и наши гены оказывают значительное влияние на скорость старения и развития возрастных заболеваний.

Еще одна тема в области исследований старения касается воспаления, или хронической активации иммунной системы[23]. При изучении транскрипции в стареющих тканях, включая головной мозг, было замечено, что воспаление имеет характерный “профиль” экспрессии генов – позднее это подтвердилось с помощью анализа GWAS, когда в генах воспаления были обнаружены SNP, связанные с различиями в продолжительности жизни. К этим генам относятся гены локуса главного комплекса гистосовместимости MHC, ген воспалительного цитокина IL-6 и гены человеческих лейкоцитарных антигенов HLA-DQA1/DRB1[24]; и все они связаны со старением и воспалением. Отчасти именно благодаря этим открытиям появилось быстро развивающееся направление исследований – “инфламмейджинг”. Регулируемое воспаление является важной частью иммунного ответа, однако аномальное нерегулируемое воспаление наносит вред организму. Вообще говоря, стареющие клетки плохи не только тем, что умирают сами, но и тем, что секретируют факторы, усиливающие воспаление. В лаборатории Джудит Камписи занимаются анализом этого явления, названного секреторным фенотипом, ассоциированным со старением (senescence-associated secretory phenotype, SASP; подробнее поговорим об этом в главе 13)[25].

Первые исследования с применением GWAS не дали надежных результатов просто по той причине, что в них анализировали недостаточное количество данных о долгожителях, и все же они позволили идентифицировать несколько генов, которые могут играть какую-то роль в старении. В более поздних работах были использованы гораздо более обширные базы данных. В Китае в процентном отношении не так высока доля людей, доживающих до столетнего возраста, но ввиду большой общей численности населения в стране много долгожителей (хотя, конечно, соотношение сигнала к фону ниже). В рамках исследования этнических ханьцев был изучен геном 2 тысяч (!) человек, достигших столетнего возраста, и 2 тысяч человек среднего возраста (контрольная группа)[26], что позволило с высокой достоверностью идентифицировать большую группу генов-кандидатов. В этой работе вновь обнаружился ген IL-6, подтверждая роль воспаления в возрастных изменениях, а также гены APOE и 5q33.3, и восемь SNP совпали с теми, которые ранее уже были выявлены у европейцев и американцев. Как и в других исследованиях, возник вопрос о связи с регуляцией уровня холестерина: авторы сосредоточили внимание на влиянии аллели APOE ε4 и гена TOMM40, который играет роль в регуляции уровня ЛПВП. В последующем исследовании учитывались психологические и когнитивные характеристики большой группы ханьцев и отмечалось, что “хорошая психологическая устойчивость и оптимизм являются ключевыми факторами исключительной продолжительности жизни столетних людей”[27]. Можно быть оптимистом, если пережил всех на свете!

Еще один подход к изучению продолжительности жизни – анализ экстремальных случаев, то есть супердолгожителей, проживших более 105 лет. Джеймс Клемент (юрист по образованию, заинтересовавшийся вопросами долгожительства) и специалист по секвенированию из Института Брода Джордж Черч применили новую стратегию в разгадке тайны долгожительства: они открыли доступ к последовательностям ДНК долгожителей для всех заинтересованных исследователей, фактически переведя работу в режим краудсорсинга[28]. Сам Клемент занялся идентификацией и сбором ДНК всех супердолгожителей, каких только мог найти, а в лаборатории Черча эту ДНК секвенировали и предоставляли результаты всем ученым, которых это интересовало. Хотя исследование (Betterhumans Supercentenarian Research Study) в настоящий момент пока весьма ограничено по объему (около 60 образцов ДНК супердолгожителей и еще 19 образцов, ранее собранных и отсеквенированных Стюартом Кимом в Стэнфорде)[29], исследователи надеются, что анализ экстремальных случаев позволит выявить наиболее важные гены. Работа продолжается, так что пока слишком рано говорить, удастся ли с помощью этого подхода найти гены, не обнаруженные в предыдущих исследованиях. Очевидно, что последовательное добавление новых образцов поможет прийти к более надежным выводам. Кроме вопроса, есть ли у этой популяции людей какие-то специфические варианты генов, можно поинтересоваться, не живут ли они так долго только потому, что не имеют распространенных аллелей генов, повышающих риск заболеваний, и, таким образом, защищены на генетическом уровне. Мой коллега Джошуа Эйки и его соавторы попытались ответить на этот вопрос, воспользовавшись информацией из базы данных Клемента, и, судя по их предварительным данным, дело вовсе не в том, что супердолгожители просто в меньшей степени “нагружены” болезнетворными вариантами. Они живут дольше, несмотря на наличие таких же болезнетворных генов, как и у всех остальных. Важно проверить эту гипотезу: если она верна, повышается вероятность, что изменения в единичных генах помогают людям жить дольше и избегать распространенных заболеваний, даже когда генетически они к развитию этих заболеваний предрасположены. Однако исследование итальянских “полусупердолгожителей” и супердолгожителей[19] привело к противоположному выводу: возможно, у этих людей более эффективный механизм репарации ДНК, поскольку у них меньше соматических мутаций[30].

В целом таких исследований немного – из-за сложности применения GWAS для изучения долгожительства. Другой подход к идентификации генов, влияющих на старение, объединяет несколько исследований с применением GWAS в единый метаанализ – то есть одновременный анализ результатов многих исследований. Ориентируясь на данные GWAS по выявлению возрастных заболеваний, а не на ограниченный набор исследований, посвященных только вопросам долголетия, группа Юсинь Су (тогда в Медицинском колледже Альберта Эйнштейна, сейчас в Колумбийском университете) значительно увеличила объем материала для анализа (410 GWAS и пять категорий возрастных заболеваний)[31]. Для генов, ассоциированных с конкретными фенотипами, они использовали очень низкое пороговое значение коэффициента значимости (p < 1 × 10^[-5]), чтобы с высокой достоверностью идентифицировать важные варианты SNP. Возрастные признаки были разделены на группы: сердечно-сосудистые заболевания, метаболический синдром, рак, нейродегенеративные расстройства и другие возрастные изменения. Три гена, присутствовавшие во всех категориях, находились в локусе MHC (который очень часто выявляют при проведении GWAS). Ослабляя критерий с целью идентификации генов, ассоциированных с какими-то тремя из пяти категорий возрастных заболеваний, исследователи обнаружили других кандидатов, в том числе TOMM40/APOE, гены воспаления и ген регуляции клеточного цикла и старения p16INK4a. Выяснилось, что эти гены участвуют в таких процессах, как проведение пищевых сигналов, метаболизм липопротеинов, поддержание целостности генома, белковый гомеостаз (протеостаз), и в других канонических путях, которые затрагиваются при старении. Интересно, что возрастные заболевания имели наибольшее сходство с метаболическим синдромом, что позволяет предположить наличие у них общей причины, однако самое слабое перекрывание наблюдалось между метаболическим синдромом и нейродегенеративными заболеваниями, хотя обе группы состояний связаны со старением.

В другом типе метаанализа группа Стюарта Кима из Стэнфорда применила метод “интегративного GWAS” (iGWAS), в котором использовались уже известные данные о возрастных заболеваниях в сочетании с информацией из четырнадцати GWAS-метаанализов заболеваний, и метод взвешенного p-значения для выявления новых генов[32]. Общая идея заключается в том, что SNP, повышающие риск развития возрастных заболеваний, снижают вероятность дожить до ста лет. Было найдено восемь генов, связанных с долголетием. К ним относится не только сочетание APOE/TOMM40, которое обычно ассоциируется с долголетием (и служит неким контролем качества анализа GWAS при поиске генов долголетия); но также CDKN2B/ANRIL (антисмысловая некодирующая РНК в локусе INK4), которая может играть роль в старении клеток; ген AB0 с мутацией, соответствующий группе крови 0; локусы HLA (связанные с функцией иммунной системы); и SH2B3/ATXN2, который связан с неврологическими заболеваниями и, кроме того, увеличивает продолжительность жизни дрозофил. Преимущество метаанализа такого типа в том, что он позволяет обнаружить гены, не преодолевающие планку значимости при изучении только продолжительности жизни, а также не ограничен малым объемом данных, как большинство исследований долгожителей.

Несмотря на прогресс в идентификации генов, потенциально связанных с долголетием, на этом направлении возникло препятствие. Исследовательская группа компании Google из Чикаго, занимающаяся изучением долгожительства, использовала данные Ancestry.com для выявления генетических признаков продолжительности жизни (обратите внимание: не долгожительства) и не обнаружила ничего, зато показала, что продолжительность жизни людей больше всего коррелирует с продолжительностью жизни их супругов и даже родственников супругов[33]. Предыдущие результаты указывали на генетическую составляющую как на главный фактор продолжительности жизни, а этот, по-видимому, демонстрирует роль ближайшего окружения. Столь неожиданный результат на первый взгляд кажется странным, если не задуматься о том, что люди обычно женятся на представителях близких социальных групп: с одинаковым уровнем образования, с одной религией, аналогичным экономическим статусом и образом жизни – по крайней мере, это так у людей с нормальной продолжительностью жизни.

Но даже среди людей из одинаковых социально-экономических групп встречаются индивидуумы с исключительно большой продолжительностью жизни. И люди, которые живут исключительно долго, даже если факторы риска не на их стороне. Как понять, что в их клетках и тканях позволяет им жить дольше, чем их близким, даже в аналогичных условиях? Чтобы это выяснить, нам нужно не просто идентифицировать гены, участвующие в регуляции продолжительности жизни, но и проверить их действие, а для этого необходимы экспериментальные системы, позволяющие отделить причину от следствия, поскольку мы не можем проводить такие исследования на людях. В частности, помогают манипуляции с генами короткоживущих модельных организмов, за генетическим строением которых легко наблюдать: это позволяет понять, являются ли те или иные варианты генов истинной причиной разной продолжительности жизни или их наличие просто коррелирует с продолжительностью жизни. И с их помощью, быть может, мы раскроем тайну супердолгожителей.