人类寿命及其影响因素一直是全球科学研究的热点领域。随着人口老龄化趋势加剧,理解寿命的生物学本质、探索健康衰老的干预策略,已成为生命科学和医学研究的重中之重。本文综合当前寿命研究领域的最新进展,系统分析人类寿命的理论极限、现实状况、生物学基础及影响因素,并对未来研究方向提出展望。
一、人类寿命的理论极限与现状
1.寿命的理论计算方法
根据生物学原理,科学家提出了多种计算人类自然寿命的方法,这些方法均表明人类的寿命潜力远高于当前平均水平。三种主流计算方法包括:
·性成熟期推算法:哺乳动物的自然寿命一般为性成熟期的8-10倍。人类的性成熟期约为14-15岁,据此推算寿命应为112-150岁。
·生长期推算法(又称巴丰系数法):哺乳动物的自然寿命为生长期的5-7倍。人类的生长期一般为20-25年(以骨骼停止生长为标志),因此寿命应为100-175岁。
·细胞分裂法:基于美国学者Leonard Hayflick发现的"海弗利克极限",人体成纤维细胞在体外培养时平均分裂约50次,每次分裂周期约2.4年,因此人类的寿命极限约为120岁。
尽管计算方法不同,但这些理论均指向人类的自然寿命潜力应在100岁以上,最高可达150-175岁。然而现实中,全球很少有人能接近这一理论极限,表明遗传、环境和生活方式等因素共同限制了人类寿命的充分实现。
2.全球预期寿命现状
根据世界卫生组织最新数据,全球平均预期寿命已从1990年的64.2岁上升至2023年的73.3岁,但这一数字仍远低于理论最小值。国家间差异显著,日本、瑞士等长寿国家预期寿命已超过84岁,而部分非洲国家受贫困、医疗卫生条件限制,预期寿命仍低于65岁。
中国的情况尤为引人注目——国家卫生健康委发布的统计数据显示,中国居民人均预期寿命已从2018年的77.0岁提高至2019年的77.3岁,并在后续年份持续改善。这一进步主要归因于经济发展、医疗服务普及和健康意识提升。
表1:全球预期寿命比较(2023年估计值)
国家/地区 | 预期寿命(岁) | 与理论极限差距 | 主要限制因素 |
日本 | 84.6 | 约30% | 老龄化加剧、慢性病高发 |
瑞士 | 84.2 | 约30% | 医疗资源压力 |
美国 | 79.1 | 约35% | 肥胖流行、健康不平等 |
中国 | 78.5 | 约35% | 慢性病负担、医疗资源分布不均 |
印度 | 71.5 | 约45% | 医疗可及性、卫生条件 |
部分非洲国家 | <65 | >50% | 传染病负担、营养不良、医疗基础设施不足 |
值得注意的是,预期寿命的延长趋势正面临新挑战。德国马克斯·普朗克人口研究所的最新研究发现,当预期寿命超过75岁时,死亡率离散度与经济发展呈现U型关系,表明寿命延长的不平等性可能加剧。对美国各州的分析揭示,虽然全国预期寿命均值提升,但各州模式年龄的标准差从1980年的1.2年扩大至2019年的2.8年,区域健康不平等明显加剧,教育程度差异可解释这种分化的62%。
二、寿命与青春期的生物学关系
1.寿命与青春期倍数的理论基础
寿命与青春期之间的倍数关系源于生物进化策略和能量分配理论。生物个体在生命周期中拥有的总能量相对固定,需要在生长发育、繁殖和维持修复之间进行优化分配。青春期作为繁殖阶段的起点,其出现时间与寿命长度存在内在关联。
基于生物力学原理,体型较大的动物通常具有更长的生长期和性成熟期,因此寿命也相应较长。不过,这一规律存在显著例外,如一些小型哺乳动物(如蝙蝠)可通过降低代谢率和减少环境风险实现超常寿命,表明除体型外,代谢策略和环境适应也是关键影响因素。
2.不同物种的寿命模式及人类寿命的独特性
在哺乳动物中,寿命与青春期倍数的关系呈现出一定的规律性。小型啮齿类动物(如小鼠)的寿命仅为青春期的4-6倍,大型哺乳动物(如大象、鲸类)则可达8-10倍。人类的8-10倍系数在哺乳动物中属于较高水平,反映出人类在进化过程中获得了优异的维持修复机制和独特的社会文化优势。
人类寿命的独特性还体现在绝经后生存期显著长于其他灵长类动物。这一现象可能与"祖母假说"相关,即老年女性通过帮助抚养孙辈,间接传递自身基因,从而获得自然选择的青睐。从能量分配角度看,人类在生育期结束后仍能保持数十年健康生活,表明人类生物学特性支持远超繁殖需求的寿命长度。
三、寿命的影响因素
1.遗传因素
研究表明,遗传因素对人类寿命的影响约占20-30%。长寿家族研究显示,长寿父母的基因可能使子女延寿20年。全基因组关联研究(GWAS)已识别多个与长寿相关的基因位点,包括FOXO3、APOE和hTERT等。这些基因多与细胞修复、代谢调节和基因组稳定性维护相关。
值得注意的是,遗传因素对寿命的影响随年龄增长而减弱,表明非遗传因素在高端老人中的作用更为重要。这一发现为通过生活方式干预延长健康寿命提供了理论依据。
2.环境与生活方式
环境与生活方式对寿命的影响不容忽视。研究表明,空气清新、气候宜人的生活环境可延寿20年,而空气污浊、噪音超标的环境则会折寿。
此外,家庭美满与否也可加减寿命10年,凸显了社会关系和心理健康对寿命的重要影响。在饮食方面,2025年《Nature Communications》发表的涵盖101个国家、60年数据的研究显示,摄入更多植物蛋白(如鹰嘴豆、豆腐和豌豆)的国家,成年人预期寿命更长。 该研究第一作者Caitlin Andrews指出:"在比较肉类与植物蛋白对人群健康影响方面,我们的研究呈现出复杂的局面。对于五岁以下儿童而言,动物蛋白供应降低了婴儿死亡率;然而,对于成年人来说,情况则相反,植物蛋白的摄入增加了整体预期寿命。"
3.健康寿命与干预策略
随着寿命延长,健康寿命(健康状态下的生存年数)的重要性日益凸显。世界卫生组织数据显示,全球平均健康寿命与总寿命间存在约9年的差距,意味着许多人晚年需在疾病和残疾中度过多年。
针对衰老过程的干预策略已成为研究热点。基因疗法、小分子药物(如雷帕霉素、二甲双胍)、饮食干预(如热量限制、间歇性断食)和运动锻炼等多种干预手段在动物模型中显示出延长健康寿命的潜力,部分已进入临床试验阶段。
四、展望:从延长寿命到提升健康寿命
人类寿命研究正经历从单纯追求寿命延长向全面提升健康寿命的转变。随着对衰老生物学机制的深入理解,针对衰老根本过程的干预策略有望实现突破。中国科学院发布的"衰老全景图"展望了系统生物学和人工智能在衰老干预中的应用前景,指出借助现代生物学的新模型系统和新兴工具将有助于衰老机制的深入理解及挖掘衰老的干预靶标。
未来研究方向包括:开发精准个体化衰老评估系统、探索组合干预策略以协同靶向多种衰老机制、优化生命周期健康管理模式以及评估长寿技术的社会经济效益。正如马克斯·普朗克人口研究所Martin Haas和Uwe Sunde团队在《The Journal of the Economics of Ageing》发表的创新研究所述:"只有同时测量生命的长度和不确定性,我们才能真正理解长寿革命的经济后果。"
这项标志着人口经济学从"预期寿命时代"迈入"多维死亡率分析时代"的研究,为我们全面理解寿命提供了新视角。
综上所述,人类的自然寿命根据不同的生物学理论测算,潜力在100至175岁之间。现实中,全球预期寿命虽持续增长,但仍与理论极限存在相当大差距。基于青春期倍数的寿命计算方法(8-10倍)为理解寿命的生物学基础提供了有用框架,但实现健康长寿需要综合考虑遗传、环境、生活方式和社会经济等多维度因素。随着衰老研究的深入和干预策略的发展,人类有望在延长寿命的同时,不断提升健康寿命质量,迎接长寿时代的全面到来。
参考文献
1.人类寿命的三种计算方法 影响寿命的几项因素. 健康之家-北方网. 2014.
2.Haas M, Sunde U. Decomposing longevity: How life expectancy changes around the world. J Econ Ageing. 2025;25:100481.
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5.Andrews CJ, Raubenheimer D, Simpson SJ, et al. Associations between national plant-based vs animal-based protein supplies and age-specific mortality in human populations. Nat Commun. 2025;16:3431.
6.Li Y, Liu D, Wang Y, et al. Exogenous nucleotide supplementation reverses age-related metabolic decline and reduces epigenetic age in human subjects. Adv Sci. 2025;12(18):e2408032.
黎怡生(久健本康编辑部)