TL;DR:老化標誌是老化生物學常用的一張地圖,2013 年九項,2023 年十二項。每一項都要通過三個條件,但其中兩個條件的證據多半來自動物。這張地圖適合用來找路,不適合直接當處方。看到「改善某一項標誌就能抗老」的說法,先問三件事:改善的是哪一項、證據來自哪個物種、終點是指標還是健康結果。

2013 年,五位歐洲學者在《Cell》發表了一篇綜述,把當時散落在各實驗室的老化研究,整理成九個「暫定」的老化標誌。十年後,同一組作者再發表一篇,把九項擴充成十二項,標題叫〈一個擴張中的宇宙〉。

這兩篇論文後來被大量引用,成了老化研究常用的框架,也成了抗老產業常借用的詞彙。部分保健食品、醫美療程或長壽診所的介紹,也開始使用「針對老化標誌」「逆轉 hallmarks」這類說法。

一個學術框架被這樣廣泛使用,我想回頭問:這張地圖本來畫的是什麼?它能回答什麼,不能回答什麼?

老化的十二個標誌是什麼?

2023 年版的十二項,依序是:基因體不穩定、端粒縮短、表觀遺傳改變、蛋白質恆定喪失、巨自噬失能、營養感應失調、粒線體功能異常、細胞衰老、幹細胞耗竭、細胞間溝通改變、慢性發炎、菌相失調。

老化標誌的演變與入選條件:左側 2013 年版九項以連線對應到右側 2023 年版十二項,其中巨自噬失能拆自蛋白質恆定喪失,慢性發炎與菌相失調拆自細胞間溝通改變;下方列出列為標誌的三個條件。

圖 1|老化的十二個標誌。(A)2013 年版的九項如何演變為 2023 年版的十二項;橘色連線為從原有項目拆出的三項新增標誌,右欄附一句白話說明。(B)一項變化要列為標誌須符合的三個條件;條件 2、3 的證據多半來自模式生物。資料來源:López-Otín 等,Cell 2013、2023。本圖依原文內容重新繪製,非原論文圖。

名單本身不難背,關鍵在入選門檻。作者為每一項都設了三個條件:

  1. 它會隨年齡出現。
  2. 在實驗中刻意加重它,老化會加速。
  3. 用介入把它減弱,有機會延緩、停止,甚至逆轉老化。

第一個條件是觀察,後兩個條件是因果。這三個條件合起來,讓標誌不只是一份「老了會看到什麼」的清單,而是一組「這些東西在推動老化」的主張。

作者也把十二項分成三層:最上游是造成損傷的主要標誌,中間是身體對損傷的反應,這些反應適量時有保護作用、過量時反而有害,最下游是整合性的標誌,也就是組織與器官功能開始出問題的地方。這個分層是一套因果敘事:損傷在前,反應在中,功能衰退在後。

從九項到十二項,多出來的三項從哪來?

2023 年新增的三項不是憑空冒出來,而是從既有項目拆出來的。

巨自噬失能原本被放在「蛋白質恆定喪失」底下。作者後來認為,巨自噬處理的不只是蛋白質,還會把整個胞器與非蛋白質的大分子送去分解,範圍比蛋白質恆定更大,所以獨立成一項。

慢性發炎與菌相失調,則是從「細胞間溝通改變」拆出來的。作者的說法是,原本這一項涵蓋得太廣,需要把慢性發炎與菌相失調分開討論。

這個演變說明了一件事:標誌的數目是整理方式的結果,不是自然界固定的常數。十年間研究累積,同一組作者自己調整了分類。下一次改版,數字還可能再變。

作者也反覆強調,這些標誌彼此高度互相牽動:在實驗中加重或減弱其中一項,通常也會影響其他項。這一點待會判讀抗老宣稱時會用到。

蛋白質這一格,為什麼特別適合用數據看見?

十二項裡,這篇多停一下的是「蛋白質恆定喪失」。

細胞裡的蛋白質要摺成正確的形狀才能工作。細胞有一整套維持品質的網路:伴護蛋白幫忙摺疊,泛素與蛋白酶體負責拆掉壞掉的蛋白,自噬負責更大規模的清運。2019 年一篇綜述整理了這套網路隨年齡衰退的證據:錯誤摺疊的蛋白容易聚集成可能有毒的團塊,而神經元這類不再分裂的細胞,受到的影響特別明顯。

蛋白質這一層有個特性:它可以大規模測量。血液裡流動著幾千種蛋白,現在的平台一次可以測上千到數千種。有了大量樣本,就能交給機器學習找規律。

2024 年發表在《Nature Medicine》的一項研究,用 UK Biobank 45,441 人的血漿資料,從 2,897 個蛋白中建出一個由 204 個蛋白組成的老化時鐘。其中只要 20 個蛋白,就能達到完整模型約 95% 的年齡預測表現。這個時鐘算出的「蛋白質年齡」比實際年齡老得越多,未來罹患多種慢性病與死亡的風險越高。研究團隊也在中國嘉道理生物庫與芬蘭 FinnGen 的樣本中,驗證了年齡預測的準確度。

2023 年發表在《Nature》的另一項研究,則試著把年齡拆到器官。這項研究涵蓋五個世代研究、共 5,676 人。研究團隊先用其中 1,398 名健康參與者的血漿蛋白資料,為 11 個器官各訓練一個年齡模型,再到其他世代測試。結果約 18% 的人呈現單一器官蛋白質年齡明顯偏老,另有約 1.7% 的人多個器官同時偏老。在其中一個世代研究裡,心臟蛋白質年齡每偏老約一個標準差(約 4.1 年),後續心衰竭風險約為 2.4 倍(原文 HR 2.37),但這個數字來自 812 人、26 個心衰竭事件,樣本很小。

血漿蛋白質老化時鐘的流程:UK Biobank 45,441 人的血漿樣本,測量 2,897 個蛋白,以機器學習建出 204 個蛋白的時鐘,其中 20 個蛋白即達約 95% 預測表現,最後算出蛋白質年齡與實際年齡的差距;下方對照這類觀察性研究可以支持與無法證明的事。

圖 2|血漿蛋白質老化時鐘的建立與解讀。(A)以 Argentieri 等 2024 年研究為例的建模流程。(B)觀察性研究的解讀邊界:時鐘能預測風險,不能證明因果。資料來源:Argentieri 等,Nature Medicine 2024。本圖依原文數據重新繪製,非原論文圖。

表 1|兩項血漿蛋白質老化研究對照

項目Argentieri 等,2024Oh 等,2023
期刊Nature MedicineNature
樣本UK Biobank 45,441 人建模;中國嘉道理生物庫 3,977 人、FinnGen 1,990 人驗證五個世代研究共 5,676 人;其中 1,398 人訓練模型
做了什麼從 2,897 個蛋白中建出 204 個蛋白的全身老化時鐘為 11 個器官各建一個蛋白質年齡模型
主要發現20 個蛋白即可達到完整模型約 95% 的年齡預測表現;蛋白質年齡偏老與多種慢性病、死亡風險相關約 18% 的人單一器官明顯偏老,約 1.7% 多器官同時偏老
要注意的限制中芬樣本主要驗證年齡預測;疾病與死亡關聯多在 UK Biobank 分析心衰竭 HR 2.37 來自 812 人、26 個事件;樣本以美國為主
證據性質觀察性預測模型觀察性預測模型

這兩項研究顯示,老化相關的蛋白質變化,正在成為可以量化、並用來預測風險的對象。這也是這個系列會持續追的 AI 與數據角度。

但要分清楚一件事。老化時鐘做的是預測,它發現「蛋白質年齡偏老的人,之後比較容易生病」,並沒有證明「把蛋白質年齡調年輕,人就不會生病」。從預測走到因果,需要的是介入試驗,不是更準的時鐘。

地圖的批評者怎麼說?

這個框架也有批評者,其中常被提到的一篇,是倫敦大學學院的 David Gems 與老化基因體學者 João Pedro de Magalhães 在 2021 年發表的評論,標題叫〈食蚜蠅與黃蜂〉。

食蚜蠅(又稱花虻)身上的黃黑條紋長得像黃蜂,讓掠食者以為牠會螫人,其實牠沒有螫針。兩位作者借這個比喻說:老化標誌在形式上模仿了癌症標誌,看起來像一個成熟的研究典範,但癌症標誌背後有「基因突變經由一連串機制導致疾病」的因果主軸,老化標誌還沒有同等的解釋力。

他們的具體批評包括:標誌之間「上游造成下游」的因果關係,很多還沒被證實;入選的項目某種程度反映了當時比較熱門、經費比較多的研究領域;框架跟具體的老年疾病怎麼發生,連結不強。

他們也沒有全盤否定。文中承認這個框架是老化生物學一份很好的總覽,也有助於找出能同時影響多項老化表徵的介入。

2025 年,de Magalhães 在《Nature Cell Biology》發表的綜述,把當代老化理論大致分成「錯誤累積」與「程式設定」兩大類,並指出這個領域仍然需要更穩固的理論框架。

所以兩邊的立場是:原作者主張這些標誌驅動老化,批評者認為這個因果主張還沒被充分證明。兩邊都同意它是一份有用的總覽,分歧在於它是否已經具備跟癌症標誌同等的因果解釋力。

看到「改善老化標誌」的宣稱,可以問哪三件事?

回到開頭那些「針對老化標誌」的說法。這裡的「抗老」,我指的是人類的健康壽命延長,或老年疾病減少,不是某個指標數值變好看。用這個定義,可以問三個問題:

第一,改善的是哪一項? 標誌之間高度互相牽動,只改變其中一項,其他項可能跟著變好,也可能沒變,甚至變差。只報一項的改善,看不到全貌。

第二,證據來自哪個物種? 三個入選條件裡,「加重會加速老化」「減弱可延緩老化」的證據,多半來自酵母、線蟲、果蠅與小鼠。在小鼠延長壽命的介入,到人身上不一定成立。

第三,終點是指標,還是健康結果? 如果證據只是「某個生物指標下降了」或「老化時鐘數字變年輕了」,那還停在預測層。要說人會更健康,需要以疾病或功能為終點的人體試驗。

把這三個問題排成一條證據階梯,就能看出跳步發生在哪裡:

證據階梯:由下而上分別是單一標誌在細胞或動物改善、模式生物壽命或健康延長、人體生物指標改善、人體臨床終點改善;紅色虛線標出以第一階證據宣稱第四階效果的常見跳步。

**圖 3|從「改善一項標誌」到「人類抗老」的證據階梯。**越往上,證據越接近「人真的更健康」。紅色虛線標示常見跳步:只以第一階的證據,宣稱第四階的效果。依據 López-Otín 等 Cell 2023 的入選條件與 Gems 與 de Magalhães 2021 的框架批評繪製的概念圖。

這三個問題不是用來否定所有抗老研究。確實有介入是以人體臨床終點在做研究的,那些要逐項看證據。這三個問題篩掉的,是「只憑改善某一項標誌,就推到人類抗老」的那一段跳步。

接下來這個系列要走去哪裡

這篇是「分子與衰老」系列的第一篇,先把地圖攤開。接下來幾篇,會分別走進地圖上的幾個區塊:蛋白質層的研究怎麼做、細胞衰老與清除衰老細胞的藥物、表觀遺傳重編程,以及細胞分泌的訊號物質。

其中細胞分泌物那一篇,會跟「再生醫療」系列的〈間質幹細胞打進靜脈之後,細胞去了哪裡?〉互相呼應:那一篇談的是細胞在體內的去向與免疫調節,兩個機轉假說不同,但彼此相關。

地圖畫得越清楚,越容易看出哪裡還是空白。

附註:本文未主張的事

  • 本文沒有主張老化標誌是錯的,也沒有主張針對單一標誌的研究沒有價值。
  • 本文沒有評論任何特定產品、療程或業者。
  • 文中的老化時鐘研究都是觀察性研究,本文不把它們當作任何介入有效的證據。

參考資料

框架本體

  • López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The hallmarks of aging. Cell. 2013;153(6):1194–1217. PMID 23746838. https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.05.039(九項暫定標誌)
  • López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. Hallmarks of aging: An expanding universe. Cell. 2023;186(2):243–278. PMID 36599349. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.11.001(十二項、三個入選條件、新增三項的拆分理由)

批評與理論

  • Gems D, de Magalhães JP. The hoverfly and the wasp: A critique of the hallmarks of aging as a paradigm. Ageing Res Rev. 2021;70:101407. PMID 34271186. https://doi.org/10.1016/j.arr.2021.101407(評論/觀點綜述)
  • de Magalhães JP. An overview of contemporary theories of ageing. Nat Cell Biol. 2025;27(7):1074–1082. PMID 40595368. https://doi.org/10.1038/s41556-025-01698-7(單一作者敘述性綜述)

蛋白質與數據

  • Hipp MS, Kasturi P, Hartl FU. The proteostasis network and its decline in ageing. Nat Rev Mol Cell Biol. 2019;20(7):421–435. PMID 30733602. https://doi.org/10.1038/s41580-019-0101-y
  • Argentieri MA, et al. Proteomic aging clock predicts mortality and risk of common age-related diseases in diverse populations. Nat Med. 2024;30(9):2450–2460. PMID 39117878. https://doi.org/10.1038/s41591-024-03164-7(觀察性預測模型研究)
  • Oh HS-H, et al. Organ aging signatures in the plasma proteome track health and disease. Nature. 2023;624(7990):164–172. PMID 38057571. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06802-1(觀察性研究;心衰竭 HR 2.37 來自單一世代 812 人、26 事件)

系列:間質幹細胞打進靜脈之後,細胞去了哪裡?