基因技術時代的護膚品能輓回逝去的青春嗎？

文章來源：環球科學

撰文：阿拉·卡茨內爾松（Alla Katsnelson）

翻譯：史靜雯

審校：張雪

20世紀初，隨人類基因組計劃逐漸進入收尾階段，一家位於紐約的大學衍生企業“21世紀實驗室”（Lab21）開始計劃將基因組測序技術應用於護膚領域。該公司稱其可以通過“皮膚DNA測試”檢測五個基因的突變情況，據此設計個性化護膚品，並實現保濕、滋潤和抗皺的效果，這項服務需要顧客每個月支付250美元。在2003年的新聞發布會上，公司負責人曾宣佈：“設計護膚品配方從此不再是只靠猜測了。”高檔百貨商場也紛紛簽下合作協議。

然而，Lab21的研究員遭到了遺傳學家和皮膚科專家的嘲笑和不屑。專家們認為，人們對於皮膚問題所涉及到的基因還知之甚少，同時，對於護膚品中的有效成分如何彌補基因缺陷也不甚清楚。事實證明專家是可信的，Lab21在幾年之后就失敗了，然而它不會是最后一家試圖借助科技進步力量的化妝品公司。

現如今，護膚品以其科學功效為賣點的宣傳方法應用得如此普遍，甚至招來了懷疑的目光。然而這種宣傳其實在近二十年才剛剛出現，“美容行業以前並不敢輕易碰觸科技。”波士頓麻省總醫院的皮膚科專家Barbara Gilchrest。她表示，該行業原本普遍認為消費者害怕科學，也對科學不感興趣，所以在宣傳時一般不願意讓自己的品和科學有所關聯。但是這種避諱隨基因組學時代的到來正在逐漸消融。基因組學不僅革新了生命科學研究領域，同樣也引發了公的無限想象，人們對Lab21品所展現出的無比熱情就是一個例證。當然，Gilchrest指出，巨大的利益也驅動了某些臭名昭著的科學。但是，在各種未經證實的誇大宣傳如洪水般湧來的同時，護膚領域也終於開始有了堅實的科學依據，Gilchrest，從而為品開發打下了基礎，這些品或許真的有能力逆轉皮膚衰老。

在過去的十年裏，化妝品公司在分子和遺傳學研究中投入巨資，尋找導致皮膚細胞衰老的原因，希望從中發現阻止這一過程的方法。另一方面，研究者也在利用這些技術手段檢驗現有的那些看來只是起化妝作用的品是否也可以功能性地改善膚質。Jay Tiesman在寶潔（Procter & Gamble。）旗下的玉蘭油品牌（Olay）任職，身為一名分子生物學家，他：“這些年來，我們越來越深刻地認識到，我們需要對皮膚衰老過程和膚質改善品進行更加深入的生物學研究，這與製藥公司所追求的生物學研究目標其實是相同的。”

“返老還童”不是夢

膠原蛋白（collagen）是維持皮膚彈性和結構完整性的關鍵蛋白質，隨皮膚老化和長期暴露在紫外線下，膠原蛋白會逐漸分解。與此同時，合成膠原蛋白的真皮成纖維細胞功能也會越來越弱，皺紋、下垂和不均勻的色斑沉積隨之生。第一種被證明可以對抗皺紋的物質是維生素A酸（tretinoin，維生素A衍生物），是由皮膚科專家Albert Kligman和他人共同發現的，Albert Kligman也是發現紫外線會造成皺紋的第一人。1971年，維生素A酸獲得批准用於治療痤瘡，並以商品名“Retin-A”上市，但卻隨即贏得了皺紋剋星的美譽，醫師們也給那些沒有許可的適應症的人開這種藥。1988年，一場小規模但影響力甚大的臨床試驗證實了它的有效性，刺激消費者陷入對維生素A酸的狂熱中。約翰霍普金斯大學的皮膚科學家Sewon Kang這樣評價道：“這的確打開了抗皮膚衰老領域轉化醫學研究的大門，在此之前，大多數醫師還認為，一旦皮膚開始下垂，人們就只能尋求整形外科大夫的幫助了。”

之后，研究人員發現維生素A酸乳膏（及其相關化合物）可以刺激成纖維細胞合成原骨膠原（procollagen，膠原蛋白的前體），並支撐皮膚細胞外基質以對抗紫外線造成的某些破壞作用。但是這其中的具體作用機制，以及它是否逆轉了膠原蛋白隨皮膚細胞老化而降解的過程，還並不清楚。斯坦福大學醫學院的皮膚科專家Anne Lynn S。 Chang最近開展了一個研究項目，檢測像維生素A酸這樣的常見外用護膚品是否能改變基因表達特徵和其他分子標誌物，來確定這些品是否真的具有改善膚質的作用，而不僅僅是表象。此前Chang曾指導了另外一個試點項目，測試了另一常用皮膚治療手段即寬頻光（BBL）治療的有效性，她希望新的研究項目可以和前一個項目一樣富有收穫。

在BBL治療過程中，臨床醫生使用儀器生高強度的可見光與紅外光照射在患者皮膚上，每幾周一個療程。此項技術已經通過美國食品及藥物管理局的審核用於治療皮膚色素異常，而且皮膚科醫生也在允許的適應症之外使用這種療法， 以達到嫩膚的目的。Chang及其同事發現，當使用BBL治療嚴重曬傷的患者時，隨年齡增長而表達發生變化的基因中超出半數能夠恢復至年輕人的水平。

類似的，密安大學安娜堡分校的Frank Wang及其同事研究了注射“真皮層填充劑”（dermal fillers）的有效性，尤其是那些含有透明質酸（hyaluronic acid）的。這種天然存在的物質是細胞外基質的關鍵組成成分。此前，研究者推測，注射這類填充物只是簡單地在物理上增加了皮膚體積，從而讓下垂的皮膚變得緊致並撫平皺紋。但是Wang的團隊發現，不僅如此，注射透明質酸還能夠在四周內促進I型膠原蛋白（人類皮膚最主要的一種膠原蛋白）基因和蛋白的表達。深入研究表明，填充物在為細胞外基質提供結構支持的同時，能夠激活真皮成纖維細胞並使其伸展，從而開啟刺激皮膚加速自身膠原蛋白合成的信號通路。由於新形成的真皮層膠原蛋白可以維持數年，所以該治療的效果可以持續相當一段時間。“這告訴我們成纖維細胞並不是隨衰老就失去了它們內在的功能。”Wang道。

個性化分子美容

上述的研究都指出生理衰老過程至少在一定程度上是可逆的。Chang，搞清楚驅動衰老的分子信號通路就能幫助我們設計新的品。大規模的基因研究已經開始梳理參與皮膚老化過程的關鍵通路——這在製藥行業早已被運用的非常成熟，而如今逐漸滲透到了護膚和化妝品領域。一項對428個百歲老人進行的研究發現，6個基因突變與保持肌膚年輕相關，然而這些突變的基因卻並並不是與長壽相關的基因。“其中一個非常顯著的基因變體位於另一基因附近，而后者是在表層皮膚的免疫細胞中表達的。”Chang道。該結果意味皮膚始終保持年輕的人們可能擁有特殊的免疫反應。

Chang同時也在和護膚品公司Nu Skin（位於美國猶他州普羅沃）合作，共同鑒別那些皮膚天生看上去就比別人更年輕的女性的基因表達特徵。在五月舉辦的皮膚學協會年會上發表的研究成果表明，有上百個基因的表達存在差異，並且其中有許多是已知與老化過程有關的基因。

其他公司也在如火如荼地開展類似研究。麻省總醫院的皮膚科專家Alexandra Kimball正在和寶潔公司合作開展一個項目，該項目被Tiesman稱為“肌膚老化的曼哈頓計劃”（the Manhattan Project of skin ageing）。Kimball及其同事檢測了來自225個非洲裔美國女性和白人女性在不同年齡階段總共3700份樣品的基因表達譜、腸道菌群組成、蛋白質組學和代謝組學的信息等，該研究既要研究暴露在外的皮膚，也沒放過通常被遮蓋的臀部皮膚。

在六月份舉辦的世界皮膚學會議上，研究者報導了不同年齡段不同的基因活性模式，以及老化異常嚴重或輕微的個體的基因表達譜特徵。研究結果顯示，分子改變的時間和模式與已知的年齡相關變化一致，即細胞衰老在40歲左右開始顯現，而肌膚保持濕潤的能力在50歲左右開始退化。Kimball道：“利用這些數據，我們可以肯定地預測未來會有針對不同年齡層群體的個性化護膚品。”

從十年前的Lab21開始到如今，繞了整整一大圈后，少數護膚品公司重新開始根據DNA測試提供個性化品。由倫敦帝國理工學院的工程師Christofer Toumazou創建的GeneU就是其中一家。GeneU的倫敦店為客戶提供微陣列晶片測試，評估兩個基因的變體：一個是MMP1，它的3個變體可以指示個體降解膠原蛋白的速度；另一個是NQO1，其3個變體和細胞抗氧化能力掛鉤。根據晶片檢測結果和對生活習慣（日照、吸煙與否和精神壓力等）的調查，顧客會從18種不同配方乳液中得到適合她們的一款。（首次檢測加上在2周內使用的品總計要600歐元即930美元，接下來的品每月需花費250歐元。）Toumazou稱，經皮膚科專家的安慰劑對照雙盲實驗鑒定，該品可以讓用戶減少24~29%不同類型的皺紋。

這些結果還未發表，但是大部分的科學家都不相信該公司宣稱的效果。“這些結論邏輯太過牽強。我們只知道膠原蛋白的分解是肌膚老化的重要方面，”Tiesman，“但目前並沒有任何證據表明特定的基因變體和肌膚健康相關，所以這些基因檢測能提供多少可操作信息也尚未明確。”

目前還無法判斷這股新的研究浪潮能否帶動化妝品和護膚品的發展，開發出真正可以停止甚至逆轉衰老時鐘的品。基因表達的差異和標誌物只是剛剛開始，探索肌膚生物學的后續研究必須跟上，同時還需要檢測活性成分和許多其他步驟。正如藥物開發一樣，護膚品的開發也將遭遇很多的死衚衕。但是完整理解肌膚老化的第一步已經邁出，在其推動下，化妝品有可能真正成為一個不止靠市場營銷，還有科學基礎的行業，Tiesman：“希望最終能有回報，畢竟我們已經投入了太多太多。