衰老是多种慢性肺部疾病的主要危险因素，包括特发性肺纤维化（Idiopathic Pulmonary Fibrosis, IPF）。IPF是一种致死性且无法治愈的疾病，以进行性纤维化重塑为特征。年龄相关的结构改变、再生能力受损以及细胞信号传导失调共同构建了促纤维化微环境。该病理转变的核心驱动因素是衰老细胞的累积，这类细胞发生不可逆的生长停滞，并产生强效促炎性的衰老相关分泌表型（Senescence-Associated Secretory Phenotype, SASP）。新出现的证据指出，衰老肺成纤维细胞是IPF发病机制的关键介质。这些细胞促进细胞外基质过度沉积、肌成纤维细胞分化及组织僵硬化，同时损害上皮再生能力。上述效应共同形成自我强化的反馈回路，持续推动纤维化重塑与疾病进展。针对这一过程的干预策略已开发出衰老细胞清除剂（senolytics）与衰老调节剂（senomorphics），分别用于清除衰老成纤维细胞或抑制其致病性分泌程序。然而，转化应用仍面临重大挑战，包括衰老细胞的异质性、缺乏明确且细胞特异性的生物标志物，以及需要靶向递送策略以提高精准性并减少脱靶效应。本综述阐明了细胞衰老重编程成纤维细胞功能、破坏正常肺修复进而驱动纤维化的机制，评估了新兴治疗策略，并讨论了推进针对IPF的衰老靶向干预所需解决的关键障碍。
1 引言
衰老是慢性肺部疾病发生的重要危险因素，这类疾病是全球发病率与死亡率的主要且持续增长来源。在年龄相关性间质性肺疾病中，特发性肺纤维化（IPF）是最常见且致死率最高的类型之一。IPF以异常伤口愈合为特征，导致细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）过度沉积、进行性组织僵硬化，最终造成肺功能不可逆丧失。IPF目前无法治愈，现有治疗手段主要聚焦于延缓疾病进展，但无法逆转或消退纤维化。因此，IPF带来了沉重且不断加剧的经济负担，仅美国医疗系统每年就需承担数十亿美元的相关支出。
生理衰老过程中，肺的功能储备逐渐下降，表现为气体交换面积减少、感染与损伤易感性升高、修复能力减弱。这些变化反映了更广泛的年龄相关性细胞功能退化，损害了肺对应激的反应能力与稳态维持能力，使其易发生适应不良性修复。根据疾病背景不同，这种改变可表现为IPF中的基质过度沉积与纤维化，或肺气肿与慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD）中的基质降解与肺泡破坏。IPF极少在五十岁前确诊，且发病率随年龄增长急剧上升，因此阐明衰老微环境如何使肺易感纤维化疾病至关重要。
从细胞层面看，这种年龄相关性衰退可通过衰老标志物的框架来理解，这是一组随时间推移逐渐恶化的相互关联的生物学过程。这些衰老标志物参与了IPF的发病机制，例如干细胞耗竭削弱了肺上皮的再生能力，细胞衰老则驱动慢性炎症并损害正常组织修复。上述变化共同破坏了协调的伤口愈合反应，导致肺持续存在损伤与未解决的炎症信号，使其易患IPF等慢性疾病。
年轻健康肺的损伤会启动协调的修复程序：上皮细胞增殖以重建屏障功能，募集的成纤维细胞沉积临时性细胞外基质，其中部分成纤维细胞分化为肌成纤维细胞参与伤口修复，修复完成后通过凋亡被清除。随着年龄增长，这种协调反应被破坏：上皮祖细胞耗竭或反应性降低，成纤维细胞持续处于活化状态，致密交联的瘢痕组织不受控地沉积。在IPF背景下，肺陷入适应不良性修复状态，损伤驱动成纤维细胞活化与胶原沉积，而非上皮再生。值得注意的是，其他年龄相关性肺疾病如COPD与肺气肿涉及组织破坏与基质降解，但IPF中修复与消退的平衡失调使肺锁定在进行性瘢痕化进程中。衰老肺倾向于纤维化还是退行性变的机制仍是未解问题，但正常伤口愈合的失败被认为是IPF的主要起始因素，在此背景下，衰老成纤维细胞成为疾病的核心驱动者。
2 衰老与衰老
细胞衰老最早由Hayflick与Moorhead于1961年描述，他们证实原代人成纤维细胞在经历约50次群体倍增后进入不可逆的细胞周期停滞状态，这一发现被称为海弗利克极限（Hayflick limit），确立了正常细胞不会无限分裂的特性。目前已知除复制耗竭外，DNA损伤、氧化应激、癌基因激活等多种细胞应激均可触发衰老。最初这种停滞主要被视为抗肿瘤机制，将受损细胞阻滞在细胞周期外以防止恶性转化。但2011年的里程碑研究表明，选择性清除老年小鼠体内的衰老细胞可改善组织功能并延迟年龄相关病理的发生，确立了衰老的双重角色：其在生命早期抑制肿瘤形成，而在晚年可成为衰老与年龄相关疾病的主要驱动因素。
细胞衰老被定义为稳定、长期的细胞周期停滞状态，主要通过p16INK4a和/或p21CIP1肿瘤抑制通路激活来执行，响应基因组损伤如DNA双链断裂、端粒侵蚀或过量活性氧——这些物质随衰老与慢性组织应激不断累积。尽管增殖停滞，衰老细胞仍保持代谢活性并获得强效的衰老相关分泌表型（SASP），其特征为产生促炎细胞因子、趋化因子、生长因子与基质重塑酶。SASP包含白细胞介素-6（Interleukin-6, IL-6）、IL-1β、IL-8、转化生长因子-β（Transforming Growth Factor-beta, TGF-β）、生长分化因子15（Growth Differentiation Factor 15, GDF15）及基质金属蛋白酶等组分。形态学上，衰老细胞体积增大、形态扁平，溶酶体活性升高，可通过衰老相关β-半乳糖苷酶（Senescence-Associated β-galactosidase, SA-β-gal）染色检测。衰老细胞还对凋亡产生抵抗，部分原因是抗凋亡Bcl-2家族蛋白的上调。这些表型变化的底层是广泛的表观遗传重编程，包括细胞周期促进基因的沉默、SASP组分的表达上调，以及锁定细胞衰老状态的组蛋白修饰改变。通过这些细胞重编程，衰老细胞可成为慢性炎症、组织功能障碍与年龄相关疾病的驱动因素。
在组织中对衰老细胞进行鉴定并不简单，尚无单一标志物可明确界定衰老细胞，主要原因是衰老并非均一状态。p21CIP1、p16INK4a与SA-β-gal虽被广泛使用，但需谨慎解读，因其表达可随细胞类型、组织与诱导应激源而变化。SASP组成、表面标志物表达及清除易感性也因细胞起源与衰老诱导刺激而异，单细胞研究揭示即使在同一群体内也存在细胞间差异。以异质性问题为例，清除p16INK4a阳性细胞可减轻某些小鼠模型的衰老负荷并延迟年龄相关病理，但该策略无法在香烟烟雾诱导的肺疾病模型中阻止细胞衰老。这种异质性增加了体内定义衰老群体的难度，也是开发靶向治疗的主要挑战。
需要强调的是，衰老本身并非固有病理性过程。短暂的衰老“波”在伤口愈合中发挥重要作用，SASP因子促进组织重塑与免疫细胞募集；在肿瘤抑制中，细胞周期停滞可防止受损细胞增殖。正常情况下，衰老细胞在完成功能后会被免疫系统高效清除。但随着衰老进展，免疫监视能力下降，反复应激暴露导致衰老细胞逐渐累积且无法被适当清除。目前认为，正是这种慢性累积而非衰老本身导致了病理改变。
肺尤其易受衰老细胞累积的影响。作为持续与外界环境接触的器官，肺反复暴露于污染物、病原体与机械应力等多种应激源。这种高损伤负荷叠加年龄相关的免疫清除能力下降，导致肺实质内存在显著的“衰老细胞负荷”。在衰老肺中，衰老细胞的持续存在及其SASP营造了慢性促炎、组织损伤的微环境，加剧了IPF等疾病。此外，SASP因子可通过旁观者效应诱导邻近健康细胞发生衰老，扩大衰老细胞池并加速病理性组织重塑。
尽管衰老的基本特征如细胞周期停滞、SASP产生、凋亡抵抗与代谢重编程在不同细胞类型间共享，但触发衰老的具体应激源、产生的SASP组成以及对组织稳态的功能后果存在显著的细胞背景依赖性。因此，越来越多的研究聚焦于阐明特定衰老细胞亚型如何促进年龄相关疾病的病理过程。由于成纤维细胞是肺纤维化的效应细胞，后续章节将重点探讨肺成纤维细胞的衰老程序如何驱动肺纤维化病理进程。
3 成纤维细胞衰老
健康组织中，短暂成纤维细胞衰老通过分泌促进组织重塑与免疫细胞募集的因子参与伤口修复。但在衰老肺中，反复损伤与免疫清除受损导致衰老成纤维细胞累积，并获得持续致病性表型。这种转变由慢性应激驱动，包括年龄与反复伤口愈合循环导致的复制耗竭、污染物或烟雾引起的氧化应激，以及持续性DNA损伤，这些因素共同促使成纤维细胞进入衰老状态。如前所述，衰老还可通过旁分泌信号传播：其他衰老细胞（如损伤的肺泡上皮细胞）的SASP可诱导邻近成纤维细胞发生衰老。
衰老成纤维细胞的渐进性累积破坏了正常组织稳态并促进异常修复。但这种累积的功能后果在所有年龄相关性肺疾病中并不一致：例如在COPD中，SASP来源的蛋白酶参与基质降解与肺泡破坏；而在IPF中，从患者肺中分离的成纤维细胞始终表现出衰老特征与促纤维化SASP，且其累积与疾病严重程度相关。组织学研究证实，衰老成纤维细胞在IPF肺的纤维化灶中大量存在，其丰度与疾病进展相关。从IPF患者组织中分离的成纤维细胞体外表现出增殖能力受损、SA-β-gal活性升高与凋亡抵抗，符合衰老表型。此外，在动物模型中通过遗传学或药理学手段清除p16INK4a阳性细胞可显著减轻肺纤维化，证实了衰老细胞主动驱动病理进程。这种成纤维细胞衰老与IPF发病机制的关联推动了靶向这些细胞的治疗研究。此外，表观遗传重编程进一步强化了这种致病特性，包括沉默细胞周期促进基因的组蛋白修饰，以及上调SASP组分。在肺成纤维细胞中，H4K20三甲基化全局升高与H4K16乙酰化全局降低已被证实与衰老相关凋亡抵抗或纤维化相关基因有关。这些变化共同巩固了衰老表型，促进成纤维细胞持续存在并参与IPF的疾病进展。
累积的衰老成纤维细胞丧失了支持功能，转而促进适应不良性修复。它们无法支持上皮祖细胞形成肺泡球结构，破坏了关键的再生通路。其SASP扰乱了生理性伤口愈合，强化慢性炎症并使组织反应偏向纤维化而非再生。这种分泌组富含关键促纤维化介质，包括TGF-β，其通过诱导胶原与α-平滑肌肌动蛋白（α-smooth muscle actin, α-SMA）表达驱动成纤维细胞向肌成纤维细胞转化。胶原是纤维化瘢痕组织的主要结构蛋白，而α-SMA赋予收缩力，使肌成纤维细胞能够重塑肺组织结构。衰老成纤维细胞还分泌基质重塑酶如MMP-2、MMP-9与MMP-12，降解基底膜与弹性蛋白，同时纤溶酶原激活物抑制剂-1（Plasminogen Activator Inhibitor-1, PAI-1）抑制纤维蛋白溶解。这些过程共同形成了无序的细胞外基质支架，促进异常修复。最终，衰老成纤维细胞通过过度且异常的ECM沉积驱动纤维化，过量产生僵硬的交联胶原与纤连蛋白，导致进行性瘢痕化与功能下降，这正是纤维化疾病的典型特征。
衰老成纤维细胞的持续存在形成了自我强化的循环：成纤维细胞沉积僵硬的交联ECM，IPF肺的进行性僵硬化又通过YAP/TAZ机械敏感信号通路等途径进一步驱动成纤维细胞活化与肌成纤维细胞分化。同时，肺衰老细胞分泌的SASP因子维持慢性炎症并诱导邻近细胞衰老，扩大衰老细胞群并放大纤维化反应。上述发现共同表明，衰老成纤维细胞破坏了正常修复程序，驱动自我维持的纤维化重塑，使其成为年龄相关性纤维化肺病极具潜力的治疗靶点。
4 成纤维细胞衰老通路
尽管衰老成纤维细胞参与IPF的具体机制尚未完全阐明，但多个关键通路已被证实参与成纤维细胞的衰老重编程，包括核因子-κB（Nuclear Factor-κB, NF-κB）、环鸟苷酸-腺苷酸合成酶-干扰素基因刺激蛋白（cGAS-STING）、p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 Mitogen-Activated Protein Kinase, p38 MAPK）与雷帕霉素靶蛋白复合物1（Mechanistic Target of Rapamycin Complex 1, mTORC1）。在衰老肺中，成纤维细胞遭遇多种与疾病相关的衰老诱导刺激，包括年龄与反复伤口愈合循环导致的复制耗竭、环境暴露引起的氧化应激，以及线粒体应激导致的持续性DNA损伤。这些损伤产生损伤相关分子模式（Damage-Associated Molecular Patterns, DAMPs），包括基因组不稳定与线粒体损伤产生的胞质DNA，它们是促纤维化相关通路的上游触发因素。需要注意的是，大部分相关研究来自体外成纤维细胞模型，缺乏纤维化肺的完整复杂性。此外，部分机制尚未在IPF成纤维细胞中直接证实，因此也纳入了其他系统的研究证据。
在关键通路中，NF-κB是多种衰老相关信号的整合中枢，可被氧化应激产生的活性氧、胞质DNA触发的cGAS-STING信号，以及持续性DNA损伤下游的p38 MAPK激活所诱导。激活后的NF-κB驱动IL-6、IL-1β等炎症性SASP细胞因子的表达，其病理后果是成纤维细胞群及周围微环境中炎症信号持续存在。NF-κB还与JAK/STAT通路形成正反馈回路：IL-6激活STAT3，进一步放大炎症基因表达，使成纤维细胞进入持续促炎状态。虽然该通路与肺成纤维细胞相关，但NF-κB在多种细胞类型中广泛发挥作用，更应被视为共享的炎症枢纽而非成纤维细胞特异性机制。
另一条通路是cGAS-STING，由基因组不稳定或线粒体损伤累积的胞质DNA触发。激活后该通路驱动NF-κB信号与I型干扰素反应，放大炎症性SASP程序，其下游后果是促炎细胞因子的持续产生，参与衰老肺的慢性炎症与组织损伤微环境。目前该通路在成纤维细胞衰老中的直接证据有限，多数研究在可能通过旁分泌影响成纤维细胞的上皮细胞中进行，其在IPF成纤维细胞中的具体作用仍不明确。
持续性DNA损伤还会触发p38 MAPK通路。在衰老肺成纤维细胞中，p38稳定SASP mRNA转录本，允许细胞因子持续产生。近期研究还显示，p38 MAPK可促进促纤维化基因启动子处的组蛋白乙酰化，维持α-SMA与胶原的表达，其病理后果是促纤维化基因表达与持续性SASP输出共同增强。与cGAS-STING类似，p38信号可输入NF-κB通路，进一步放大炎症程序。p38活性还可被mTORC1增强，将其与代谢及机械敏感调控联系起来。
mTORC1部分由纤维化肺的特征性僵硬ECM触发。基质刚度增加激活YAP/TAZ机械敏感信号，进而通过整合素介导的通路促进mTORC1活性。激活后的mTORC1驱动代谢向糖酵解偏移，以满足SASP产生的能量需求，并促进凋亡抵抗，使衰老成纤维细胞得以持续存在而非被清除。其病理后果是衰老细胞在僵硬化纤维化微环境中持续存活并维持分泌活性。这种代谢与生存编程还通过与p38 MAPK通路的交互作用得到进一步强化。
这些通路共同构成了相互连接的信号网络，参与衰老成纤维细胞表型的核心特征：细胞周期停滞、SASP产生、代谢重编程、凋亡抵抗与表观遗传重塑。此处强调的NF-κB、mTORC1、p38 MAPK与cGAS-STING仅是肺成纤维细胞衰老中广泛且仍在发展的信号网络的子集。阐明这些通路如何驱动衰老表型，可为针对这种衰老介导的纤维化疾病的治疗策略奠定基础。
5 靶向成纤维细胞衰老
新出现的多项研究证实了衰老细胞在组织功能障碍中的作用，为靶向衰老作为IPF等年龄相关性疾病的治疗策略提供了充分依据。目前的抗衰老方法主要分为两大类：衰老细胞清除剂，通过诱导衰老细胞凋亡清除目标细胞；衰老调节剂，在不清除细胞的前提下抑制SASP。在IPF等纤维化疾病中，治疗工作主要聚焦于清除衰老成纤维细胞——病理性细胞外基质沉积与瘢痕形成的主要驱动者。但衰老肺泡上皮与免疫细胞也可通过旁分泌信号与炎症放大作用促进促纤维化微环境，因此实现持续治疗获益可能需要应对更广泛的衰老微环境，而非仅靶向单一细胞类型。鉴于这种复杂性，优化衰老清除剂与衰老调节剂的干预措施仍是当前转化研究的核心优先级。
目前已识别出多类衰老治疗药物。衰老清除剂包括BCL-2家族抑制剂（如Navitoclax），通过阻断抗凋亡生存通路发挥作用；酪氨酸激酶抑制剂（如达沙替尼）；天然多酚类（如非瑟酮、槲皮素）；分化调节化合物（如过氧化物酶体增殖物激活受体γ激动剂非诺贝特）；以及通过靶向Na+/K+ATP酶泵破坏离子稳态的强心苷类（如地高辛）。其中BCL-2抑制剂与达沙替尼已在肺纤维化模型中证实对衰老成纤维细胞有效，可克服其凋亡抵抗。但将这些有前景的发现转化为临床应用更为困难。一项达沙替尼联合槲皮素（D+Q）治疗IPF患者的I期开放标签临床试验显示，患者身体功能有小幅改善，但未检测到肺功能或纤维化负荷的变化。尽管身体功能获益，但肺功能无改善的结果提示，系统性衰老清除可能改善整体衰老生理状态，却无法有效靶向驱动肺纤维化的致病细胞。这些结果凸显了改善药物向纤维化组织递送的必要性，以及明确需清除哪些细胞群才能逆转纤维化的迫切需求。
除旨在清除衰老细胞的清除剂策略外，抑制SASP但不清除细胞的衰老调节剂也在并行开发。衰老调节剂包括mTOR抑制剂、JAK/STAT抑制剂、IκB激酶（IKK）/NF-κB抑制剂，以及减少炎症与氧化应激通路的抗氧化剂。mTOR与JAK抑制剂与成纤维细胞尤为相关，因为它们靶向维持促纤维化SASP的关键信号节点。衰老清除剂具有永久清除衰老细胞的潜力，但因意外杀伤“健康”细胞而存在脱靶毒性风险。相比之下，衰老调节剂可能更适合长期使用，但允许衰老细胞持续存在。在IPF治疗中，联合或序贯策略可能被证明是最优选择，例如先用衰老调节剂抑制炎症，再行衰老清除。鉴于衰老通路的互联性与衰老细胞群的异质性，联合策略在IPF中的应用正日益受到关注，已有正在进行的抗纤维化联合治疗试验，这一逻辑同样适用于衰老治疗药物。但目前直接针对肺纤维化模型的序贯衰老调节-清除方案仍缺乏实验证据，是未来临床前工作的重要方向。
除目前已测试的抗衰老药物外，其他基于促纤维化SASP调控机制的药物类别也显示出潜力。溴结构域和额外末端结构域（Bromodomain and Extra-Terminal domain, BET）蛋白抑制剂靶向SASP转录的表观遗传调控因子，可广谱抑制促纤维化细胞因子或标志物产生，并在老年小鼠中改善进行性肺纤维化。cGAS-STING通路抑制剂可阻断胞质DNA触发的上游SASP激活——这是衰老细胞的共同特征。p38 MAPK抑制剂是另一潜在策略，近期研究显示其可阻断衰老肺成纤维细胞中p38 MAPK的持续信号，从而打破成纤维细胞内的激活回路。尽管这些类别尚未在衰老成纤维细胞体内模型中广泛测试，但其机制与纤维化信号的关键驱动因素高度契合，是未来研究的有力候选方向。
6 讨论与未来方向
衰老成纤维细胞是衰老肺纤维化的核心驱动因素，它们破坏正常伤口愈合，维持自我强化的反馈回路，使组织锁定在进行性瘢痕化进程中。靶向这些细胞提供了减轻纤维化的直接策略，既可通过衰老清除剂清除衰老细胞，也可通过衰老调节剂抑制其分泌程序。但将这些认知转化为有效疗法仍面临多重障碍。
首要障碍是衰老细胞群的异质性。SASP组成、表面标志物表达与衰老清除敏感性均存在差异，取决于细胞类型、诱导应激源与局部组织环境。对IPF肺组织进行单细胞分析以定义成纤维细胞特异性衰老亚型，并明确最具治疗相关性的亚群，将有助于突破这一障碍。该领域的早期工作已开始揭示新的衰老特征与潜在疾病靶点，例如一项结合IPF肺组织单细胞RNA测序与加权基因共表达网络分析的研究，鉴定出原代肺成纤维细胞中包含163个基因的新衰老相关基因簇。这些特征仍需在更大数据集中验证，但凸显了单细胞方法在发现IPF新生物标志物与治疗靶点方面的潜力。
另一挑战是抗衰老药物的最佳递送与治疗时机。系统性给予衰老清除剂存在脱靶效应风险，例如Navitoclax可导致剂量限制性血小板减少症与中性粒细胞减少症。吸入制剂有助于将药物富集于肺部并限制全身暴露。其他方法如基于纳米颗粒的载体或靶向衰老表面蛋白的抗体偶联药物，预计可进一步提高特异性。
此外，给药方案与治疗排序增加了另一层复杂性。间歇性给药通常是首选，以保留短暂衰老在伤口愈合与肿瘤抑制中的有益作用，尽管最佳方案可能因药物与疾病阶段而异。联合策略也值得关注，例如先用衰老调节剂抑制SASP驱动的炎症，可能使残留的衰老成纤维细胞更易被后续的衰老清除剂清除。目前肺纤维化模型中仍缺乏这种序贯方法的直接证据，但该概念值得探索。
还需考虑的另一点是明确哪些IPF患者可从特定抗衰老治疗中获益。除衰老细胞群的异质性外，IPF本身是一种异质性极高的疾病，临床病程难以预测。这意味着可能需要对患者进行分层，以识别最可能产生应答的人群。这种分层需要可靠的肺衰老无创生物标志物，而目前尚无此类可用指标。循环因子如衰老调控因子已被探索作为年龄相关疾病的潜在标志物，但尚未在IPF临床应用中得到验证。未来试验若纳入探索性生物标志物终点，可能为实现更个性化的治疗策略奠定基础。深入理解成纤维细胞特异性衰老程序将是这些工作的核心。最终，对衰老成纤维细胞生物学的定义、靶向递送的改进，以及获益患者的识别，将决定抗衰老疗法能否从有前景的概念转化为真正惠及年龄相关性纤维化肺病患者的临床现实。
