经济观察报 记者 张铃

2026年春天，经济观察报采访了北京生命科学研究所资深研究员张二荃。他有两个主要的研究方向，一个是生物钟（昼夜节律），另一个是睡眠。

在这个睡眠困扰普遍存在、生活节奏紊乱的时代，睡眠与生物钟的科学研究从未如此贴近我们的生活。

过去几年，在生物钟和睡眠领域，张二荃团队取得了一系列引起全球科学界关注的成果。

在睡眠领域，他们发现，长时间睡眠剥夺将导致严重细胞因子风暴。这揭示了严重睡眠不足如何通过影响大脑和免疫系统，最终导致全身器官损伤甚至死亡。

在生物钟领域，他们追寻生物钟的古老起源与核心原理，并致力于将其转化为对抗衰老、调节节律的实际应用。2020年，他们筛选出可以快速调节生物钟的虫草素（3′-脱氧腺苷）。2025年，他们找到了生物钟进化中的核心分子，填补了从蓝藻到人类生物钟进化路径上的关键空白。2026年，他们又发现通过药物恢复衰老大脑中生物钟的活力，能显著延长老年雄性小鼠的健康寿命。

在访谈中，张二荃分享了许多既前沿又接地气的洞察。比如，哪怕一晚上没睡好，身体指标也会出现明显变化；严重睡眠不足可能诱发免疫因子风暴，这和免疫系统对新冠重症患者的无差别攻击类似；未来，科学家可能研发出治疗生物钟紊乱的药物，帮助倒时差者、宇航员和核潜艇官兵应对混乱的作息。

以下是经济观察报与张二荃的对话：

睡眠不足是很可怕的

经济观察报：现在社会普遍存在长时间加班现象，猝死事件也越来越多。睡眠不足可能怎样影响人的健康呢？ 

张二荃：现实中，因为睡眠不足导致猝死的事件确实不少见。严重的睡眠不足可能诱发免疫因子风暴，这其实就和新冠重症的表现差不多了。免疫系统一旦被非正常激活，就会无差别攻击全身。

经济观察报：此前，你的实验室揭示了睡眠不足导致炎症反应的生理机制，可以讲讲这个研究的思路和过程吗？

张二荃：我们都知道睡眠很重要，因为人一生有三分之一时间在睡觉。一个合理的推测是，没有睡眠是不行的。早在1983年，芝加哥大学的科学家就通过一系列复杂操作对大鼠进行睡眠剥夺，一个月后，大鼠全部死亡。这从原理上证明了不睡觉确实会导致死亡。但是，大鼠的具体死因不明，所以当时只能归为全因死亡（指因任何原因导致的死亡）。

我们在做这个课题时，选择了用小鼠来做实验，因为小鼠的研究系统非常成熟，我们可以直接把各式各样基因突变的小鼠拿过来用。我们发现，使用改造后的新式睡眠剥夺方法，会导致大部分小鼠在四五天内就死亡。简单来说，这个睡眠剥夺方法就是利用小鼠睡觉时会把头趴下的习性，我们在它的环境中铺上很薄的一层水，它脑袋一低下去就会被呛到，从而被惊醒，无法入睡。

经济观察报：这些小鼠的具体死因是什么呢？

张二荃：我们做了8只小鼠的病理解剖，发现有3只死于肝脏问题，3只死于肺部问题，另外两只死于其他问题。总体来说，这些小鼠的各个器官都有损伤，死因也存在一些交叉，但没有哪一个器官的损伤是在所有小鼠中都出现的。这解释了为什么1983年的大鼠实验只能归结为全因死亡。

我们多做了一件事，就是测小鼠的血液。我们发现，所有小鼠的血液都是炎症基因高表达。比如，这些小鼠的白介素-6（IL-6）可能飙升上百甚至上千倍。那么我们可以判断，炎症反应是小鼠死亡的主因，因为这是唯一在8只小鼠里全部高表达的指标。

我们知道，在新冠重症死亡患者中，就有所谓的免疫因子风暴现象。在对睡眠剥夺的研究中，我们借用了这个概念。什么是免疫因子风暴呢？简单来说，炎症会促进炎症因子比如白介素-6的产生，而白介素-6的产生又可以激发新的白介素-6。也就是说，这个流程一旦启动就是死循环，而且是加速的死循环，非常可怕，它相当于个体自身编程的自杀行为，和龙卷风一样破坏力极大，必须把它强行压制下去，才能去处理后面的事。这也是为什么对待一些新冠重症病人，当别无办法时，就只能上激素，用激素把免疫因子风暴强力压制下去。

经济观察报：小鼠被剥夺睡眠4天后会出现死亡，在睡眠剥夺下，人类可以扛多久？

张二荃：没有精确数据，但通常个体越大，耐受性可能越强。大鼠能坚持一个月，小鼠只能坚持四五天。虽然我们的剥夺效率更高，但大致趋势如此。

在致死之外，睡眠不足还会造成很多问题，很明显的表现就是加速皮肤衰老。当免疫因子攻击皮肤组织时，人的外表就会显得更老。所以说，睡美容觉是有科学依据的。

经济观察报：如果对人进行不同时长的睡眠剥夺，会带来哪些直观变化？

张二荃：哪怕一个晚上不睡觉，甚至不需要一整个晚上不睡觉，就能有明显的变化。比如，如果你体检前一晚没睡好，医生一看你的血检指标可能就会问你：“你是不是昨天晚上没睡好啊？”

经济观察报：具体哪些指标会有变化？

张二荃：中性粒细胞上升，白细胞下降，这是最明显的指标。其实，睡眠不好引发的炎症反应在日常生活中也很常见，比如牙疼、皮肤溃烂。

经济观察报：为什么有的人需要睡八九个小时，有的人睡四五个小时就够了？

张二荃：睡眠研究领域确实存在所谓的“短睡眠者”（short sleeper）。美国加州大学旧金山分校的傅嫈惠教授就发现，有些人因特定基因突变，睡眠效率极高，他们不需要长时间睡眠，但同样健康。这可能和他们大脑清除代谢废物的效率更高有关。

经济观察报：你曾在演讲中提到“睡省”山西的一些做法，到了中午，山西人不串门，美术馆、图书馆要关门，火车站的钟声也是不敲的。你觉得其他省份有必要学习山西的做法吗？

张二荃：我觉得是可以学习的。不管怎么说，压力肯定会造成很多不好的影响，哪怕睡一小会儿，都能极大地缓解压力。压力和睡眠是一个很有趣的调控，压力太大可能就睡不着，但如果能睡着的话，就能很大程度上缓解压力。

恢复生物钟可延缓衰老

经济观察报：作为研究睡眠和生物钟的科学家，你的睡眠和生物钟规律吗？

张二荃：不是很规律，我的睡眠有比较明显的生物钟问题。我基本能做到倒头就睡，但不能睡整觉，晚上三点会醒。以前，半夜醒来后我总是刷一小时手机再睡觉。现在，我在睡觉前会把手机强制性锁住。

我这种情况其实就是睡眠碎片化，这是生物钟衰弱和衰老的标志之一。人老了之后生物钟会衰弱，衰弱会加速衰老，如果我们能用药物在内的人为手段把生物钟恢复的话，就可以延迟衰老。

经济观察报：通俗地说，生物钟到底是什么？

张二荃：从分子生物学角度看，生物钟就是由一系列基因构成的。过去主流理论认为，生物钟是一个所谓的转录负反馈，一些基因激活另一些基因的表达，后者又反过来抑制前者的表达，形成一个负反馈环。也就是说，一个起来了，就把另一个压下去，被压下去的东西起来了，又把另一个压下去，形成一个24小时循环。

但是，我们认为生物钟起源时，不应该那么复杂，不应该需要那么多东西参与，因为这会是一个高耗能的过程。在生命起源时，如果说要花75%的能量来维持生物钟的话，显然是不合算、不科学的。在生命最初的时候，应该是有一个很高效的、只用花一点点东西就能起到作用的机制。

我们去年的研究发现，在包括人类在内的真核生物中，生物钟最初仅仅是通过一个酶，它缓慢地水解掉ATP（能量分子），只需消耗几个ATP就能实现昼夜变化，而不是过去认为的需要消耗数百万甚至上亿个酶才能完成一个负反馈循环。

其实，早在2005年，日本科学家就发现了这个酶，但当时的发现只限定在蓝藻生物里，我们发现在真核生物里也存在对应的分子，把这个对标物从原核生物推广到了真核生物，这样就几乎包括了所有生命。

这套最原始的系统可能早在35亿年前生命诞生之初就已存在。为什么我们一定要把这个机制推导到生命的最早期呢？因为生命出现之前，地球就在自转，昼夜交替的现象就存在了。所以我们认为，生命从出现起，就有昼夜节律的生物钟。

经济观察报：是否可以说，不具备生物钟的生物就无法出现，即使出现了也会消亡？

张二荃：多数情况下是这样，但在极端的情况下不是。比如说，地穴里没有昼夜交替的现象，所以地穴生物的这套系统就会退化。比如线虫，它就没有24小时的周期变化。但是，因为这套系统仍然存在，这些生物在需要使用时就能把它拿过来用，那时，可能周期不一定是24小时，可以是8小时或者其他。自然的进化是非常好玩的。

经济观察报：什么是生物钟紊乱呢？

张二荃：生物钟正常运转时，一系列的基因就会表达出来，还有一系列的基因会被抑制下去。假如我们每天的日程安排很固定的话，身体里头的基因表达就会和昼夜节律的生物钟关联起来，让我们做事更高效。在正常情况下，我们可以把生物钟的基因表达画成一条规律波动的cos曲线。

假如生物钟被破坏，那这些基因的表达就不再有规律了。生物钟紊乱最明显的坏处就是晚上睡不着，白天打瞌睡。生物钟最常见的被破坏，就是倒时差和从事昼夜颠倒的工作。

经济观察报：你发现的可以精确调控生物钟周期的基因（RUVBL2），在现实中可以有什么应用场景？

张二荃：这个基因是核心生物钟基因，假如未来能研发出药物对它进行调整，就可以改变生物钟的周期。目前来看，应用场景不算很多，而且比较特殊。最大的应用场景是倒时差，即快速调整生物钟的相位，让人体节律曲线平移到新的时区。

还有两个可以想象的应用场景是航天和潜艇。比如，火星的周期和地球不一样，这里的一天约24小时40分钟。在潜艇工作的官兵执行三班倒工作制，每一班是6小时，一个工作周期是18小时。每次潜艇官兵出海回来后，都会如同大病一场。如果我们能用药物，把宇航员和潜艇官兵的生物钟调控得和工作场景周期一致，会是一件很好的事，生物钟紊乱给他们带来的疲劳就能得到缓解。

经济观察报：从基础研究，到出现真正能恢复生物钟、延迟衰老的药物，我们还有多远的路要走？

张二荃：目前，我们已经找到了一个叫做3′-脱氧腺苷的化学小分子。我们在出现生物钟紊乱的中老年雄性小鼠（相当于人类50岁）身上做了实验，发现对它们的生物钟进行干预，可以将其寿命延长约12%。但是，这只是雄性小鼠的数据，而且3′-脱氧腺苷的使用剂量很大，我们还需要对它进行化学改造，使其更有效。

我们是在一个有30万个化学小分子的文库里找到3′-脱氧腺苷，我们已经为基于这个天然化合物进行的一系列可能的改造申请了专利。下一步计划是与合作者探讨在猴子身上进行实验。如果猴实验成功，那么推向临床的可能性就会大很多，但无法预测具体时间。

（作者 张铃）