2020年5月,美国国立卫生研究院(NIH)宣布,精准营养将是未来10年的研究重点,他们的目标是“从根本上改变营养科学”。那么当下,营养学家进展到了哪一步?

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伦敦国王学院的遗传学家蒂姆·斯派克特(Tim Spector)曾有过一个坚持了十来年的午餐习惯:先来一份黑面包夹金枪鱼和甜玉米的三明治,然后再入口香蕉,天天如此。

他始终相信这是一组健康的饮食配方——直到他发现午餐后自己的血糖和血脂水平激增。这是预示糖尿病、心脏病和肥胖症风险的信号。

然而,金枪鱼三明治对斯派克特教授不利,并不意味着它会给所有人都带来麻烦。实际上,对于某些人来说,它们是非常健康的饮食选择。

不只是金枪鱼三明治,几乎所有食物,甚至是冰淇淋这类早已被定性“不大健康”的食品,都有其红与黑的两面

斯派克特等研究者近年来的研究表明:人们对食物的反应高度个性化,换句话说,没有一种适合所有人的绝对健康饮食——更激进地说,每个人都需要个性化的营养计划。

越来越多的科学家都在加入斯派克特的阵营,推崇“精准营养”的理念,美国国立卫生研究院(NIH)甚至在筹备相关计划,试图推广个性化饮食,引领一场“精准”的健康革命。

饮食乃健康之基的概念可以追溯到古代。被西方尊为“医学之父”的古希腊医师希波克拉底曾有一句名言(真实性有待考证):“让食物成为你的良药”。人类科学定义健康饮食的历史始自19世纪90年代,当时美国维思大学的营养学先驱威尔伯·阿特沃特(Wilbur Atwater)发布了全世界第一份饮食指南。

指南给出的健康纲领就是“品类要丰富,食量要适中,避免摄入过多脂肪、糖和淀粉。”这一宗旨经受住了时间的考验,但125年后的现在,我们需要一套更精细的全新营养范式。

血糖指数悖论

2014年,以色列魏茨曼科学研究所的免疫学家伊兰埃利纳夫(Eran Elinav)和数学家伊兰西格尔(Eran Segal)开始合作研究人造甜味剂(被认为是无热量的糖)与肥胖症和糖尿病的相关性。

研究团队让实验对象摄入甜味剂,然后测量他们的血糖水平变化。血糖上升是人体进食后的正常反应,但如果葡萄糖上升或下降太快,这可能意味着代谢异常,如斯派克特所说:“血糖水平经常升高的人更容易体重增加或患上糖尿病。”

埃利纳夫和西格尔惊奇地发现,在摄入等量的人造甜味剂后,有些人的血糖水平急剧上升,另一部分则没什么动静,其余人的状况处于两个极端之间——“我们看到了高度个性化的反应”。

按理说,人造甜味剂不含卡路里,根本做不到让血糖飙升,人与人之间的血糖反应也不该有过大差异——至少食用相同食物的人们应该出现大致相似的血糖峰值,这一点也正是血糖指数(GI)概念的预设:人体的血糖反应大同小异,因此我们可以统一给出某个食物的血糖转化速度(它被转换成葡萄糖并扩散至血液中的速度)。

与老观点相悖的新发现将两位专家的注意力引向了关于血糖反应的早期研究。

埃利纳夫表示:“我们意识到,所有早期研究的志愿者人数都很少,可能也就十来人,他们被给予相同的食物,然后进行血糖测量,而最后的结果是一个平均值,接着被判定为该食物的GI。但我们不知道每个个体对食物的反应是怎样的。”

埃利纳夫和西格尔曾比较工业生产的白面包(white bread)与面包师傅做的全麦酸面包(wholegrain sourdough)的血糖转化能力。GI列表告诉他们希望白面包毫无疑问会带来更高的血糖峰值,但事实并非如此。

他们发现,对于某些人来说,流水线生产的白面包比手工打造的全麦酸面包更健康。“我们惊呆了。有些人在吃完白面包后根本没有什么反应,可另一些的血糖却猛增,甚至达到了糖尿病水平;但如果计算平均值,你会发现结果和这款食品的标准GI一致——绝大多数食物也都如此。”

在埃利纳夫看来,这些新发现告诉我们以往那种一刀切式的全能饮食范式存在固有的缺陷,也告诉我们“与其给食物评分,不如给人评分”。

通过数据预测最佳饮食

埃利纳夫和西格尔曾开展一项针对800名受访者的饮食调研。他们收集每个参与者的年龄、性别、生活方式和病史等信息,测算他们的身体质量指数(简称BMI),采集他们的粪便样本以了解其肠道微生物群;接着,他们监测了调研对象一周的血糖情况,同时让他们详尽地记录自己的饮食结构、用餐时间以及睡眠和活动方式。

在统计分析了超过52000次用餐带来的血糖反应后,他们得出结论:即使吃了相同的东西,人体的血糖反应也各不相同,且差异显著。

他们还通过数据分析发现,个体的生物特征数据,尤其是关于微生物组组成的信息,是预测其摄入某食物后的血糖反应的最佳工具,而靠谱的预测工具有助于为每个人设计低GI食谱。

为进一步落实自己的观点,研究团队又招募了26名患有糖尿病的志愿者,给他们进行一系列的测试并设计个性化的饮食方案——每个人都要在研究人员的监督下坚持一周好的饮食方案和一周坏的饮食方案。不出所料方案显著改善了血糖反应,而坏方案则恶化了病情。

这个故事中最引人关注的一点在于:与以往推荐给糖尿病患者的饮食方案不同,此项实验设计的“好”方案包含一些野路子,例如啤酒、巧克力和冰淇淋,也排除了一部分主流,例如西红柿。

除了魏茨曼研究所的团队,其他研究小组也在开展同类实验,并得到了相似的结论。斯派克特团队曾面向一千多名志愿者,进行个性化饮食实验,研究结果于近期发表,为精准营养的理念提供了扎实的实验数据。

“量身”,然后“定制”

除了血糖反应,斯派克特的新研究还关注了血液中甘油三酯的变化。同样,他们的观察结论是血糖变化的规律同样适用于血脂。

斯派克特的表述和埃利纳夫的话没什么本质区别:“有些人几乎没反应,有些人的甘油三酯虽有走高,可回落得很快,而另一部分人的血脂水平持续上升几个小时。每个人对相同食物的反应都不同。”

这里需要指出,甘油三酯与葡萄糖一样,都是慢性疾病的信使,如果这些脂肪在血液中长时间循环,会加剧炎症,引发新陈代谢方面的问题,如糖尿病、心脏病和肥胖症。不过二者的变化互不相关。

此外,斯派克特团队还收集了志愿者的大量信息,包括年龄、性别、身高、体重、身体组成、血压、代谢水平、昼夜节律、基因组序列、微生物菌群和日常饮食,也记录了他们在个性化饮食实验(为期两周)中的进食、睡眠和运动情况。

在用机器学习工具对上述信息进行整合分析之后,他们发现这些数据可以相当准确地预测个体进食后的代谢反应,血糖反应方面的准确率达到了77%,预测甘油三酯水平的准确度为47%。

比较出人意料的一个情况是遗传因素的存在感很低。

斯派克特招募的1002名受试者中有86对同卵双胞胎,但他们对食物的反应差别很大,有时甚至是同时同地吃同一顿饭,吃完后身体的代谢反应也可能迥然不同。

按照斯派克特的说法,或许只有大约30%的血糖反应与我们的基因有关,反倒肠道微生物和昼夜节律等因素的影响更大,更有助于预测餐后反应。

我们有理由畅想在未来某一天,人们能够基于一些简单测试,例如血样、粪便或尿液检测,来为自己定制个性化饮食方案。

斯派克特表示:“我们已经可以在一定程度上做到这一点。最初,它们将稍微简化一些。但是我们已经知道您是否是应该在饮食中增加更多脂肪的人,是否可以安全食用碳水化合物。”他领衔的研究小组正与其他团队合作推出智能手机APP为用户提供个性化的营养建议。

营养科学在公众舆论间的名誉也可能发生巨大改变。用伦敦国王学院的营养学家萨拉贝里(Sarah Berry)的话说:“很多人批评营养科学,说我们其实都不知道自己在说什么,我们的健康建议总变化万千,都不知道该听哪句。可实际上,那是因为食物非常复杂,人的体质也复杂多样。人体对食物的高度个性化的反应可能就是各种自相矛盾和谜团的根源。”

贝里同时也强调了传统营养学体系的重要性:“追求精准营养并不意味着打破传统的健康饮食准则。我们仍然推荐所有人都多吃富含膳食纤维的食物,包括水果、蔬菜、坚果和豆类,适量摄入脂肪和加工食品。但我们可以在此基础上,通过高度个性化的配置收获高度精准的健康。”

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