为什么我们是独一无二的？

席卷全球的新冠肺炎大流行让我们知道，每个人对病毒的反应不同，症状不同，不同疫苗的副作用也不同。医学和制药业通常无视我们对药物的反应的巨大个体差异，视其为无伤大雅的刺激，而且觉得这些反应为明确的临床试验提供了确切的建议，是销售药物的绊脚石。结果是我们习惯于依赖“平均值”，即使它们常常具有误导性。当涉及营养及我们每个人对食物的反应时，情况尤其如此。这种标准化方案硬生生地把营养指南变成了热量需求，这种指南把成年人分成两种——男性和女性，而他们各自对营养素的需求只有宏量营养素和维生素。

直到最近，我们才认为个体对食物和药物的反应不一的主要原因可能是基因差异。我们每个人都有约20000个产生不同蛋白质的基因组及序列。经过了几千年，我们的部分基因发生了突变，使得部分人能够轻松地消化生牛奶，成功获得了喝酒不脸红、不会喝趴下等本领。其他基因也不同，所以有的人对咖啡因格外敏感，以至于喝咖啡后会出现心跳加快、失眠的反应。有的基因突变则更加个性化，比如有的人吃了芦笋后小便会有特殊的气味，类似于有点甜的腐烂卷心菜，还夹杂一点硫黄味。或许你是另外1/3完全闻不出这种气味的人，甚至是那1/10非得伴侣在自己之前小便才能勉强嗅出这种气味的人。

同样地，有1/6的人喝了甜菜根汁后，尿液会变成红色。这当然是无害的，但如果你对此没有心理准备，就会被像血一样的尿吓到。这种差异由我们的基因和肠道微生物共同所致，但为何我们的身体对芦笋、甜菜根的化学反应存在差异，仍然是个谜。此外，我们完全不知道这种尿液气味的突变有任何有利于进化的优势。 1

消化意大利面的基因

人体内有种酶叫淀粉酶，它的工作是把意大利面或者米饭等食物中的淀粉在口腔和消化道上段分解成单糖。我的同事马里奥·法尔奇在一个临床试验中发现，DNA中编码淀粉酶的基因AMY1有可能会让你更瘦。这种基因在人群中差异极大，而且与是否吃淀粉类碳水化合物食品相关，而且它可能是迄今为止发现的与体重相关性最大的基因。 2 然而这个基因检测起来相当棘手，而且我们对其了解也不全面。但一项在瑞典开展的超过4000人参与的研究表明，AMY1基因总体上对体重没有直接的影响，除非同时把受试者吃了多少淀粉类食物这个因素考虑进去。 3 淀粉酶负责把富含淀粉的食物分解成单糖从而导致血糖飙升。那些身体内淀粉酶更少的人分解淀粉的速度会慢一些。如果你吃了大量的淀粉类食物，同时身体中淀粉酶不够多，就意味着你在血糖飙升前可以吃更多的比萨。另一方面，如果你体内有很多淀粉酶，还吃了一大碗米饭，就必然会让血糖短时间飙升。

你可以在家做一个简易的实验来测试一下你的淀粉酶基因。先准备一块干燥的小麦饼干放在嘴里，不要咀嚼，然后计时，看看你多久能感受到甜味。 4 如果时间在30秒以内，那么你很有可能携带多组AMY1基因（淀粉酶多）；如果超过30秒，意味着你携带较少的这种基因。当我们用这个实验测试了数千对双胞胎后，发现只有不到10%的人能够迅速感知到甜味，大多数人都不会那么快感知到甜味，包括我自己。我甚至在一分钟后才觉察出甜味，因此我携带的这种基因大概率更少。在消化道上端较少释放出糖分，从而留到肠道后端用以滋养微生物，这可能有助于你拥有小蛮腰。尽管这背后的科学研究还在如火如荼地进行，这个小实验也仅仅是随便测测，但它仍说明了我们对食物的反应是多么不同。

虽然基因控制了味觉感受器的数量或我们对食物的偏好，但环境因素还是在很大程度上能改变它们，因为我们进化成了杂食动物，而不是挑食的物种。许多人天生讨厌香菜，是因为他们对其中的一种化学物质非常敏感，而这种化学物质是香菜和肥皂中都存在的。但是研究也指出，如果我们在幼年就接触了美味的墨西哥食物和经常使用香菜的亚洲食物，大脑的反应是可以改变的。

双胞胎研究，包括我们自己所做的研究，都表明基因仅仅能对约50%的成年人肥胖风险负责，也就是说50%的肥胖归因于我们基因的不同。其中还有一些基因的组成是由我们的行为塑造的，比如对食物的选择——这跟生物学性状类似，都能遗传给后代。我们的行为和偏好都有很强的遗传性。 5 此外，针对婴儿双胞胎的研究则发现，基因和环境之间存在明显的交互作用，如果家庭环境或者饮食本身不健康，基因的影响会加倍放大；反之，若是家庭成员肥胖风险都很低，基因对肥胖的作用很小，饮食反而扮演了主要的角色。 6

现在，你可能觉得我们的基因多样性才是个体代谢和对食物的反应有差异的主要决定因素，这正是我十年前所相信的。从那以后，我开始深入研究同卵双胞胎。尽管大量的双胞胎都很相似，但是要找到那些在常见疾病、心理状况、体重、食欲和食物偏好方面都迥异的双胞胎，并非难事。为什么会这样呢？家庭环境很难解释这一点，毕竟双胞胎通常在一起生活到至少18岁，有的甚至更久。我们在2014年发表的第一项针对双胞胎肠道微生物组的大型研究表明，尽管基因有一些影响，但是双胞胎之间的差异性远比相似性大。2021年，我们利用更加深入的宏基因组测序更新了此项研究，发现双胞胎只有很小一部分的肠道微生物是一样的，仅仅比两个完全没有血缘关系的人多一点点。事实上，每个人都拥有独特的微生物亚型菌株。按比例来说的话，我们人类在基因上的相似性远超想象——共享约99.7%的基因变异，并且可能人均是亲五代表亲关系，但我们仅仅共享了约25%的肠道微生物基因。 7 因此，比起人类基因，我们独特的微生物组及其产生的化学代谢物才是让每个人成为独一无二的个体的关键。

尽管我们生来携带遗传自父母的一整套基因，但我们的肠道微生物完全不是这回事。如前所述，我们出生时是无菌的，而在母亲的分娩过程中会通过口鼻获取第一批微生物，并在吃母乳以及与大人和环境接触的过程中持续获取微生物。这些微生物大约要花三年的时间才能稳定下来，而且会随着每一次感染、用药和饮食或环境的改变而改变。即使是双胞胎婴儿，其肠道微生物也有很大差别。随着年纪渐长，我们每一次服用抗生素或其他药物、每一次腹泻、吃的一饭一蔬都在某种程度上改变我们体内的微生物。甚至你住在哪里也起到重要作用——住在大城市还是乡村，是独居还是一大家子住一起，养宠物与否，个人和居住环境卫生状况如何。既然只有少数微生物受到了基因的影响，而绝大多数与基因无关，这就意味着环境和食物对我们至关重要。我曾在东非的灌木丛中待了一周时间，在此期间吃的都是当地的动植物，我发现我的肠道微生物发生了一过性的巨大变化，而在我回家后的两天内就恢复了。尽管会有这种短暂的变化，但我们大多数的微生物组都相当稳定，就像指纹一样，这些独特的微生物会伴随我们一生。

在PREDICTⅠ期的队列研究中，我们以1000多名成年人为研究对象，其中包括数百对双胞胎，并持续两周观察他们对不同食物的反应。参与者的第一天是在医院度过的，他们要做详细的血液检测，并且在吃下一顿精心设计的试验餐后，接受反应测试。随后他们会回到自己的家中继续这项试验，并按照日程安排拿到试验餐，其余时间则自由进食。我们检测了一系列与营养健康相关的血液标记物和生理指标，包括血糖、脂肪、胰岛素、炎症、运动、睡眠和微生物组多样性等。这种细致程度的持续性监测能通过采用最新科技的可穿戴设备来实现，比如使用动态血糖监测仪和电子活动追踪设备，可以全天候监测研究对象的血糖值和活动情况。常规的指尖采血也能满足我们测血脂的需求。所有这些监测项目组成了数百万个数据点阵，需要利用复杂的机器学习技术（人工智能技术的一种）进行分析，以识别其中的模式，并且做出预测。

研究中最令我们惊讶的发现是，个体之间对同一份试验餐的胰岛素、血糖和血脂的反应竟然能有8～10倍的差异，甚至同卵双胞胎也存在巨大的差异。例如，有的双胞胎中的一位可能对饮食中的碳水化合物有着良好且健康的反应，但对高脂肪膳食反应不佳，而另一位的反应则恰好相反。这个结论告诉我们，每个人都如此独特，因而没有什么完美的膳食能适用于所有人。

正是基于这些双胞胎的研究结果，我们马上明白基因在决定我们对食物的反应方面只起到很小的作用，例如对血糖的作用小于30%，对血脂的作用小于5%。这些结果还说明，很多商业基因检测机构声称能根据基因结果来量身定制“适合个人基因的膳食”，这是几乎无效且具有误导性的。我们还发现，进食的时间对人的营养代谢的影响也存在着个体差异。对一部分人而言，一模一样的饭在早上吃引发的营养代谢反应就与在中午吃非常不同，对其他人而言则几乎没有差别。这就直接证实了根本没有什么“适合所有人的最佳进食时间表”。当然，饮食还是有一些共性，比如对于同一种食物，大多数人在上午吃时血糖反应会更加温和。但我是个例外，这就说明对于和我一样的少数人，尤其是年过五旬的人，吃一顿高碳水化合物的丰盛早餐可能比晚一点吃对身体的伤害大得多。还有大约1/4的人在拿玛芬蛋糕当早餐吃了三小时后，会有一个明显的血糖低谷，这会让他们觉得疲惫且饥饿，并促使他们全天多吃20%的食物，这相当于让他们一年增加10千克体重。了解这些事实可谓至关重要。

另一个惊人的发现则与一顿饭的构成有关，即它的热量、脂肪、碳水化合物、蛋白质和膳食纤维（宏量营养素）同样对每个人的餐后代谢反应有着高度个性化的影响。一些人能更好地处理碳水化合物而非脂肪，而另一些人则相反。我们从ZOE PREDICT研究中还发现，随着年龄的增长，我们对食物的反应也会相应地变化。对女性而言，这个变化最大的时间节点就是更年期。 8 所以在我们三十多岁时行之有效的饮食方法，有必要在年岁渐长的过程中被重新审视和评估。

尽管每位研究对象都有着巨大的个体差异，但每一人在同一个时间段吃同样的食物的反应在数天内测试结果都具有高度一致性。这就意味着无论情况多复杂，精准预测确实是可行的。只要掌握了一个人的血脂、血糖和肠道微生物组评分，加上睡眠、进食节律等数据，就能够精准预测这个人对任何食物的反应，并对其饮食进行指导。ZOE就开发了一套商业测试（目前在美国和英国的智能手机应用商店有售），这个产品能基于上述营养反应的结果为所有常见的食物给出个性化评分。 9 对首批数百名根据该应用程序的建议改善饮食的用户的调研显示，在不计算热量的情况下，80%的用户反映自己感觉更加有活力，也更不容易饿，并且平均减去了4～5千克体重。

人类是很复杂的，有很多事情都会影响我们的健康。有的事情我们无能为力，比如年龄或者基因序列，而另一些则事在人为，比如一餐一饮的选择，还有我们的肠道微生物组。如前所述，我们所吃的食物是由不同营养素组成的混合体，它们会以不同的方式影响身体和肠道微生物组，因此弄清饮食、代谢和健康之间的关系实非易事。一项在明尼苏达大学进行的深度研究连续17天测试了34位来自该大学的志愿者的粪便样本，结果表明营养成分相近的食物对肠道微生物的影响有着天壤之别。 10 受试者选择最多的是咖啡、切达奶酪、鸡肉和胡萝卜等，但还有很多比较个性化的食物选择。研究者发现，虽然每个受试者的饮食都会对他们的肠道微生物产生影响，特定食物也会增加或减少某种特定菌株的丰富程度，但是跨人群之间并没有直接的相关性。比如，焗豆会让某个人的肠道微生物中的某个特定细菌的比例提高，但对另一个人几乎不起作用。有趣的是，尽管一些相似的食物（如卷心菜和羽衣甘蓝）对肠道微生物有着类似的影响，但在生态学上完全不相关；营养成分接近的食物（脂肪、碳水化合物、蛋白质含量接近），对肠道微生物有着显著不同的作用。

如前所述，在我们2021年开展的ZOE PREDICT Ⅰ期研究中，我们研究了个体肠道微生物的组成，与他们的膳食以及糖尿病、心脏病和肥胖的健康标记物之间的关联。除了在明尼苏达大学研究中发现的个体差异，我们还是能从食物与微生物的关系中发现一些一致性，无论是在ZOE最初的用户中，还是在国外的很多其他群体中。如我所言，这让我们能初步拟定一个好坏食物清单，并据此给人们推荐要多吃或者少吃的食物，也就是所谓的“肠道建设者”或是“肠道抑制者”。这些信息可以进一步根据你肠道微生物的基本水平进行个性化定制。我们如今仍处在针对肠道微生物提出个性化营养建议的起步阶段，但随着持续不断地发现更多的微生物，相关业务会迅速发展，并且很快就能拓展到益生菌和益生元补充剂的个性化建议领域。

正如我们对食物颜色和气味的感知存在差异，我们需要知道每个人对食物的反应也是独一无二的。有的人在运动后消化食物的速度更快，而另一些人则是在运动前吃东西更有利于代谢。正如我们自身一样，我们的肠道微生物也有着进化了数百万年而形成的昼夜节律，这是不容随意篡改的。在与来自伯克利的研究团队一起工作的时候，我们发现睡眠的质量和时长都会对我们第二天的食物代谢产生重要影响。对大多数人来说，避免高糖早餐，而是吃含有脂肪或者高膳食纤维的早餐，对于轻松开启清醒的一天与保持精力都很重要。在不止步于仅仅知道吃什么，更勤于了解怎么吃的过程中，我们发现有的人不吃早餐，保持每天只吃两顿的确更合适，而对另一些人来说，这样会对健康少有裨益。延长空腹时间并压缩进食区间（或称“限时进食法”）开始流行起来，但不可避免的是，有的人觉得这样很自然，而另一些人会觉得很别扭。未来几年，我们会开发相应的测试，帮助人们了解自己，但是目前还需要更多试验，并保持开放的态度。

我们在感知饥饿和饱腹方面也很不同。有的人似乎天生就是“大胃王”体质，他们中的少数是由基因所致，而大多数不是。我们的身体有一套聪明的系统，能够通过肠道和脂肪细胞的激素来调控大脑的食欲中枢。那些极度肥胖的人通常食欲旺盛，这是因为与食欲相关的激素信号系统罢工了。而当他们接受了能救命的胃旁路手术后，发现血检结果和食欲在两天内都奇迹般恢复正常了。研究激素的医生（内分泌医生）声称这种剧变是由“食欲”激素的改变引起的。但胃旁路手术患者的肠道微生物也发生了剧变，所以我认为是因为消化道被手术重整了结构后，肠道的微生物也随之移居，改变了传递给大脑的化学信号。这就解释了为什么胃旁路手术的长期成功率取决于患者的肠道微生物能够于新环境中定植多久，而非取决于肠道激素。 11

人类生而拥有不同的身材与身高，肠道亦如此。比如小肠的尺寸就因人而异，有时长短差异达2倍之多，从630厘米到1510厘米不等。这就会影响到营养的吸收、进食的速度、咀嚼的充分程度，所有这些也存在很大的个性化差异，同时可以改变食物停留在肠道的时间以及与饱腹感相关的激素信号。

现在你应该意识到你的消化系统有多独特了。正因为它与你的基因、肠道微生物、免疫系统、胃肠激素和大脑都有着复杂的交互作用，所以饮食实际上是很个人化的事。因此通用型“健康餐盘”及其在世界各国的同类替代品对个人而言完全不够用。尽管给健康的成年人制定通用且基于循证的指南确有其意，但是这种设计和执行方法容易被纷杂的信息干扰，继而引发行为上的偏差。这就是问题所在。有了本书的帮助，以及现代科技（如ZOE的评分系统）的加持，你也能着手设计循证且个性化的专属营养餐盘了。