耶魯大學

突發的危機 這一發現對公共衛生有很大影響。美國目前正處於因「代謝綜合征」發病率激增而引起的危機之中。代謝綜合征的癥狀包括長期高血糖、脂肪過多、高膽固醇和甘油三酯水平以及血壓升高，而且它與心臟病、中風、骨質疏鬆症、某些類型的癌症和2型糖尿病等疾病有關。因此，公共衛生專家樂觀地認為，精確的營養可以通過最大限度地減少不必要的血糖飆升，和其他與疾病相關的因素。 要知道，葡萄糖來自我們攝入的碳水化合物，它們在消化系統中被分解並釋放到血液中。當人體代謝系統正常運作時，循環葡萄糖的數量由參與消化、飢餓和代謝的各種激素的釋放來仔細控制。儘管為人體的正常過程提供動力是必不可少的，但血液中的葡萄糖過多、過長，已經與不健康的慢性炎症水平有關了。 除此之外，身體一次只能處理這麼多葡萄糖。血液中太多的葡萄糖會啟動一個自我重複的生化級聯，吸收葡萄糖的肌肉和肝臟達到其極限，導致血液中的葡萄糖上升。 最終，過量的葡萄糖導致慢性炎症，並與自由漂浮的蛋白質和脂肪相互作用，導致「糖化」，這種化學反應會損害這些細胞，使血管壁變硬，導致高血壓、糖尿病和中風。如果沒有能力有效地將葡萄糖轉化為我們需要的能量，我們就會變得昏昏欲睡、疲憊不堪以及暴飲暴食。從而吃得更多，動得更少，螺旋式下降的情況繼續下去。 這個過程已經在數百萬人身上上演了。據估計，43%的美國人已經患有糖尿病或糖尿病前期，這意味著他們的新陳代謝嚴重失調，無法再正常調節血液中的糖分水平。每三個美國人中就有兩個人超重，使他們有可能患上這種疾病。在美國，肥胖症的醫療費用每年高達1.73億美元。 「斯坦福大學遺傳學主席、基因組學和個性化醫學主任、耶魯大學基因組學和蛋白質組學中心前主任斯奈德（Michael Snyder）說，血糖控制導致糖尿病，近年來糖尿病發病率急劇上升，甚至比新冠都要普遍。因此，控制好葡萄糖是個大的問題。 自魏茨曼論文發表以來出現的研究表明，葡萄糖控制只是許多領域中的一個，通過更好地了解影響個人對不同食物反應的因素，可以對其進行調節。其他研究表明，微生物組和其他因素可以影響我們吸收特定營養物質、代謝脂肪和其他一系列因素的能力。 在過去的十年里，研究人員已經確定了幾十種特定的腸道細菌，研究和描述了它們的影響，並在頂級的同行評議科學雜誌上發表了結果。他們還證明，這些細菌可以幫助在腸道中分解食物，並將其轉化為營養物質、化學信使和其他有益的代謝物，而人體自己吸收的可能性要小得多。 除此之外，他們還發現了一些「壞的」微生物，它們會產生有害於新陳代謝健康的副產品。研究表明，其中一些會對基本代謝過程產生深遠影響。例如，最近，埃默里大學的研究人員發現了一種由腸道細菌產生的「促進肥胖」的化學物質，稱為」delta-valerobetaine「。研究人員發現，體重指數在30以上的肥胖者，其血液中delta-valerobetaine的水平比其他人高約40%。但也不用擔心，一種經常在紅肉等動物產品中發現的、可作為膳食補充劑的特定營養素，可能有助於抵消這種影響。 創業熱潮 這項研究已經催生了幾十個公司的創業熱潮，其中包括埃利納夫和他在《細胞》論文中的一些合作者共同創立的一家，名為的「DayTwo」公司。在過去的十年里，提供個性化營養測試和建議的公司的數量已經從不到20家增加到今天的近700家，根據諮詢公司Qina的首席執行官和創始人亞伯拉罕斯（Mariette Abrahams）的說法，該行業的規模將達到80億美元。 這些公司提供的測試的深度和相關性差別很大，它們提供的信息的有用性也是如此。一些公司依靠問卷調查，或通過睡眠和活動追蹤器收集的數據。其他公司則收集和分析血液、尿液、頭髮和糞便樣本，然後將結果輸入專有的人工智慧演演算法，以吐出飲食和生活方式的意見和建議。 由於「Zoe」公司的測試是基於它在的《自然醫學》雜誌上發表的研究報告中所引用的技術，它被該領域的科學家認為是更可信的一批。它為消費者提供了一對科學研究中使用的協議的淡化版本，這對研究被稱為PREDICT和PREDICT 2，是與哈佛大學、斯坦福大學和一系列其他機構的學者合作完成的。這些研究於2019年和2020年發表在《自然醫學》上，使用機器學習來分析從1000名雙胞胎和無血緣關係的健康成年人身上收集的基因、微生物組和血液樣本，因為他們吃了一系列相同的食物，之前實驗里的鬆餅。它將有關睡眠、運動、壓力和其他環境因素的數據考慮在內。然後它找出了這些因素中的每一個對個體差異的相對影響。 像之前的其他研究一樣，這項研究被認為是迄今為止對食物的個性化反應進行的最全面的檢查之一，它發現參與者對食物的反應方式存在很大差異。但最值得關注的是，這些差異中的絕大多數是由於可修改的非遺傳因素造成的，如微生物組或生活方式。 斯佩克特告訴《新聞周刊》（Newsweek），在同一時間餵食同一種食物的人的血糖和脂肪水平有10到15倍的差異。但是只有不到30%的血糖峰值變化是由於你的基因造成的。對於脂肪來說，這個數字還不到5%。 斯奈德的公司「January AI」說，他公司的專有人工智慧已經開始訓練為不同個體對各種不同食物的反應，這些反應高度預測這些個體對具有類似宏量營養素特徵的其他種類食物的反應。因此，斯奈德說，在通過用血糖監測儀跟蹤葡萄糖水平來收集一個人對四天膳食的反應方式的數據後，他的公司能夠準確預測一個人對大多數其他食物的反應方式。 他說，如果我們知道某些食物會讓你興奮的話，就可以準確預測你將如何反應。我們有一個3200萬的食物資料庫。我不是說它是完美的，但它是相當好的。」 斯奈德指出，這可能是通過替代一些食物來實現，或者首先吃其他與個人代謝相互作用的食物，這些食物可能有助於抑制這些峰值，從而削弱可能導致巨大峰值的食物的影響。 但要注意的是，沒有一個產品經過了贏得美國食品和藥物管理局批准所需的嚴格測試，這意味著該機構已經確定該產品的好處超過了已知和潛在的風險。 斯佩克特的「Zoe」、埃利納夫的「DayTwo」和斯奈德的「January AI」都是基於同行評議的研究，由新興的個性化營養領域的公認領導者製作。從好的方面看，他們的服務提供了關於特定食物如何影響血糖的有趣見解。?斯奈德說，儘管大多數美國糖尿病患者已經對連續血糖監測儀了如指掌，但非糖尿病患者對其的使用只是在過去五年中才出現。 微生物組分析背後的科學是有希望的。「Zoe」測試15種「好的」微生物和15種「壞的」的微生物後，推薦了一系列特定的食物來提高好的微生物，抑制壞的微生物。他們說，自己的研究發現，那些使用他們產品的人有更多的能量，不那麼飢餓，睡眠更好，並且更容易保持健康的體重。 在一個300美元的測試項目之後，包括佩戴兩周的血糖監測器和分析糞便，Zoe提供了訪問該公司的可搜索食物資料庫的機會，該資料庫使用人工智慧演演算法，根據客戶的血糖和脂肪水平對鬆餅測試和其他測試的反應方式，為個別食物打分。但這不是一項免費測試，它每月需要額外支付30美元。 科學家們說，除了商業測試所提供的信息之外，還有大量關於哪些因素導致了個人代謝的差異的信息有待了解。對於科學家們已經有所了解的所有變數，如遺傳學、微生物組、睡眠和運動模式，還有數量驚人的其他變數以科學家們剛剛開始了解的方式相互作用。這些包括年齡、更年期、食物的精確成分、以前的膳食、壓力、進餐時間、總體纖維攝入量和隔夜禁食的影響。 另外，科學家們也只是開始了解微生物組的情況，還有許多腸道微生物，以及個人的免疫系統如何與微生物組和我們吃的食物產生相互作用還有待發現。 斯克里普斯研究轉化研究所的主任和創始人托波爾（Eric Topol,）說，我們將採用在個人層面上的某些飲食建議，但還沒有到那一步，因為它很複雜，有很多層的數據，還沒有人破解這個案子。還沒有人做過多模態人工智慧，以了解所有這些是如何互動的。 但越來越多的證據表明，每個人的免疫系統的獨特特徵，由過去接觸的病原體形成，在代謝差異中起著作用。在最近的一項實驗中，斯奈德和他的同事們發現，食用安利奶昔（一種包括蛋白質、維生素和礦物質的主要營養飲料）在一些人中引起了「抗炎反應」（這是好事），在另一些人中引起了「促炎反應」（這通常不是好事）。在最近的另一項研究中，斯奈德表明，一些類型的纖維降低了一些人的膽固醇，並幫助他們代謝葡萄糖，而在其他人中，這些同樣的纖維引起了炎症，釋放了一種特定的肝臟□，導致腹脹和脹氣。結果表明，在某些情況下，一刀切的營養指南可能導致一些人採取對他們不利的飲食。 受斯奈德的啟發，有實驗者在各種不同的條件下吃了幾品脫的「Ben and Jerry’s」冰淇淋，確實，吃某些高纖維食物似乎能減輕血糖峰值。不過他很快發現，即使自己的新陳代謝達到了完美，1000卡路里的冰淇淋仍然是一個很大的負擔。