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“对症下药”是常识,但如今,仅仅对症下药还不够。科学家指出,人类基因组图谱成功绘制之后,一项以基因组为基础的营养学研究将给疾病治疗带来一场变革。
这门名为“营养基因组学”的学科专门研究食物与基因之间的相互影响作用,近几年才刚刚兴起。但科学家们已经隐约感觉到,它将深刻改变未来的医药领域。将来,食疗师和医生也许就会根据个人基因图谱来制定食谱,以此有的放矢地防病治病。
营养-基因
你疾病缠身,不要将罪责归咎于那些可能致病的“坏食物”;你“百毒不侵”,吃什么都是来者不拒,也不要得意自己天生一副“好基因”。实际上,人们摄取的食物中的各种营养与体内各种基因的相互作用才是关键。
美国塔夫茨大学营养与基因组学实验室主任乔斯·奥多瓦斯说,发现营养与基因之间的这种作用关系,足以让他窥见到未来医药领域的发展方向。他说,这是一个好消息,比如对于那些经常花4美元买一品脱石榴汁“人云亦云”地补充所谓营养的人,如果自己的基因并不欢迎石榴汁,那他们以后可能就不用盲目破费了。
奥多瓦斯相信,现在流行的那些一概而论的所谓“饮食建议”将来会没有立足之地。他举例说,红酒可能真的会比冰激凌对你的动脉血管更有好处,但这并不是放之四海而皆准的真理,类似这样的饮食建议并不是对每个人都适宜。
奥多瓦斯预计说,“十年之内,……医生们也许就会首先拿到病人的基因图谱,然后确定这位病人最容易患哪些特定疾病,据此为他制定一份个性化营养方案”。比如,有些人,医生可能会建议他吃花椰菜,而另外一些人,他们可能应该吃更多花椰菜。要想读懂医生给出的营养方案,你可能需要多学一些营养学方面的知识,这样就能更好地领悟其中的道理。实际上,营养基因组学只是最近5年内才刚刚兴起的一门新兴学科。它并不是要全盘推翻过去人们总结出的种种饮食建议,而是要让人们在最基础的层面上来理解,营养和基因如何相互影响并决定人的健康。
以前人们认为,营养和基因之间是一种单一的作用过程,比如“坏食物”会诱发心脏疾病或者癌症,除非你体内“好基因”介入起到保护作用。而最新的研究表明,营养和基因之间存在持续不断地交互作用,某些食物会增强那些保护性基因或有害基因的活动,而另外一些食物则会抑制这些保护性基因或有害基因。
这与我们观察所得是相符的,比如人们发现,美国西南部的皮马印第安人患Ⅱ型糖尿病的几率是美国白人的8倍;不同个体对高脂肪、低脂肪食、酒、盐,甚至运动的反应也都大不相同。
药物-基因
营养基因组学的研究方式此前曾应用于“药物-基因”交互作用领域的研究。研究人员正在试图解开这样的谜团:为什么一种药物,对有的病人是救命药,对有的病人就可能引发致命反应,而对有的病人根本没有任何效果。
比如,三分之一的抑郁症患者对SSRIs类抗抑郁症药物根本没有反应。这类药的目的是提高患者体内一种名为血清素的神经递质水平。它会阻止神经细胞对血清素的再吸收或者大脑对血清素的清除。
很明显,首先只有体内有血清素产生,这类药才会发生作用。2004年12月,美国杜克大学研究人员发现,有些人体内存在一种基因变体,它能使得人体内血清素的制造水平降低80%之多。因此这些人既易患严重的抑郁症,又对SSRI类抗抑郁症药物有天然的抵抗力。
不过,食物营养与基因的交互作用通常要比这复杂得多。“通常情况下,你一般一次只服用一种药物,而且服药时间非常有限,”美国疾病控制和预防中心“基因组学和疾病预防”办公室主任穆因·库利博士说,“如果你体内存在某种基因变体,(医生会告诉)你不去服用某种特定药物,或者选择不同的剂量。而食物营养(则截然不同),它们都是大批量进入人体,你的一生都在消耗食物,人们吃东西无需医生处方。与此同时,基因的数量更是惊人,比如人体新陈代谢过程就涉及大量基因以各种方式在交互作用。人体内至少存在150基因变体能够引发Ⅱ型糖尿病,有300种以上的基因变体与肥胖症有关。”
奥多瓦斯将这种情形比喻成一个电路板:“我们知道上面某几个开关,知道怎么开,怎么关。但在某些人身上,你打开一个开关,但灯却没有亮,这是因为上上下下还有许多我们并不清楚的开关在发挥作用”。
研究人员可能还需要数年时间才能绘制出一幅详细的“电路图”。但这并不能阻挡个性化营养计划这一新兴行业的快速发展,比如会有专门为个人绘制基因组图谱的公司。
好食物
目前,研究人员已经清楚了“电路图”中某些开关的作用,像毛豆、姜黄、花椰菜、绿茶等就都是“好食物”。比如绿茶,它含有丰富的抗氧化剂,可以帮助预防心脏疾病及某些癌症。不过,并非所有女性饮用绿茶之后,都能降低患乳腺癌的风险。
美国南加利福尼亚大学一项研究表明,这部分是由于一种可以产生COMT酶的基因所致,这种酶可以阻止体内一种抑制癌症的化合物发挥作用。有些女性那些体内带有这种基因的变体,能产生一种活跃程度稍低的COMT酶,她们才能从绿茶中最大程度的获益。再比如,人体内含有phase1(酶1)和phase2(酶2)两种酶,按照先后顺序发生作用,负责清除人体内的某些毒素,如烤肉表面形成的一种致癌物质杂环胺。
实际上,杂环胺并不是从一开始就有害,酶1发挥作用使杂环胺进入新陈代谢过程之后,它才会产生毒性,但这时酶2也已经开始活动,负责清除毒素。所以很明显,在这个过程中,两种酶之间的平衡非常关键。
但有些人体内存在一种基因变体,会加速酶1的活动,使致癌物质的形成速度快于酶2的清除速度。28%的美国白人、大约40%的非裔及讲西班牙语的美国人及近70%日本裔美国人体内都携带有这种基因。
不过也有办法扭转这种特殊基因造成的被动局面,大蒜中的营养物质可以让酶1的活动减慢,另外还有一种名为萝卜硫素(sulforaphane)的异硫氰酸盐类物质,可以提高体内酶2的水平,花椰菜等十字花科植物中就富含这种抗癌物质。
“你可以看到我们正在努力的方向,我们开始(研究),以便人们选择食物时,少一些猜测的成分”,加州大学戴维斯分校营养基因组学中心负责人雷蒙德·罗德里格斯说道。
坏基因
科学家们对载脂蛋白E(ApoE)的基因研究是一个很好的例子。载脂蛋白E在调节胆固醇方面发挥重要作用。它的基因分为三种形态的等位基因:E2、E3、E4。其中,E3为正常形态,最为常见。每个人都有两种形态的ApoE基因,分别遗传自父亲及母亲。携带一个或两个E2态基因的人通常胆固醇水平比一般人要低。而E4形态的基因的人,(据估计15%至30%的人至少携带一个E4基因)却十分危险,患糖尿病的风险增高,胆固醇总量升高,患阿尔茨海默氏症的风险增加两倍,适量饮酒对人体的保护性作用在这里也被彻底打翻,吸烟造成的潜在危害性也大大提升。
“吸烟对每个人都有害”,奥多瓦斯说,“但在携带E4基因的人这里,吸烟就是一个十足的杀人恶魔,我们不是在讨论某种可能性,而是这种人几乎肯定会患心脏疾病”。
表面看来,人们可以接受一次检查,以查明自己的APOE基因的形态,但现在人们并没有这么做,原因在于这牵扯到伦理、隐私等方面的复杂问题。目前的医学研究还没有办法能够很好地预防E4基因的人罹患上述疾病,因此即使查明基因形态,医生们一般也不愿意将这个不幸的消息告诉患者,而许多患者也宁愿被“蒙在鼓里”。否则,保险公司甚至都可能会歧视他们这些基因存在患病风险的人。
不过,研究营养基因组学的鲁斯·德巴斯克博士认为,人们的这种担心有些夸大了。因此总体来看,这种基因患病风险在人口当中是普遍存在的,“我们每个人都(对某种疾病)存在易感性”,
她说,“并不是说,有一小撮人携带的都是‘坏基因’,而我们其余大多数人都是‘好基因’”。容易感染某种疾病,并不意味着就一定会患上这种病,比如我们可以研究携带E4基因的人应该如何饮食,先发制人地阻断阿尔茨海默氏症等疾病的发病源头。
奥多瓦斯也补充说,E4基因非常容易受环境因素影响。虽说携带E4基因患糖尿病风险增高,但如果你的体重保持正常水平,患病风险就与正常人相当。如果你戒烟、戒酒增加运动,饮食中饱和脂肪含量较低,“那么E4基因带来的心脏病易发性就会完全被抵消掉”——不是部分抵消,而是全部。