【文汇报】“营养需求”蕴含大量科研问题

最近，国务院印发了《中国食物与营养发展纲要（2014-2020年）》。这份《纲要》提出，要以现代营养理念引导食物合理消费，逐步形成以营养需求为导向的现代食物产业体系，促进生产、消费、营养、健康协调发展。

那么何谓健康？什么样的营养需求才适合中国人？中国几十年的经济高速发展，造就了膳食和生活方式西方化的快速转型，而中国人群基因的独特性，注定了我们要迎来一次哥伦布式的健康新探索。 

　　2月21日，中国营养学会在北京启动了对现有《中国居民膳食指南》的修订工作，也提出“将通过改善膳食结构，起到引导食物生产与消费、促进健康政策发展等重要作用。” 

　　营养问题有其复杂性 

　　要实现“以营养需求为导向”，需要大量的科学研究作为支撑，需要各类社会系统的配套。而我国在这两个方面的发展都相当滞后。 

　　成立于2003年底的中科院上海生命科学研究院营养科学研究所，是中国科学院知识创新工程试点工作全面推进阶段的前瞻性战略布局之一，旨在面向国家重大需求、面向世界科学前沿，进一步提升中国科学院解决“人口与健康”领域重大科技问题的创新能力。 

　　过去十年间，营养所在中国营养科学研究领域，开展了大量扎实的工作，建立起了中科院营养与代谢重点实验室、食品安全研究中心，以及临床研究中心等研究机构。 

　　看到这份《纲要》，中科院营养与代谢重点实验室主任林旭研究员喜忧掺半。以营养需求为导向，引导中国人“吃得健康”，她为这样的提法而高兴，“以前，大家总是以‘吃得饱’为目的，食物生产也是优先保证量的供应，但现在则变成了质量与数量并重，而且更加注重品质和质量安全。” 

　　很明显，这是一个巨大的进步，可要实现“以营养需求为导向”，需要大量的科学研究作为支撑，还需要各类社会系统的配套。而我国在这两个方面的发展都相当滞后。 

　　“每一个指标的提出，背后都必需有大量扎实的实验室研究、大规模人群研究作为后盾。”她举了一个例子来说明营养问题的复杂性。 

　　“全国人均每日摄入能量”是一个非常基础的指标——定低了，可能会导致人群能量不足；定高了，又可能会引起人群体重上升，甚至糖尿病、心脏病等代谢性疾病的升高。 

　　事实上，2002年中国营养与健康调查显示：我国居民在1982-2002年的20年中平均能量摄入不断下降，70%的人群能量摄入低于《中国居民膳食营养素参考摄入量》。但在此期间，我国居民的体重却普遍增加。2002年我国18岁及以上成人的超重和肥胖率分别为22.8%和7.1%，较1992年分别增长了40.7%和97.2%。到2008年，成人Ⅱ型糖尿病的患病率从1980年的低于1%增加到了9.8%——中国戴上了“糖尿病世界第一大国”的帽子。 

　　为什么吃得少了，体重和“富贵病”反而增加了？体能消耗减少是一个重要因素。能量摄入与消耗的平衡是维持正常体重及健康的基础，而能量消耗与体力活动程度密切相关。 

　　过去30年中，作为全球经济发展最快的国家，我国经历了西方国家需要一两百年才完成的膳食和生活方式转型。以高能量、高脂肪和高动物性食物为特征的膳食结构的改变，加上体力活动的缺乏，导致了肥胖相关的慢性代谢性疾病的发病率呈井喷式增长。 

　　中国人还没美国人胖，为什么Ⅱ型糖尿病、心血管疾病等慢性代谢性疾病会如此来势汹汹？中国的生命科学家开始了一场漫长而充满艰辛的探索——他们查找中国人的基因和肥胖特点，发现由于基因方面的差异加上“致肥环境”的诱导，中国人群脂肪累积的方式和肥胖对健康的影响不同于西方人，例如：与西方人群相比，亚洲人具有向心性肥胖和肌肉组织较少的倾向，因而更容易出现胰岛素抵抗。哈佛大学的“护士健康研究”通过长达20年的追踪，发现在亚裔人群中每增加5公斤体重会增加糖尿病风险84%，而在白种人中只增加37%；还有中国人“大鱼大肉”才是生活好、有面子的传统观念，追求皮肤白皙避免日晒的传统审美观，都对今天的“中国健康”产生着影响。 

　　科学家们正试图一点点、一滴滴地通过现象揭示本质，最终希望能为中国人提供一套适合中国人群遗传背景和生活方式的较为理想的膳食营养建议。 

　　回到前面的话题，每天能量摄入量多少才是合适的？现在你或许可以理解，为何这个数值无法简单地给出了吧！然而，话题还不能就此打住。因为“人均量”只是一个宽泛概念，针对老人、儿童、青少年、孕妇、壮年等不同人群，以及从事不同工作的人群，“营养需求”也会各不相同。 

　　林旭告诉记者，《纲要》所推荐的人均能量摄入量只是一个宽泛的指标，它首先保证的是全国97%以上的人群不会因能量摄入不足而发生营养不良的状况。而实际情况是，这不是“私人定制”针对特定个体的能量和营养需求：有些人并不需要摄入那么多的能量，而另一些人却可能需要更多。 

　　聆听每个营养素音符 

　　过去，我国居民的维生素推荐摄入量大多直接借用欧美国家的指标，但现在越来越多的研究发现，不同人种之间对维生素的需求存在差异，不能简单照搬。 

　　与2001-2010年版的《纲要》有所不同，新版《纲要》并没有具体列出各种微量元素的人均每日摄入量指标，只是笼统地说了一句“维生素和矿物质等微量营养素摄入量基本达到居民健康需求”。 

　　事实上，每日摄入多少毫克的钙、铁、锌，维生素B、C、D、E才合适，还真不是一个简单问题。营养所所长陈雁研究员认为，营养科学的一个独特之处，在于单个的营养素对于机体表型的影响都非常微小，因此更需要大范围、长时间的人群跟踪研究，以及系统生物学的研究——如果将人类营养比作一首交响乐，那营养素就如同一个个音符，交响乐是否好听是各种音符的组合，就如营养对人体健康的影响也是取决于各种营养素和成分的组合，因此科学家不仅要仔细聆听每个音符，更要悉心发现它们的独特作用和整体组合。 

　　而实际上，我们在这方面知之甚少。过去，我国居民的维生素推荐摄入量大多直接借用欧美国家的指标，但现在越来越多的研究发现，不同人种之间对维生素的需求存在差异，不能简单照搬。 

　　维生素D就是一个非常典型的例子。维生素D缺乏除了影响钙的吸收和骨健康外，近年来国外的一些流行病学研究提示，维生素D缺乏会显著增加Ⅱ型糖尿病、心血管疾病和恶性肿瘤如结肠癌的发病风险。林旭课题组在研究中发现，京沪中老年人群维生素D缺乏或不足分别为70%和24%。之前国内的研究比较注重钙缺乏，老百姓也相信通过补钙能防止骨质疏松，但是却不知道没有维生素D促进小肠对钙的吸收和调节骨组织的重吸收，光补钙是无济于事的。 

　　据介绍，在不同种族人群研究发现，维生素D的代谢和对健康的影响存在着明显的种族差异。比如，黑色人种血液维生素D水平明显低于白色人种，但最近的研究发现他们体内的维生素D结合蛋白水平也比白种人低，因此血液中能被组织利用的“自由维生素D”却不见得低。 

　　或许中国人群也不需摄入像欧美人群那么高的维生素D？或许目前基于西方人群研究的维生素D缺乏的“量值”不一定适合中国人？要证实这些猜想，科学家必须进行大量的研究。 

　　我国居民膳食中缺乏富含维生素D的食物如深海鱼类，也缺乏西方国家那样的维生素D强化食物，如牛奶等。同时，现有研究还表明，在冬季时，居住在北纬37°或以上的居民，皮肤几乎无法通过日晒产生足够的维生素D，而我国有多个省份和地区如黑龙江、吉林、辽宁、甘肃、内蒙古和新疆位于该纬度范围。不仅如此，中国传统还崇尚“美白”，又避免日晒的文化习俗。有研究表明，防晒指数（SPF）为8的防晒霜能够使皮肤合成维生素D的能力降低95%以上，SPF15的防晒霜则几乎完全阻断维生素D在皮肤中的合成，加上长期的室内工作、开车和雾霾等因素。因此，中国人又几乎是维生素D缺乏的高危人群。 

　　研究发现，在京沪中老年人群中，血液25-羟基维生素D浓度最低组比最高组罹患代谢综合征的风险增加了50%——简而言之，体内维生素D含量越少，罹患“三高一低”代谢异常的风险越高。 

　　显然，即便不为骨质疏松，中国人也应适量补充维生素D。那么，该补充多少维生素D呢？目前，美国的推荐量已为每日600国际单位，最高剂量为4000国际单位。林旭研究组之前又发现，有些维生素D缺乏者会有“补不进”的现象，这与基因有关，还是与肥胖有关，抑或中国人群的维生素D代谢也与西方人不同呢？ 

　　此外，膳食结构的变化、食物生产的工业化，以及食品的加工过程也会改变食物中多种微量元素的含量，继而引发一系列人体生理病理的变化。 

　　碳水化合物是一个很值得探讨的例子。根据《纲要》提到的数值，碳水化合物提供了中国人超过50%的能量摄入。但在营养学家眼中，从哪种食物中获取这部分能量，对健康将产生巨大的影响：一种是来自全谷物等“好的碳水化合物”，因为它们除了提供能量外，还提供多种营养素如B族维生素、微量元素和很多膳食纤维，帮助维持肠道菌群健康；另一种则可能来自“坏的碳水化合物”，例如糖果、精米白面、可乐之类的含糖饮料，这些食物提供了极易过量的赤裸裸的能量，容易引起肥胖、胰岛素抵抗等健康问题。例如一罐可乐所含的热量为150千卡，需骑车40分钟才消耗掉，而香草冰激凌蛋筒的热量为230千卡，需骑车一小时才能消耗掉。 

　　“以前，我国的食品加工业几乎主要以‘口味导向’为主，追求食物加工后的口感，比如将糙米尽量抛光，今后可能会转向‘健康导向’，更注重营养素的均衡、对健康有利。”林旭希望，新版《纲要》能在这方面起到导向作用。 

　　铁元素是另一个很好的例子。人体缺铁，会引起贫血以及其他健康问题，可过多铁元素在体内蓄积，一样会造成器官的损伤。由于我国传统膳食以植物性食物为主，含铁生物利用率较低，因而身体进化出了一套更高效利用铁元素的机制，以适应这种生活方式。然而，近30年，由于生活条件改善，中国人大量摄入动物性食物，这又可能成为引发Ⅱ型糖尿病的一个危险因素。有研究发现，在京沪城乡中老年人群中，缺铁比例非常低，在3200多人中仅3名女性患有缺铁性贫血，而高血浆铁蛋白在男性和绝经后妇女中均能增加6年后的Ⅱ型糖尿病的发生。 

　　此外，补充微量元素还有一个安全问题。科学家需要找到合适的生物标记，也要找到合适的切入点（数量标记），才能够明确地告诉医生，此人是否缺乏某种微量元素、缺多少，该补多少。但是目前在临床上除了少数营养素如铁和维生素D之外，非常缺乏能精确地反映营养素是否缺乏或过量的标记和相应的指标。因而有的人为了养生和保健服用各种各样的营养补充剂，一不小心就补过了头，这是会对人体产生毒副作用的，比如硒的推荐量和中毒量就非常接近，一不小心就会补出岔子。 

　　科研“短板”应尽快补上 

　　营养科学绝对不是“少吃多动”一句话就能打发了的领域，我国在这个科学领域中还刚刚起步。 

　　陈雁告诉记者，2010年底发表在《自然》杂志上的一篇有关营养基因组学的综述文章就提到，目前营养科学的研究不再是拘泥于某个具体的营养素，而是在遗传学和表观遗传学的水平上研究食物对机体的作用，即基因如何影响营养、营养素如何影响基因。 

　　从进化学的角度来看，不同地区的生活方式和饮食习惯会在人类的基因组中留下烙印，导致不同的人群对不同的食物发生适应性的改变，在进化中进行了选择。因此，营养学的研究离不开人类进化的过程。 

　　从另一个角度来讲，人类的饮食习惯和食物中的生物活性物质极其多样和复杂相伴相随，未来的方向将是根据个体的能量需求与疾病易感性的状况实现个体化的饮食指导，食物不仅是健康的源泉，也是幸福生活的源泉。 

　　因此，现代营养学研究涉及到包括基因组学、表观遗传组学、转录组学、蛋白组学、以及代谢组学在内的多个学科领域。所有组学研究的一个主要基础是基于大规模人群样本的分子流行病学研究。目前，大规模的人群研究已经延伸到国际范围，需要多个国家的合作，覆盖不同的人群，研究不同的人群在营养与基因相互作用中的共同之处和特异之处。 

　　另外，人群的研究已从传统的流行病学研究过渡到了人群的干预研究，即揭示饮食方式的改变如何通过与基因组相互作用影响了基因的表达水平、影响了机体的代谢通路、从而改变了个体的表型。 

　　中国在大规模人群研究方面无疑远远落后于欧美国家，即使在营养科学的实验装备方面，也存在很大差距。例如“人类营养代谢研究单元”（HumanMetabolic Research Unit）在美国很多大学的营养学科里，是必备的实验配置。如美国康奈尔大学的HMRU就拥有一个代谢大厨房，其烹饪用具、食物贮藏等设备都能帮助研究人员很好地控制食物的各种营养成分，以确保营养代谢研究的准确性。那里有一个大餐厅，可供24位志愿者同时进餐。除了B超等仪器外，平台还配有如医院病床般的标准床位，供需要过夜的志愿者休息。更值得一提的是，它配备各种连接着测试仪器的运动器械，可以方便地获得志愿者在进行各种运动时的数据。 

　　“中科院营养与代谢重点实验室正准备建立这样一个实验平台。”林旭透露。 

　　在已发表的《中国营养科学发展50年路线图》中，林旭写道：“要通过科学合理的营养增进全民的健康，首要的任务是掌握我国不同地域、不同生命周期群体和个体的营养充盈度，以及各种营养成分和膳食结构与健康的关系；充分掌握我国人群遗传和代谢特征……制定保持群体和个体最佳健康状况的营养和身体活动需求量，以及科学合理的膳食结构。” 

　　她认为，中国要实现“上医工未病”，将疾病预防的端口前移，一定离不开扎实的营养科学研究，因为营养科研是为“健康”而做，并非为“治病”而来。 

　　（原载于《文汇报》 2014-02-26 10版）

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