去年，当夏洛特·本克纳 (Charlotte Benkner) 以 114 岁高龄去世时，俄亥俄州的一间餐厅以她的名字命名。本克纳曾短暂被誉为世界上最长寿的人，她以食量大而闻名；一位讣告称她的食欲“狼吞虎咽”。这足以让普通人感到沮丧：为什么本克纳能靠吃猪排和蛋糕活到高龄，而我们其他人可能每天需要三份西兰花才能活到 70 岁？
答案在于新兴的营养基因组学科学，即研究我们的基因如何与我们食物中的营养素相互作用。虽然之前已经研究过一些食物-基因相互作用——例如，乳糖不耐受被认为是由乳糖酶基因的变异引起的——但大多数现在才开始被绘制出来。
塔夫茨大学的生物化学家何塞·奥尔多瓦斯 (Jose Ordovas) 表示：“什么是良好的营养，实际上是一个非常个性化的处方，取决于你特定的基因组合。”他研究了心血管疾病的营养基因组学。例如，在某些男性中，低脂饮食实际上可能会增加患心脏病的风险。这是因为一种多态性——一个基因的微小变化——会导致该人在饮食中饱和脂肪含量过低时，其低密度脂蛋白胆固醇水平升高。
普通人每个基因中有 150,000 到 300,000 个这种微小变异，称为单核苷酸多态性。它们共同构成了人们之间大多数细微差别的根源：发色或瞳色、新陈代谢率以及一个人对糖尿病和骨质疏松症等疾病的易感性。其中许多基因是由化学触发器激活的。例如，吃西兰花，其中含有的维生素 B6 会刺激色氨酸羟化酶基因产生 L-色氨酸，这是一种用于合成血清素（一种神经化学情绪稳定剂）的氨基酸。
奥尔多瓦斯说：“基因是枪，而环境是按动扳机的手指。这些突变伴随我们数千年，有时甚至数十万年，代代相传，因为直到现在我们的饮食才触发任何负面影响。”
确定不同营养素对每个基因变异的影响既棘手又具有革命性，因为它能使人们根据自己特定的基因进行饮食优化。加州大学戴维斯分校和伊利诺伊大学芝加哥分校的营养基因组学研究员吉姆·卡普特 (Jim Kaput) 指出，一部分人拥有 GPDH 基因的多态性版本，该基因负责制造一种有助于细胞将糖转化为能量的酶。
这种变异使得酶更难以利用烟酸。结果是，这种突变的影响可以通过让具有这种多态性的人多吃烟酸来很容易地抵消。“这是营养基因组学如此强大的一个例子，”卡普特说。“这是一个例子，至少在理论上，你可以通过改变你的复合维生素来逆转遗传多态性的负面影响。”
当然，很少有健康问题能如此简单地解决。即使具有相同多态性的人，根据他们其余的基因构成，反应也可能不同。例如，高血压与血管紧张素原基因的多态性有关，该多态性增加了人对盐的敏感性。存在针对这种多态性的检测，这种多态性在某些人群中更常见。但并非所有携带该突变的人都会患高血压，而没有该突变的人也可能易感。
另一个挑战是确定哪些营养素与基因相互作用以及如何相互作用。存在于红酒、葡萄、蓝莓和花生中的白藜芦醇，已被发现与一些与寿命相关的基因有关——但这仅限于对酵母进行的实验。
蓝莓也与更好的神经健康和延缓衰老有关，这可能因为它们含有使 DNA 更稳定的抗氧化剂。然而，到目前为止，试图提取单一关键营养素的尝试均未成功。
奥尔多瓦斯说：“要找到一个万能药非常困难。一旦我们了解了哪种化合物组合真正提供了益处——哪些营养素能激活好基因并抑制坏基因——那么我们也许就能创造出某种理想的药物。但我们现在所做的，几乎是在猜测。”
奥尔多瓦斯表示，当这些问题最终得到解决时，结果将是新的个性化营养科学。“最终，我们可能会列出每一种食物，然后说，‘这对你有好处，这个对你更好。’”马萨诸塞大学阿默斯特分校的食品科学家弗格斯·克莱德斯代尔 (Fergus Clydesdale) 对未来更加乐观：他预测有一天，我们将访问一个在线超市，输入一个彩色编码的基因图谱，然后购买 10 种不同的千层面之一，所有这些千层面味道相同，但每一种都根据不同的营养基因组学需求进行了定制。在此期间，除了耐心等待科学发现一种偏爱洋葱圈而非羽衣甘蓝的基因外，我们别无选择。
每年有 50,000 名女性因严重缺铁在分娩期间死亡
每年有 2000 万名婴儿因碘缺乏症而患有智力障碍出生
每年有 200,000 例严重出生缺陷归因于叶酸缺乏
发展中国家 40% 的五岁以下儿童因维生素 A 缺乏而免疫系统受损
维生素鸿沟
全世界约有 20 亿人患有维生素和矿物质缺乏症，这会限制智力发育、损害免疫系统、导致出生缺陷并阻碍当地经济增长。以下是一些处于全球观察名单上的维生素。
叶酸 来源：扁豆、羽衣甘蓝、鹰嘴豆、木瓜 缺乏症的影响：出生缺陷（脊柱裂和其他神经管缺陷）；成人心脏病 谁有风险：孕妇 强化选择：面粉 要求面粉强化叶酸的国家：38
A
来源：鸡蛋、牛奶、肝脏、鱼、菠菜、胡萝卜、红薯 缺乏症的影响：免疫系统虚弱、夜盲症；阻碍胚胎发育 谁有风险：酗酒者、食品中 β-胡萝卜素含量低的贫困国家的婴儿；非洲和东南亚地区，这些地区以缺乏维生素的精米为主食 强化选择：牛奶、食用油、人造黄油 受影响的估计儿童人数：1.4 亿
铁
来源：肉类、贝类、黑眼豆、羽衣甘蓝、西兰花 缺乏症的影响：智商低、疲劳、贫血 谁有风险：孕妇、儿童、贫困国家的人 强化选择：美国大多数谷物都强化了铁 受影响的估计人数：20 亿
D
来源：阳光、鱼肝油、蛋黄 缺乏症的影响：儿童佝偻病；结肠癌、多发性硬化症和前列腺癌的风险增加 谁有风险：生活在北部气候的深色皮肤人群；任何缺乏阳光的人 强化选择：牛奶 SPF-8 防晒霜阻碍的维生素 D 产生百分比：95%
碘
来源：海藻、在富含碘的沿海土壤上放牧的奶牛产的牛奶 缺乏症的影响：失明、智力障碍、甲状腺肿 谁有风险：生活在高山地区（落基山脉、阿尔卑斯山脉和安第斯山脉），这些地区的碘已被冰川和洪水冲走，或生活在大洋远处的低洼地区（中非和东欧） 强化选择：食盐 受影响的估计人数：7.4 亿
沃尔特·威尔利特 (Walter Willett) 是哈佛大学公共卫生学院流行病学和营养学教授。他最近召开了一次营养研究人员会议，讨论美国维生素 D 普遍缺乏的问题。
为什么现在人们摄入的维生素 D 不够？
W：维生素 D 很特别，因为我们并非主要从食物中获取它：我们通过晒太阳来合成它。但我们整个文化演变都在让我们远离阳光。我们住在房子里，开车，在室内工作，在室内看电视。在美国北部，即使你在冬天出门，太阳在地平线上的高度也不足以激活皮肤中的维生素 D 合成。与此同时，我们也意识到过度的辐射会导致皮肤癌，所以我们现在用衣物遮盖自己并涂抹防晒霜以避免晒伤。这进一步减少了我们能够制造的维生素 D 量。说实话，我们天生就应该在温暖的天气里光着身子四处奔跑。
为什么我们现在才注意到这个问题？
W：事实上，我们在 50 或 60 年前就意识到维生素 D 缺乏是一个问题，当时美国北部城市的儿童开始患上佝偻病。作为回应，一项重要的公共卫生计划开始在牛奶中添加维生素 D。这非常有效；它几乎消除了美国的佝偻病。现在，佝偻病病例又开始重新出现。奥克兰儿童医院看到了频繁的病例，通常是美国非裔儿童。
佝偻病为什么会卷土重来？
W：据我们所知，这是因为哺乳期母亲自身的维生素 D 水平非常低，所以她们无法将维生素传递给孩子。在全国范围内，美国非裔人群的维生素 D 水平比大多数白人低得多。
多喝牛奶有帮助吗？
W：维生素 D 的推荐每日摄入量是 400 国际单位——大约是一杯牛奶的量。然而，如果你在阳光明媚的日子里出门，你会产生近 20,000 国际单位。400 国际单位只是杯水车薪。它足以预防佝偻病，但仅此而已。
维生素 D 稍有不足就会导致疾病吗？
W：佝偻病只是冰山一角。低维生素 D 水平会增加患某些癌症、可能的多发性硬化症以及哮喘等其他疾病的风险。去年，一个研究小组发表了一篇关于维生素 D 水平和未来结肠癌风险的研究论文。他们发现，维生素 D 水平最高的人的癌症发病率比维生素 D 水平较低的人低约一半。当人们从美国东北部迁往佛罗里达州时，他们的结肠癌风险实际上有所降低。一些癌症在非裔美国人中尤为普遍——前列腺癌就是一个例子——这可能也与维生素 D 有关。
