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【Gene思書齋】小麥肚完全真相

Gene Ng_96
・2014/09/16 ・2630字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 523 ・七年級

這本《小麥完全真相:歐美千萬人甩開糖尿病、心臟病、肥胖、氣喘、皮膚過敏的去小麥飲食法》Wheat Belly: Lose the Wheat, Lose the Weight, and Find Your Path Back to Health)在出版中文版前,我就曉得它在Amazon.com非常暢銷,而且佳評很多,有4.4顆星的高評價。不過,美國肥胖問題極為嚴重,迄今沒人能提出具體有效的解決方案,所以根本是場大混戰,如果不是大混帳的話…

所以一些把肥胖和健康問題推給單一食物的書,想當然爾會很暢銷,畢竟在現在物資富裕的社會,少吃一種食物並不會真的怎麼樣。基本上,美國預防性心血管醫師威廉‧戴維斯(William Davis, MD)在《小麥完全真相》中,就是要告訴我們,原來全球最受歡迎的穀物小麥,竟也是最具破壞力的膳食成分。

在討論這本書的內容前,請容許我分享自己的經驗。我長期罹患胃疾,除了潰瘍過,過去長期處於胃食道逆流和胃脹氣的狀態,有時候吃醫生開的處方藥不夠,自己還得吞幾顆制酸劑。有天吃飯時遇到也長期罹患胃疾的朋友,她問我早餐都吃啥,我過去早餐大多吃麵包,她驚訝我居然還選擇吃麵包,因為麵包會刺激胃酸分泌等等,我回去後便改吃燕麥片,沒想到沒幾天,胃食道逆流和脹氣的狀況大幅改善,雖然還不至於不藥而癒,但生活品質確實改善很多,所以我現在除非不得已,就不再吃任何麵包了。

回到這本《小麥完全真相》,戴維斯醫師就會說,看吧,這就是小麥的錯XD 他在書中指證歷歷地指控小麥和肥胖、糖尿病、心臟病、胃食道逆流、大腸激躁症、破壞腸道的乳糜瀉、氣喘、不明原因皮疹、類風濕性關節炎、多種神經失調症,甚至精神分裂症等等文明病有關。

小麥作為世界最主要的糧食,怎麼可能會讓人生病呢?《小麥完全真相》指出,那是因為經過幾十年的雜交、配種、基因改造,食品加工業者能夠以最低成本生產更大量、更不怕乾旱的小麥,方便做成各種食品。但是現代小麥的結構卻因此被完全改變, 包含更多麩質蛋白質、營養價值幾乎蕩然無存。雖然美國人日益重視健康而改吃全麥麵包等,可是《小麥完全真相》卻指出,全麥麵包的GI值(升糖指數)甚至比白麵包跟蔗糖都高。

《小麥完全真相》中提到的「基因改造」(genetically modified),並非指基因工程改造,而是傳統育種法改造的,是可以用「基因改造」一詞,雖然這個名詞一般專指「基因工程改造」 (genetically engineered)的作物,因為小麥的基因工程改造作物還未上市,所以大家請勿讓模糊定義的名詞給誤導,以為問題出在基因工程上。

戴維斯醫師認為現代小麥是罪魁禍首,他在書中表示,他親自做實驗,發現原始的小麥麵粉做的麵包和一般麵粉做的相比,不會讓他不舒服,可是這位醫師卻留下一 個敗筆,那就是要親自做實驗當然可以,實驗對象的數量也先不成問題,可是醫學實驗要做雙盲(double-blind)的啊,要不然誰曉得是不是心理作用?

我們現在用的麵粉主要仰賴進口,大多和美國人一般使用的一樣。我從前在美國念博士班時,就在轟趴時問來自俄國的老闆,幹嘛不弄點俄羅斯菜來讓大家嘗嘗,他回說難度太高,因為俄國用的麵粉和美國的不一樣,他們弄不出家鄉口味Orz 我才曉得原來麵粉是有差別的XD

《小麥完全真相》把問題都推給小麥,不是沒有道理,只要我們清楚美國人的麵粉製品主要是啥,就能夠瞭解為何戒掉小麥對他們健康大有助益,因為基本上美國大部分小麥麵粉製品,除了主食為主的麵包,其他的就是貝果、蛋糕、馬芬、披薩、椒鹽捲餅、餅乾、鬆餅等等高熱量的高度加工食品,其實美國人吃的麵條並不算多,大多數小麥麵粉製品都是隨手隨時可吃的這些食物。如果要完全不吃小麥製品,幾乎就不太能吃大部分垃圾食物了,你說健康還能不改善嗎?

所以台灣的國情和美國大不同,這是讀者應該清楚瞭解的,我們吃到的小麥麵粉製品,大多數以「麵」的形式,如麵條、餃子皮,或者北方的「餅」如蔥油餅、蛋餅等,還有饅頭、麵包的形式為主。我雖然吃麵包容易胃不舒服,可是吃麵條等卻似乎沒出過狀況,可能是有沒有醱酵還是有差吧?加上,西方人雖以小麥為主食, 不過說也奇怪,對麩質過敏的人,據說比以米飯為主食的亞洲人還多,至少美國超市就有還「無麩質」的食品。書中提到差不多接近1%美國人對麩質嚴重過敏,吃了小麥製品會導致乳糜瀉(coeliac disease)。

另一個問題就來了,因為美國不少人麩質過敏,以盛行率來看,大概有兩百多萬人會對麩質過敏,所以行醫期間遇上幾打,也不是問題。而這個麩質過敏又不分男女老少,有人吃了幾十年麵包,到了中年才出狀況,所以他在書中一再提出的案例,我相信都是真實的個案,只是這些吃小麥製品出狀況的病人,究竟佔他的病人的百分之多少,就不得而知了。有多少人戒吃了小麥製品,健康問題仍未獲得改善的,又是個問題了。

從各處書評來看,《小麥完全真相》的原文版應該引用了大量的學術論文(雖然在科學寫作上有欠周詳)。可是很可惜的,中文版為了成本吧,就把引用文獻全刪光了,所以我也想在此再度呼籲各大出版社編輯和老闆,決定不要印出參考文獻可以,可是起碼在網站上留一份電子檔嘛,要不然我們要查證(這個名詞對台灣媒體顯然是很陌生的XD)就會遇上困難(10/09補充:天下雜誌出版社已回應了此訴求,現在參考文獻頁面的電子檔已放上網站供讀者下載,感謝天下雜誌編輯們的用心 :))

就以我的經驗來說,如果你有上述文明病的困擾,你當然歡迎試試戒斷小麥製品,改吃「原態」的食物,如糙米、地瓜等等,而少吃精製的麵包、餅乾、白麵條等等,照著書中附的食譜做菜也可能會給你新的樂趣,可是切勿把《小麥完全真相》的內容完全照單全收。

相關網誌:

All about teaching…: 現代小麥是怪獸嗎?我讀「小麥完全真相」

 

本文原刊登於The Sky of Gene


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文章難易度
Gene Ng_96
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來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋


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霍亂也有自己的免疫系統?想要入侵人體,卻不想被感染!

寒波_96
・2022/05/19 ・3396字 ・閱讀時間約 7 分鐘

由霍亂弧菌(Vibrio cholerae)引發的霍亂,是常見的人類傳染病。有意思的是,霍亂弧菌這般能入侵生物體的細菌,本身也會被病毒等異形入侵,有免疫的需求。

引起霍亂的霍亂弧菌。圖 / Wikimedia

在最近發表的論文中,霍亂向我們展現了以前未知的免疫手法,不但能抵抗病毒,還能對付「質體」。霍亂究竟如何避免成為宿主的命運?質體又是什麼呢?[參考資料 1, 2]

細菌 vs 質體 vs 病毒大亂鬥:細菌也不想被寄生

細菌和人類一樣,都是用染色體上的 DNA 承載遺傳訊息。不過除了染色體以外,細菌也常常配備額外的「質體(plasmid)」,它們是 DNA 圍成的圈圈,獨立於細菌的染色體之外,具有自己的遺傳訊息,會自己複製。

細菌的遺傳物質,除了自己的染色體外,時常還額外攜帶數量不一的質體。圖/Bacterial DNA – the role of plasmids 

質體如果單方面依賴細菌供養、當個快樂的寄生蟲,那麼對細菌來說,質體就是個占空間的東西,只會耗費宿主的資源,對細菌是最差的狀況。但是,質體上也有基因,如果那些基因具備抗藥性等作用,那質體便對細菌有利。換句話說,質體和細菌的關係並不一定,有可能是有利、有害,或是沒有利也沒有害,視狀況而定。

細菌有時候具備攻擊質體的能力,例如近來作為基因改造工具而聲名大噪的 CRISPR,原本便是細菌用來抵禦病毒、質體的免疫系統。神奇的是,許多攻擊目標為質體的 CRISPR 套組,本身就位於質體上頭,令人懷疑其動機不單純。

比方說,A 質體攜帶一套攻擊 B 質體的 CRISPR,那麼 A 質體的目的,到底是保護自己寄宿的細菌不被 B 質體入侵,或是維護自己的地位不要被 B 質體搶走呢?不好說,不好說。

細菌對付質體的手段除了 CRISPR,還有一招是利用「Argonaute」蛋白質,啟動針對質體的排外機制;有時候兩者兼備,就是不給質體活路。[參考資料 3]

了解上述資訊,便能體會霍亂新研究的奧妙:質體無法生存的霍亂弧菌,既沒有 CRISPR,亦沒有 Argonaute,卻有以前不知道的另外兩招。

沒有質體的霍亂弧菌

儘管大家的印象中,霍亂就是一款危害人類的傳染病,不過野生的霍亂弧菌有很多品系,除了 O1 和 O139 兩個亞型之外,大部分其實不怎麼會感染人類。歷史上霍亂有過七次大流行,目前第七次大流行的型號為 O1 旗下的 E1 Tor,也稱作 7PET。

過往導致大流行的型號以及野生霍亂品系,細菌中一般都帶著質體,可是如今廣傳的 E1 Tor 卻常常沒有。假如人為將質體送進細菌體內,一開始倒是沒什麼阻礙,可是複製繁殖十代以後的細菌,卻幾乎不再擁有質體。

因此我們可以假設,霍亂第七次大流行的主角,可能比同類們多出些什麼,讓它新增了排除質體的能力。既然不是其餘細菌使用的 CRISPR 與 Argonaute,應該是某種目前未知的手段。

研究者一番搜尋後,從霍亂基因組上找到 2 處有關係的區域,稱它們為 DdmABC 和 DdmDE(Ddm 為 DNA-defence module 縮寫),兩者各自都有排擠新質體的能力,一起合作效果更好。

霍亂弧菌有 2 個染色體(左、右),DdmABC 位於第一號染色體(左)的 VSP-II 區域(圖中寫成 VSP-2),DdmDE 位於 VPI-2 區域。圖/Molecular insights into the genome dynamics and interactions between core and acquired genomes of Vibrio cholerae

兩套手法獨立運作,就是不要讓質體留下!

DdmABC 與 DdmDE 都能替霍亂細胞排除質體,但是運作方式不同。

DdmDE 會直接攻擊,令質體無法繼續在細菌體內生存,尤其容易攻擊比較小的質體;這個攻擊過程中,應該有其他蛋白質參與,不過詳細機制仍有待探索。

負責打擊質體的 DdmDE,其基因周圍還有兩套免疫系統的基因:R/M 與 Zorya,它們的任務都是消滅入侵的噬菌體(感染細菌的病毒)。因此霍亂的染色體上,這些基因共同構成一組對抗外來異形的陣地,稱為防禦島(defence island)。

DdmABC 則似乎更傾向「促進選汰」的手法,霍亂如果攜帶質體,不論質體自身大小,DdmABC 都會產生毒性;這使得質體數目較少的細菌,繁殖時產生競爭優勢,多代以後脫穎而出的霍亂,將剩下不再攜帶質體的個體。

有意思的是,霍亂細胞的 DdmABC 能排擠質體,也能屠殺入侵的噬菌體。所以它是一套雙重功能的免疫系統,同時防禦噬菌體和質體這兩種異形。

霍亂弧菌中 DdmABC 與 DdmDE 為兩套獨立運作的免疫系統,DdmABC 能排除入侵的病毒和質體,DdmDE 會直接攻擊質體。圖/參考資料 2

演化上 DdmABC 與 DdmDE 從何而來呢?在資料庫中比對 DNA 序列,ABCDE 這 5 個基因都找不到非常相似的近親基因,所以本題暫時不得而知。

其餘霍亂同類都沒有這兩串基因,所以它們是 E1 Tor 品系新獲得的玩意;幾個新基因組合形成新功能,或許有助於 E1 Tor 當年在霍亂內戰中勝出,成為第七次大流行的主角。總之,它們都通過長期天擇競爭的考驗,贏得一席之地。

質體對細菌可能有害也可能有利,若是通通不要,等於是徹底斷絕獲利的機會。如今廣傳的這款霍亂,為什麼演化成這般樣貌,值得持續探索。

一隻細菌配備對付不同入侵者的多款免疫系統,一如一艘巡洋艦配備的多款防禦系統,不論敵人從陸地、海面、空中發射飛彈,或是從海底用魚雷攻擊,都有防守的應變手段。然而,再怎麼周詳的防禦設計,都有被突破的機會。圖/wiki

戒備森嚴,多重防禦的細菌免疫

由這些研究我們可以觀察到,細菌儘管是只有一顆細胞的簡單生物,也配備多重免疫系統,抵抗各種入侵者。以極為成功的霍亂 E1 Tor 品系來說,它配備 R/M、Zorya、DdmDE 三款防禦病毒的機制,以及 DdmABC、DdmDE 兩套排擠質體的手法,能夠全方位對抗試圖入侵的病毒和質體。

霍亂弧菌之外的許多細菌,又配備記錄入侵者遺傳訊息的 CRISPR 系統,精準識別目標並且攻擊,類似人類的後天免疫。CRISPR 此一特質,使它變成智人的基因改造工具。

而類似先天免疫,無差別切割入侵者的 R/M 系統,其各種限制酶(restriction enzyme),早已從 1970 年代起成為常見的基因改造工具,可謂分子生物學實驗的元老。

新發現霍亂的 DdmABC、DdmDE 免疫系統,除了增加學術知識,也有應用潛力。探索細菌、質體、病毒間的大亂鬥,不只能認識更多免疫與演化,也可能找到對付細菌的新招,還有機會啟發分子生物學的新工具。

延伸閱讀

參考資料

  1. Jaskólska, M., Adams, D. W., & Blokesch, M. (2022). Two defence systems eliminate plasmids from seventh pandemic Vibrio cholerae. Nature, 1-7.
  2. Cholera-causing bacteria have defences that degrade plasmid invaders
  3. Kuzmenko, A., Oguienko, A., Esyunina, D., Yudin, D., Petrova, M., Kudinova, A., … & Kulbachinskiy, A. (2020). DNA targeting and interference by a bacterial Argonaute nuclease. Nature, 587(7835), 632-637.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁


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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。