那些见不得光的、不会出现在食品标签上的食物可能是最危险的。到目前为止最让我大开眼界的是中国的“地沟油”（Gutter Oil）。地沟油与特级初榨橄榄油两者有着天壤之别。媒体的调查记者曝光了不法分子回收食用油并重新出售的无耻行径。而中国有多达1/10的人（主要是最穷困的家庭和街头的小餐馆）会吃到地沟油。它通过将回收的油煮沸并添加化学物质加以清洁而成。
“地沟油”之所以得名是因为它是从下水道的餐厨垃圾中捞取，过滤去除难闻的固态物质，并在小作坊灌制而成。 [106] 尽管地沟油中含有致癌物，会增加心脏病和其他疾病的风险，但制售地沟油的暴利使之成为了一项繁荣的产业。2014年，中国警方抓获了一个制售团伙，他们生产了300万升地沟油并销往100个城市。不法分子往地沟油中添加腐败的动物尸体上的油脂以增添香味。地沟油抹黑了中国菜在人们心目中的印象，中国人的肠道菌群也跟着遭殃。
2009年美国消费者投诉中国进口的牛奶喝起来不自然，后来的调查表明牛奶中含有三聚氰胺（一种家具树脂材料）。此后中国政府通过了《食品安全法》，用法律手段打击制造假冒伪劣食品的行为。近期的一些中国食品安全事件包括含有水泥“核桃仁”的核桃，化学方法处理过的老鼠肉和狐狸肉冒充的牛肉。 [107] 2014年麦当劳成为卷入食品丑闻的另一个大公司：他们的主要供货商回收加工过期的猪肉、鸡肉和牛肉，其中有些竟然过期一年多。
当然，有害的化学食品不是中国人的发明。食品工业大规模生产是二战之后在善于推陈出新的美国发展起来的。当时，烹调用天然黄油和猪油的跨国运输成本变得越发高昂，同时浪费很大，因为产品会很快变质。这促使厂家用化学工艺生产植物油来替代，这些产品的结构得到了改良，保质期延长了，厂家获得了更大的利润。刚问世时，这些产品被看作是美国人的聪明才智创造的奇迹。不过，一开始监管机构不允许厂家将人造黄油染成天然的黄色，以此警示消费者。
后来给人造黄油染色变得合法，而这样一种包装方便、保质期长、价格便宜且看似健康的油堪称完美。20世纪五六十年代，宝洁公司大肆推销以棉籽油渣为原料制成的科瑞（Crisco）等植物起酥油。这些产品大受欢迎，市面上出现了相关的烹饪书，电视明星也大做广告，怂恿人们每天都用人造黄油做饭。
由联合利华公司生产的名为“短链植物油”（“斯普莱，酥脆好吃不油腻！”）的人造黄油在英国热卖，厂家声称该产品清淡健康，可替代黄油和猪油。毫无戒备的消费者不知道的是，要让植物分子结合，需要经过先进而剧烈的“氢化”（hydrogenation）化学过程，人工形成牢固的化学键从而使其变得耐热（同样也很难被身体的酶和微生物分解）。 [108] 人造黄油因为易于加工受到食品工业的青睐，广泛用于多种加工食品和乳制品替代品中。
在美国发起的不惜一切降低脂肪摄入量这一风潮影的影响下，20世纪七八十年代氢化植物油的销量大规模增长，人们视之为乳制品的“健康”代替品。20世纪90年代早期，美国食药监督管理局估计95%的饼干、所有的薄脆饼和大部分零食中都含有后来被称为反式脂肪（trans fats）的氢化植物油。通过食用蛋糕、饼干、糕点、汉堡、冰激凌、薯条和其他油炸食品，许多美国人摄入的反式脂肪占到了每日摄入热量的10%。 [109] 整整一代人吃着神奇的“健康”人造黄油和食用油长大。而20世纪80年代首次出现的关于氢化植物油的负面报道没有引起人们的重视。 [110]
事实表明每天摄入少量的（1%～2%）反式脂肪都会显著提高血脂水平，心脏病和猝死的风险增加3倍，这还不算引发癌症的风险。据估计每年有额外25万美国人因食用反式脂肪而患病死亡。然而，因为食品工业的游说，随后多年里，政府部门并没有采取任何实质性的措施。
2004年，全球知名零食品牌多力多滋（Doritos）和奇多（Cheetos）的产品中仍然含有相当多的反式脂肪。2003美国洛杉矶一名男子成功起诉纳贝斯克（Nabisco）公司——奥利奥饼干的生产商，后者随后停止在生产过程中使用反式脂肪。直到2010年消费者才共同起诉盛美家公司（Smucker Co.），因为它标榜生产的科瑞氢化植物油是健康产品。这些迟来的反击可能是碰巧，但是在十五年的时间里，世界上最大的食品公司——通用食品公司（General Foods）归于世界上最大的烟草公司雷诺公司（R.J.Reynolds）所有，而后者对处理健康相关的投诉和应对官司有丰富的经验。
如今大部分西方国家都已经减少甚至禁止使用反式脂肪。美国直到2015年才规定反式脂肪不得超过每日脂肪摄入量的4%（相当于每日总热量的1.5%），而早在2003丹麦就已经全面禁止使用反式脂肪。多年来，斯堪的纳维亚半岛的麦当劳和肯德基已经不再用含反式脂肪的油来炸鸡块和薯条，而美国政府为了保护食品工业的利益，免其经受变革的冲击，依旧闪烁其词。
2015年，在反对反式脂肪团体的压力下，英国政府采取了制定反式脂肪摄入参考上限和标签信息详注等举措，可尽管专家一致认为反式脂肪的摄入没有安全范围，政府仍没有全面禁止其使用。医学界和英国国家健康与临床优化研究所（the National Institute for Clinical Excellence，NICE）呼吁禁止使用反式脂肪并减少加工食品中盐和饱和脂肪的限量，据称仅此几项即可使4000人免于死亡。这一努力以失败告终。不过情况在慢慢好转。据估计，2010年英国人从反式脂肪摄取的热量只占总热量的1%不到，而在美国这一数字仍有2%。然而，反式脂肪的消费存在巨大的社会和地区差异，食用廉价油炸和加工食品的人所摄入的反式脂肪是本已高风险的平均值的3倍。令人遗憾但似乎也无可避免地，这一问题已经成为全球性问题。
在许多发展中国家，例如巴基斯坦，反式脂肪仍被作为廉价食用油（主要代替传统酥油）出售，其使用占每日热量摄入的7%，是导致心脏病发病率升高的主要因素之一。 [111] 在家庭里，用温度很高的油来炸食物的过程中也会生成反式脂肪；而且奇怪的是，牛的胃中也有微生物发酵生成的反式脂肪。不过，尽管反式脂肪并不健康，但牛奶中所含的少量反式脂肪并不会造成健康问题。
出乎意料地是，不同种类的乳酸菌会在人体的肠道中生成少量的反式脂肪，并且可能可以少量（而非大量）消化食物中含有的过量反式脂肪。 [112] 所以如果下次你忍不住，想大吃一顿可能富含反式脂肪的垃圾食品时，吃点手工奶酪、酸奶或者益生菌当甜品，说不定可以抵消部分负面作用。
反式脂肪之所以会危害健康，原因之一是它会对来自天然和人工脂肪并作为信号传递分子的小分子脂肪酸产生影响。小分子脂肪酸是机体免疫系统、肠道微生物和脂肪代谢进行信息传递的关键分子。人造氢化植物油扰乱了这一过程，使信号传递受到影响，从而影响代谢。
身体不适
10岁的杰森很爱吃薯片，所以有一天课间，他不想吃自己每天都带的大袋薯片了，事情就有点不对劲。他觉得很疲惫，无精打采，头嗡嗡作响，犯恶心还有点冒冷汗。数学课上他无法集中精神，最近经常这样。老师带他去了学校的医务室，保健员发现他的腿肿胀到了平常的两倍大，皮肤呈奇怪的黄绿色。他一直有点胖，但是他的肚子比平常鼓得更厉害。
当发现他的血压也升高了以后，保健员更担心了，她给杰森的父母打电话，可是联络不上，于是直接把他带到最近的大医院：位于伦敦南部的国王学院医院（King’s College Hospital）。幸运的是他很快在专家中心得到了诊治，警觉的医生认出这是有肝病的表现。他的血液检查结果令人吃惊：胆固醇和甘油三脂升高，肝功能指标严重超标。因为肝功能衰竭并随之对心脏产生了影响，他的腹部积水，腿部水肿。血液检查结果表明他同时患有2型糖尿病。以前2型糖尿病被称为“成人型”糖尿病，现在在儿童身上也越来越常见了。
后来医生终于联系上了杰森的妈妈，她赶来后，医生详细问了她有关的情况。“他一直都有点胖，像我，胃口也很好，不过从来不吃什么蔬菜——除了薯片。不过我想薯片不算蔬菜。他最近好像长胖了很多，也不怎么爱踢足球了。他会好起来的吧？对不对？”
医生称了杰森的体重：63千克，是正常体重的2倍，不过其中有一部分是水肿引起的。医生给他开了降糖药和他汀类药物，控制血糖、降低血脂。两星期后，他的症状没有好转，磁共振成像（MRI）和肝脏活检表明肝脏及其周围组织含有大量的脂肪颗粒——毫无疑问，他只有做肝移植才有存活的希望。
杰森这种情况，医生已经屡见不鲜了，可二十年前，这样的病例几乎没有。只有长期酗酒的人才会出现脂肪肝。最新的估计表明有5%～10%的美国儿童有脂肪肝，男童，亚裔及拉美裔儿童，风险更大。这些孩子大部分超重或肥胖，吃的是缺乏营养的高脂饮食。孩子储存脂肪的能力较弱，他们的肝脏和脂肪细胞无法清除血液中的脂肪，长期处于炎性和应激状态。虽然肝脏移植相对来说成功系数较高，但有1/5的孩子会在5年内死亡。 [113]
垃圾食品——肥胖推手
人人都知道垃圾食品有害健康——饱和脂肪、高热量、糖、化学添加剂以及缺少纤维素，都是明白无误的信号。不过，饮食多样性不足作为原因之一却常被人们忽视：正如前面所说，80%的加工食品是由四种原料制成的——玉米、小麦、大豆和肉。长期研究一致表明，与其他食物相比，经常吃薯片、薯条和加工肉制品等垃圾食品让人的体重增加更为显著。 [114]
许多国家点单率最高的快餐套餐是一个巨无霸汉堡、一份薯条加一大杯可乐，美国快餐店里这样一份套餐含有1360千卡热量，占每日总热量的一半，其中大部分热量都来自脂肪，还有可乐中含有的相当于19勺糖的糖分。现在1/3的美国人每天至少会吃一顿快餐。即使在英国，10岁以下的孩子也有1/3的每天吃垃圾食品。自从1952年“冷冻快餐”（TV dinner）问世以来，快餐文化已经改变了我们对于家庭饭食的观念。美国人每五餐中就有一餐是在车里吃的，其他国家也纷纷仿效。
自1948年雷·克罗克（Ray Kroc）接手麦当劳兄弟并建立了一个庞大的连锁快餐帝国以来，如今全球118个国家每天有超过6700万人在麦当劳就餐。无论如何，麦当劳已成为美国文化的全球象征，而它那标志性的金色拱形M字母则成了整洁的就餐环境和快捷服务的代名词，但同时也成为动物权益组织和健康倡导者的声讨对象。1974年尼克松总统在广告中盛赞麦当劳巨无霸是“全美最好吃的汉堡”，只比总统夫人亲手做的汉堡稍稍逊色。1989年担任英国首相期间，撒切尔夫人亲自给位于芬奇利（Finchley）选区的麦当劳英国总部剪彩，称赞其商业模式“食物物超所值，但仍保持盈利”。其他一些美国快餐公司也大获成功：例如拥有巨大国际市场的汉堡王、肯德基、塔可钟（Taco Bell）、必胜客和赛百味，它们征服了顾客的胃，也赢得了他们的心。
1970年，美国人消费了60亿美元的快餐，2014年这一数字是1950亿美元。新鲜健康的食物无法和这些有数十亿美元营销预算的快餐和加工食品竞争。而且过去二十年，在政府对前述四种主要原料的补贴下，快餐和加工食品的价格相对下跌，而新鲜食物的价格却有上涨。随着外出就餐与在家做饭相比的花销变小，可供选择的食品种类也变少了。现在美国快餐店与超市的分布比例是5：1，其他国家也呈现出了同样的趋势。
刚开始开发加工食品时，研究人员忙于如何给食品消毒，延长保质期，特别是在美国这样一个幅员辽阔的国家，配送是个大问题。像酸奶、德国酸菜或泡菜这样一些发酵食品因为含有发酵的细菌而可以保鲜，但是像蛋糕、饼干和零食就难以保存了。他们发现增加大量的糖会抑制细菌生长，增加脂肪含量可以减少水分，从而减少细菌和真菌的繁殖。最后，除了脂肪和糖，另一种神奇物质——可以保存食物、延长保质期的盐也被加入其中。这三者合起来为制造肥胖创造了完美条件。
含有大量这三种物质的食品可以保质很久。犹他州一名男子在他的旧外套口袋发现了14年前一个包装完好的巨无霸汉堡。上面一点都没长霉。只有夹在中间的黄瓜坏了，剩下的汉堡干得就像化石。 [115] 说不定在将来，汉堡可以像图旦卡蒙法老的遗骸一样，陈列在博物馆中供人参观。
食品公司发现当脂肪、糖和盐以恰当的比例配合后，不仅可以让食物不腐坏，而且会令食物难以抗拒。凭借先进的食品化学工艺，并采纳试吃员的意见，研究人员确定了每一种成分的精确比例——他们称之为“满足点”（bliss point）， [116] 之后加入一系列增味剂、改良剂来改变食物的质地，可怜的消费者根本无力招架。汉堡、披萨、蛋糕和薯片（薯条）中都含有大量这三种成分。更有甚者，越来越多的证据表明，人们现在已经适应并爱上了这三种成分的组合带来的口味，它们与未加工的真正食物完全不同。
垃圾食品可以改变小鼠的脑活动，有研究者认为其与可卡因等成瘾性毒品造成的改变相似。近期美国科研人员开展了一项研究，结果发现在给予小鼠无限量的垃圾食品仅仅5天后，小鼠脑部的快感中枢就变得对神经递质多巴胺（dopamine）不再敏感。 [117] 这意味着它们要吃更多的垃圾食品来维持这种快感。 [118] 停止喂食垃圾食品后，小鼠宁肯挨饿两周，也不愿意吃以前那种健康但口感稍微差些的食物。 [119] 很显然，垃圾食品对快感中枢的影响持续时间可比吃掉一个汉堡或者一包薯片的时间长得多。
另一项研究表明，怀孕小鼠对垃圾食品的喜好会遗传给其子代。 [120] 机制可能是通过某些微妙的（表观遗传）作用启动或沉默相关基因，或是分娩或哺乳时母体的肠道微生物发生了转移。一些人声称自己吃垃圾食品上瘾，但尽管他们的表现符合成瘾的一些标准，这究竟属不属于成瘾仍然存在争议，因为这种情况显然与化学药品比如黏胶和海洛因的成瘾不同。关于少数人（通常是名人）是不是真的会对性行为上瘾也存在类似争议，因为寻求性快感是生理机制决定的。
为拍摄《大码的我》（Supersize Me），美国纪录片导演摩根·斯珀洛克（Morgan Spurlock）做了一个有名的实验——每餐都吃麦当劳并持续30天。最后他的胆固醇上升了30%，尿酸（与痛风相关）增加了1倍，而反映肝损伤的指标增加了2倍。他有腹痛，出汗和偶尔恶心等表现，几天之后，他有时会很想吃垃圾食品，还出现了抑郁和头痛，而这些症状在进食之后就会暂时缓解。到实验结束，换算下来他吃了12磅脂肪，30磅糖，体脂率增加了7%，而且大部分是内脏脂肪。受他的启发，我准备在自己身上重复这一实验，不过我的目的是看看会对肠道微生物产生何种影响。
大码汤姆
一开始我豪气冲天，准备拿自己做实验，不过把这个计划和汤姆——我22岁的儿子谈过之后，我们都觉得他作为快餐达人比我更有资格。和其他的英国大学生一样，汤姆吃得很糟糕。大部分学生入校后都会长胖很多，而且很难再减掉。在美国人们把这叫作“新生15磅”，因为平均下来每个新生会长胖15磅（7千克）。上课期间，汤姆和朋友们会频繁光顾麦当劳等快餐店，每星期一到两次（尽管对一个大学生来说，汤姆还挺会做饭的）。不管怎样，这个实验对他来说吸引力更大，而且他还能将这个实验的内容写成学生报告。美国和英国的大学生吃得很糟糕不仅是因为经济原因或者学生们太懒，也跟他们远离家乡的孤独无助以及在缺乏食物文化的国家自己做饭常常被认为很“老土”有关。
我们决定，10天的实验就可以观察到身体的变化，也不至于影响他的学习，更重要的是不影响他的社交生活。他唯一的附加条件就是能交替地吃巨无霸汉堡和麦乐鸡块。为了维持高糖摄入，除了主食他还得喝一杯中杯可乐、吃掉一份麦旋风（其中的糖和饱和脂肪含有600千卡的热量），尽管如此，到了晚上他还可以吃点薯片，喝点啤酒，补充“营养”。
他的朋友都很羡慕他可以享用不花钱的垃圾食品大餐。大学生们摄取的热量可能是足够的，可是没什么营养。我记得我上大学时有一个学医的同学常以酒吧为家，有两个学期的时间他只吃奶酪三明治，喝麦芽啤酒，后来开始牙龈出血、浑身青紫。几个月后，医生诊断他得了坏血病，让他多吃点橙子和柠檬。所以为防万一，实验开始前，我让汤姆吃了一个星期多种多样的新鲜蔬菜和水果。
本地快餐店走路只要15分钟就可以到，不过为了方便顾客，那里设有“免下车”取餐服务，可以替汤姆节省宝贵的时间和精力。他死活不肯在麦当劳吃早餐，不过我猜原因是他不想那么早起来。所以我同意他可以不吃早餐。
头几天一切进展顺利，他和店员混得很熟，经常带同学去吃。不过第3天，新鲜感过去了；到了第4天，他已经不想去那儿吃宵夜。第5天，他很想吃水果和沙拉。第6天，他发现自己吃完之后有点胀气，无精打采。第8天，吃完之后他开始流汗，之后3个小时都感觉很累，睡眠也不好。随着他的疲惫感越来越重，最后的3天也是最难熬的。第9天，和对垃圾食品上瘾的小鼠同，他实在不想继续去吃鸡块，干脆就没吃。他做事的效率下降了，作业花的时间也在变长。朋友们说他皮肤发黄，看起来病恹恹的。
实验结束时，他如释重负。他的体重增加了2千克。实验一结束，他就直奔超市买蔬菜水果沙拉，完全不像他的作风。隔了6个星期他才重新开始吃巨无霸汉堡，据他说这已经破纪录了，而且是因为实验期间吃得太多倒了胃口。很明显，虽然汤姆爱吃垃圾食品，但他没有上瘾。和斯珀洛克不一样，他没有腹痛、渴求感、头痛和呕吐症状——可能是基因的原因，也可能是他已经习惯了吃垃圾食品。
10天之后，检查发现汤姆的肠道菌群变化显著。他的拟杆菌的比例从25%上升到了58%，翻了1倍，而厚壁菌从70%下降倒了38%。双歧杆菌的比例也下降了一半。重要的是，他肠道菌群的多样性大大降低，仅仅3天之后，可检测到的肠道菌群种类就减少了40%。总的说来，肠道细菌更活跃地消化脂肪、引发炎性反应，并且对胆囊分泌的胆汁酸产生了抗性。几天时间里，他的肠道菌群就从与我们前面提过的健康的委内瑞拉农民相似，变成了与普通美国人一样。在这种饮食下几种少见的细菌大量繁殖，其中一种名为劳特洛普氏菌（Lautropia），这种细菌常见于免疫缺陷病人体内。1个星期后，他的肠道菌群仍然不正常，但开始慢慢恢复。
哈佛的研究团队开展了一项为期较短但更严密的研究，6名实验室志愿者在3天时间里食用包含香肠、肉类、鸡蛋和奶酪在内但不含碳水化合物和食物纤维的高脂高蛋白饮食。特别的是，志愿者中有一名素食者，他为了实验才开始吃香肠和汉堡。2天之内，他体内发生的变化更为明显。和汤姆一样，他的拟杆菌比例大幅上升，厚壁菌比例下降，而且素食者体内数目较多、反应饮食中食物纤维多少的普雷沃氏菌属（prevotella）明显减少。 [121]
这些短期但极端的实验表明了食用垃圾食品的影响——肠道菌群的种类减少近一半。但遗憾的是，许多人每天都在拿自己的身体做同样的实验。这些实验也表明，改变自己的肠道菌群组成比我们认为的更容易，只需要几天就够了。改变的肠道菌群会生成一系列新的代谢产物和化学物质，产生比脂肪和糖的直接作用更为深远的影响。令人欣慰的是，肠道菌群适应性很强，可以部分逆转垃圾食品带来的负面效应。
有毒食品和快餐鼠
波士顿的一个研究团队开展了一项实验，用和巨无霸汉堡成分相似的液态食物喂养小鼠，比较它们的肠道菌群与正常饮食小鼠有何区别。两组小鼠都可以敞开肚皮进食。不出所料，快餐饮食组的小鼠体重增加更为显著，特别是风险很高的内脏脂肪水平。除了肠道微生物组成的差异，快餐小鼠还处于明显的促炎症反应状态（pro-inflammatory state），这意味着身体的细胞处于应激状态，传递信号增强机体的免疫反应并使细胞壁的通透性增大。 [122] 短暂的应激状态是正常的，但如果处于持续应激状态则对健康有害。另一些啮齿动物实验也表明高脂高糖饮食会引起炎性改变，增加肠壁通透性，从而利于肠道微生物和化学分子进入血液循环。 [123]
许多加工食品中含有危险的脂肪、糖和盐的组合，以及大量的防腐剂和添加剂本身就有促炎的作用，这样的观点早已有之，但缺乏坚实的证据。上述实验表明，以高脂高糖饮食喂养的啮齿动物，身体处于应激状态。那是不是这些食物造成了脂肪囤积并促进了炎症信号的释放呢？
直到目前为止，人们一直认为脂肪细胞只是储存脂肪，与身体的其他部位没有关联。现在人们发现，脂肪细胞的表面有免疫细胞（调节性T细胞）包绕，从而实现与免疫系统的信号传导。 [124] 一旦人变得肥胖，脂肪细胞发生改变，起反应抑制作用的调节性T细胞就会消失，炎症信号分子就会释放。我们知道微生物菌群和调节性T细胞之间能进行信号传递，那么微生物菌群会不会在肥胖的过程中发挥作用？
如果喂给无菌小鼠高脂饮食，它们的体重不会改变，只有在给它们添加了微生物后，它们才会增加体重，这说明微生物确实很关键。在波士顿实验和其他一些实验中，研究人员发现，添加如乳酸菌和双岐菌等一些益生菌，可以减轻垃圾食品的负面影响。 [125] 当食物中脂肪含量急剧增加时，体内一种拥有厚细胞壁的细菌数量激增。细胞壁的碎片（由脂类和糖构成，称为“脂多糖”：lipopolysacchride/LPS）在体内堆积，生成内毒素（endotoxin），机体对此反应敏感。
我们已知脂多糖是引发毒性反应的关键，如果将脂多糖注射到小鼠体内，会有与食用垃圾食品同样的一系列改变，只不过小鼠没能享受到吃快餐的短暂快感。其中之一就是诱发肠壁的改变并引起炎症信号的释放。 [126] 肠壁通透性增加，有毒碎片释放入血，并通过血液循环到达脂肪组织和肝脏，由此启动了一系列连锁反应，身体呈现为高应激状态，称为“亚临床炎症状态”（sub-clinical inflamation），这相当于身体的橙色警报。 [127] 最近一项以45名超重和肥胖的法国受试为观察对象的研究表明，不管体脂率如何，蔬菜匮乏的快餐饮食都会导致微生物多样性和丰富程度下降，血液中的炎性因子水平升高。 [128]
这种轻炎症状态对健康有何影响呢？除了释放更多的应激信号，使细胞分裂加快并缩短细胞寿命外，它也会影响脂肪细胞，从而产生更多的炎性分子并释放更多的应激信号，升高血胰岛素水平，使葡萄糖不能正常代谢。身体会发出信号，存储更多（没有用处）的脂肪，特别是腹部的内脏脂肪。这会对健康造成不良影响。
垃圾食品传染病
为了弄清究竟是微生物本身还是不健康的饮食和过量的脂肪造成了肥胖，需要设计更巧妙的实验。幸运的是，双胞胎和无菌小鼠皆可作为研究对象。杰夫·戈登位于圣路易斯的实验室从当地的双胞胎登记中心招募了4对20多岁的女性双胞胎（1对同卵、3对异卵双胞胎）。每对双胞胎的肥胖程度不一（一个肥胖，另一个体重正常）。
不出所料，她们的肠道菌群存在差异。较瘦的那个，菌群更多样、更健康，双歧杆菌和乳酸菌的比例更高。较胖的那个，菌群多样性较少，呈现出炎症样改变。研究人员收集了8份粪便样本，随机接种到无菌小鼠身上。
结果明白无误。接种了胖双胞胎粪便的小鼠增肥了16%，尤其增加了内脏脂肪，这说明肥胖相关的微生物的确有害，而且会传染。 [129] 如果体内菌群失调，或者某些细菌生长受到抑制，菌群多样性不足，有害的微生物更容易大量繁殖，引发健康问题。
剖腹产分娩的无菌小鼠，一直是在独立的饲养笼内饲养，就像被单独拘禁的犯人。为验证小鼠是否能通过交换菌群而让彼此变胖或变瘦，研究人员给每只小鼠一只同伴。和其他啮齿动物一样，小鼠会吃自己的粪便，有时候为了换换口味，也吃同伴的粪便，通过这种方式实现有用菌的交换。实验结果出人意料。
开始时体内有健康菌群的苗条小鼠，在获得了有肥胖倾向的室友的菌群后，并没有变得肥胖。实际上，结果恰恰相反。拥有不健康菌群的小鼠在获得了苗条小鼠的菌群（特别是拟杆菌属）后，不会变得肥胖，身体也不会出现炎症样改变。研究人员还发现如果给小鼠喂食高脂低纤维的食物会影响菌群的转移，小鼠仍会变得肥胖。相反，健康的低脂高纤维饮食有助于菌群转移，可能是抑制了身体内原有的不健康菌群的繁殖——我们在前面提到的英国双胞胎身上也进行了相似的研究。我们将与保持苗条有关的微生物接种到无菌小鼠身上。这种人们还知之甚少的克里斯滕森氏菌（Christensenella）可以阻止用高脂饮食喂养的小鼠变胖。 [130] 体内有这种细菌的人可以免于肥胖的困扰，不过不幸的是，大多数人体内都没有。
有害微生物的转移可以解释人体中许多现象，比如本身肥胖的母亲，即使没有暴饮暴食，所生下的胎儿都会更胖——别忘了，胎儿跟无菌小鼠的情况是一样的。改变孕妇的饮食或许可以终止这一恶性循环。现有的研究表明，天生较瘦和长期高纤维饮食的人可免受高脂食品或垃圾食品的影响。具体原因还不明，但可能是体内的菌群会生成更多有益的短链脂肪酸，比如丁酸盐，这有助于调节性T细胞保持良好的状态，抑制炎症状态。但是，在长时间大量的高脂高糖、乏纤维素的垃圾饮食的影响下，这些保护机制最终也会失效。
中国稀饭和坏蛋细菌
住在山西的吴先生（音）一直比同龄人块头大。他18岁时体重就有120千克，29岁时涨到了175千克，BMI指数高达59。身高只有172厘米的他看起来就像一个水桶。他没有服药治疗，但是有各种健康问题，例如糖尿病、高血压、高血脂、肝功能异常及水平很高的炎性标记物。基本上他的健康状况就是一团糟。他不抽烟，偶尔喝酒，喜欢吃面条和肥肉，比大多数同龄人吃得多，但是也不足以解释他惊人的体重。
他找到上海的赵立平教授看病，赵教授是治疗肥胖和研究微生物的专家。他觉得吴先生的情况很特殊。在做了常规检查排除其他疾病后，他想检查一下吴先生肠道微生物的组成情况。
粪便DNA检查的结果表明，他的肠道完全由一种名为肠杆菌（Enterobacter）的细菌所统治。少量的肠杆菌在正常人体内无害，但数量众多的情况下，它会变成冷血杀手，生成大量内毒素（B29），攻击其他肠道细菌的细胞壁。肠杆菌攻城略地，造成大部分有益菌死亡，并引发大量攻击性的炎症信号释放。
赵教授让吴先生吃一种特制的饮食。他每天摄入1500千卡，是每日所需热量的2/3，其中70%来自碳水化合物，17%来自蛋白质，13%来自脂肪。特殊之处在于这一饮食是由全谷物、食疗药材和能促进有益菌生长的食物组成。这种糊状食物很快就神奇地起效了。
9个星期之后，吴先生减掉了30千克体重，4个月之后又减掉了51千克。体重的变化也反映在血液中，他的血液检查结果恢复了正常，血压也降低了。食用特殊饮食9个星期后，肠道中肠杆菌的比例从30%下降到不足2%，而6个月之后则完全检测不出。这也反映在炎症状态的减轻上。肠杆菌减少的同时，吴先生发现他之前持续的饥饿感也没那么强烈了。 [131]
不过在这个例子中我们仍然无法分辨孰因孰果。是机体的肥胖状态导致免疫功能减弱，从而使肠杆菌大量繁殖、性情大变，产生大量毒素，还是肠杆菌本身造成的肥胖？赵教授设计了一项巧妙的实验，把吴体内的肠杆菌接种到无菌小鼠体内。我们前面说过，没有肠道菌群的无菌小鼠，即使喂以过量的高脂饮食也不会长胖。 [132] [133] 但是在接种了这种细菌后，用高脂饮食（垃圾食品）喂养的小鼠在很短时间内就会快速长胖。
实验开始头几天，因为肠杆菌产生的炎性内毒素B29的副作用，所有小鼠的体重都减轻了。接下来的1周，所有小鼠都增加了体重。实验进行没多久，小鼠都出现了糖尿病、高脂血症和炎症表现。必须重申，垃圾食品和有害细菌的共同作用是关键，接种有害菌对正常饮食喂养的小鼠影响很轻微。
尽管这只是个案，但也说明了单一某种细菌就能像感染一样导致肥胖，这可能像罕见的基因突变一样是特殊情况（希望如此），其他一些接种了几种与肥胖有关的细菌的实验中，小鼠的体重变化没有如此显著。通常要使啮齿动物体重增加，需要整个密切关联的菌群的作用，在人身上也同样如此。
实验结束时，吴先生瘦了一圈，精力比以前更充沛，他很满意减肥成效。为了进一步减轻体重，他又坚持吃稀饭饮食一年时间。赵教授也很满意这一结果，他因此成为名人，经常上电视节目，并且开设了一个博客，吸引了600万粉丝。还有更多各年龄段的超级肥胖病人来找他购买特制的食谱。
胖丫（音）是一名3岁小女孩。她来自中国东北，体重46千克，但她的父母体重都正常。她胃口惊人，无法控制。她会歇斯底里地大叫，用尽一切办法找吃的。她的父母走投无路，只得同意搬到上海，住在医院附近，并且在3年时间里严格执行赵教授的特殊食谱。她如何减肥、肠道菌群以及胃口如何恢复正常这一不寻常的故事被拍成了一部电视纪录片。 [134]
到目前为止，赵教授治疗了超过1000名中国人，详细检查了许多人的微生物菌群，他不愿过多披露专业方面的细节，但是披露了素食食谱的早期研究结果。
在一项研究中，他招募了93名上海的肥胖和早期糖尿病志愿者，给他们由12种全谷物、传统食疗药材和几种益生菌组成的、名为WTP的饮食。 [438] 假如你想给自己准备一份，来取代平常吃的桂格燕麦片的话，这里的原料有燕麦、薏仁、荞麦、白豆、玉米、黄豆、山药、大枣、花生和莲子，有的配方里面还有苦瓜。这种饮食可以提供1350千卡热量及大量的纤维素。病人必须连吃9个星期，接下来是巩固性的饮食方案，整个疗程持续5个月。许多志愿者的炎症水平降低了，胰岛素抵抗也减轻了，平均减重5千克，只有9%的人没有减重。 [135] 他进一步研究发现，许多前来的儿童都存在未诊断的基因异常（比如普拉德——威利综合征），正是基因异常引发了他们过量进食。尽管如此，食谱仍然有效果，虽然预防不了但可以减少过量进食的冲动。
让人吃任何一种特殊饮食6个月之久都不是件容易的事，不过当我在伦敦和赵教授会面并交谈时，他告诉我他或许有办法。“和其他国家一样，在中国要保证病人的依从性也是个挑战。不过如果你告诉病人，特殊饮食的目的是改变肠道菌群的组成，从而减少饥饿感，缓解其他症状，结果就会不一样。病人会有动力去坚持这一饮食，就像是因为患了感染必须要接受抗感染治疗一样。每周会有营养师评估他们的情况，每两周会有医生复诊，同时分析肠道菌群变化情况。除了特殊饮食之外，医生也会要他们多吃些蔬菜、豆腐和不那么甜的水果。不过，土豆是不能吃的。”他计划找出肥胖病人体内最常见的50种细菌，并且用苗条人士体内的50种常见的细菌加以替换，从而改变那些占主导的细菌，营造出健康的肠道环境。赵教授使用的许多中草药都已有几百年的历史，也经过了无数次实践的验证。
当心黄金汤
公元4世纪东晋时期，著名的中医葛洪因记述首次用几种中药混合而成的方剂来治疗食物中毒或严重腹泻而广为人知。药方收到了很好的效果。中国第一本应急医书《肘后备急方》中也记录了几例治疗痊愈的病例。 [136] 其中最有名的独门秘方是一种名为黄金汤的药，它是将几种强效中药与健康人的粪便和泥土混合并用瓦罐封好埋在地下二十年发酵而成，通常冲泡成茶给病人服下。
可惜的是，赵教授的食谱中使用的12味中药里没有黄金汤。其中一种，黄连素，已经研究得很透彻。黄连素是从黄连中提取出来的，实验表明它可以预防高脂饮食引起的高炎症状态，并且有类似益生元（prebiotic）的功效，可促进有益菌的生长。 [137] 对一些中国国内小规模研究的荟萃分析显示，黄连可能可以作为糖尿病的替代药物，在网络上，黄连被吹捧成包治百病的灵丹妙药。但是买家们要当心，这类草药一般作用较强，但品质和药效却无法确定。
评估中国医生开展的临床研究的真实性是一个大问题。尽管一方面中国科学家贡献出了一些高水平的学术论文，但是另一方面，也存在有钱就能发表文章的情况。这已经成为一个产业，还有免费客服电话，花上几千美元，没时间做实验、没有思路甚至是缺少真实数据的研究人员就能找人代写代发一篇假论文。 [138] 令人失望的是，论文作假并不仅在中国才有：这是科学界所面临的全球性问题。
赵立平的经历富有传奇性。他出生在山西一个农村小镇，和大多数文革前夕出生的孩子一样，他和他的两个兄弟都只受了简单的教育。赵立平的父亲是高中教师，母亲在纺织厂工作，两个人都非常相信中医。赵立平还记得儿时看到父亲为了治疗乙肝，每天要喝两次带有难闻气味的混浊中药。
他获得了分子植物病理学的博士学位，并于20世纪90年代初到美国康奈尔大学研究饮食和健康相关问题。在美期间，美式快餐让他的体重明显增加。返回山西筹建实验室后，他主要研究用有益细菌控制植物的感染。整个20世纪90年代，他都沉浸在探索用细菌控制生猪乃至人的感染这方面研究中。同期，他家人的健康状况日益恶化。他的父亲体重超标，血脂水平急剧升高，并遭受了两次中风。他的两个兄弟也都成了大胖子。因此他决定把研究重心从植物和动物转移到人身上。
杰夫·戈登是美国的微生物学家，他开创性地提出了肠道微生物菌群可能与肥胖有关的理念。在读到杰夫·戈登2004年的一篇论文后，赵立平再次燃起了兴趣。缺少资金，他就在自己身上做实验，想找出可能与体重增加相关的细菌。在他看来，低热量饮食结合剧烈运动的西方流行减肥方法，是毫无道理的。“从营养上看，身体就已经处于应激状态，”他说，“再加上大量运动所带来的压力，这样可能可以减肥，但也会损害健康。”
想到他父亲曾经喝过的中药汤，他将目光转向了传统中药。他开始吃含有益生元的食物——山药、苦瓜及全谷食品，试验能否改变自身消化道的微生物组成。实验过程中，仅仅两年的时间里，他减掉了十年前在美国长起来的20千克赘肉。他体内的菌群多样性增加了，其中一种有抗炎作用的细菌——普拉氏梭杆菌（F.prausnitzii）数量显著增加。实验结果证实了可以通过含有益生元的特殊饮食促进有益菌生长，取代有害菌。
“大跃退”
如今许多中国人还记得激进的集体化运动——“大跃进”和20世纪五六十年代的大饥荒，许许多多人死于其间。前面我们提及了20世纪80年代对中国饮食情况的研究，结果表明中国的心脏病和癌症发病率都很低，而研究人员将中式饮食视为面临诸多健康问题的西方人的福音，并加以推崇。
两千年前的古代医书《黄帝内经》中将肥胖定义为上层阶级的罕见病，由食用过量“肥肉和精制米面”引起。这样看来，当今许多中国人都过上了“上层”阶级的生活，中国的肥胖人口数量现在是全球之冠。回顾中国人体型在这些年的变化，就仿佛看到了英美过去三十年变化的快进版本。有超过1/4的中国人超重甚至肥胖，7%的儿童被诊断患有肥胖症，这也意味着随着人口的老化，健康问题会加剧。无计可施的家长只得把一个个管不住嘴也不愿运动的小胖墩送进美式的减肥训练营。流行性肥胖已经催生出了1亿名糖尿病患者，还有5亿糖尿病前期（pre-diabetics）患者。从基因上看，中国人比欧洲人更容易患糖尿病，更容易囤积内脏脂肪，心脏病的发病率也在大幅提高。虽然过去十年中人们摄入的平均热量没有增加，但是随着收入的提高，中国人的饮食组成已经发生了巨大变化，与蔬菜占主导的上世纪80年代相比，现在肉类和油类是过去的2倍还多。
尽管中国人变胖了，但矛盾的是在农村仍有许多孩子因为维生素缺乏而生长发育迟缓，就像印度和一些非洲国家一样，中国同时存在着营养过剩和营养不良的情况。这可能是由于持续的营养不良使得机体和肥胖细胞受到刺激，更容易囤积保护性的脂肪。而其中的信号传导可能与微生物有关。
因此，垃圾食品和加工食品吃得越多，越是缺乏纤维素和营养素，身体就会释放出越多信号引发进食，从而弥补“营养缺乏”，导致肥胖和营养不良并存的恶性循环。而且，每个国家的饮食中都含有所谓的垃圾食品，不仅仅是快餐店的汉堡或者便宜超市里卖的加工肉制品。
赵教授认为造成中国现在肥胖流行的两大原因主要是蛋白和脂肪（通过肉类）摄入过量，同时又缺乏能促进肠道菌生长、抑制炎症反应的全谷食物、纤维素和营养素。人们开始食用乳制品并不是导致肥胖的原因。他记得，小时候在北方，人们吃的面条和米饭都带一点灰色，因为小麦和米都是粗磨的，含有大量纤维素和营养素。现在的面条和米饭都白得晃眼，纤维素和营养素都在精制过程中损失了，无法促进微生物生长，而这些微生物将伴随我们一生。
许多中国人每天工作很长时间，早上来不及吃早餐，中午在公司或者单位吃食堂，到了晚上可能要陪客户吃饭。每盘菜都是荤菜，几乎没有机会吃蔬菜和全谷物。女性也要在职场打拼，没有时间做饭，许多现代女性已经不会做饭，因此在餐馆和快餐店就餐的人越来越多。现在全中国有2000家麦当劳。赵教授认为现在的中国人比美国人吃得更美国——这可不是什么值得自豪的事。
细菌掌控的脑和吃汉堡的傀儡
如果我们已经知道高脂高糖的加工食品对健康有害，为什么我们还会吃？吃的冲动是受什么控制的呢？
答案可能是菌群。 [139] 前面我们已经讨论过细菌通过释放化学递质可以影响情绪、焦虑感和应激。每一种细菌都有它偏好的食物种类，能促进其生长和繁殖。从演化角度上，它们会想方设法维持有利的生存环境，确保自身的繁衍。途径之一就是释放信号，促进人类进食更多垃圾食品。
这一设想并不只是天方夜谭，而是已经在人工培育的缺乏免疫受体（TLR5）的小鼠身上得到了证实。受体的缺乏扰乱了肠道—免疫系统信号传导，导致肠道菌群改变，引发了饥饿感。将这些细菌移植到健康小鼠体内也会引发同样的饥饿感，但是这一作用可以被抗生素逆转——这证明细菌是关键。 [140]
该机制还没有在人体上得到证实，但对于在某些人体内占主导的有害细菌来说，情况可能的确如此——吴先生体内的肠杆菌就是最好的例子。自然界中不乏看似不起眼的微生物操纵体型大得多的宿主的例子：例如有一种真菌会钻入蚂蚁的脑袋，把它们变成乖乖听命的“傀儡”。这些蚂蚁会奋力爬到植物上，以叶子背面为食，同时把真菌孢子播散到下面的蚂蚁上。有一些细菌会引诱果蝇生成更多的胰岛素，在体内储存更多脂肪，以利于细菌繁殖，不过可怜的果蝇就遭殃了。 [141]
微生物可以通过生成神经递质使人获得快感从而诱使人吃下更多垃圾食品，这不是异想天开——对于高度演化的专门细菌来说这不过是小菜一碟。 [142]
至此我们可以看出，饮食中的脂肪与健康的关系非常复杂，“要减少总脂肪摄入”这一简单的教条缺乏科学依据。加工食品中的脂肪搭配着大量的盐和糖对健康有害，而人造的反式脂肪更不健康。另一方面，许多脂肪，比如曾经被认为有害的多种饱和脂肪，不仅对健康有益，也含有能促进有益菌生长、增加菌群多样性的物质和营养成分。多种多样的脂肪是许多食物的必要组成部分，过多关注某种类型的脂肪只会徒劳无功，而且还转移了人们的视线，使人们意识不到地中海饮食这些高脂健康饮食的重要性，对这些饮食来说，种类丰富多样、颜色无所不包、保留新鲜原味是关键。所以下次看到“零脂肪”标签的时候，应该想到这意味着这种食物是加工过的，不是健康的标志。
除了在人为给出的食品营养成分表上，脂肪和蛋白质从来都密不可分。下面我们就来看看不同种类的蛋白质对健康的作用。
注释
[438] W（whole grain）全谷物，T（traditional medicine food）传统食疗食物，P（probiotics）益生菌。