化学物当作药物使用时，可以治疗疾病；当作塑料，可以制成很多种产品，供我们日常生活使用；当作防腐剂和人工色素，则可以添加到食物中；我们也可以用它们来清洁及消毒厨房，把它们当作消毒药水使用；它们也可以用来染布料，让生活增添色彩；我们也把它们制成香水，散发迷人的香气；肥料和杀虫剂，可以增加农作物产量、减少饥荒和消灭昆虫传播的疾病；它们也可以作为汽车与飞机的燃料，载我们出门旅行。 由于日常生活中使用化学物的情况非常普遍，所以也就需要化学工业来制造各种成品，以及制造出用来作为中、上游原料的其他化学品。这些产品当中，有些具有潜在危险，像腐蚀性强酸和气体，有些副产品也有毒，像戴奥辛。但这样的制成品是可以被安全使用及处置的，只要安全措施完备，使用这些化学物的员工能够穿上防护衣，将工厂设在郊区，造成危险后果的机会就会大大降低。预定拿来当作毒剂使用的化学物，像杀虫剂，一定要保存在正确环境中，并要谨慎处理，使用人员要穿上防护衣，使用的剂量要正确，如此一来，危险性就会降低到可以接受的程度。化学物应该用在正确的目的上，并且不能事先假设它们没有危险性。 在本书后面几章将会发现，化学灾难都是因为安全措施不够或使用错误造成的。这让我不得不回头强调先前提到的一点：使用化学物时，一定要心存尊敬。 有些人一再警告我们，由于我们好像生活在危险化学物的大海中，所以每个人都有罹患癌症的危险，但是不是真的如此呢？至少我本人就不相信，但这可能符合某些一直积极推动这种想法的人士的期望，也可能是我们对身处安全且富裕生活中的一种反省。《纽约时报》最近的一篇文章，就对这些理念提出以下的看法： 大部分美国人都无须忧虑他们今天是否有饭吃，或是明天是否有屋子可遮风避雨，反而担心由于社会进步和富裕而可能出现于空气、水和食物中的污染危险。其实，我们全都比以往更健康、活得更久、享有更多娱乐与便利的资源，政府也对工业与农业生产作了更多法律规定。 这种情况目前不只出现在美国，也出现在很多西方工业化国家里。要记住，大自然并不一定安全，但人类制造出来的东西也不一定就具有危险性。大自然并不慈悲！ ——《纽约时报》，2002年8月20日 这篇文章的结论是，人们老是担心一些不必要的事情，也未能充分了解那些事情可能带来的危险，也许将花在管制和其他保护措施的那几十亿美元花在别处反而更好。这种“毒物恐惧症”说明了一般大众的困惑，那些世界末日派高喊狼来了的次数太多，等到真正的毒物危机出现时，反而为人所忽略。媒体不断提出警告和反警告，加深人们关切食物是否受污染或添加了有毒物质，像这样的报道最后只会增加一般大众的困惑，并引发冷漠或焦虑。在后面几章我们会再度讨论其中部分问题。 不过，有些化学物无法被代谢，像戴奥辛和PCBs这样的环境污染物。因为这些化学物溶于脂肪，被吸收进入人体，并会在体内残留很长一段时间。 一，部分流失之后必须和盐一起回补。 肾功能会随着年龄增加而降低，老年人排泄物质的能力也就相对减少。因此，如果老年人一再服用某种药物，这种药物及它们被分解后的产物就会积聚在老年病人体内［请参阅本章欧普伦（Opren）的边栏文字］。 大部分化学物都可以经由这种方式除去，而那些挥发性化学物，像气体和挥发性溶剂，则可以经由肺脏呼出，有特殊结构或特性的部分化学物则被排到胆汁，然后进入肠子，排泄到粪便。 化学物会被排泄到尿液、胆汁和呼气中，而那些易溶于脂肪的化学物，则可能被排泄到母乳中。有证据显示，DDT有时候会出现在母乳的样本中。这是很重要的一点，因为这会让新生儿暴露在化学物中，有些化学物可能对人体有害，而且其累积的分量也可能已经足以造成影响。 新陈代谢和排泄的过程，目的是保护人体，使之不会受到化学物的不良影响。然而，为什么化学物有时候会对某一器官产生毒性，并且造成伤害？原因之一是新陈代谢过程有时候会产生比原本化学物更毒的物质。某种化学物或它的代谢产物是不是会造成伤害，取决于它的化学特性、存在分量多寡，以及它存在于身体的哪一个部位。这将会在以后几章里进一步讨论，但这里先举几个例子加以说明，也许可以由此看出一些可以决定在身体什么部位发生何种毒性影响的重要因素。 乙醯对氨酚便是个好例子。这种药从消化道吸收进入血液中，然后直接进入肝，在那里主要变成无害和可溶于水的产物，很容易被排泄进入尿液中，同时制造出少量更有毒性的产物在肝中，但通常也会变成无害物质。只有在剂量过量时，这套系统才会失效，肝并会因此受到乙醯对氨酚毒性的伤害（但通常不会再伤害到其他器官），而这种有毒物质是肝自己制造出来的（请参阅第三章的深入讨论）。 另一个例子是除草药剂巴拉刈，可以用来说明化学物在身体分布情况的重要性。巴拉刈能被消化道吸收的分量并不多，但只要微量就已经足够造成伤害，有时候还会造成致命后果。它主要会伤害到肺，但不会影响到所有器官，因为它的特殊结构让它只会残留在肺部，并使得它的积聚含量高到足以产生毒性的程度。 另外还有很多例子，其中一些会在本书后面提到，其中一个例子指出：某个特别的器官或系统会受到某种化学物的影响，主要是由于这个化学物在体内传送过程中出现某种瑕疵、变异或改变而造成的结果，而这个传送过程包括这个化学物的吸收、传送到身体各处、新陈代谢分解，以及最后的排泄和排除。 新陈代谢会产生多种不同产物，其中有些还会产生化学反应。这表示，像这样的产物可以与细胞的一部分产生反应，并造成伤害，其中像自由基（free radicals）这种活性物质，便可以和脂肪产生反应，并造成连锁反应，导致细胞与组织毁灭。其他类型的活性化学物可能会和蛋白质或DNA分子产生反应（请参阅边栏）。 人类的身体结构非常复杂，所有哺乳类动物都是如此，功能繁多，令人叹为观止。由于人体是如此复杂，所以，可以耐受大多数所暴露的外来化学物，但不让人讶异的是，这些化学物有时候也会干预到人体的正常功能。比如某种药物会和细胞制造出来的物质（那些药物模仿对象）相互作用，它们伪装成某种细胞制造出来的物质，而得以和特定神经末梢相互作用，改变正常过程中打开或关闭的作用，减少或增加这个神经原本的效果。如此一来也许会造成和蛋白质或酶这种重要结构无法挽回的化学反应，这对某种作用过程是相当重要的。接着，这可能会造成某种细胞一部分或全部被破坏，甚至被消灭，导致整个重要过程不会再发生。这就是某些化学物会产生毒性的原因之一。 因此，如果化学物或它的产物能够和人体内自然发现的其他分子起化学反应，像DNA、蛋白质或脂肪，这可能会对由这些分子所形成的细胞结构造成伤害，也会影响到它们的功能，甚至整个身体的功能。 活性代谢物 新陈代谢活动主要是在肝脏部分，有时候会产生一种容易起化学反应（活性）的产物。虽然一般而言，肝可以解除这种代谢物的毒性，但如果摄取的分量过高，这种解毒过程将会终止。当这种情况发生时，这种活性代谢物会和它们产生的细胞成分反应，这会对一些重要的分子，像细胞内的DNA或结构，造成伤害，导致细胞死亡。 活性代谢物有很多种类型，其中很多已经超过本书的讨论范围。其中有一种特别重要：自由基。它的重要特性是：在它和其他化学物相互作用时，会同时产生另一种自由基，这就是所谓的连锁反应。这尤其会导致脂肪和它们所形成的部分薄膜毁灭。在氧气的存在下，会造成一?叫做脂质过氧化作用（lipid peroxidation）的毁灭过程，类似的过程会造成奶油发臭，有时候也会产生高活性和毒性的氧，像超氧基（superoxide radical）和羟基（hydroxyl radical），这些都被归类为活性氧。 某种化学物也许本来是无害的，但在肝脏里被代谢和催化后，则会变得有潜在危险。这种分子如果只有单独一个，身体还可以应付，但如果有很多，超过身体除掉它们的能力，就会对组织或器官造成极大的伤害。幸好身体有保护措施，通常是在细胞内，可以帮助减少在低剂量时造成伤害。这种活性化学物可以被体内的解毒物除去，像维生素E或维生素C，以及称作硫醇（thiols）的其他物质（请参阅边栏）。 这些保护性物质可以防止器官和组织受到伤害，但如果有毒分子太多，它们很快就会被征服，伤害与毁灭随之而来。我们在下一章将会看到，当摄取过量乙醯对氨酚时，就会发生这种中毒现象。 整个身体可以对抗来自化学物的攻击。只要化学物剂量适中，肝可以解毒，并除去有危险性的物质。 保护物质将会和有毒化学物产生反应，并将它们去除，但同样的，剂量不可太高，否则会使这些保护物质失效。有一个很明确而重要的原则，可以用来说明为什么化学物剂量的多寡那么重要，这也是巴拉塞尔士在16世纪作出这项结论的原因：“所有物质都是毒物，没有一种不是毒物。只要剂量正确，就可以把毒物变成仙丹。”人体可以保护自己，对抗小剂量的化学物，而且这种小剂量的化学物也许甚至对人体有益，但剂量太大时，就会彻底击败体内现有的天然资源，造成中毒及有害的后果。只要是少量，化学物就可以安全地被使用，这证明以下这种观点是错误的：如果小剂量对你有好处，大剂量一定更好。有些人对维生素就是抱着这种态度。 暴露于药物和其他化学物，可能只有一次，或是持续发生。持续服用某种剂量的药，或是不断暴露在某种化学物中，都会产生很不一样的效果。这也许是因为，一再暴露于某些相同的化学物中，会造成这些化学物在新陈代谢上的改变，而这也许会增加解毒作用除去化学物；某些巴比妥酸盐的药物就会发生这种情况。事实上，有些化学物会刺激身体激活保护机制，因此在连续摄取几次之后，它们的毒性就会减少，反之，结果可能会是制造出更多有毒产物。 最近逐渐被接受的一项理论是这样的：很多化学物在微剂量时对人体有益，并且可能会刺激人体激活保护机制，但随着剂量增加，就会产生不好的效应。这就是所谓的辐射激效（hormesis）。暴露在某种化学物的次数超过一次以上时，也许就会出现这种效应（请参阅边栏）。 这样的效应似乎适用于不同形态的多种化学物和辐射，并且和耐药性（tolerance）现象有关系（请参阅下文）。这对化学物的风险评估有很大参考价值（请参阅第十二章）。 身体如何保护自己？ 如果在服用过量乙醯对氨酚的同时，还服用了其他药物，这种情况就会变得很不一样，例如混合药右旋丙氧酚里面不仅含有乙醯对氨酚，还有右旋普帕西芬，只要服用过量很快就会造成死亡，因为右旋普帕西芬会压抑呼吸。而在这种情况下，乙醯对氨酚的解毒剂便无法发挥功效。 目前市面上出售的乙醯对氨酚已采取更小的包装，希望让意图自杀的人难以买到足够自杀的分量。 案例：惊人的耐药力 一位58岁妇人住院治疗风湿性关节炎。据透露，她从住院前五天起就服用了大量乙醯对氨酚治疗这种毛病。看来她似乎习惯一次3克一天吞下15—20克的乙醯对氨酚，且显然都没有发生什么问题。她也喝很多酒，她的剂量远超过医师建议的剂量，通常一天超过5克的乙醯对氨酚就很可能产生毒性，长期酗酒也会增加乙醯对氨酚产生毒性的可能性。 但为什么这位妇人没有出现这些不良效应？她的高耐药力有三个原因：首先，她的肠子吸收这种化学物的速度较慢；第二，她的解毒功能增加，因此产生的毒性代谢物就相对变得很少；最后，她的代谢机制似乎比一般人来得缓慢。 在了解这种药为什么会有毒性之后，科学家正努力开发跟这种药相似，但毒性较低的药。 沙利窦迈 不管是从历史或科学上来看，沙利窦迈都是会令人产生重大兴趣的药。沙利窦迈已经变得恶名昭彰，并且是药物与制药工业所有坏事的象征，但即使是这样的一朵乌云，也终于有拨云见日的一天，而且，我们还可以从它身上学到很多教训。 沙利窦迈是镇静剂，1962年上市之初用于减轻怀孕期间害喜症状，在联邦德国制造及上市，商品名称叫Contergan，后来又在英国上市，商品名称为Distaval。经过一段时期的使用后，发现在很多国家，包括英国和联邦德国，有些严重畸形儿出生，其中主要的畸形是没有手臂［无肢畸形（amelia）］或是手臂很短［海豹肢畸形（phocomelia）］。除了没有四肢之外，还有其他畸形出现。过了一段时间，澳洲一位机灵的医师把这种罕见的畸形儿和生出这些畸形儿的母亲服用沙利窦迈联系起来，结果发现这种情况只会发生在怀孕20—35天期间服用沙利窦迈的母亲身上，因为这段时间正是胚胎四肢与其他组织形成的时候。 对成年人来说，包括怀孕妇女本人在内，都认为沙利窦迈是很安全的药，但这种药可能对身体四肢神经有不好的影响［末梢神经病变（peripheral neuropathy）］。因此，这种药成了典型的致畸胎性的药，对胚胎会有选择性的毒性，而胚胎对沙利窦迈也特别敏感。胚胎本来就比成年人敏感，因为它还在形成当中，所以在这种成长过程中，很容易受到化学物的干扰。幸运的是，母亲这时可以扮演起某种保护屏障的角色，能够抗拒某种程度的干扰。因此通常会有一道门槛存在，低于这道门槛的化学物就不会影响到胚胎。但是，在服用药物后，这道门槛可能变得太低，使得成年人无法对化学物进行任何抗拒。 沙利窦迈被迫下市后，受害者团体对制造厂商提起诉讼。虽然新闻媒体有很多报道谈到这种药以及严重畸形婴儿出生的惨况，但科学期刊对沙利窦迈的讨论却很少，法律诉讼程序拖了好几年。 沙利窦迈悲剧造成几种结果：第一，这是促成英国成立“药物安全委员会”（名称最初为Committee on Safety of Drugs，后来改成Committee on Safety of Medicines）的最主要原因。这个委员会事先审核已经研发出来的药物的所有相关资料，审核通过后，才会发给准许药厂把药上市的执照。第二，医药专业人员对这整个事件大感震惊，并且再度强调，所有药物都有可能产生毒性，同时也有潜在危险性，造成永久性的影响。最后，此一事件也导致对药物的安全评估获得改善，例如美国的食品与药物管理局提高对药物安全评估的标准，并且一直沿用到今天。 这是怎么发生的？在沙利窦迈上市之前，药品安全评估相当有限，而且完全不像今天这么精确。被用来研究受试的老鼠和兔子，它们胚胎的成长方式和人类不同，因此，让怀孕的老鼠或兔子服下沙利窦迈并不会造成畸形，这些动物对沙利窦迈似乎极不敏感，即使老鼠对可能造成畸胎的化学物经常比较敏感。后来在恒河猕猴身上发现会产生跟人类一样的畸胎。因此，沙利窦迈的情况很特殊。 另外，人类对这种药的容忍度相当大，所以不会在成年人身上造成任何明显的副作用。一般认为，母亲本身就像一道天然屏障，可以保护成长中的胎儿，所以怀孕期间服用沙利窦迈是可以接受的。这次不幸事件，促成对药物是否会产生畸形的测试获得改善，包括试管实验研究和应用在内。目前用来测试药物的方法，比较能够测出是否会造成畸形，在对怀孕妇女开处方药时，也比以往更为谨慎。 我们现在已经知道，并不会只是因为暴露在某种对细胞或动物有毒性的化学物，就会造成?胎。会不会造成畸形，完全要看化学物对胚胎发展过程是否会造成干扰而定（图6），会造成畸形的干扰可能只是很小或很细微的改变，这对母亲可能没有什么大的影响，或甚至完全没有影响，但对胚胎影响可能就很大。 对胚胎有这样微妙影响的化学物，在一般的安全评估研究中是不会被发现的。因为这些研究是用动物做实验，目的只在于检测毒性。目前已经有一些专门的研究，目的主要检测药物有无造成畸形胎的可能性。 在诉讼进行期间，有关沙利窦迈为什么会造成畸形的研究无法公开，因此研究并没有太大的进展。不过，一旦诉讼过去，相关的研究报告开始被一一刊出，直到最近才终于得出一项周全的理论，可以用来说明这种药如何造成影响。 沙利窦迈如何造成畸胎 沙利窦迈分子以两种形式存在，称为同质异构物（R和S），它们是彼此的镜射物；其中只有一种（S形式）有致畸胎性，另一种（R）则会发挥镇静作用。不幸的是，肝会把R形式转换成致畸胎性的S形式，因此R形式不能被当作安全药物使用。 目前已发现，沙利窦迈的三度空间形状的分子对于它的致畸胎性有决定性影响。只有沙利窦迈分子的S形式能够插入细胞核DNA的某个特定片段。一般认为，这会干扰到成长基因的成长，其中有些成长基因会影响到跟新的血管成长有关的成长基因，这对胚胎的发展十分重要：一旦像四肢这样的组织开始形成时，它们一定要获得血液的补充，四肢肢蕾的发展因此将会需要像新血管这样的成长基因来帮助。这种特别的影响，说明了沙利窦迈为什么对胚胎有如此大的影响力，以及为什么特别针对胚胎。 在发现沙利窦迈如何造成畸胎之后，反而使得它被认为具有当作抗癌药的潜力。血管的成长，是肿瘤成长的重要部分，如果能够阻止肿瘤成长，将可以抑制它们侵略组织，因此也可以阻止它们扩散到整个身体。 因此，沙利窦迈事件证实了和我们使用化学物有关的另一项原则：没有安全的药物，只有安全的服用方法。除了跟化学物剂量有关系的巴拉塞尔士原则之外，我们还必须考虑如何服用化学物，或是暴露的环境。有些情况，像怀孕或哺乳期间，暴露在任何化学物下，都是很不智的行为，应该尽量减少到最低程度。有些病人，如老年人或年纪很小的幼童，服用剂量也应该减少，或是根本不要服用这些药物。还有一些特异基因会造成某些人对某种药或是某一类的药敏感，那就不应该让他们服用这些药。我们现在已经有足够信息来采取更具弹性的做法，让化学物的使用更安全，至少在某些情况下如此。 沙利窦迈故事的最后一章还未结束。对这种药的研究已经透露出，它的致畸胎性机制也许可以被用来改善对癌症的治疗。它的其他功效也很有可能让它成为独一无二的特效药，用来治疗麻风病、艾滋病和一些影响黏膜（像胃肠道和阴道壁的黏膜）的重大疾病。不幸的是，它用来治疗麻风病时，由于管控不当，再度造成畸形。目前也在调查，它是不是也可以用来治疗肺结核。 前面已经提到，像DDT这种有机氯化合物对人类荷尔蒙的影响还未被完全研究出来，但DDT在目前环境中的含量，其实完全没有力量对人类造成影响。前面提到短吻鳄受到DDT的毒害，是因为它们暴露在极高的DDT浓度中。 禁用DDT后，其他种类的杀虫剂被发展出来，并被更广泛使用，例如地特灵杀虫剂（dieldrin）和有机磷杀虫剂。跟DDT不一样的是，这些杀虫剂对于哺乳动物的毒性更强。地特灵是有机氯化合物的一种，对其他物种（如鸟类）的毒性也很强，在1956年和1961年之间，在这种杀虫剂处理过的地区中，鸽子吃了施用地特灵的植物种子，大量死亡，接着肉食性动物，像狐狸和猫，它们也因吃了这些鸽子而中毒。地特灵毒性顽强，动物摄取后会滞留在体内。后来开发的有机氯杀虫剂毒性都比DDT强。 有机磷 有机磷（organophosphates，简称OP）泛指一群结构相似、作用模式也相似的化学物，包括神经毒气在内。本章将只着重探讨有机磷杀虫剂。 有机磷是在第二次世界大战期间研发出来，主要当作杀虫剂和化学武器，最先推出的是巴拉松（parathion）。与DDT和OP比起来，它的毒性相当强，大部分国家目前已经不再使用。 有机磷 有机磷全都是以磷元素的一个原子为基础的化学物。在化学上，它们被称作磷酸酯（phosphoric acid esters）。根据附着在基础分子的化学群的情况而定，这些有机磷酸酯将会或多或少溶于水，以及或多或少溶于脂肪。因此，其中部分种类的有机磷会更有持久性，但并不像DDT那么持久。跟有机氯杀虫剂不一样，因为有机磷的化学性不稳定，大部分都可以被生物分解，或是可能会被细菌或其他有机体分解。有机磷在水中的半衰期可能只有9天。 目前有很多不同的OP杀虫剂被使用于各种不同的目的上，但早期的一些化合物，像TEPP和巴拉松，对其他动物都很毒。 表1：杀虫剂的致命剂量 杀虫剂老鼠的致命剂量家蝇的致命剂量 TEPP2毫克／千克 巴拉松21毫克／千克 Chlorfenvinphos31毫克／千克 DDT2，500毫克／千克14毫克／千克 马拉松>4，00毫克／千克17毫克／千克 *马拉松（Malathion）变得更多人使用，因为它的毒性选择性比DDT更多。 OP被发现缺乏持久性，因为它们可以被生物分解。只要小心使用OP，一般而言，昆虫之外的其他动物受到OP的影响远比DDT低。除了它的特定攻击目标之外，其他生物并不会受到影响，因为残留的OP杀虫剂很快就会被分解，或是完全挥发消失。不过，许多鸟类、哺乳动物（包括人类）、鱼类和其他水生动物的死亡，就OP杀虫剂这一群体来说，它们仍难辞其咎。在美国对野生动物的影响比英国更大，因为美国很多地区，经常对广大的水面喷洒这种杀虫剂。 事先了解应该使用多少剂量，这是最重要的。在加拿大，一种名叫福赐米松（phosphamidon）的OP杀虫剂，被用来控制针叶树上的害虫。起初使用这种杀虫剂后，很多鸟类及昆虫死亡。但他们发现，减少这种杀虫剂的使用剂量，不但能够控制这些害虫，且不会伤及鸟类。尤其是在使用OP杀虫剂于植物种子时，更会发生问题，动物吃了这些种子后都会中毒，这在某些地区已经造成大量鸟类死亡。 对于所有种类的OP杀虫剂来说，它们应该为几十起的人类中毒事件负责，其中甚至造成不少人死亡。巴拉松已伤及全球至少1 500人，在印度、马来西亚、哥伦比亚、埃及和墨西哥等国家造成200多人死亡，甚至连OP杀虫剂中毒性最弱的马拉松，也曾经造成一些人中毒和死亡。 所有OP杀虫剂都是对昆虫和其他动物的神经系统造成影响，其中有些须要经过代谢变化，才能变得有毒性。昆虫比哺乳动物更容易受到影响，昆虫会促使杀虫剂在体内产生毒物，但无法有效解除有机磷的毒性，而哺乳动物一般都可以有效地解除杀虫剂的毒性。哺乳动物暴露在正常剂量下，通常很少发生中毒情况，但是当这种杀虫剂的用药剂量太高时，也容易受到影响。昆虫和哺乳类动物之所以会出现毒性反应，是因为OP杀虫剂干扰神经传导物乙醯胆碱（acetylcholine）的分解，进而造成乙醯胆碱累积（图10）。 图10：有机磷如何对神经产生毒性。乙醯胆碱是一种神经传导物质，存在于神经末端。乙醯胆碱酶是一种能够分解乙醯胆碱的酶，让乙醯胆碱不再发挥效应，不再造成肌肉收缩。有机磷会抵制这种酶，让乙醯胆碱不断累积。 人类所有有机磷的急性中毒症状都很类似，只要我们对乙醯胆碱对神经系统的影响有所了解，就很容易预测出这样的中毒症状，轻微症状像瞳孔收缩、眼泪和唾液增加、焦虑、说话不清楚，以及不愉快症状，例如腹泻、呕吐、小便失禁，如果剂量很高，产生的反应会更严重，包括抽搐、呼吸困难以及肌肉麻痹。一旦乙醯胆碱的含量降低，以上这些症状就会消失，但如果剂量更高，可能就会出现致命性结果。 因为有机磷各有不同的特性，并且以不同的速率被解毒和运送到身体各部位，因此，不同OP杀虫剂造成的症状或症状出现时间也许不会完全一样，例如chlorfenvinpho杀虫剂比较会溶于脂肪，而且会在体内持续很久，所以它们的效应会比较慢地开始，但会持续更久。解毒速度也是重要因素之一，不同OP新陈代谢的速度和途径各自不同（请参阅第二章）。除了暴露于OP的剂量，暴露次数也很重要，这是因为有些杀虫剂会不断累积，像是会溶于脂肪的chlorfenvinphos。此外，有机磷不可逆转性地结合目标（某种酶），长期暴露后，它的效果就会累积下来。农人每天在田里喷洒杀虫剂，就会发生这种情况，虽然每天暴露的剂量也许很低，但经过一段时间后，却可能累积到致命程度。基于这个理由，必须监测这些农人暴露于这些杀虫剂的剂量。 有机磷中毒检测和治疗 急性中毒很容易就可检测出来，因为中毒者会出现多种迹象和症状，其中最常见的就是瞳孔收缩；不过，若是经常暴露在这种杀虫剂的工作人员，便应该测量他们的敏感生物标记（biomarker），通常是指红血球内乙醯胆碱酯（acetylcholinesterase）被抑制的程度。 案例：巴基斯坦杀虫剂中毒事件 1967年，巴基斯坦发生有机磷杀虫剂马拉松的严重中毒事件。这种杀虫剂主要用来消灭传播疟疾的蚊子。7 500名喷洒这种杀虫剂的工人当中，共有2 800人中毒，5人死亡，之所以发生这种情况，是因为储存不当造成马拉松质变。 马拉松的用法是将它的粉末泡在水里后储存，可能是因为存放这些杀虫剂的建筑物室温太高，或是马拉松粉末内的某些成分的问题，这些马拉松并没有太多变化，但其中部分成分发生一种名叫同分异构（isomerization）的变化，分子中的两个原子互换位置。变化后的马拉松几乎没什么不同，但变化后的马拉松被称作异马拉松（isomalathion），会抑制体内用来解除马拉松毒性的酶，致使暴露在这些杀虫剂下的人类变得跟昆虫一样对马拉松极其敏感，即使这些喷药工人只是暴露于很低剂量，也会发生中毒甚至致命的效果。如此一来，本来是最安全的有机磷杀虫剂，反而变得毒性极强。 如果是暴露过度造成的急性中毒，有两种解毒剂可以使用。第一种是阿托品（可以在有致命毒性的颠茄里找到），它可以中和乙醯胆碱累积在体内造成的不良药效；另一种是解磷定（pralidoxime），这是特制的解毒剂，它可以和有机磷结合再将它们排出。这两种解毒剂同时使用时，解毒效果会是它们分别使用时的好几倍，这种现象叫做共同作用。但如果使用时间太迟，这两种解毒剂都将无法发挥解毒效果，也无法治疗某些有机磷造成的迟发性神经病变（delayed neuropathy）。 阿布杜•卡山掀开绿叶制成的“绷带”，露出手掌上很大的一个瘤。他过去20年来都喝村里那口井里的水，而井水中含有砷，所以，他的癌症很可能就是这种含砷的井水造成的。他的6个子女中，有5个也有皮肤病变和黑色素瘤，都和砷中毒有关系。 地下水含砷，是因为地下水流经岩石时，挟带了这些岩石中矿物质（像二硫化铁）的砷，而存在水中的砷，主要是无机砷形态，像亚砷酸盐（arsenite）和砷酸盐（arsenate）。除了孟加拉，砷污染（水中砷含量超过WHO 规定的0.01 毫克／公升）也发生在世界各国，包括美国、澳洲、芬兰、阿根廷、智利、匈牙利、墨西哥、秘鲁和泰国。在美国，约有13 000 000人的饮用水，砷含量接近这个标准值。 在印度的西孟加拉邦，有些地区地下水的砷含量超过0.05毫克／公升，且超过1 000 000人饮用这些地下水。在孟加拉，饮用含砷量超过0.05毫克／公升地下水的人口在28 000 000—35 000 000之间，有些地下水的砷含量可能还高达安全值的100倍。 之所以会造成如此大规模的中毒问题，是因为孟加拉政府当局想要解决饮用水的卫生问题，防治地下水被细菌污染造成的疾病，像霍乱、伤寒、痢疾和肝炎。过去30年来，孟国政府不断开挖凹陷式的深井，希望用这些井提供安全的饮用水，他们不再使用会被细菌污染的开放式露天水井以及露天水塘。这项计划相当成功，上述传染病发生的次数大为减少。但不幸的是，施行这些计划的人并不知道，在开凿时因为必须钻凿岩石，因而也凿出受砷污染的地下水。孟加拉人民在摆脱水中细菌带来的传染疾病后，却换来砷中毒。高达九成的孟加拉人（约130 000 000）饮用井水。从1970年代开始，因为人口大量增长，以及不断开凿新井，饮用砷污染井水的人数大幅度增加。因孟加拉缺乏高感度与便宜的仪器测试砷含量，同时也不知道要从何处取得更安全的饮用水，使得这个问题更加复杂。 长时间饮用含砷饮用水（长期暴露于砷）的结果，最初会出现皮肤病变，包括皮肤颜色改变和增厚，最后造成皮肤癌，也会引发肾脏癌和膀胱癌，估计有100 000人因为饮用被砷污染的饮用水而出现皮肤病变，如果水中的砷浓度在0.05毫克／公升（印度和孟加拉的国家标准），致癌的几率就会大增。在中国的部分地区，砷中毒还造成乌脚病，血管遭到破坏，导致组织产生坏疽及坏死。 戴奥辛（TCDD） 戴奥辛的毒性极强，是最让人害怕的物质之一，它并没有任何用途，只是一种单纯的污染物，但毫无疑问，它是人类活动造成的最毒物质。不过，它并不是最毒的化学物（这个不幸的光荣属于植物性毒物蓖麻毒素，紧接在后的是肉毒杆菌毒素。请参阅第六章和第十章）。 戴奥辛是人类活动造成的，例如焚烧木头时。它们是一群化学物，总数约有75，化学名称叫二氧化二苯（dibenzodioxins）。其中只有少数几种被认为毒性特别强，最强的是TCDD（四氯二氧化二苯，tetrachlorodibenzodioxin）。很多种人类活动都会产生戴奥辛，例如化学合成、焚烧PVC这类塑料产品，以及工业上用氯漂白纸张。燃烧废弃物时也会产生戴奥辛，例如汽车引擎。主要的戴奥辛来源有以 戴奥辛的中毒症状 戴奥辛会在动物身上造成很多不好的影响。对不同种类的动物来说，戴奥辛的致命剂量有很大的不同。对天竺鼠来说，只要其体重每千克含有0.5微克的戴奥辛，就会让它们死亡，但若是仓鼠（欧洲和亚洲产的一种大老鼠），则要10 000倍这样剂量才能对它们产生相同的效果。暴露于戴奥辛的动物会产生多种变化，包括体重减轻，肝脏发生变化，特别敏感的胸腺，则会出现萎缩。天竺鼠之所以比仓鼠敏感，原因之一是器官敏感度不一样，戴奥辛在天竺鼠体内的半衰期是94天，也比仓鼠的15天长得多。胸腺遭破坏后，会造成免疫系统的效能衰退。戴奥辛也会影响生殖系统，即使是每天只暴露在体重每千克 0.001 微克的低浓度下，也会改变雌激素含量，减少精子的产生，如果怀孕的动物暴露在戴奥辛中，就会造成畸胎。最后，它也会在动物身上造成癌症，不过，事实上，它除了会增加某些癌症的发生率，也会减少某些癌症的发生，这表示，它可能只是一种辅致癌物（co-carcinogen）或是促进物（promoter），而不是癌症的创始物。戴奥辛的某些毒性效果，像对胸腺的影响，则是经由和某种受体交互作用来传递的。 在人类身上，最主要的影响则在皮肤，暴露于戴奥辛的人会出现严重的痤疮，就是所谓的氯痤疮（chloracne）。意大利塞维索（Seveso）的一些儿童，以及英国无烟煤工厂的工人，都因为暴露于戴奥辛中，测出免疫系统发生变化。人类对戴奥辛的敏感度是不是比其他哺乳动物更高或更低，没有明确的证据，不过，从已知的证据来看，人类确实比很多哺乳动物更不敏感。 下几种：氯苯酚产品、加氯消毒的除草剂产品、燃烧PVC、燃烧木头、汽车排放废气、焚化炉、制造纸张及漂白、制造杀虫剂及木头防腐剂。 因为来源如此多，所以环境中到处都可以发现戴奥辛，且由于现在拥有更敏感的分析技术，更可以在纸张、母乳、食物、空气、泥土和水中检测出戴奥辛。我们在前面已经了解过，虽然有了精密技术可以测出某种化学物的存在，并不表示这种化学物在所测得的含量上就是有毒的，但是因为现今的技术已经在各处都测出少量戴奥辛，所以戴奥辛毒物已可说是地球上头号危险物。 氯苯酚（chlorophenol）的生产过程，是第一种会产出大量有毒副产品戴奥辛的化学生产过程。氯苯酚是在20世纪出现，用来取代毒性较强的酚（石炭酸）成为消毒药，其中的TCP （2，4，6三氯酚）更在英国被广泛使用（我母亲便在家中频繁使用），用来处理刀伤和擦伤，或当作漱口水，并且还有药锭（现在还买得到）。不过，在制造这种消毒剂时，会产生戴奥辛污染物，其中包括TCCD和TCDF这两种毒性最强的副产品。一直到发现这种污染情况后，才知道TCP含有戴奥辛，但这是否会引发任何健康问题，则没有人可以证实，在这种产品问世后，并没有出现跟它有关的畸形胎或癌症。 制造用氯消毒的化学物时，像除草剂2，4，5-T，也会产生戴奥辛污染物，包括TCDD（请参阅第四章）。 人类暴露于戴奥辛 已有多起人类因为暴露于戴奥辛而受到毒害的案例，大部分都是工业意外造成的。第一起被报道的案例，发生在1949年西弗吉尼亚州尼特洛市一家生产除草剂工厂的意外事件中，有120多名工人暴露于戴奥辛，皮肤出现无法复原的氯痤疮，这是暴露于这种化学物后会出现的典型皮肤病变。辛辛那提大学的环境卫生研究所对这些工人持续追踪达30年之久。但这群工人不但没有出现不良效应和健康受损的情况，反而比没有暴露于戴奥辛的人活得更久，生病的次数也比较少。 后来又发生一件意外，地点在德国巴斯夫公司设在路德维希港、生产三氯乙烯的工厂，共有250人意外暴露于戴奥辛，其中一半出现氯痤疮。对这些受害者的后续追踪发现，死于癌症的人数超过预期。1963年荷兰发生另一起意外，其中4人先是出现氯痤疮，不久后死亡，可能就是暴露于戴奥辛造成的。1968年，英国科莱特无烟燃料化学工厂（Coalite Chemicals Factory）也发生意外，8个人出现氯痤疮。 以上这些意外事件，到目前为止，受害的只有生产氯苯酚或2，4，5-T的工厂工人，但在1967年，发生在意大利的一次意外，还波及了工厂周遭的居民。这次意外发生在米兰附近塞维索市的伊美沙（Icmesa）化学工厂，厂内的安全管制系统发生故障，使得制造三氯酚的反应槽压力大增，导致槽内的物质外泄，形成乌云笼罩在塞维索市上空。这片乌云，大部分都是2，4，5三氯酚，被可能高达16千克的戴奥辛污染，其中至少有3千克落到约有17 000个居民的居住区。在污染最严重区域的泥土中，检测出戴奥辛浓度高达每英亩几百毫克。 毒芹汁：处死苏格拉底 毒芹汁（hemlock）这种毒药含有两种有毒的生物碱：毒芹碱（coniine）和毒芹瑟碱（coniceine）。它们会阻断神经脉冲，导致呼吸衰竭而死亡。这种植物之所以出名，是因为古希腊人用它处死苏格拉底，他的罪名是腐蚀年轻人及轻视神明。柏拉图对公元前360年的这次死刑有如下的描述： 施与毒药的那人开始检查他的脚和腿……接着，他用力压他的脚，并问有没有感觉，苏格拉底说没有；接着，用力压他的大腿，然后再往上，再往上，并且让我们看到他觉得很冷，且全身僵硬；他接着靠近他，并说，当毒药的药效到达心脏时，苏格拉底就会离我们而去。 这些症状是因为神经受阻，尤其是牵涉到感觉和行动的神经。 类似的一种植物是水毒芹（water hemlock），含有另外一种不一样的毒素，叫做水毒芹素（cicutoxin）。这种化学物的毒性很强，暴露于它的话，经常会致命。对这种植物所作的中毒研究显示，30%的中毒者会死亡，它主要影响脑部及脊椎神经，造成呼吸不顺和癫痫发作，可能是因为过度刺激某种神经［例如胆碱能通路（cholinergic pathway）］的缘故。 在植物中（尤其是烟草）发现的另一种毒素就是尼古丁，这种化学物类似毒芹碱，也是一种生物碱。我们全都很熟悉尼古丁这种化学物，它是毒性很强的化学物，主要存在于香烟的烟雾中，也是会使吸烟者上瘾的主要成分。烟草以及吸食烟叶的习惯，可能是哥伦布和他的船员最先在南美洲看到的。英国探险家华特•莱利（Walter Raleigh）爵士前往美洲新大陆探险时，也看到这种植物。16世纪中叶，有人把烟叶送回欧洲，一位名叫吉恩•尼古特•维耶曼（Jean Nicot de Villemain）的探险家也把一些烟草种子送回欧洲，他把吸烟习惯宣传成治百病的万能药，在16世纪大为流行！后人就用他的名字替烟草和吸烟这种习惯命名，而这种植物也被命名为Nicotiana tabacum。烟叶所含的物质在1828年被分离出来，称作尼古丁。 燃烧烟叶会释放出尼古丁，吸烟时，光是吸一口就会吸进约350微克的尼古丁。尼古丁除了是一种植物毒素也是一种药物，至少对有烟瘾者来说，它会对吸食者身体产生满足效果。尼古丁毒性很强，甚至被当作杀虫剂，有人曾经意外暴露于这种化学物而死亡。轻度中毒者出现的症状，类似于有机磷中毒，高剂量中毒可能导致死亡，因为它会阻断控制呼吸的神经，造成无法呼吸而死亡。这是一种毒性很强、药性很快的毒素，只要在狗的舌头上滴上两滴纯尼古丁，狗儿就会在几秒内倒地死亡。 尼古丁会结合一种受体，目前称作尼古丁（烟碱）受体，这会造成跟在神经末梢释出神经传导素乙醯胆碱相同的效应，这种情况类似有机磷，会导致神经末端的乙醯胆碱过量（请参阅第四章）。尼古丁会先刺激，然后抑制中枢神经系统，它先是刺激神经，然后让神经麻痹，它会和肌肉与神经中的受体交互作用，经由血液进入脑中和尼古丁受体产生反应。起初会产生刺激，吸烟者会感觉很有精神并会减少愤怒、暴躁与焦虑感，但剂量越高，由于受体达到饱和，反而会感到沮丧。 重复暴露，就如已经上瘾的吸烟者，会导致尼古丁的代谢率增加，因而减少受体对尼古丁的敏感度。因此，这时就需要更多尼古丁来满足需要的刺激感，因而产生耐药性！这是上瘾之外的另一种效应，可能是因为脑中多巴胺数量增加的缘故。因为尼古丁刺激神经细胞，从而释放更多的多巴胺，导致消灭多巴胺的酶数量减少。其他会上瘾的药物，似乎也会增加多巴胺含量。 番木虌碱：喝到瓶底最后一滴还是会中毒 最出名、最声名狼藉、最受谋杀者和推理小说作家喜爱的一种毒药，就是番木虌碱，是取自在印度发现的一种树木，属于马钱科的番木虌树（Strychnos nux vomica）。把这种树木的种子捣碎，就可以找到番木虌碱以及其他生物碱，番木虌碱也被叫做马钱子碱。在尤巴斯树（upas tree）也可以发现番木虌碱以及弩箭子（antiarin，这是爪哇产的一种名叫见血封喉树的桑科植物的一种有毒成分，也是一种强心剂），在马来西亚，含有这些毒素的树汁，会被拿来制成有毒的飞镖，用来处死罪犯。达尔文对此有这样的描述：“被飞镖射伤几分钟后，这位可怜的受刑者全身剧烈发抖，发出尖锐的叫声，表现出惊人的抽搐，在10—15分钟内就会死亡。” 番木虌碱的容易取得，已经造成一些致命意外，约50毫克就足以致命。早在16世纪，德国人就用它作为毒鼠药，现在在某些国家还有人这样用。番木虌碱也被用来制药，最初是在16世纪，几世纪后更为风行，直到1973年，有些药学书籍上还含有番木虌碱的处方。伊斯顿（Easton’s）糖浆和药碇含有番木虌碱和奎宁，都曾造成多起意外中毒事件。 这种药物会让人提高警觉，所以被当作神经兴奋剂；它对肠子产生作用，所以也被当作泻药的成分之一。这几种药有时候会包上糖衣，偶尔会被小孩子当作糖果误食而中毒（在1958年和1961年都曾经发生过这类误食事件）。它们被当作药物使用时充满危险，却又少有益处。医师使用这种药时，稍不小心，偶尔也会害死病人。开处方时发生错误，也曾经造成意外中毒，例如处方药应该加入奎宁，但却误用了番木虌碱，结果造成7名病人死亡。 其他的意外事件，包括番木虌碱被错误地添加到处方药中，或是剂量不对：“病人要求开给他振奋剂，医师马上想到番木虌碱……不幸的是，他把剂量看错了……结果给病人超过60倍的剂量。病人服用后，发现药性很强……并且抱怨肌肉僵硬……出现抽搐，结果在服药45分钟后就死了。”［《临床毒物学》（Clinical Toxicology）第405— 406页，作者：波尔森、格林、李（Polson，Green，Lee）］ 番木虌碱如何致人于死？ 这种天然毒素会对脊椎神经系统的受体发挥作用，影响到氨基乙酸（glycine），这是一种神经传导素的抑制剂。氨基乙酸从特别的神经细胞被释放出来后，就会抑制某些神经的作用，而这些神经本来就是负责控制肌肉的。这种控制机制本来可以防止神经传递讯息速度太快，因为如果传送讯息太快，将会造成肌肉反应太剧烈。番木虌碱则会减少对神经脉冲的抵抗能力，因此就会增加对刺激的敏感度。在番木虌碱存在的情况下，这种管制机制将会丧失，肌肉将会过度收缩，病人将会出现剧烈抽搐和扭曲。病人所有肌肉都会剧烈收缩，造成背部极度疼痛。中毒者将会死于精力耗尽和窒息，因为控制呼吸的神经已经失去控制。在猛烈抽搐期间，呼吸经常会停止，等到肌肉松弛时，呼吸可能会再度恢复，但也可能不会。 番木虌碱会造成中毒者剧烈抽搐，而且由于肌肉收缩的程度太大，结果造成肌肉扭曲，有时候下巴肌肉也会收缩，使得受害者的脸孔看来似是冷笑的样子。因这种中毒而死亡是很痛苦的，肌肉极度收缩，而中毒者更会陷入极度惊恐，因为他一直很清醒，清楚知道发生了什么事。他或她会因为肌肉收缩和抽搐而耗尽精力，在这段时间，呼吸会停止，经过五六次这种情况后，呼吸无法再度恢复，中毒者就会窒息。死亡经常来得很快，但如果病人能够支撑超过3小时，很可能就会复原。 治疗方法包括让病人安静下来，把他们安置在一间阴暗和不受打扰的房间里，避免他们受到过度刺激。这是因为，即使只是最轻微的声音或刺激也会引起病人剧烈抽搐。有时候，必须使用麻醉剂，像乙醚或氯仿，来阻止这种反应，但巴比妥酸盐的效果似乎比较好，也较常使用。帮助病人撑过抽搐后，病人身体就可以进行代谢，把毒素排出。 造成意外中毒的另一个原因就是，番木虌碱有时候会沉淀在药瓶的底部，这可能是因为调剂不正确，或是因为病人在服药前没有摇动药瓶。因此曾经发生的几次意外中毒，都是发生在病人服用最后一次药水时。 由于这些意外的结果，英国等几个国家就开始禁用番木虌碱。我们在第九章还会看到，有人使用番木虌碱自杀，更有人用它们杀人，意外中毒事件也陆续发生。 欧洲蕨（羊齿蕨） 在日本，羊齿蕨被当作一种美食，但是，它们可能含有一种有毒物质，叫做原蕨（ptaquiloside）。原蕨会退化成一种致癌化学物。这也许可以解释，为什么日本人罹患喉癌的比例会那么高。把羊齿蕨当作饲料喂养动物，也会致癌，最常见的是膀胱癌和肠癌。 共有多少人死亡？当时最保守估计是3 000人，另有约20 000人受伤，最近估计可能有16 000人因为这次意外死亡。这家工厂属于美国“联合碳化物公司”，主要制造商标名称为“色蚊”（Sevin）的杀虫剂，主成分是氨基甲酸酯，异氰酸甲酯（methylisocyanate）则是制造这种杀虫剂的中间产物之一，工厂的一个储存槽中存放了大量这种化学物。由于新装的一条连接这个储存槽的水管活门出现问题，导致水经由这条水管流入槽内。这些水和异氰酸甲酯混合后出现反应，产生热气，使得槽内温度上升，这种液体化学物被煮沸，并转化成气体，造成外泄。储存槽显然没有可以暂时容纳多余气体的备用空间，也没有燃烧气体的设备，清洁系统则已经负荷过重，换句话说，这家工厂的安全设备不足。 工厂最初宣称这是有人搞破坏造成的，但没有遭人破坏的证据；他们也说，这家工厂由印度子公司全权负责，但这种说法遭到质疑。根据科学家和工程师的事后调查，这家工厂的设计有问题，没有足够的安全设施可以预防意外发生。甚至在意外发生之前，联合碳化物公司自己的工程师就已经警告说，该公司位于美国西弗吉尼亚州工厂的异氰酸甲酯储存槽“很有可能发生严重意外”。 这个世界最严重的化学灾难，其实对我们也有某种好处，它发生在最近，而且让我们看到化学工厂的危险性，也同时看到管理者对于不管是在居民住家附近还是在远方的工厂，对其安全都抱着漫不经心的态度，而且也对他们使用和制造的化学物缺乏尊敬与认识。这是个悲剧，因为这个意外事件，本来可以轻易避免的。从某些方面来看，波帕意外和塞维索事件其实很相似，都是工厂在制造过程中出错，把有毒化学物释放到周遭区域，事发当时又只有很少数甚至没有工作人员出面处理意外事故。不同的是，在波帕，外泄的有毒化学物对当地居民造成立即和持久的影响。这有两个原因：第一，释放出的有毒物数量相当大；第二，工厂很靠近大批人口居住的地区。有人指责说，化学工厂不应该靠近城市的住宅区，工厂储存或使用大量有毒化学物时，一定要有充足的安全设施，以便用来处理意外事故。意外常会发生，但应该把它们的伤害降到最低。 从这次意外得到的另一个教训是：对化学物的毒物学知识，对治疗受害者会有帮助。对于异氰酸甲酯的毒性效应，没有充足的知识，再加上没有真正的解毒剂，有些受害者受到当地一些医疗中心的不当治疗，误判他们是氰化物中毒。一些实验研究资料也许可以用来帮助治疗，以及评估这种化学物的危险本质。事件发生后对实验室动物所作的研究显示，即使是很低浓度的异氰酸甲酯蒸气，也会对老鼠的呼吸系统造成极大的刺激。对动物的其他研究也显示，这种化学物会刺激免疫系统，对人类受害者也是如此。异氰酸甲酯的长期影响，迄今尚未完全达成结论。 镉 这种金属被工业界广泛应用在合金、电镀和电池，以及颜料、油漆、墨水、珐琅、橡胶、塑料上，不过，目前厨具已经不再使用镉作为颜料或油漆，儿童使用的塑料或橡胶产品，也不再使用或添加这种金属。镉是天然产物，泥土中可测出少许镉含量，蔬菜也会累积这种金属。香烟发出的烟雾，是瘾君子镉暴露的重大来源，它比较容易被肺吸收，胃和肠子则比较不易吸收。 人类饮食中的镉出现危险浓度的情况，其中最著名的一次发生在日本北部城市府中，当地民众所吃的米遭到镉污染。这些镉来自当地一处旧的锌矿场，并出现在当地的泥土和水中。钙摄取量太低，以及缺乏维生素D，可能也是原因之一。镉中毒者的骨头会变得很脆弱，并且疼痛难耐，因此被称作痛痛病。加拿大西北方索美塞特岛（Somerset）的席伯哈姆村（Shipham）的土地也发现有很高浓度的镉，污染来源也是当地一处旧锌矿场。 镉毒性与痛痛病 镉的化学性跟锌金属相似，被肠子吸收的方式也相似，并使用相同的系统。它会和人体内的锌交互作用，结果可能影响男性的生殖系统，因为锌在男性生殖系统扮演很重要角色。镉也会干预钙的新陈代谢，钙是人体内的重要金属，它的化学性也跟镉相似。这种干扰会导致钙从骨头中流失，使骨头变得很脆弱［软骨病（osteomalacia）］，日本人把这种症状称作痛痛病，这是镉中毒的结果。镉中毒，再加上缺乏维生素D，会使得骨头的问题更为严重。 跟锌一样，镉会结合体内的金属硫蛋白。镉会增加好几倍这种蛋白质的数量（人体在遭受威胁时，就会增加解毒作用，这可能是产生耐药性的原因之一）。虽然，这种结合会除去镉，并有效解除它的毒性，但这种镉—蛋白质复合物会在肾中沉淀，最后还会释出镉，对肾造成严重伤害。 从毒物学观点来看，吸入镉金属蒸气或氧化镉尤其危险，除了会造成肺脏受损，镉还会进入体内，进而破坏肾。长期吸入镉蒸气，会造成慢性支气管炎、肺气肿?可能还会造成肺癌。在一些动物身上则发现，镉会破坏睾丸，一再镉暴露，则会造成睾丸肿瘤。 镉会在体内停留好几年，大部分留在肾，并和蛋白质结合。人体排除镉的速度十分缓慢，大概要花上16—30年时间，体内的镉含量才只会减少一半。治疗镉金属中毒，必须使用螯合剂，它会跟镉金属结合，形成复合物，再被排入尿中。 溶剂 工业生产过程中会使用到很多种溶剂，在其他职业场所，像实验室和工作室，也会发生化学物暴露情况。溶剂会造成多种毒性效应，包括麻醉、刺激及去除皮肤油脂，另外也会对一些重要器官产生影响，像中枢神经和生殖系统。吸入溶剂气体，会产生麻醉效果，这已经成为年轻人的流行风潮，关于这一点，我们会在第八章讨论。 以很多溶剂来说，在使用它们时，如果没有穿上防护衣，将会造成皮肤脂肪流失和皮肤炎。溶剂也很容易进入中枢神经系统，并造成不好的影响，包括在高浓度暴露时丧失意识、心情过度兴奋、晕眩和丧失方向感，这在工厂里都不是很好的症状！长期过度暴露会致命，工人因为在密闭空间中暴露于溶剂中而死亡的例子已有好多起。 除了急性暴露的症状之外，长期低浓度暴露也会产生中毒效应，例如溶剂引起的疾病包括记忆力和协调能力受损、个性发生变化，但这是个很受争议的问题。对肝和肾这些器官的影响，当然是对某些溶剂急性与长期暴露的结果，例如四氯化物，四氯化物本来在干洗过程中使用，但现在已经不再使用，被其他溶剂取代。 对工作人员造成暴露效应的一种溶剂是己烷（hexane），油漆、亮光漆、胶水和印刷，都会使用到这种溶剂。制鞋、压片、橱柜制造工厂的工人，他们的周边神经系统都会遭到破坏，这些影响都可以在实验室动物身上复制。这些症状一开始并不明显，首先出现在下肢，神经纤维会出现肿胀和衰退。己烷造成这些症状的机制，目前已经了解一部分，因此，可能会产生类似问题的溶剂，就可以被指认出来。也有证据显示，己烷暴露会导致男性生殖系统受到影响，因为它会破坏睾丸。 影响神经的溶剂 己烷是简单的有机化学物，这是一种挥发性的液体，在工业上被当作溶剂使用，一旦吸收进入体内，就会被代谢成其他产物。己烷被氧化，和神经的蛋白质起反应，这就是它会产生毒性的原因。 己烷能够溶于脂肪，这使它得以分散到体内的大部分组织，包括神经。己烷会消灭运动神经，这会造成手指和脚趾失去知觉，并且会感到软弱无力。 溶剂有很多种，像广泛使用在强力胶中的甲苯，还有一些加氯消毒过的碳氢化合物，如三氯乙烯，在紧急暴露后会对心脏造成不好的影响，可能出现心律不齐。如果是长期性暴露，三氯乙烯也会造成中毒症状。 另外一种很多人研究，并且已经被认定会造成严重中毒症状的溶剂，就是苯。这种溶剂可在汽油中发现，也被制鞋业使用，土耳其的制鞋业大量使用苯，所以土耳其已经对这种溶剂进行过深入研究。很多国家现在已经逐渐减少使用苯，但也有国家还继续使用。它一直被当作生产其他化学物的起点，同时也被当作溶剂，用来制造橡胶、油漆、塑料，以及用于印刷；它也添加在汽油中，当作抗爆剂，取代原来的铅。 一氧化碳造成很多死亡意外和严重中毒意外，但我们家中具腐蚀性和刺激性的化学物，像漂白剂、水管和火炉清洁剂、锅炉除垢剂以及强效清洁剂（例如洗碗精）和洗衣粉，却很少造成死亡或严重伤害。最常见的情况是，当没有一些保护措施时，如戴手套，就使用这些腐蚀性和刺激性化学物，可能会造成皮肤或眼睛痒。小孩子常会误饮放在水槽下的化学物，像漂白剂或腐蚀性溶剂，或是在查看这些瓶瓶罐罐的内容时，造成皮肤和眼睛受伤。这并非意味家中这些腐蚀性和刺激性化学物不会发生严重或致命中毒意外，有些存心想要自杀的人，选择喝下漂白剂或除垢剂来结束自己的性命，结果仍然会如其所愿！ 案例：忧郁妇女的痛苦死亡 一位患有忧郁症的温道尔郡妇女喝下除垢剂后，很痛苦地死亡。去年，温道尔郡果园市44岁妇女海蒂•马森太太，在患有严重忧郁症后，尝试过各种自杀方法，包括过量吞药、剃刀割腕和用塑料袋套头。她被发现倒在史东市圣约翰精神病院地板上，口中鲜血直流，人已经半昏迷。她是在6月4日主动住进这家医院的。 她的胃几乎整个被酸液腐蚀掉，她的嘴巴和喉咙严重起泡。但是尽管她有多次自杀前科，验尸法医在验尸报告中说，他并不确定这一次她是真的想自杀…… 病理师安德鲁•塔威医师说，马森太太的胃几乎整个被腐蚀掉，她的喉咙也完全溃烂，祸首是她喝下的除垢剂中的蚁酸。 ——《艾利斯伯利正言报》（Aylesbury Plus）， 1987年9月16日星期三 有一些自杀者会使用这些会让人极度痛苦的化学物自杀，但大部分自杀者是使用过量吞药的手段。 至于庭院内的化学物，除了刺激性化学物和吸入后会产生毒性的化学物，最具危险性的就是杀虫剂和除草剂；其中巴拉刈除草剂，已经在第四章讨论过，我们还会在下一章谈到它 。巴拉刈造成多起死亡事件，有的是意外，有的则是蓄意造成。目前市面上出售的几种除草剂里都有巴拉刈成分，把这种除草剂加水调和成溶液后，放在庭院和车库里，有时候会被好奇的儿童当作饮料喝下，特别是把溶液装在旧的可乐或果汁瓶里。幸运的是，最近已经有药效较温和的除草剂上市，可以减少误喝而死亡的机会。 像陶斯松这种杀虫剂，是我在厨房里使用的一种配方（每公升4克），除非使用不小心、经常使用、大量喷洒，或是液体被吸入或经由皮肤被吸收，才会造成问题。 在车库里可能还可以找到其他更危险的化学物，例如窗户清洁剂和防冻剂，它们都是液体，而且味道也不会让人觉得难过，常会被意外误喝。 防冻剂：味道甜美，但有致命危险 防冻剂是使用在汽车的散热器中，避免冷却水在冬季冻结。它的成分几乎固定都是乙二醇这种化学物，偶尔也会掺杂甲醇，它就像是毒性很强的鸡尾酒。乙二醇被某位化学家形容为一种酒精，如果误喝，一开始会产生和喝了几杯小酒一样的效果。它的味道很甜，在澳洲一度被非法用来增加酒中的甜味。这种物质在意外或故意喝下时，除了味道有点甜之外，对人可没有任何好处。我父亲在第二次世界大战期间在英国皇家空军担任飞机机械师，他告诉我，他的几位同事因为装防冻剂的大桶上贴的卷标上有“alcohol”（酒精）这个字眼，因而误喝了飞机发动机使用的防冻剂。卷标上出现“alcohol”这个字，是因为防冻剂的成分之一是甲醇（methyl alcohol）。 因此，防冻剂和乙二醇可能会在大多数有汽车的家庭中出现，所以就有可能发生小孩子把它当饮料喝下，甚至大人也会误把它当酒精喝下，有意自杀者也会拿它当自杀工具。虽然它看起来和喝起来都好像不会有什么害处，甚至还“很好喝”，事实上，它是披着羊皮的狼。 防冻剂为什么有毒 乙二醇和偶尔也会出现在防冻剂中的甲醇都有毒，因为它们会在体内转变成毒性更强的产物；一旦进入人体，防冻剂中的乙二醇就会先被代谢成第一种化学物，接着又被代谢成另外几种化学物。乙二醇会被转化成草酸（oxalic acid），这种化学物是有毒的，另外还会产生其他有毒物质。草酸也可以在植物大黄的叶子里发现，所以大黄叶是有毒的。这些代谢转化物造成血中酸性增加（PH值减少），以及正常代谢过程受到限制。草酸会在脑及肾形成结晶，造成伤害，草酸也会和钙结合，然后被排出体外。减少钙会造成其他症状，像破伤风，肌肉会无法控制地收缩。这些产物和组织的酸性累积在体内，会造成正常代谢活动减少，组织受到伤害，但造成最多伤害的是草酸，尤其是它对肾的伤害。 因为乙二醇会转变成其他物质，所以会造成几种不同症状，病人并会经历几个阶段。在最初的12—24小时，病人会好像已经喝醉但闻不出酒精气味，接着就会出现恶心和呕吐，如果喝下的是大量防冻剂，中毒者可能会瘫痪，并陷入昏迷。这种无臭无色?体的致命剂量是100毫升，相当于一个小酒杯的容量。在喝下这样的致命剂量后，由于脑部受损，中毒者可能在24小时内死亡。中毒者可能会破伤风，也许还会心脏病发作。如果能够熬过这最初的24小时，中毒者也许可以再存活几天，可能还再拖上12天，但会全身疼痛，最后出现肾衰竭。心脏和肺也可能出现症状，造成呼吸困难、血压和心跳速度增加。心脏组织本身可能受到严重伤害，联结眼睛和脑部的神经（视觉神经）也会受到破坏，有时候这种破坏是永久性的。幸运的是目前已经有解毒剂，而且非常有效。 防冻剂中毒的治疗 因为乙二醇只有在被代谢时才真正有毒，所以只要减少新陈代谢，就可以减少中毒症状。酒精也会被相同的酶代谢（但酒精和酶的联结是根据它的喜好来选择），所以，在紧急状况时，可以给病人双倍和三倍威士忌，酒精会结合酶，乙二醇就会因此被排出。酶这种竞争性的抑制，可以阻止有毒产物的产生。一旦送到医院的急诊部后，就可以利用注射血管的方式，给中毒者更多酒精，酒精应用在这种方式时，等于是当作解毒剂使用。另外还有一种解毒剂可以拿来使用，但这种解毒剂很贵，而且并不是随时可以取得。 除此之外，乙二醇因为会造成血和组织变得酸性更强，因此治疗方法也可以是对病人进行静脉注射，对病人注射碳酸氢钠（小苏打），如此一来可以减少血的酸性。如果病人能够及早治疗，中毒者仍有机会生还。 甲醇 在防冻剂里，除了乙二醇，有时候也会发现甲醇。甲醇有时候也会出现在家里使用的其他产品里，像窗户清洁剂，而甲基化酒精和工业用酒精则经常在实验室中使用。 乙二醇是因为转变成其他产物而变得有毒，而甲醇也是转变成有毒物质蚁酸。再提一下，代谢酒精类化学物的都是相同的酶。 虽然甲基化酒精，或是“甲醇酒精”，都是乙醇和甲醇的混合物；乙醇是我们平常喝的酒里面所含的那种酒精，像啤酒、葡萄酒和烈酒，如果意外喝下甲基化酒精的话，并不会造成很严重的中毒，因为其中所含的乙醇有解毒剂的作用：它会减少甲醇转化成有毒物质。不过，一些街头流浪汉和酒鬼这些落魄失意人经常把甲醇酒精当作酒来喝，这将会使他们的身体受到严重的伤害。 曾经有人在宴会中把酒精加入果汁饮料中，因而造成意外中毒事件。这通常是因为加入的酒精并不是纯酒精，而是“工业用甲基化酒精”，其中可能含有大量的甲醇（4%）。由于甲醇的致命剂量大约是70毫升，所以在宴会这么短的时间内，不太可能会喝下致命剂量，但喝下这种混合果汁，还是会造成不舒服的中毒症状，像头痛、恶心、呕吐，以及视线模糊。 有些饮料通常含有大量甲醇，尤其是用梅子或杏仁制成的果汁白兰地酒，例如东欧生产的梅子白兰地slivovic。如果喝了太多这种酒，而出现一些不舒服的症状，可能就是酒中的甲醇在作怪！ 砷 长久以来，砷就被公认是一种毒物，而且据说阿古利碧娜就是用它毒死她的丈夫罗马皇帝克劳迪乌斯；继任的罗马皇帝尼禄则用它毒死克劳迪乌斯一世的儿子布利塔尼库斯。尼禄第一次想要毒死布利塔尼库斯的阴谋失败，引起他的怀疑，所以下毒者就把砷加进冷却热汤的水中，而不是加在他喝的热汤里。在17世纪，有一位名叫托法娜的女士制造并出售含有砷的粉末，人们将这种粉末称作“成功粉末”（les poudres de succession），因为大都用它来除掉迈向成功的障碍，例如政敌、不争气的丈夫等等。这种粉末含有雄黄、乌头毒素、黄杨、生石灰、玻璃粉和蜂蜜。据说，她共约毒死了600人。她最出名的毒药是“托法娜仙液”，可能是一种含有砷和铅的溶液。 自托法娜女士以来，砷在很多中毒事件中都扮演着重要角色。含砷毒物的产品种类繁多，像毒鼠药和除草剂中使用的氧化砷，以及捕蝇纸中的亚砒酸钾，这可能就是砷会如此普遍被使用的原因之一。从1837年到1838年，在英格兰和威尔斯发生的541件中毒死亡事件中，就有185件是砷中毒。 到了19世纪，砷中毒次数大幅度减少，主要有两个原因：第一，有关单位对砷及含砷处方的出售加以限制；第二，1836年，中毒后能够可靠测出人体砷含量的马西测试法（Marsh test）问世。不过，拿砷来毒死人的凶杀案还是不断发生，在1968年和1970年都有这样的凶案发生。用砷自杀的情况则比较少，不过在1918年到1951年，在纽约还是有145件用砷自杀的案例。砷也被拿来用作集体毒杀的工具，在第一次世界大战期间所使用的众多毒气当中，砷也是重要的成分之一。 大文豪福楼拜在小说《包法利夫人》中描述爱玛•包法利服砷［三氧化二砷（arsenic trioxide）］自杀的情景，写出了砷中毒的一些症状：“她把白色粉末塞进嘴里”，“嘴里的辛辣感将她惊醒”，“‘我口渴……我好渴！’她低声惊呼”，“八点钟时，又再度呕吐，查尔斯注意到，有白色沉淀物贴住脸盆的底部”，“他把手按在她肚子上。她发出尖叫”，“她微弱的脉搏，现在几乎已经完全感觉不到了”，“一滴滴的汗水出现在她蓝色血管浮现的脸上”，“过了没多久，她开始吐血”，“一阵抽搐后，她猛然倒在床上……她终于走了”。以上的文字描述了砷中毒的一些症状，像十分口渴、腹部疼痛、出汗、脉搏微弱、血压降低、呕吐、肠胃发炎，并因此吐出血来。最后的死亡，通常是因为循环衰竭、循环系统丧失功能的结果。血液无法在肺中流通，因此使肺得不到氧气的充分供应，这会造成血管呈蓝色。 三氧化二砷（也被称作白砷）有一些特性是下毒者最喜欢的，它没有臭味，也几乎没有味道，而且它的溶液是无色的。它的缺点是非常不容易溶于水中，因此很难掌控，但是却很适合把它放进粥或汤中，而且可以放进相当多的分量。玛丽•布兰迪（Mary Blandy）就成功地利用了这种特性！ 砷：用途多多的灵药或是致命毒物？ 砷是谜样的物质。在古希腊名医希波克拉底和古罗马作家老蒲林尼（Pliny）的推荐下，砷一直被当作药剂。很多含砷的化合物 案例：拿破仑被毒死？ 拿破仑死于他被囚禁的圣海伦娜岛。他在死前就已经怀疑自己被下毒，一再宣称“我会死于敌人之手”。砷是当时普遍使用的毒药，大家都知道砷会积聚在头发里，因此可以从头发检测出来。被保存下来的几绺拿破仑头发，被拿去分析是否有砷，果然在他一些头发里验出砷，其中有些头发的砷含量显然很高，但最近的几次检测却没有出现这么高的砷含量。另外，拿破仑的皮肤并没有出现典型的砷中毒症状，而他的尸体被解剖后，发现他的胃里有一颗很大的肿瘤。 被检测出来的砷含量高达11ppm，这和当时用来治病的含砷药剂的剂量吻合，像下面会介绍的福勒氏液（Fowler’s solution）。另一种解释则是，拿破仑居住的房子壁纸和窗帘布都用著名的史氏绿色染料上色，主成分是亚砷酸铜（copper arsenite），含有很高浓度的砷。从这座房子取得的壁纸样品，确实被验出含有砷。在潮湿的情况下，室内会产生霉菌，并促使这些染料释放出一种具有挥发性且毒性很强的有机砷，甲基三氢化砷（methylarsine）。在1950年代罗马的美国大使馆也发生过这样的砷中毒事件。 因此，拿破仑不像是被蓄意下毒，而可能是长期多种来源的砷暴露。 毒性也很高，几世纪以来在一些故意或意外致命中毒事件中经常扮演重要角色。同时，它也被用来治疗多种疾病，用在一些有益的用途上，例如在1780年发明的福勒氏液（砷酒）中，砷就是主要成分。福勒氏液是一种补药，含有白砷，并且用熏衣草来着色，据说有催情的春药效果，能够刺激食欲，可以用来治疗发烧。砷当然也会影响细胞的新陈代谢，一直被用来提升赛马的表现，以及促进猪长胖。 福勒氏液也被用来治疗气喘和一般的神经官能症，另外在治疗疟疾上极为有效，有些牙医也用它来杀死牙齿的神经。1921年出版的教科书《药品与疗法》（Materia Medica and Therapeutics）中便列出砷在这些方面的用途。砷也被用于化妆品，因为它被认为能够改善肤色，让皮肤呈现“如牛奶般的玫瑰色”。 砷在治疗梅毒方面扮演很重要的角色。梅毒特效药胂凡钠明（商标名称叫Salvarsan，医药名称叫arsphenamine），是保罗•埃立希在一次对砷化合物治疗梅毒效力进行系统性研究时发现的。胂凡钠明是一种含砷的合成有机化学物，他试过六百多种化学物，最后才凑巧发现这一种。他会这般辛苦搜寻，是因为他相信一定可以找到对病人比较没有毒性，且会对梅毒有机物（这是一种螺旋体病原菌）产生选择性的毒性，他将此称之为“神奇子弹”。三氧化二砷是人们常用来自杀的含砷化合物，因为它会增加红血球产生量，直到最近才被美国食品药物管理局核准作为治疗血癌的药物。 有证据显示，人体对这种致命毒物会产生耐药性。据17世纪一位医师的说法，奥地利史泰里安省（Styrian）阿尔卑斯山区有一群“吃砷者”，他们一周吃两次砷，据说这使得他们的体力获得很大改善，有利他们在高山地区工作，并且也改善了妇女的肤色，他们的身体都非常健康。起初科学家斥责这种说法为无稽之谈，但后来有位高山农夫在一次会议上现身，当场证明一次吃下400毫克的三氧化二砷并不会丧命。 案例：玛丽•布兰迪的案例 玛丽•布兰迪不像是会下毒的人，她笨手笨脚地留下很多证据，使她很快就被捉到。一开始，她可能是被克兰斯顿（Cranstoun）上尉哄骗说想娶她为妻，并要她去毒死她父亲布兰迪先生。她的父亲布兰迪先生一直向外宣称，他的女儿相当富有（后来发现，他其实言过其实），但他却又一再反对她的女儿跟人结婚。克兰斯顿上尉是苏格兰人，并不富有，且很可能还是个一文不值的穷光蛋，更糟糕的是他已经结婚了，他本来想说服玛丽和他秘密结婚，但遭拒绝，于是改而说服玛丽让她的父亲喝下他提供的一种药水，谎称这种药水可以让她的父亲回心转意，同意他们的婚事。起初事情进行得很顺利，但就在这个关键时刻，玛丽发现克兰斯顿在伦敦的情妇，并察觉她被设计毒死她的父亲。 他送给她苏格兰小卵石当作礼物，同时附上用来清洁这些小石头的“白色粉末”。一开始，她将一些“白粉”（其实就是氧化砷）放进她父亲的茶里，但是他不喜欢茶的味道，喝了几口就把茶放在一边不喝。不久，他开始觉得不舒服，胃痛并且呕吐。一位女佣也喝了几口那壶茶，同样也感到极度不舒服。玛丽写信向克兰斯顿求助，克兰斯顿向她建议：“一定得正确使用这些粉末……你可以把它放在任何流质里，只要不让它浮在水面就可以。”玛丽把这些白色粉末放进燕麦汤中送给她父亲吃，另一位仆人也喝了一些，两人后来都极度不适。这时候女佣苏珊起了疑心，她将锅里残留的白色沉淀物送给医师检验，同时告诉布兰迪先生她女儿想毒死他。 除了苏联，其他国家也传出被这些毒素污染，包括英国、德国、芬兰和新西兰。1982年英国的早餐麦类食品中，超过50%被检测出含有T2霉菌毒素。1987年，印度爆发一波疫情，几百人在吃下受污染的面包后，出现严重症状，用来烘制这些面包的面粉更检测出其他几种霉菌毒素。 这些毒素都很稳定，即使经过烹调和加工处理，也不会被杀死，甚至曾经有过因喝了污染谷物制成的啤酒而死亡的例子。 露西戴着钻石飘浮在半空中 1943年，一位名叫艾伯特•霍夫曼（Albert Hoffman）的化学家在实验室里研究麦角菌生物碱及类似的化学物时，体验到一些奇异现象，他将这些情况记录下来：“我陷入一种并非不愉快、类似中毒的情况中，想像力充分地激发出来。在好像做梦的情境中……我看到一系列奇异的画面不断地从眼前流过，全都是极其特异的形状，有强烈如万花筒般的色彩。”他当时正在研究的化学物麦角酸二乙胺（lysergic acid diethylamide），就是后来被发现能够引起幻觉的药物LSD（迷幻药），这是他合成出来的一种物质。由于LSD的化学结构类似麦角菌生物碱，所以它成为制造LSD的起点。 霍夫曼经过这次奇异体验之后，决定服用少量（0.25毫克）的LSD，结果产生了更惊人的效果：“视野内的一切全都摇摇晃晃，扭曲变形……家具全都变成奇形怪状、险恶的形状……隔壁的那位女士……不再是R太太了，而是一个邪恶、阴险的女巫，戴着五颜六色的面具……魔鬼侵犯我，占据我的身体、意识和灵魂。我跳起来，大叫，想要摆脱它，但接着重重摔了下来，无助地倒在沙发上……我吓坏了，害怕自己会发疯。” 这些幻觉和麦角菌生物碱产生的症状十分相似——可以由此揣想中世纪的人在麦角菌中毒、经历幻觉症状后，他们会有的反应。麦角酸衍生物也出现在牵牛花中，阿兹特克人（Aztec）就是用牵牛花酿造他们的神奇药酒。 注：不少人认为迷幻药在20世纪60年代衍生出嬉皮一代，披头士约翰•列侬写的一首经典曲子《露西戴着钻石飘浮在半空中》，也被指为美化迷幻药，因为这首曲子的英文缩写正好是“LSD”，不过约翰•列侬本人否认这种说法。 赭曲毒素和巴尔干肾病 另一种重要而且传播很广的霉菌毒素，就是赭曲毒素（ochratoxin），这也是在谷物中发现的，偶尔也会在咖啡和可可豆中发现。霉菌毒素A是最常见的，由黄曲菌类的真菌产生。欧洲很多国家都曾经发生赭曲毒素暴露事件，农场动物和人皆受伤害。肝受损及肾癌是对动物和人类的主要毒性影响。这种疾病被称作巴尔干肾病（Balkan nephropathy），现有的流行病学证据显示，这种病和吃了被赭曲毒素污染的食物有关系，居住在罹患率很高地区的居民的血中，曾被检测出赭曲毒素。巴尔干肾病是慢性（长期）病，症状是肾功能失调和肾衰竭，这种病最常在巴尔干国家发生，而且演变成肾癌的比例很高。 肉毒杆菌毒素和肉毒杆菌毒中毒 除了真菌毒素，食物也可能被细菌产生的毒素污染，像肉毒杆菌毒素。肉毒杆菌毒素是肉毒杆菌产生的，这是目前已知对人类毒性最强的两种毒素之一，另一种是蓖麻毒素（请参阅第六章）。即使只是很微小的剂量，像小到只有一亿分之一克（1×10－8 g）的肉毒杆菌毒素，就足以让人丧命。幸运的是这种毒素会被热气杀死，因此煮熟的食物不大可能受到它的污染（但这种毒素的孢子倒是相当坚强）。肉毒杆菌是在没有空气的环境中成长（它们是厌氧菌），因此，它们最可能污染瓶装或罐装的罐头食物，或是没有烹煮过的食物，例如生鱼或只是稍微煮一下的鱼。 被肉毒杆菌污染的鱼 1987年10月和11月，共发生了8件肉毒杆菌毒中毒事件，其中2件在纽约，6件在以色列。所有中毒者都是吃了在纽约风干、腌制的白鲑鱼。所有人都在中毒后36小时内出现症状，其中一人死亡，有几位使用解毒剂，两位需要使用呼吸器。 跟肉毒杆菌毒素有关的第一件中毒案例可能发生在德国，当时爆发疫情，很多人因为吃了被污染的腊肠而死亡。肉毒杆菌中毒（botulism）死亡率很高，botulism源自拉丁文的botulus，指的就是腊肠。由于肉毒杆菌中毒的效应无法逆转，所以中毒者即使生还，也会持续瘫痪好几个月。吃下被污染食物的几个小时内就会出现症状，但也可能延到几天后才出现。 肉毒杆菌毒素会攻击神经功能，造成肌肉收缩，导致肌肉无力、视力模糊、吞咽和呼吸困难。如果吸进足量肉毒杆菌毒进入体内，中毒者最后可能完全停止呼吸，并且死亡。 肉毒杆菌毒中毒的案例很少，并且已经有解毒剂［抗毒素（anti-toxin）］可供使用。现在，食物可以放入冰箱冷藏，以及用亚硝酸钠保护食物，大大减少了食物受污染的机会，但中毒事件还是继续发生。也许最令人感到意外的是，?性这么强的肉毒杆菌，却在1983年被引进到医疗界，用来治疗斜视病人。之后，它的医疗用途扩大到治疗其他肌肉控制失调的问题，包括脑性麻痹病人。某些病人在严重中风后，脑部无法控制肌肉，使得部分肌肉永远收缩，这时把微量的肉毒杆菌毒素注射到这些肌肉，就可以使这些肌肉放松开来。 目前有两种肉毒杆菌毒素分别以保妥适（Botox，A型肉毒杆菌 肉毒杆菌以神经为攻击目标 肉毒杆菌毒素是6种大分子的混合物，每一种含有两种成分。其中一种会粘上神经细胞壁，接着把整个毒素分子转运到细胞内（很像是特洛伊木马）。一旦进入神经细胞内，第二种成分就会破坏神经突触蛋白（synaptobrevin）。肉毒杆菌毒素破坏这种蛋白质之后，就能够阻止位于神经末梢的小囊释出乙醯胆碱。这些附属于随意肌的神经需要乙醯胆碱让讯息（或脉冲）来往于神经与肌肉之间（图14）。肉毒杆菌毒素阻止乙醯胆碱释出之后，会造成肌肉瘫痪，或影响控制呼吸的肌肉，造成致命后果。 图14：肉毒杆菌毒素如何作用。肉毒杆菌毒素阻止化学物乙醯胆碱释出。乙醯胆碱是存在于神经末梢的一种神经传导物质。神经脉冲因此受到抑制，肌肉于是放松，造成中毒者瘫痪。 毒素）和Myobloc（Ｂ型肉毒杆菌毒素）的商标名称上市。保妥适最近被应用在美容医疗上，用来减少脸部皱纹；不过，多次接受这种美容医疗后，可能会造成不必要的长期副作用，所以肉毒杆菌毒素的使用务必要很小心。这里再度印证巴拉塞尔士原则：所有物质都是毒物，但只要剂量合适，毒物也可以变成灵丹。 红潮与水生动物中毒 ……河里的水都变作血了。河里的鱼死了，河也腥臭了，埃及人就不能吃这河里的水…… ——《出埃及记》第七章20—21节 一个可能解释这种现象的理由是，河水里充满腰鞭毛虫（dinoflagellate）浮游生物，它们会使海水或河水呈现红色，造成所谓的“红潮”（red tide）。1946年发生在墨西哥湾的红潮，造成大量鱼类死亡。这种腰鞭毛虫会产生毒性很强的红潮毒素（brevetoxin），贝类会吃下腰鞭毛虫，如果人类再吃这些贝类，就可能严重中毒。 最近发生在加拿大的一件严重中毒事件，则牵涉到另一种跟贝类有关的毒素多摩酸（domoic acid），也是由浮游生物产生的。另一种类似毒素是蛤蚌毒素（saxitoxin），由藻青菌（cyanobacteria）产生，会感染贻贝（淡菜）贝类，这种贝类中毒会造成麻痹。以上这三种毒素都被归类为神经毒素，因为它们会对神经发挥作用，造成神经性中毒，例如瘫痪。 含有有毒物质的食物 我们已经看到真菌、细菌和浮游生物这些微生物如何对食物造成毒性污染。植物也可能含有天然产生的有毒物质，例如在第六章讨论草药时提到，可以在很多植物里发现的砒咯啶植物碱，这种植物碱可能会污染小麦等农作物，因此也就会出现在我们的食物里。 有些食物如果没有正确烹调或处理，可能就会产生毒性。 抗氧化剂 食物中也添加很多抗氧化剂，包括维生素C和维生素E。其中有两种会偶尔造成问题的抗氧化剂是丁羟甲苯（butylated hydroxytoluene，简称BHT）和丁羟甲醚（butylated hydroxyanisole，简称BHA），它们被认为会引起一些不良症状，像湿疹、皮肤疹、流鼻水、气喘、头痛、胸痛、皮肤发红、红眼睛。但有报道指出，这些抗氧化剂可能有助于防止癌症发生，可能是因为它们能够除去像活性氧以及从脂肪酸产生的副生成物等等，以及一些有害的自由基。 糖精 长久以来，糖精一直都是很成功的甜味剂，并被广泛使用。它是1879年美国约翰霍普金斯大学一名研究生康士坦丁•法尔伯（Constantin Fahlberg）无意中发现的。法尔伯是伊拉•伦森教授（Ira Remsen）的学生，奉教授之命利用甲苯合成一些衍生物。他制造出一种衍生物，接着午餐时，他发现面包吃起来很甜，这才注意到，从进入实验室工作后，他还没洗手，这种甜味是他刚刚制造出来的化学物引起的。他把它命名为糖精（saccharin），并且马上办理退学手续，自行申请专利，虽然大学当局和伊拉•伦森教授对此表示反对和不悦，但他最后还是在1885年成功申请到专利。 1894年，糖精首次在德国进行生产，接着1901年在美国开始制造，1906年，根据美国食品与药物法案，糖精获准当作甜味剂，20世纪初期，它的名气越来越响亮。添加糖精的目的是要让人们可以享受甜甜的食物和饮料，但又不会因为吃糖而增加体重，相当多的糖尿病病人都还在继续使用。虽然当时并没有规定要进行安全性检验，但最后当局还是要求提出它的安全性证据，因此有一些自愿者服用相当大量的糖精（一连6个月每天6克），都没有出现明显的不良症状。尽管如此，后来还是把糖精的建议摄取量限制在每天0.3克。第二次世界大战期间，全球已经有数百万人使用糖精，而且一直持续到1970年代，都还很受欢迎。它被用来制成其他甜味剂，添加到一些加工食品和低卡饮料中。到1959年，由于已经有了50年安全使用的记录，美国食品药物管理局于是认定它符合“一般食品安全规范”（Generally Recognized As Safe，简称GRAS）。跟一般的食物添加物一样，在动物实验中都发现糖精的毒性很低。 接下来的几年中，美国和加拿大进行更进一步的动物实验，每天给老鼠摄取大量糖精，另外还运用流行病学技术，对一般人口进行研究。虽然大部分动物实验都继续显示糖精没有毒性，但有些雄鼠的膀胱出现肿瘤。不过这些实验使用的糖精分量都相当大，相当于1个普通男性1天喝下约100罐低卡饮料，这么大的分量，即使是盐，都会产生毒性！ 但这些研究还是促使加拿大和美国当局在1977年禁止使用这种甜味剂。在美国，它是根据“食品、药物与化妆品法案狄兰尼条款”（Delaney Clause of the Food，Drug，and Cosmetic Act）被禁止使用，这项条款禁止使用曾经在动物实验中产生癌症的任何食品添加物。但一般大众普遍反对这项禁令，因为糖精是唯一获准使用的一般用途人工甜味剂，糖尿病病人、有肥胖问题的人，以及希望减少糖摄取量的人都会使用。由于大众反对声浪很高，美国于是暂停实施这项禁令，让先前的实验再做更进一步检验。虽然这些实验再度证实先前的实验结果是正确的，但也指出，糖精对人类其实没有安全上的顾虑。1991年，食品药物管理局终于撤销对糖精的禁令，糖精可以继续贩售使用，但在包装上要标明糖精在实验动物身上会引发癌症。一直到2000年，美国政府才把糖精从可能致癌化学物清单中除名，也去除糖精产品上的警告字样。笼罩在糖精身上的乌云终于完全消除。 糖精就是一个很好的例子，可以用来说明：不当的实验、对这些实验结果的解释缺乏弹性和过度保守，以及未能考虑其他相关证据，结果就造成某些食物添加物被没有必要地禁用。有关食品添加物安全评估的更多细节及糖精案例的进一步讨论，请参阅第十二章和下面的案例说明。 味精和“中国餐馆症候群” 味精（麸氨酸钠，简称MSG，美国食品药物管理局的代号为E621）是最常被加入食物中的一种调味料，中国和日本人在烹饪时常会使用，在中国与日本食物中很常见。它不是合成的添加物，在很多天然食品中都可以发现，尤其是海草和意大利巴马干乳酪（parmesan cheese）的含量最高，西红柿、蘑菇和酱油里也有。E621是麸酸的钠盐，是天然产生的氨基酸，氨基酸在人体中有很重要的功能，特别是对脑部。麸酸可以单独存在，也可以是蛋白质的一部分，当后者被分解和在肠子里被消化后，就会释出麸酸。但是麸酸的释出相当慢，而且虽然多余的麸酸盐可以被新陈代谢予以排除，但体内还是可能会大量累积。饮食中如果含有太多的自由麸酸，或是食物中加进大量味精，都有可能产生毒性，造成令人不适的症状。 科学家针对味精可能产生的反应，进行各种研究，却出现相当混乱的研究结果。最近进行的一项很精确的双盲交叉实验中，实验对象并不知道他们摄取的是什么物质，研究者获得的结论是，味精并不会造成任何不良反应，但有些个体在接触到味精时，会产生无法接受的反应，尤其是食物中加进大量味精时更是如此。如果是气喘患者和过敏者，在接触过多味精时，可能会引发气喘、流鼻水和打喷嚏等症状。如果是对味精特别敏感的人，则会出现长期头痛、口渴、心悸、颈痛和头昏眼花。有人认为，对味精特别无法接受的原因之一可能是缺乏维生素B6，因为维生素B6可以把麸氨酸排出体外。 这再度证明巴拉塞尔士原则的正确性：“所有物质都有毒……正确的剂量可以使毒药变成灵药。”即使是可以在人体中发现的天然物质，像麸氨酸，而且也身负重要功能，但如果摄取量超过需要或正常量，也会引起不良反应。 谷氨酸盐和氨基酸 人体含有很多氨基酸，其中有一些是可以合成的（这些都是不重要的氨基酸），其他的则一定要从饮食中吸收（这些都是必要的氨基酸）。氨基酸是蛋白质的组成物，它们会结合在一起，形成身体需要的蛋白质和酶，这些都是生物催化剂。谷氨酸盐可以在体内合成，也可以从食物中吸收，因为食物中含有自由氨基酸，或者也可以在蛋白质消化后产生。 谷氨酸盐被用来在新陈代谢过程中和其他氨基酸交互作用，形成新的蛋白质。谷氨酸盐被排除的途径之一，就是经过和维生素B6的交互反应，缺乏这种维生素的人，在摄取过量味精后，可能会产生更强的不良反应。谷氨酸盐也在脑中扮演重要角色，它们在脑中是刺激性的神经传导物质，会增加神经细胞的活动。脑中神经细胞之间的交互反应，大部分都由它们传达，例如跟记忆有关的神经细胞。 食物添加物和污染物的安全评估 从本章一开始的历史案例里可以看出，食品添加物一定要先小心地加以测试，确定不会造成不良或不必要的症状后，才可以让人类接触它们。这样的测试通常是对实验室动物进行活体实验，但从试管实验中得到的信息，也应该列入考虑。 这种测试通常是让实验室动物暴露在不同分量的某种物质之下，然后观察这些动物一生的变化，给它们暴露的剂量通常是人类最高摄取量的好几倍。不过，这样的测试并不是一直有效，因为实验室动物可能不会出现跟人类一样的行为反应或免疫反应，化学物的性质也可能各不相同。还有，虽然人类摄取的食品添加物数量很少，但对这些添加物的摄取是持续一辈子的，这种长期性暴露经常是偶发性，而不是连续不间断，这和实验室动物暴露的情况并不一样。 等到已搜集足够的信息，由很多合乎资格的科学与医疗人员组成的美国食品药物管理局、英国毒物委员会（Committee on Toxicity，简称COT）和其他委员会，就会判定这种物质被当作食品添加物是否安全，以及它被添加进入食物的安全分量应该定为多少。这种判定过程到底如何进行，将会在下一章讨论。前文已经提过，在美国食品与药物管理法规里有一项修正条款“狄兰尼条款”指出： 风险的计算 胜算比：这是暴露组和对照组人口罹患疾病的风险比例。 计算公式：A×B / C×D＝胜算比 A是暴露组人口中的病例数， B是未受到暴露的对照组人口中没有罹患这种疾病的人数， C是暴露组人口中没有罹患这种疾病的人数， D是未受到暴露的对照组人口中罹患这种疾病的人数。 假设对照组100 000人中有5个病例，暴露组100 000人中有10个病例，计算出来的胜算比是10 ×99 995 / 99 990 ×5＝2 相对风险：这是暴露组和未暴露组罹病人数的比例。 计算公式：A / B A是整个暴露组人口中罹患这种疾病的人数， B是整个未受到暴露的对照组人口中罹患这种疾病的人数。 根据上面的例子，计算出来的相对风险是10 / 5＝2 绝对额外风险：这是把暴露组人口中罹患这种疾病的人数，减去未受到暴露的对照组人口中罹患这种疾病的人数。 计算公式：A - D 根据上面的例子，绝对额外风险就是：10－5＝5 per 100 000 也就是说，每100 000人的绝对额外风险是5。 物作出不必要的警告。但是，一般大众如果怀疑他们受到某种化学物的毒害（如美国爱情运河社区事件），他们便会要求进行这样的研究。他们并不明白，即使在人口调查中发现某种疾病的发生率比预期的高，甚至即使这些病人当中确实有一些是真的暴露于某种化学物，还是无法证明这种化学物就是致病元凶！ 当然，即使没有认定确实的病因，还是应该继续采取后续行动。在19世纪，史诺医师虽然无法确定伦敦霍乱大流行的真正病因，但他和其他人通力合作，改善霍乱流行最严重地区的供水品质，结果让这个地区内感染霍乱的人数因此大为减少。 但是，当因果关系相当薄弱时，可能会花了大钱还得不到改善（请参阅第五章爱情运河社区案例）。虽然流行病学研究相当有用，但在大部分的风险评估里，它只被当作动物研究的一个额外参考，因为流行病学研究没有充分的暴露资料，而且缺乏合适的对照人口。 最后，跟人口研究（或是以同样方式进行的野生动物调查）有关系的另一个问题就是，人口经由水、食物或空气而暴露到的化学物并不是只有一种，而是很多种混合在一起。这种混合物可能各地区各自不同，因此，接受某种化学物暴露调查的同一个人，却可能出现很多种症状。这大大增加了情况的复杂性，更是目前各方感到关切，且觉得有研究兴趣的课题。雌激素化合物就是跟这个有关系的一个特定研究领域，也就是所谓的“性别变换物”（gender bender）。科学家一直在怀疑，每一种化学物单独存在，可能没有足够力量造成任何效应，但如果几种化学物结合起来，便有力量引发重大效应。虽然这种情况可以在实验室中制造出来，但目前为止，只有少数证据可以证明环境中的化学物可以对人类造成这样的影响。但药物却可以如此，某一种药物可以影响到另一种。环境或工业化学物的暴露，也可能影响某种药物的毒性。 用动物评估化学物毒性 道德上和法律上对人类化学物暴露的诸多规定，以及在使用既有人类暴露资料时，一定会碰到一些限制和不确定因素。因此，科学家们会以动物实验来确认大部分化学物的危险性，以及判定它们的毒性。这使很多毒物学家（专门研究及评估化学物风险的科学家）处于两难处境：一般大众认为所有的药物应该都是安全的，所以坚持要求了解可能暴露的化学物会产生哪些不良效应，但同时却有很多人要求不要用动物做实验。 目前在很多国家中，都已经限制在生化研究中使用动物。在这方面，英国法律是全世界最严格的：所有想要利用动物进行实验的科学家，都必须持有个人执照，整个过程和实验必须事先获得内政部督察员的许可，并要取得实验许可。所有科学家被要求必须遵守三R——减少（reduction）：设法减少使用动物做实验的次数，每次进行实验之前，要先确定是不是有必要使用动物；改良（refinement）：设计出更好的实验方法，不但可以减少使用动物，也能够减少动物在实验中受苦；取代（replacement）：使用替代品，只要可以，就尽量使用试管实验。 以某些化学物来说，尤其是药物，可以减少动物实验的次数，因为一些类似的化学物可能以前就做过动物实验，或是同样的化学物以前就曾被用在另一项用途上。好的实验设计，或是使用更精密的方法来减少错误，都可以减少使用动物来进行实验的必要性。使用其他代替品的情况也越来越普遍，像使用单独的动物器官、组织、细胞或细胞的一部分，以及人类的组织等。一些新药的新陈代谢生成物，现在至少有一部分可用分离出来的细胞进行研究，因为人类酶可以在这些细胞里培养出来。某种药物对特定受体的反应，也可以进行试管研究，在制药业里，已经越来越多这样的试管研究。 这些例子都有明确目标和结论，但在评估毒性时则困难得多，至少以目前的信息来说，已知的受体都很少涉及毒性效应，而在细胞内和身体内，化学物要攻击的潜在目标则有很多。 大多数安全评估的第一阶段都是急性中毒检测，在这阶段里，多只实验室动物（通常都是老鼠）分别给予单剂的化学物，但剂量各不相同，并把在它们身上观察到的任何中毒或不良反应记录下来。之后，这些动物全都会以人道方式用麻醉剂将它们杀死，再进行解剖，所有器官和组织全都取下处理，再由病理学家用显微镜检验。目的是要看出动物对这种化学物的不同剂量是否有不同反应。所以，实验目的并不在于要毒死这些动物。（恶名昭彰的LD50实验中，一半的实验动物都接受致命剂量的化学物，像这样的实验，必须要接受法律规范，目前在大多数国家里都已不再采用。） 根据接受实验的化学物种类，以及它们的使用方式，用单一剂量来测验毒性，可能就已经够了。不过，其他的化学物，像药物，可能就需要进行更广泛的实验，例如在更长的时间内，一再重复给予相同剂量，并对一种以上的动物进行实验。重复给予剂量的方式，一般是把化学物注射到动物血中。每隔一段时间再抽血检验，并参考多种变量，这可以显示出，这种化学物是否会对动物产生任何不良反应。 血中的化学物含量也必须加以测量（了解化学物的暴露度）。对于药物，一般必须进行更专业的研究，像评估它对生殖过程、胚胎和新生动物的影响，并要据此研判这种药物最后会不会造成癌症。如果动物身上出现任何不良效应，则这样的效应应该和它的剂量及血中的化学物浓度有关。 风险评估需要哪些信息，得依化学物性质而定。某种可能会被释放到环境中的化学物，除了必须对植物进行实验之外，还必须在多种动物身上进行实验，如蚯蚓、蜜蜂。药物则应该在哺乳动物身上进行实验，通常先是老鼠，然后是狗，取得安全性与剂量的资料后，还需要把这样的剂量给予几位人类自愿者试用，这就是第一阶段临床实验。一定要先取得这种药物的毒性相关资料，以及知道它是否造成任何突变，然后才能把这种药给自愿者服用（请参阅第三章）。 tolerance耐药性：一再暴露于某种化学物下，会造成这种化学物的效应减少。 triglycerides三酸甘油酯：一种脂肪。 triorthocresyl phosphate（TOCP）三邻甲苯基磷酸酯：毒性很强的有机磷，用来当作溶剂。 urticaria荨麻疹：因为免疫反应造成的皮肤疹。 vinyl chloride氯乙烯：塑料的基本材料。也称作氯乙烯单体（vinyl chloride monomer）。
