肝和其他器官已经演化出多种方法对抗活跃、有潜在危险性的化学物。 人体内有天然解毒剂,像维生素C和维生素E,它们可以除去一些化学物,例如各种活性氧和自由基。另外还有多种硫醇——含有硫磺(sulphur)的化学分子——也可以对付这些活性自由基,其中最重要的是麸氨基硫(glutathione)。也有一些特定的酶可以除去某些种类的活性化学物,像超氧化物(superoxide)。肝含有的这些保护性物质尤其多,肺脏则拥有可以除去活性氧的系统。这些保护性物质存在人体内的数量,通常已经足够用来除去在自然情况下遭遇的有毒化学物,但可能不足以应付大规模的化学物攻击。 这些保护性物质,有些可以在饮食中发现,像维生素、含硫的氨基酸——牛磺酸以及蛋氨酸(保护性物质硫醇的前身)。硫氨基酸可以在含蛋白质的食物里发现,至于牛磺酸,只能在肉类和鱼类发现。因此,素食者会缺乏这种重要物质。 增加或减少化学物毒性的因素 反复暴露于一种物质中,会刺激或警醒免疫系统,结果引起过敏反应。例如某些人一再暴露于盘尼西林中,就会发生这种情况,产生严重后果(请参阅第三章)。 很多年前,一位很有冒险精神的美国人想出一个看来很聪明的法子,他把盘尼西林加进唇膏里,他认为这可以提供长久保护,使某些妇女不会被传染性病。不幸的是,长期接触盘尼西林的结果是造成这些妇女严重过敏。 长期或一再暴露会导致过敏与癌症,且长时期的伤害可能最终会导致某个器官坏死。长期酗酒就会发生这种情况,肝在经过多年的伤害后,最后终于会变成肝炎和(或)肝硬化。长期服用某种药物,会导致这种药物残留在体内,最后造成毒性反应。这种情况也会发生在长期服用阿司匹林的流行性感冒和关节炎病人身上,而导致阿司匹林在体内累积到中毒程度。我们很多人都有过痛苦经验,很清楚酒精积聚在体内的后果:在短时间内喝下太多杯酒(这是酒精令人感到愉快的效果),结果造成酒醉,第二天醒来还会感到宿醉头疼(这是酒精不受欢迎的副产物)。 少量毒物对你有好处 有一种古老的说法:“吃一点泥土,有益健康。”这可能是指,早点暴露在普遍存在于我们环境周遭的细菌和其他物质中,可以加强我们的免疫系统。有人认为,早一点让小孩子的免疫系统暴露在像细菌这样的外物中,等他们长大并且暴露于传染性疾病时,就可以保护他们。有越来越多的证据显示,这种观念更适合用来说明,含量很低的化学物也许不仅无害,甚至有益健康。这表示,在图5和图15中的剂量反应曲线图,也许必须重画成J,而不是原来的S。这项理论有其科学基础:如果暴露于浓度很高的化学物,将会刺激身体和个别细胞增加保护措施,像所谓的压力蛋白质,这种蛋白质可以帮助保护细胞本身。 如果从某种化学物的高剂量往下测试到很低剂量,并用这来决定它的剂量门槛以及计算可能产生的风险,这种做法可能不适当。尤其是当采用线形图来观察,将会显示,并没有所谓的安全剂量[例如以致癌物(carcinogen)来说]。如果这种说法是正确的,那就会对风险评估产生重大影响,表示我们有时候可能太过谨慎。因此,试图过度降低化学物的暴露浓度,可能是不需要的,并且是浪费精神和金钱。 所有人每天都暴露于我们饮食中的化学物,有的是天然成分,有的是污染物。某些污染物来自烹调过程,其他的则是天然产生的物质,像霉菌,有的则是人类制造出来的环境污染物。所有这些化学物都有可能影响人体对其他化学物的处理方式,比如对药物的处理。 很多人都有酗酒和抽烟的习惯,这两种都有能力改变其他物质的新陈代谢与毒性效力。例如乙醯对氨酚这种药对长期酗酒者会产生更强的毒性,烟雾和炭烤肉类含有叫做多环碳氢化合物(poly-cyclic aromatic hydrocarbons)的物质,会增加某些药物的新陈代谢。 暴露在环境中的化学物经常会令人感到担心,但其实这些化学物含量都相当低,除非它们再度出现,否则这样的暴露其实无关紧要。但是如果它们无法消除,并且累积在体内,可能就值得注意了。除了化学物质会累积之外,效果也会累积,有机磷杀虫剂便会发生这种情况,所以经常使用杀虫剂的农艺工人应该定期检查(请参阅第四章)。 物种 人类和其他物种都会暴露在化学物中,包括药物和环境污染物。不同种类动物对同一种化学物的代谢作用可能会各自不同,小型动物代谢与排泄化学物的速度,通常比大型动物来得快,这也许会影响到化学物后来的毒性效果,如果物质本身是有毒的,也许可以减少一些毒性,但如果代谢出来的产物反而毒性更强,那么毒性也会跟着增强。 某些特定物种也许会有某种缺陷,因此无法代谢和排泄某种化学物,例如,宠物主人让他们的猫服用含有乙醯?氨酚的药物,如果刚好它们有种缺陷会影响到乙醯对氨酚的处理,结果就可能因此害死它们。了解生物物种间这样的区别,对于兽医在药物的使用上相当重要。 野生动物特别容易受到化学物的伤害,例如DDT对野鸟的伤害最大,除了影响到蛋的发育,也会在野鸟体内累积到中毒的程度;反之,哺乳动物并不会特别受到杀虫剂的影响。在某些情况下,基于某种原因,野生动物也许对某种化学物比较不那么敏感,例如蛙类对于有机磷酸盐的敏感度,比实验室里的老鼠身上的少了22倍,因为和杀虫剂产生反应的那种酶,在蛙类身上的和老鼠身上的不一样。 化学物的安全性,像供人类服用的药,必须仰赖对其他动物所作的实验和评估。因此,我们一定要了解物种之间对这方面反应的不同之处。所以,对老鼠的研究不一定能够正确显示出这种化学物对人体有多大毒性,某种药物对啮齿类动物产生的毒性,可能比对人类产生的毒性更多或更少。基于这个原因,才会在药物发展初期就开始使用人类自愿者进行实验,并且在试管实验中使用人类组织。在了解人体对某种药物的处置方式之后,就可以显示出初期的某物种实验(例如以老鼠为实验对象)是否适当,如果不适当,则会对另一物种进行研究,并且用来做安全评估。这些将会在第十二章作更详细讨论。 影响人体处理化学物的因素 有很多因素会影响人体对化学物的吸收、它们如何被传送到身体各部位、新陈代谢和排泄。这些因素包括个人的年龄、健康状态、基因组合、饮食和服用的是什么药,这些都可以影响人体对药的处理。 年龄 年龄会影响消化道对药物的摄取能力,年龄很小的幼童,因为他们胃部的胃酸含量很低,所以对盘尼西林的吸收力高过成年人,但对乙酸氨基酚的吸收力则没这么高。 化学物一旦被吸收进入人体,就会经由血液传送到身体各部位(前面已经说明过了)。化学物通常都会和血中的蛋白质结合在一起,这也会限制传送到各器官和组织的化学物含量。在新生儿体内,这种结合也许会减少到只有三分之一,这表示,新生儿体内传送低含量化学物的效率高过成年人。结果可能会造成新生儿体内剂量过高。 个人对某种化学物新陈代谢的能力也会受到年龄影响,一般来说,老年人比年轻人低,新生儿和幼小儿童的代谢化学物能力一般也较低,这使得他们比成年人更容易或更难受到感染。例如,有些药在新生动物体内的毒性反而较低。 从体内排泄药物的能力,经常会在老年时减弱,因此正常剂量的某些药物,随着累积在体内的数量增加,可能会在后来变得很危险(请参阅边栏)。 饮食 在富裕的西方国家,虽然大部分人都有丰富、营养均衡的饮食,但在世界某些地区却不是如此。如果出现蛋白质和维生素匮乏情况,便会对化学物毒性造成影响。饮食若欠缺蛋白质,会减少化学物代谢时所需要的许多酶含量,也会减少血中蛋白质的含量。如果化学物大量和血中的蛋白质结合,这会影响到它被处理的情况,结果血中的蛋白质更少,而药物含量却更高,这会导致毒性增加。不过,由于必需的酶将会被耗尽,所以被代谢的药也会随着减少。 因此,尽管有着会造成畸形儿的可怕副作用,沙利窦迈仍然可能被证实是很有用的药,在适当的情况下,可以用来治疗一些重大疾病,但不要用在孕妇身上。 阿司匹林 跟乙醯对氨酚一样,阿司匹林也是止痛剂和退烧药,在很多商店、超级市场和药房里,不需医师处方就可以购买。它还有第三种功效:减少发炎——所以,它也是消炎药,属于非固醇类消炎药(non-steroidal anti-inflammatory drugs ,或简称NSAIDs)。 阿司匹林在公元1899年被发现是一种很有用的药,在化学上,它属于水杨酸盐,这种化学物在植物中也可以发现。古希腊人早就知道,把柳树皮和树叶捣碎在油里,涂在发炎的关节处,可以治疗关节炎。希波克拉底推荐用它来治疗痛风和除疣。后来,在1763年,英国教士爱德蒙•史东(Edmund Stone)注意到乡下人也用类似偏方治疗酸痛和发烧,可以在病人发烧时降低体温。 后来,意大利化学家拉法叶•皮里亚(Raffaele Piria)在1830年发现白柳树(学名Salix alba)树皮含有一种叫做水杨酸的化学物,水杨酸就是柳树皮偏方里所含的成分,可以减少温度、疼痛和发炎。由于水杨酸会造成难过的副作用(胃部翻搅、想吐),德国拜耳化学公司于是着手制造替代物,乙水杨酸(acetylsalicylic acid)就是产品之一,但未经过测试。1899年,替拜耳工作的化学家菲力斯•霍夫曼(Felix Hoffman),他父亲有关节炎,但无法再忍受水杨酸的痛苦副作用,于是他给父亲服用乙水杨酸,结果不但效果更好,而且不会像水杨酸那样反胃。阿司匹林就此诞生,并且一直被认为是灵药。 阿司匹林的主要副作用或不良反应,是会造成胃出血,尤其是在大量或一再重复服用时。之所以如此,原因关系到阿司匹林如何发挥它的作用、如何减轻疼痛,以及如何阻止体内产生前列腺素。 阿司匹林如何造成胃出血 阿司匹林很容易被吸收进入胃壁细胞,胃里有些细胞会产生胃酸(氯化氢酸),这种酸有助消化,前列腺素则会减少胃酸的分量,同时也有助于产生黏液,能够保护胃对抗胃酸。 阿司匹林会减少前列腺素的产生,抑制合成COX-1物质的酶,阿司匹林就是用这种方式减轻疼痛和发炎,因此,阿司匹林会增加胃酸伤害胃壁的可能性。另外,阿司匹林本身也是一种酸,同时也会增加天然酸性,如果一再服用阿司匹林,结果可能造成出血和溃疡,而且某些病人的情况可能会很严重。所以服用阿司匹林时,最好要吃点食物。 有些新开发出来的类似药品,不会像阿司匹林对胃产生不良效果,同时能更有效抑制一种只会在发炎时存在的相关酶(COX-2)。 事实上,如果是年轻、健康的成年人,只要按照说明书上规定的剂量,偶尔服用阿司匹林,并不会有问题,不过由于有胃出血的可能性,所以有些人还是宁愿选择服用乙醯对氨酚。新药NSAIDs也很受欢迎,由于它比较不会对胃里的前列腺素产生影响,因此比较不会造成伤害和出血,同时也减少了溃疡的机会。 一再服用阿司匹林时,就会出现问题,尤其是服用的剂量很大时,那更要特别小心。当人们感冒或是长期感冒不愈而一再服用阿司匹林时,问题就会随之出现。人体对阿司匹林的处理跟平常不一样,对它的排泄过程很容易达到饱和,当阿司匹林的剂量增加时,用来把这种药排泄进入尿液的时间也跟着增加。当因为感冒而不停服用阿司匹林,一天几次,并且连续几天时,这种药就会积聚在体内,并且开始产生毒性。 阿司匹林也是消炎药,基于这个原因,有些老年病人就用它来治疗关节炎,而其他药的效果可能不好,或是会产生让他们无法忍受的副作用。但是由于肾功能会随着年龄增加而退化,老年病人排泄水杨酸的效果也就比较差,药物累积的危险性也就随之增加。长时间服用大量阿司匹林,可能造成药量累积体内,也可能造成水杨酸中毒,病人会头痛得很厉害、耳鸣、手发抖。 如果这种药累积在体内,就会有剂量过高的危险,一次大量服用则有致死的可能性。 雷氏症候群 遭到病毒感染的小孩子如果服用阿司匹林,很可能就会发生严重状况,这就是所谓的雷氏症候群(Reye’s syndrome),症状包括脂肪累积在肝里,可能造成生命危险。目前还不知道是什么机制导致这种状况,因此不建议12岁以下的儿童服用阿司匹林。 阿司匹林服药过量 跟乙醯对氨酚一样,很多人以服用过量阿司匹林来自杀。不过,阿司匹林要达到致命效果,必须要服下比乙醯对氨酚多得多的剂量。全世界每年可能有几百人死于阿司匹林服药过量,最近一年来,美国的“毒物管制中心”就接到100 000通跟阿司匹林服药过量有关的电话。 儿童尤其容易发生服药过量的意外,有些父母为了让小孩乖乖吃药,常常会哄骗小孩某种药是糖果?造成小孩有时候将阿司匹林当作糖果吃下。在使用可以防止儿童误食的包装后,已经减少了这种危险性。上面也提到,如果人们经常服用阿司匹林,且一再服用,也会造成意外服药过量。 另外一个问题是,很多调制的药剂常会把阿司匹林和其他药混在一起,除非人们仔细阅读药包上的说明,才会发现感冒药里含有阿司匹林,否则人们常会在不知不觉中服下过量的阿司匹林。例如某人可能因为头痛和发烧而服用阿司匹林,同时又服用鼻塞药,却不知道鼻塞药也含有阿司匹林。 阿司匹林毒性是造成多种生化异常现象的一个有趣例子。这种药会被代谢成水杨酸,这才是产生毒性和预期效果的化学物。如果水杨酸含量过高,会影响到呼吸频率和细胞的代谢过程,结果会使得体温上升、呼吸急促、代谢率增加。这些初步变化的结果则是:血中的酸性会产生变化,先是降低,接着上升,血中葡萄糖的含量也会降低(也就是说,pH值先升后降)。血中酸性增加,会让更多的阿司匹林进入脑部,产生主要的毒性效应。这时候的症状是恶心、呕吐、体温升高、呼吸深而急促、耳鸣(有些人在正常服药后也会出现这种情形)、头痛。严重的服药过量会导致昏迷和死亡。 这种情况有治疗的方法,但跟乙醯对氨酚不同的是,阿司匹林没有解毒剂。跟很多药物一样,医院的急诊部会替病人洗胃,除掉还留在胃中的所有药碇。治疗的关键在于提高体内排泄阿司匹林的速度,并改变血中的酸性。给病人服用小苏打和葡萄糖可以达到这样的效果,同时也可以降低体温。 除了从以上的症状来判断,医师还有什么法子可以知道某人服用阿司匹林过量?前面已经提过,可以对尿液进行简单的检测,看看被怀疑服药过量的病人是否服用了那些常见的药物。在知道病人服用的是什么药之后,最重要的是检测出这些药在血中的含量,找出病人究竟服用多大的剂量,接着再采取必要的救治(请参阅第二章)。 阿司匹林的正面功效 过去100年来,阿司匹林一直被广泛用来止痛、退烧和消炎。现今,阿司匹林的其他正面功效也陆续被发现。 阿司匹林很早就被发现可以减少血液凝结成块,因为它会干扰前列腺素的产生,而前列腺素跟凝血过程有关。 减缓血液凝结过程,为什么会对人体有益,以及会在什么时候发挥这项功能?受伤时,虽然我们都需要激活血液凝结机制来防止血流过多,但血块(血栓)如果在血管中形成,并被移入血液中,可能就会产生危险。这些血块可能在体内到处流动,若是流到心脏,就会造成心脏病发作,进入脑中,就会造成中风。心脏病发作的病人,如果立即用阿司匹林急救,可以减少四分之一的死亡几率(也就是说,四个人当中会有一个人被救活)。所以,某些医师会建议随身带着阿司匹林,万一心脏病发作,可以及时服下,随后再继续服用低剂量阿司匹林,减少心脏病再次发作的机会。 跟药物一样,与OP同时暴露的其他化学物,包括其他杀虫剂和污染物,是判断OP毒性时的一个重要考虑因素。在这种情况下,将很难判定中毒的真正效应,因为有些化学物会增加解毒效果,有些则会抑制解毒效果。以某些有机磷来说,它们会有多种代谢途径,如果同一工作人员在短时间内喷洒两种或多种杀虫剂,可能会造成危险和无法预料的交互作用。同样的情况也可能出现在喷洒区的野生动物。发生在巴基斯坦的一次中毒事件正好突显出这个问题,也证明了在这样的情况下确实难以判定毒性效果。 有机磷引发的迟发性神经病变 有机磷还会造成其他难以预测的效应,只有很少数的有机磷酸酯会造成这样的效果,其中最值得关切的是某些有机磷引起的迟发性神经病变,这不同于急性效应,而且可能无法逆转。这些效应会在第十章讨论,它的症状是腿和手臂周边神经慢慢被消灭,最后可能导致永久性的四肢瘫痪。会造成这种症状的有机磷杀虫剂包括:丙胺氟磷(mipafox)、对溴磷(leptophos)和甲胺磷(methamidophos)。 另外有少数几种有机磷也会造成这种效果,其中最值得注意的是三邻甲苯基磷酸酯(tri-orthocresyl phosphate),我们会在第十章继续讨论。这种有机磷物质会和一种蛋白质交互作用,这种蛋白质可能是周边神经中的一种酶,和它结合就无法复原,因此会造成周边神经退化,使双腿瘫痪。造成这种效应的原因,似乎与这种化学物和乙醯胆碱酶的交互作用没有关系。而暴露于这种有机磷一两周后,才会出现这种效应。 对动物所做的实验显示,在低剂量、长时间暴露于有机磷杀虫剂后,虽然没有出现症状,但可能还是会造成某些效应,如在脑部的效应。这种情况的发生机制,可能与高剂量而引发急性效应的机制不同,但可能类似于造成迟发性神经病变的机制。如果这种效应被发现发生于人类身上,将值得特别注意,因为工人经常会暴露在有机磷杀虫剂下。目前的情况并不明朗,甚至还有人认为,像有机磷这样的长期效应是否存在,还值得讨论。 目前已有可能发明有机磷的解毒剂,因为有机磷致使急性中毒的机制已经被解读出来,这对于急性中毒事件的急救将相当有效,但对于周边神经病变或是已发生数天的中毒事件,则没有效果。 有机磷的例子说明了几点:第一,一再暴露于有机磷中可能会产生一些问题,这些问题不仅是由于这种物质的累积(其他物质也会发生这种情况,如阿司匹林),也因为不可逆的结果而造成的药效累积,因此“剂量—时间”及“剂量—反应”的关系,全都很重要。第二,了解这样的机制后,就可以进行有效的监测和治疗。第三,一些其他因素,像分解以及暴露于其他化学物,都可能对毒性产生重大影响。最后,剂量高低也很重要,从目前仅有的信息来看,少量地且更小心地使用,才能维持有机磷的安全。 巴拉刈:安全的除草剂或危险毒药? 除了农民之外,很多园艺工作人员和一般家庭都很熟悉巴拉刈农药。全世界有100多个国家使用。在英国,巴拉刈以两种商标名称出售:Weedol为家庭用,Grammoxone则为农用。巴拉刈是一种接触性除草剂(contact herbicide),会杀死草跟它的接触面,但剂量不足以被吸收而破坏草根。它会干扰及破坏光合作用,这是植物的基本机制之一,植物会透过光合作用,利用阳光来制造它们的食物和养分。只要按照说明书使用,将它泡成溶液喷洒,就会相当安全,因为它并不活跃,它会紧紧附着在土地、树叶和植物的其他部位。这表示,喷洒过巴拉刈的地区,仍然可以很快播种,种植新农作物或其他植物。 因此,巴拉刈对家畜、野生动物或人类的危险性极低,甚至没有任何危险性。不过在某些情况下,巴拉刈仍然对动物具有毒性,如果使用时不小心,会刺激皮肤和眼睛,如果误食,将会丧命。因此,巴拉刈经由何种途径进入体内以及使用剂量的高低,在安全上都是很重要的因素。 Weedol以细粒形态出售,浓度为2.5%—8%w/w,极易溶于水,跟水混合后使用,然后把溶液喷洒在植物上。Grammoxone浓度则较高,为20%w/v。 Weedol上市后马上声名狼藉,原因有二,先是出现几次意外中毒事件,接着出现使用Weedol自杀,甚至传出使用Weedol的谋杀案件(请参阅第九章)。意外中毒事件大部分发生在儿童身上,他们会把这种除草剂误当饮料喝下。园艺工作人员习惯先把Weedol细粒溶于水中,储存起来,准备以后再用。有时候,他们会将这种溶液保存在旧的柠檬汁或可口可乐瓶子里,一些不知情的儿童甚至大人都可能会因此将Weedol溶液误当饮料。对儿童来说,即使只是喝下一小口的巴拉刈,都会造成致命危险。成年人的致命剂量是3—4克,大约为摄取40—120克的Weedol,而Grammoxone的成人致命剂量约10—20毫升,很容易摄取过量。 当人们经由?闻媒体得知,误将Weedol喝下可能导致死亡,一些有自杀意图的人便尝试利用这种除草剂当自杀工具,甚至有人拿它当作杀人工具。在知道这种除草剂确实很有效之后,因巴拉刈而死亡的案件就开始增加,当然,也是因为Weedol容易获得。1980年到1987年之间,在英国共发生1 000多件中毒事件,有200多人死亡,而在1990年到1991年当中,就发生了30多件死亡案件。服用巴拉刈除草剂而死亡,不仅很痛苦,过程也很缓慢,因此这不像服用过量的安眠药那般“好死”。中毒者可能会拖上两个星期,足以让他们后悔自己为什么要这么做。 巴拉刈为什么有毒? 巴拉刈分子有些不寻常的特性,能够对肺造成毒性破坏。虽然肠子只能吸收少量的巴拉刈,但它一旦进入血液系统,并不会平均分送到身体各部位,反而集中在肺部。它和一种通常会存在于体内的物质很相似,而人体有一种特别的系统,会把这种物质带进肺细胞,巴拉刈在这些细胞中的含量因此会变得很高。 巴拉刈也会以自由基的形式存在。自由基会与氧起反应,并把它转化成活性形式。用这种形式存在的化学物通常活动力很强,但以巴拉刈的情况来说则很稳定。肺里的氧含量很高,因此,巴拉刈就能够产生很多活性氧,结果造成肺细胞被这种活性氧杀死,虽然肺本身有一种天然保护机制,可以用来对抗平常就会产生的少量氧,但在大量活性氧出现的情况下,这种保护机制将会失效。 巴拉刈的毒性效果很有趣,也很不寻常,因为受到影响的器官主要是肺,如果剂量特别高,那么,肾和肝有时候也会受到破坏。在服下足以中毒的剂量后,肺脏会遭到破坏,死亡的过程中缓缓产生窒息,中毒者慢慢无法正常呼吸。虽然已经很清楚巴拉刈的毒性机制,但科学家还无法依此开发出解毒剂,不过,已经试过一些可能有效的治疗方法。 巴拉刈中毒的治疗 虽然已经试过很多种解毒剂,但唯一真正成功的治疗方法,是在肠子吸收巴拉刈之前,把巴拉刈除掉。这必须用到吸附剂,像活性炭或陶土,且必须在中毒后一个小时内使用,因为巴拉刈会很快被吸收,一旦进入血液中,就会开始累积在肺中,破坏肺及肾。 因为没有解毒剂,且致死率高,制造商现在推出较低浓度的家庭用巴拉刈,降低人们中毒的机会。另外,在巴拉刈里加进催吐剂成分,这将可以使中毒者马上呕吐,有助于身体排出部分毒性。厂商也采用在巴拉刈成分中加进气味难闻的物质以及蓝色颜料,希望有助于减少中毒的机会。 案例:幸运生还 一位59岁男子喝下60毫升的Grammoxone,已经达到致命剂量,血中的巴拉刈含量已经超过足以丧命的程度。治疗方法包括把胃里面的东西抽出、施与活性炭、洗胃、血液透析、给予解毒剂(N乙醯胆碱,这也是乙醯对氨酚中毒时使用的解毒剂)。虽然这位中毒者活了下来,他的肺却在4天后恶化,肝和肾也明显遭到破坏,但6天后,病人的肺恢复正常,最后终于平安出院。 大量的动物,包括宠物、羊、兔子,估计约2 000只,在暴露于戴奥辛后死亡。意外发生后,相关单位的反应及处理都很缓慢,可能是因为意外刚好发生在夏天的某个周末,一部分官员不在城里。幸运的是,这次意外没有人死亡,但有很多人出现氯痤疮,尤其是小孩。约250人被撤离,其中约180人出现氯痤疮,约有150位怀孕妇女暴露于戴奥辛,其中有些人选择堕胎,但没有人流产,后来出生的婴儿也没有跟戴奥辛有关的畸形儿,那段时间畸形儿的发生比例并没有特别高。后来对当地15 000多个妇女的生产进行调查,包括居住在最靠近工厂和暴露情况最严重的那些妇女,再度发现,畸形儿出现的比例并未超出预期。米兰大学的职业卫生研究所在灾害发生后,对当地市民进行长达10年的追踪研究,结果发现这些居民罹患癌症的比例并没有出现重大改变,只比预期多出两人。某几种癌症的发生率是有增加,但主要是男性的肝癌和女性的胆囊癌;男女两性的胃癌和直肠癌,以及女性的乳癌和子宫癌,发生率则相对减少。最近一次更大规模的研究发现,和一般人口比起来,暴露最严重的这些人罹患癌症的情况并不会比较多,只有那些暴露较小的受害者当中有一些人罹患某些比较罕见的癌症。不过,戴奥辛己经在大众脑海中牢牢印下极度危险污染物的影像,并且是环保人士心目中最憎恨与畏惧的东西,戴奥辛已取代了DDT原来的地位。 大约同一时间,很多越战退伍老兵出现很多疾病,健康情况也恶化,人们开始怀疑,是否是他们在越战期间暴露于戴奥辛的缘故。除草剂2,4,5-T在越战期间被当作落叶剂广泛使用,并且含有戴奥辛污染物(TCDD)。这种落叶剂叫做橘剂,混合了2,4-D和2,4,5-T,其中戴奥辛污染物的平均含量是2ppm(范围从0.5ppm至47ppm)。在最近这段时间,橘剂内戴奥辛污染物的含量不断减少,最后减少到只有0.02ppm。橘剂是从飞机上向地面的大片树林喷洒,接触到这些落叶剂的士兵和飞行员就有可能暴露于污染这些落叶剂的戴奥辛。喷洒了这些落叶剂地区的越南老百姓,暴露的程度当然更严重,因为这些2,4,5-T落叶剂就像下雨般洒落在他们身体和房屋上。被喷洒最多落叶剂的北越地区后来发生畸形儿的比例确实大为增加,但这种情况的真正原因还未确定。 根据目前已知的橘剂使用量推断,在越战4年当中,约20千克的戴奥辛污染了将近2 500 000人;相当于一年一英亩土地受到2毫克的戴奥辛污染。相对的,塞维索工厂四周暴露最严重地区的戴奥辛浓度从400毫克/英亩到20 000毫克/英亩。塞维索这些居民的戴奥辛暴露程度比越南百姓多了很多,但对他们的健康却未出现长期的不良影响。 那些负责把橘剂搬上飞机,以及事后清除散落橘剂的越战美军,最有可能被戴奥辛污染,其中有部分人员的确曾出现氯痤疮这种戴奥辛中毒后的最常见症状。不过,美国的疾病管制中心无法证实某些特定的健康问题和在越南服役,尤其是被橘剂污染之间,有任何关系。对这些曾经接触过橘剂的越战退伍老兵进行的血液分析,也未发现其中的戴奥辛浓度比一般人高。美国空军进行的研究也发现,那些在越战期间处理过橘剂的空军人员,并未出现任何免疫系统失常的情况(这也是被戴奥辛污染后的常见症状)。 当然,制造2,4,5-T的工人也暴露于戴奥辛,他们的部分疾病和这种除草剂有关系,包括癌症、氯痤疮和其他皮肤病变。 在塞维索意外事件之后,美国也发生了两起跟戴奥辛有关系的意外事件。第一起发生在“爱情运河”(Love Canal)社区,位于纽约州一处旧化学废弃物堆置场上面的一个小社区,靠近尼加拉瀑布。当地土壤还有一些化学物残留,包括戴奥辛,并且渗透到运河中,并不知道到底是哪几种戴奥辛,但运河中的戴奥辛浓度应该很低,因为戴奥辛不易溶于水,估计它的可能浓度是0.2 ppb。 1978年,塞维索事件发生后不久,那时橘剂的新闻正炒得火热,所以当地居民开始怀疑,出现在他们身上的很多症状,包括癌症、脑部受损、气喘,以及畸形胎儿,可能都是运河中的戴奥辛引起的。纽约州卫生委员会随后发表一篇报告《爱情运河:公共卫生定时炸弹》,并要求最靠近运河的居民搬迁。美国环境保护署接着宣称,这种情况确实是一大危险。当地民众因此更加恐惧与惊慌,卡特总统于是宣布,“爱情运河”社区为紧急地区。未搬离的1 000位居民被紧急撤离,运河马上进行疏浚,移除被污染的废弃物。但在美国疾病管制中心对当地居民进行调查后发现,他们生病的比例并未高过一般人。 另一起事件是,在密苏里州的时代海滩(Times Beach),从一家生产氯化物工厂取得的污泥被当作建筑材料铺到道路上,之后附近的梅勒梅克河(Meramec River)泛滥,河水把受戴奥辛污染的泥土冲到民宅和商店,环保署的科学家身穿防护衣赶到镇上,检测污染情况。这当然引起恐慌,美国政府最后以3 300万美元买下整个小镇。科学家对当地居民进行戴奥辛检测,发现他们体内的戴奥辛浓度并没有高过一般人,调查也发现,当地癌症和畸形儿的发生率也不比其他任何地区来得高。 现有的信息显示,在塞维索,没有任何死亡可以被认为跟戴奥辛有关系,癌症、畸形儿或其他疾病也没有真正增加。大家都知道,塞维索意外造成的戴奥辛暴露值相当高,而且有数百只动物因而死亡。这显示,人类对戴奥辛影响力的敏感度,远比大部分哺乳动物低。目前已知的是,有些种类动物对戴奥辛的敏感度比其他动物低得多,例如仓鼠对戴奥辛的敏感度就比天竺鼠低了至少5 000倍。 也许,人类对戴奥辛的敏感度比较近似仓鼠,而恒河猴的敏感度则比较高,在这方面并不适合类推至人类身上。虽然戴奥辛是毒性很高的化学物,我们应该尽一切努力来减少暴露,但最近发生的几次意外可能造成我们过度担忧和恐慌,进而期望把暴露程度减少到无法检测的数量,这可能都是不需要的,而且还有一些被检测出来的戴奥辛是天然形成的。戴奥辛也会在母乳中被检测出来,有时候,它的浓度还会超过卫生单位规定的标准,但对新生儿来说,吸食母乳的好处,已经远远大过这些危险(请参阅第十二章)。塞维索意外造成的问题可能还未结束,因为有些癌症必须等上好几年后才会发作,未来几代的后代子孙们也有可能还会受到影响,因为人类的生殖系统对戴奥辛特别敏感,生殖功能也许会衰退。不过,这样的影响看起来似乎越来越不可能,而且,很明显地,戴奥辛其实并不像人类所担心的那般毒。 PCBs和PBBs 跟戴奥辛和DDT一样,在一般人心目中,PCBs和PBBs这两种化学物,都被看成是污染环境和令人不舒服的化学物。它们到底是什么东西?PCB(多氯联苯)是polychlorinated biphenyl的英文缩写:它是两百多种物质的总称,随着不同氯原子个数和组合方式的不同,可以形成两百多种物质,称作同族元素(congeners)。制造出来的PCBs混合了各种产品,而这些产品的分子中则有各种数目的氯原子。PBBs是类似于PCBs的化学物,叫做聚溴联苯(polybrominated biphenyls),有各种溴原子跟联苯联结在一起。 PCDDs和PCDFs 多氯二氧化二苯(Polychloro-dibenzodioxins)和多氯代二苯呋喃(polychloro-dibenzofurans),基本上都是污染物,当含有氯元素的化学物被合成或加热时,就会产生毒素。这一类的物质很多(PCDDs有75种同源异构物,PCDFs则有135种),氯原子的数目各不相同,全都是同族元素。在某些情况下会出现某些复合物,原子数相同,但排列方式不同,这叫做同分异构物(isomer)。 TCDD(2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioxin)全名叫四氯联苯戴奥辛,通常简称戴奥辛,在这些化学物中毒性最强,其他化学物的毒性强弱则通过与它相较来判定。这就是所谓的毒性当量因子(toxic equivalency factor),或者简称TEF,适用于混合剂,以及单一种化学物。 PCDFs和戴奥辛很相似,而且毒性也相当强,尤其是2,4,7,8-四氯联苯戴奥辛(2,4,7,8-tetrachlorodibenzofuran),不过它的毒性不像TCDD那么强。在日本和中国台湾的米油中毒事件中,它们都被发现是PCBs的污染物,而且在PCBs中的浓度超出平常。PCDFs跟戴奥辛和PCBs一样,有很多不同的同族元素和同分异构物。 原蕨如何致癌? 原蕨的一种裂解物已经被证明会和DNA交互作用,造成DNA链断裂。原蕨的裂解产物会特别和腺嘌呤交互作用,腺嘌呤是组成DNA分子的四种基础物质之一。从DNA中损失这种基础物,以及DNA结构的改变,将会变更碱基对编码的次序,造成突变。像这样的基因变化和突变,都会导致癌症发生。 真菌毒素:毒蕈和“魔”菇 不同真菌产生的多种毒素,像是黄曲毒素,是一种致癌物,会污染食物(我们在第十章还会对此进行讨论)。以蘑菇形式出现的真菌,可以食用,但有很多种真菌,包括一些毒蕈和蘑菇,则会产生毒性。其中有一些被当作药物使用。 在英国,最毒的蘑菇可能就是毒鹅膏(death cap mushroom,学名Amanita phalloides),在世界其他地区也可以发现。偶尔会被误食,不过中毒的例子很少。这种蘑菇含有多种毒素,包括几种毒蕈素(phallotoxins)和几种毒伞素(amatoxins)。在吃下毒蕈的4—8个小时后,毒蕈素就会造成严重的肠胃炎,毒伞素的效应则会延缓产生,目标是在肝和肾。吃下有毒蘑菇后,除了会出现比较不明确的效应,如恶心之外,误食者还会出现呕吐和腹泻。可能会有一个阶段,时间大约两天左右,中毒者好像复原了,不过可能已经肝或肾衰竭,出现黄疸,血液的化学性也已经改变,血糖降低,氮含量增加,并出现多种无用产物。 毒伞素和毒蕈素都是圆形的缩氨酸(peptides,由一群氨基酸组成,是蛋白质的构成物质)。毒蕈素会对细胞膜产生影响,而毒性较强的毒伞素,则会阻止DNA译码产生蛋白质(这是DNA的主要功能)。大约10毫克的毒伞素,就足以毒死一个人。 动物毒素 蛇:毒蛇与眼镜蛇 全世界10%的蛇类,大约300种,全都有毒,蛇是天然毒素的重要来源之一。毒蛇主要有几类,像树眼镜蛇和一般眼镜蛇、蝰蛇以及海蛇,另外还包括非洲树蛇和红树林蛇。 一般来说,光是北美,一年就有约45 000人被蛇咬到,但其中只有20%是被毒蛇咬到,其中更只有一小部分的毒蛇会产生毒素或毒液,但仍有超过1 000人被毒蛇咬到时,毒蛇会把毒液注入被咬者体内,死亡人数微乎其微,可能只有12—15人,一般的医疗设施都不会距离太远,解毒剂和抗蛇毒血清都可以取得。如果没有马上救治,被响尾蛇咬到的人,有73%会丧命。同样的,在澳洲,当地有多种世界上最毒的蛇,但被蛇咬死的人却很少,因为各种蛇毒都已经有解毒剂,并且容易取得,而且很多毒蛇毒液抵达攻击目标的速度很慢,因此毒性反应也慢。不过,在世界其余地区的情况则有很大不同,被蛇咬是很常见的死亡原因。在印度和巴基斯坦,一年被蛇咬死的约有50 000—70 000人,在缅甸和巴西死于蛇口的也都成千上万。 每一种植物或真菌都只含有一两种毒素,毒蛇的毒液则不一样,它不是只含有一种毒素,而是含有整整一种类的毒素。北美响尾蛇科(这当然包括北美响尾蛇在内)的毒液含有至少19种不同的毒素,其中有几种会一起发挥作用,强化了伤害力和伤害速度。蛇毒液中有某种酶会破坏伤口的皮肤和其余组织,让毒素更容易进入深层组织;其他毒素则会影响血管和微血管的渗透力,让血和毒液渗入这些组织,造成肿胀,并帮助把毒素传送进入血液中。 在某几种蛇毒中,含有会影响血凝结的物质,结果就会造成无法正常凝血,中毒者会因为伤口流血不止而死亡。这些蛇毒中的酶还会破坏伤口四周和内部的组织,使得这种流血效应更加恶化。毒蛇液含有会破坏组织的酶,目的是在蛇进食猎物时,可以帮助消化。这种破坏组织的行动,会造成发炎,引发剧烈疼痛。还有一种特别的酶,会让肌肉遭到破坏。也有一些毒素会影响神经系统和心脏,但在响尾蛇体内,通常不会含有太多这种毒素。 如果是眼镜蛇,它含有神经毒素(neurotoxin),对神经与肌肉产生影响,是被这种蛇咬到后的致死原因,这种毒素会造成呼吸停止,受害者还会出现言语不清,眼皮会合上,而且还会因为缺氧而肌肉无力和无精打采。大约6毫克的眼镜蛇神经毒素就足以造成死亡,而且很快就会发生,例如一名斯里兰卡妇女在被眼镜蛇咬到后,15分钟就死亡。 响尾蛇和眼镜蛇毒液:稀释血液和溶解肌肉 很多毒蛇毒液,包括眼镜蛇在内,会干预血液凝结。改变或消灭凝血过程的某种成分[例如纤维蛋白原(fibrinogen)是常见的方法,这会造成血液无法凝结,同时酶会破坏组织和肌肉。肌肉遭到一种特定毒素肌肉毒素(myotoxin)]的破坏,这种毒素会增加肌肉中的钙含量,并沉淀会进行自我毁灭的肌肉组织。血球也同时遭到破坏,这也是通过酶的作用,小小的血细胞中的凝结物质也会遭到破坏。被这两种毒蛇咬到的人可能会在1小时内死亡,但一般是在18—32小时之内,通常是由于失去血压,或是循环系统和血球体液流失而造成休克。 如果是眼镜蛇毒液,它所造成的主要效应,是因为它所含的一种毒素会对神经系统造成破坏。这种神经毒素是一种小分子,会在人体内快速传送。它的作用就像箭毒,会使得脑部中枢控制呼吸的部位瘫痪。在对控制肌肉的神经造成破坏后,就会阻止神经冲动的传递,造成肌肉无力,同时也再度影响呼吸,眼睑会下垂,言语不连贯。 除此之外,眼镜蛇毒液还含有一种毒素,会造成心跳速度的改变,同时丧失血压。最后,还有一种毒素以多种酶的组合,造成红血球破裂。因此只要被眼镜蛇咬上一口,很快就会丧命。 虽然可以使用抗蛇毒血清来治疗,但蛇毒液因为混合多种毒素,且会变化,表示必须尽量确定是哪种蛇毒素。针对某种特定症状的解毒剂也可以使用,例如抗胆碱酯剂就可以用来治疗致命的蝰蛇蛇毒。这种解毒剂可以阻止乙醯胆碱这种神经递质遭到破坏,防止在蛇毒素发挥效应后,乙醯胆碱供应不足。 毒蟾蜍和吐泡沫的青蛙 加倍,加倍辛苦和烦恼; 火在烧,大锅沸腾起泡。 大块的沼泽蛇排, 在锅中煮沸与烘烤; 蝾螈眼,青蛙腿…… ——莎士比亚,《麦克白》第四幕第一场 莎士比亚是否知道某些青蛙和蟾蜍是有毒的,很值得怀疑。我们通常不会把青蛙和蟾蜍跟毒物联想在一起,因为它们并不会咬人。不过,有些青蛙和蟾蜍会产生很毒的毒素,用来驱走甚至杀死掠食者,有的还会产生有毒的细菌,对人类产生不好的影响。会产生这种有毒皮肤分泌物的青蛙,在哥伦比亚、哥斯达黎加、巴拿马,以及澳洲都有。哥伦比亚的印第安土著从青蛙身上取得这种毒素,把它们涂在箭头,查尔斯•柯兹兰(Charles Cochrane)船长在1823年到1824年在哥伦比亚探险时,曾经描述这种情况: 准备使用这种毒药的人,会先到森林里抓来一些青蛙,把它们养在一个藤编的篮子里定期喂食,等到他们想要使用毒药时,就取出其中一只,用一根削尖的木棒穿进它的喉咙,从其中一条腿穿出来。这种酷刑会迫使这只可怜的青蛙冒出很多汗,尤其是背部,很快就会布满白色泡沫,这就是这只青蛙产生的毒液。这些印第安土著把他们的箭头沾上这些泡沫,或是让箭头在泡沫中滚动一下,这可以让毒性保持1年之久。事后,在这些白色泡沫下会出现一层黄色的油脂,小心地把它们刮下来,毒性大约可以维持4—6个月,要看这只青蛙的体质而定。使用这种方式,一只青蛙可以提供足够分量的毒液供约50枝箭使用。 近代的研究已经确定,青蛙产生的毒性中,毒性最强的是箭毒蛙碱(batrachotoxin),不过,这只是大约100种青蛙毒素中的一种。这也是目前已知最毒的有毒物质之一,毒性比河豚产生的河豚毒素高出5倍(请参阅第十章),只要200微克的剂量就足以让一个人丧命。有趣的是,河豚毒素也可以在加州蝾螈身上发现。当这些加州蝾螈受到压迫时,就会经由皮肤分泌出河豚毒素,因此,当其他动物舔或咬它们时,它们就会暴露于这种毒素,从而心跳停止,并因而死亡。 苯造成的主要危险症状,主要出现在血液系统。长期苯暴露的工人会出现贫血,这是因为他们的骨髓细胞遭到破坏,有时候还会完全被毁。苯暴露会导致红血球和白血球数量降低,比较严重的影响是造成白血病(血癌),这是血液系统的一种癌症。因为苯会产生这些危险,所以苯的使用已经大为减少。 最常被用在油漆中的溶剂是二醇醚(glycol ethers),这种溶剂已经知道会伤害男性生殖系统,因为它会破坏在睾丸中制造精子的细胞。 最后,另一种在急性暴露后会造成毒性的卤化溶剂,就是二氯甲烷。它被用来除去引擎和金属制品上的油污,是油漆去除剂的主要成分。如果在密闭的空间里使用,例如没有足够通风设备的房间,就会造成严重、无法预期的中毒效应。工作人员吸入后,它会滞留在体脂肪中。不久,二氯甲烷就会从脂肪中释出,进入血液和肝脏,这种溶剂在肝中进行新陈代谢,代谢出来的产物是一氧化碳,毒性很强,并会干预氧气的供应,因而造成死亡(请参阅第八章)。有时候,中毒者可能在暴露结束后几个小时才昏倒,这并不是溶剂造成的影响,而是溶剂中毒后产生的一氧化碳造成的。 这里必须提到,就化学物在生产与使用上对工人产生的危险性来说,杀虫剂极其重要。杀虫剂的种类极多,从有机磷到有机氯杀虫剂。工人在有机磷急性暴露后,可能产生最多问题,从皮肤受到刺激,一直到对神经系统更严重的不良影响。农业工作人员长期暴露于杀虫剂,是否对他们的神经系统造成永久性伤害,各方争论很多,但迄今还没有明确的结论。我们在第四章已经对杀虫剂做过详细讨论。 石棉 石棉是硅酸盐纤维,用途很广。石棉是在南非和加拿大等地开采,矿工在开采过程中,都会暴露于石棉中。石棉也用来制造其他产品,尤其是在建造军舰、大楼和发电厂这类设施的过程中,都会用到石棉,不过,它目前的使用已经不像以前那么普遍。石棉有一些重要特性,尤其是它的重量很轻,能够抗热,是很好的绝缘物质,可以用在防热和电子绝缘上。 它可以被并入其他建筑材料,例如水泥,这表示,当旧的建筑物拆除或改建时,可能就会造成石棉暴露。因为石棉用途很广,所以一般大众也有可能暴露于石棉中,但总而言之,暴露浓度最高的应该是开采石棉矿和使用石棉的工人。石棉暴露工人的家属也有危险,现在已经发现,住在使用石棉工厂附近的居民,也有人罹患胸膜癌,这是在1960年代进行的两次流行病学研究中发现的。 石棉的种类有好几种,并不是所有的石棉都同样危险。白石棉(chrysotile)是最常使用的石棉产品,也是最无伤害性的,在生物体内相当不活跃;青石棉(crocidolite)则特别危险,而且还可能会污染白石棉。 在开矿现场的水中,可能会发现石棉纤维,同时,由于石棉一度被用作液体过滤材质,所以也有可能出现在饮水和饮料中。在饮水中出现石棉纤维,最早是1973年在明尼苏达州杜鲁斯(Duluth)镇发现。镇上的饮水来自苏必利尔湖,距这个大湖60英里处有一处石棉矿场,不清楚什么原因,矿场弃置的石棉矿渣,最后竟然渗透到饮水中。有证据显示,经由肠子造成的石棉暴露,可能会增加致癌的可能性。不过,石棉最主要的暴露途径是经由呼吸吸入石棉纤维。 石棉会造成三种疾病:石棉沉滞病、支气管癌,以及恶性间皮瘤(胸膜癌)。后两者都是癌症,间皮瘤则纯粹是石棉引起。石棉造成 案例:石棉尘阴魂不散 乔夫是一名50岁的建筑工人,已经准备退休,但在2002年某一天工作时突然觉得呼吸困难,经过一连串检查,被诊断得了间皮瘤(mesothelioma),也就是相当罕见的胸膜癌。差不多年纪的乔治,左胸部突然觉得剧烈疼痛,检验结果显示,他也罹患相同的癌症。这两人有什么共同点?两人在先前的工作中都曾经暴露于石棉。乔夫是木工,在1970年代时,负责把石棉板锯成一定大小,当作屋顶的内底;乔治年轻时从事小货车、大卡车和其他车辆刹车的修理工作,刹车的内衬是石棉制成的,当刹车磨损时,会产生很多石棉尘。 虽然石棉的使用已经大为减少,石棉沉滞的发生率也大为降低,但从1990年代起,胸膜癌的发生率却增加了3倍。 癌症的机制,目前还未完全清楚,不过,已经知道石棉纤维的长短和疾病之间似乎有着某种关系。只要暴露浓度很高,暴露时间很久,所有种类的石棉都会造成石棉沉滞病和支气管癌。 石棉沉滞病和支气管癌的暴露浓度和暴露时间,都要高过胸膜癌。暴露者可能是矿工或是石棉产品制造工人,在经过高浓度暴露之后,他们的肺就会逐渐失去效率,呼吸会变得很吃力,而且无法太用力工作。 目前已经确定,工业病和工人罹患职业病,都是可以事先预防的。即使暴露时间已经过了很久,石棉纤维仍然可以在暴露者的肺部组织及唾液中检测出来,这可以帮助医师作出诊断,并判定是什么造成的。因此,工人就可以据此要求厂方或资方赔偿,不过,从英国很多工人求偿的例子来看,这样的求偿过程漫长得令人难过。在事件发生多年后,想要再找出某种化学物暴露的证据,是相当困难的,因为大部分化学物都会在很短的时间内从人体内消失,只有它们造成的伤害会留下来,即使是附着于DNA片段的化学物(DNA adducts)或蛋白质的化合物,也只会在细胞内停留几个月。 支气管癌也会在那些长期高浓度石棉暴露者身上出现,而本来已经罹患石棉沉滞病的人,发生支气管癌的几率是50%。罹患这些疾病的危险性,以及疾病的严重程度,跟暴露浓度有关系,暴露时间长短则是另一个影响因素。 胸膜癌是很罕见的癌症,发生在胸膜部位,只会发生在暴露于某种石棉者身上,特别是青石棉。来自南非西北部开普省(Cape Province)的青石棉,比采自川斯瓦尔省(Transvaal)的毒性更强。不一定长期高浓度暴露者才会得这种癌症,不是因为职业而暴露的人也有可能罹患这种癌症。它的潜伏期很长,一般是30年,但只要一诊断出来,很快就会致命。 据估计,从1983年算起,因为石棉而死亡的癌症患者人数,光是在英国就达到每年几千人的高峰,在美国则每年超过10 000人。 石棉:危险纤维 石棉虽然是惰性矿物,但某些种类的石棉却可能是很危险的物质。如果它的纤维和人类红血球细胞聚在一起,这些细胞就会溶解,也就是会裂开。不断吸入石棉纤维的结果,会造成肺部受损,形成纤维化症(fibrosis),这时肺中会充满纤维状的蛋白质胶原(collagen),使得肺功能无法正常。这些纤维被肺中的一种特别细胞吞没,这种肺细胞叫做巨噬细胞(macrophages),它们的任务就是除掉进入的所有粒子。石棉会消灭这些细胞,导致肺的周遭组织遭到刺激和反应,促成跟纤维抗争有关系的新组织成长,产生伤疤。 纤维的长度似乎很重要,长度短于10—20微米的纤维不会造成纤维化症,因为它们会被巨噬细胞完全吞没,长一点的则不会。 目前还不清楚石棉如何造成癌症。可能是不断刺激,再加上纤维可能含有一些杂质,像铁盐,这可能会产生活性氧破坏DNA。纤维的大小和癌症(胸膜癌和支气管癌)的关系似乎很重要,长5微米、直径0.3微米的纤维最活跃,这样的纤维会一直留在肺组织里,所以短时间、高浓度暴露,可能就足以致癌。 因为胸膜癌死亡的人数,在英国就达到1 800人,并且要等到10年之后才会达到高峰,是英国最常见的职业病死亡原因。虽然其他大部分癌症死亡的人数不断下降,跟石棉有关的癌症死亡人数反而增加。 根据流行病学的研究调查结果,终于发现了肺病与石棉暴露之间的关系(请参阅第十二章)。 工作场所允许的暴度程度,一直受到法律的规范,在1969年定下的标准是,一名工人在他工作期间的每一个工作天里,在他所呼吸的每1毫升空气中的石棉纤维数量不得高于2。以一天8个小时的工时来计算,这仍然等于吸进了很大量的石棉纤维:如果是在休息状态的呼吸频率下,这相当于吸进10 000 000石棉纤维,如果是在繁重工作状态的呼吸频率下,会吸入好几倍的空气量。在某些国家里,已经禁止比较危险的石棉种类暴露。 比较严重的是自行酿制烈酒的人,尤其是自行蒸馏烈酒的人,都有甲醇中毒的危险,除非很小心酿制,不然蒸馏会使酒中含有更大量的甲醇。美国全面禁酒期间,一些酿制威士忌私酒的人,有时候会甲醇中毒。在酿制像威士忌和伏特加这样的烈酒时,如果能够正确蒸馏,应该可以把乙醇从水和包括甲醇在内的其他成分中分离出来,如此一来,就可获得几近纯净的酒精(无法用蒸馏法除去所有的水)。如果在酿酒时,没有正确的设备或是必要的知识,会导致最后制成的蒸馏酒中含有大量甲醇。 有时候,非法酿制的酒会添加甲醇。这种情况曾发生在意大利,1986年有16人死于用甲醇制成的便宜私酒。类似的情况也发生在孟买,1992年新年庆祝期间,因为使用用甲醇制成的便宜非法私酿烈酒,造成85人死亡。 误喝防冻剂或窗户清洁剂会有丧命危险,因为它们都含有甲醇(根据说明书,窗户清洁剂可能含有20%—50%的甲醇)。就跟误喝乙二醇一样,首先出现的症状有如喝醉的感觉,经过几小时后,有恶心感和呕吐。因误喝的分量多寡不同,在大约6小时后,病人视力可能受到影响,先是视线昏暗和模糊不清,如果是严重中毒者,这些症状可能会导致永久失明,因为他们的视神经已经遭到无法挽回的伤害。 甲醇的代谢产物是蚁酸,会累积在眼睛。它会破坏视觉神经细胞,因而造成失明。脑神经也会遭到破坏,产生永久性的症状。蚁酸会抑制新陈代谢,进而影响血液循环,造成送到各组织的含氧血越来越少,这些组织酸性变得越来越强。几个小时之后,严重中毒者会出现抽搐,并会陷入昏迷。肾也可能受损导致肾衰竭。如同乙二醇,甲醇也会造成血中酸性增加,致命剂量一般约在70毫升,但也曾经发生比这更低剂量而造成死亡的例子,即使只是10毫升的低剂量,也会使眼睛受到伤害。 甲醇中毒的治疗 很幸运的是,甲醇中毒可以治疗,可以使用酒精(也就是乙醇)来治疗,治疗方法和乙二醇中毒一样。酸性过高的问题,也同样可以用碳酸氢钠(小苏打)来治疗。甲醇排出体外的速度很慢,所以,如果一再重复摄取,就会导致累积性中毒。 吸食强力胶或溶剂 在胶水、清洁剂、灭火剂、亮光漆、油漆和喷雾剂中发现的溶剂,有时候会被有心人故意吸入,用来达到“亢奋”情绪的目的。这种行为已经造成英国一年一百多人死亡。被用于这种用途的溶剂,通常就是可以在强力胶中发现的甲苯,以及含有卤素的溶剂,像三氯乙烯。像丁烷这些气体,有时候也会被人拿来吸食。这些溶剂会造成哪些急性与长期症状,要看溶剂种类而定,例如一再吸食三氯乙烯,将会造成心脏受损。含有卤素的溶剂也特别危险,因为它会造成心脏过度敏感,中毒者突然受惊吓,血中肾上腺素激增,导致心脏心律不齐,结果会因心脏病发作而死亡,即使是身体本来很健康的年轻人也会如此。另外有人担心,甲苯长期暴露也会造成脑部受损。 酒精:最受欢迎的药 有一种化学物,我们习以为常,而且通常不认为它具有危险性,那就是在所有酒精饮料中都可以发现的酒精。对化学家来说,这种酒精就是乙醇,虽然它比甲醇的毒性低,但它既是药也可能是毒物。事实上,酒精被归类为一种人类致癌物,也就是说,国际癌症研究署(International Agency for Research on Cancer,简称IARC)认为它有可能致癌,因为有证据显示过度摄取酒精会增加发生癌症的几率,例如食道癌。 一般家庭的厨房橱柜里,大都会放一或多瓶酒类(即使只是煮菜用的烹调用酒)。如果知道一瓶普通容量(700毫升)的威士忌就含有足以致命剂量的乙醇,大部分人一定会吓一大跳。酒精这种化学物正是巴拉塞尔士原则的最好说明。酒精是一种食物,可以供应能量给我们;适量饮用的话,它既是一种很方便的社交药物,也是开胃饮料;同时也在医疗上作为麻醉药,并且扮演多种角色,例如作为抗菌剂,用来清洁伤口。然而,如果一次喝下太多,或是长期一再饮用,仍会造成很大的危险性,并会使身体产生很多不好的症状。 若要详细讨论酒精,一定要好几本书的内容才能容纳得下,但这里限于篇幅,只能对这种化学物作简短介绍。 大多数人可能不会把酒精当作药物,所以也就不会认为它跟大部分药物一样可能具有毒性。就某种层次来看,酒精就是一种药,而且能够对身体产生某些良好的效果,所以人们才会饮用它,以求体会令人觉得愉快的效果。它也会上瘾,而且它所造成的死亡、疾病和健康不适情况,远比任何一种药物来得更多;唯一的例外,也许只有尼古丁(烟碱)。 因为酒精而死亡的人数数以千计,因为吸食迷幻药而死亡的人数却只有少数。这其实是一个严重的问题,而且比我们担心的所有药物滥用的问题(像海洛因和古柯碱)加起来还更严重,因为酒精能够被社会接?,而且饮用的历史长达几千年。也许,整个社会,特别是政治家们应该更关心酒精这种药,胜过关心非法药物。现在已经有越来越多的人关心青少年酗酒的问题,以及酒精造成的立即与长久的影响。 史前时代人类就已经知道酒精,因为它是天然产生的,《旧约》曾经提到酒,苏美人的文字中也提到过。虽然可以用化学物合成方式来制成工业用途的酒精,但人们饮用的酒精,通常是以发酵方式制成;在碳水化合物(糖)中培育酵母这种微生物,酵母会把碳水化合物转化成酒精。酵母会在葡萄中自然产生,所以,被碾碎的葡萄同时含有糖和酵母,这可以让发酵自然产生,变成葡萄酒。最后的产品通常含有约12%的酒精,酵母通常无法容忍更高浓度的酒精,因为这会让酵母中毒。我们的身体会自然产生少量的酒精,因为肠子里的细菌和酵母会把食物中的糖转化成酒精。 想要制出烈酒,需要经过蒸馏过程,把发酵产生含有酒精的液体加热,直到酒精蒸发(温度在78℃以上)。这些蒸气接着再浓缩成液体,就会含有更高比例的酒精。一般人通常认为,像伏特加和威士忌这些烈酒,对人类造成的伤害,胜过啤酒或葡萄酒,但它们所含的酒精其实是一样的,唯一的差别只是浓度的高低。一小杯烈酒所含的酒精分量,和一品脱啤酒或一大杯葡萄酒,是一样的。这只是粗略的比较,因为它会随着啤酒或葡萄酒的酒精浓度变化而改变。比较烈的酒(酒精浓度较高的酒),像威士忌,如果在空胃时喝下,且未搭配食物,那可能会刺激喉咙和胃,并造成胃炎。 在喝下一口酒精饮料后,嘴巴和喉咙会先吸收一小部分酒精,约20%的酒精被胃吸收,大部分酒精会经由小肠进入体内,几分钟后就会出现在血液中(请参阅第二章)。大多数人在喝下酒约45分钟内,体内血中的酒精浓度就会达到最高,不过,对某些人来说,可能还要再等上30分钟才会达到最高浓度。以不习惯喝酒的人来说,体内血中的酒精最高浓度大约是每100毫升的血液中含有约16毫克酒精,但仍然需要几个因素来决定,像酒精被裂解的速度有多快,以及吸收的过程是否有延误等。 胃和肠内的食物会延缓吸收,食物的种类也会影响酒精吸收的分量和速度,如果喝的是像香槟这种气泡饮料,以及混合了奎宁水的气泡式烈酒,酒精吸收速度会快得多。如果是纯喝酒,在酒精被嘴巴和喉咙吸收之前,很多酒精会经由呼气被呼出体外,所以真正被吸收的酒精就会少得多。 酒精一旦出现在血液中,会有几件事接着发生。首先,酒精会进入肝脏,在肝里面被裂解,但因为酒精的分量相当大(大部分药物的剂量都是用毫克来计算,但1单位的酒精就大约有9克,或是9000毫克!),所以,只要喝下一杯酒,酒精裂解的过程就已经达到饱和状态。因此,当血液流经肝脏时,只有一部分酒精会被新陈代谢,这表示酒精从血中被排出的实际速率是每小时约14毫升(比1单位酒精稍多一点)。不常喝酒的人,排除酒精的速度会慢很多,而经常喝酒的人(包括酒鬼在内)排除酒精的速度则快得多。因此想要预测出某一浓度的酒精会对不同的人造成哪些症状,是相当困难的,即使是同一个人,想要作出这样的预测也并不容易。 布兰迪先生的健康状况开始恶化,医师诊断是被人下毒。另一位医师艾丁顿,对锅底的沉淀物以及白色粉末进行一系列检验,将粉末加入水中,把它洒在烧红的铁块上,以及把另外各种物质,像紫罗兰糖浆和硫酸加进那些沉淀物里,并把检验结果和已知的白砷样本进行比对后发现,这些沉淀物的检验结果和已知的氧化砷样本的检验结果完全相同。 玛丽后来被捕,经过审讯后判处死刑。尽管她外表看来有“贞洁与美德的象征”,但她肯定很清楚自己在这场犯罪中所扮演的角色,从克兰斯顿遗留的信件中,可以明显看出这一点。 砷如何产生毒性? 砷会以多种形态存在,因此它的毒性与影响力就要视不同的形态而定。大多数的砷都会与在蛋白质中找到的硫原子强力依附,这些硫原子统称作硫氢基(sulphydryl group)。这些硫原子对于蛋白质的结构和功能经常扮演着重要角色,当砷强力粘住这些硫氢基时,酶(同样也是蛋白质)就无法发挥正确功能,砷因此会阻碍人体的新陈代谢功能,使得人体无法产生能量。砷酸盐和磷酸盐十分相似,而磷酸盐是细胞新陈代谢的一个很重要成分,这因此会导致用新陈代谢来产生能量的过程受到妨碍。负责制造细胞的酶,可能会因为被砷强力依附而变得虚弱,进而产生很多并发症。口服砷之后,会对肠胃造成极大的伤害,血和部分肠壁组织会被排泄出来,造成腹泻(这种大便因为很像洗米水,而被称之为“洗米水便”)。一旦被吸收进入人体内,砷会破坏很多体内器官,特别是肝和肾,因为大量服用砷后,会被传送到这两个器官。砷中毒死亡的原因通常是因为循环系统崩溃,人体无法产生能量,造成心脏衰竭,血压和脉搏下降,血液无法有效被传送到身体各部位供应氧气,影响脑和神经系统,导致抽搐和昏迷。 跟汞一样,砷是一把双面刃,同时也是巴拉塞尔士原则的最佳证明。胂凡钠明是治疗梅毒的特效药,三氧化二砷目前对于治疗某些种类的血癌也相当成功,福勒氏液在治疗发烧时有效。但对大多数人来说,“砷”仍然是毒物的同义字。 砷中毒的症状和检测 砷中毒症状很容易被误认为是其他疾病,但由于砷含量可以很容易被验出来,所以用砷杀人的凶手很难逃脱法网。前面已经提过的砷中毒症状,包括严重的肠胃不适、腹部剧烈疼痛和血便,有时候会被误认为食物中毒,例如沙门氏菌和螺旋杆菌感染。不过腹泻时粪便中含有肠壁组织(洗米水便)的现象,则比较特殊,且胃组织也会出现在呕吐物中(《包法利夫人》中所描述的脸盆盆底的白色沉淀物),因为三氧化二砷有腐蚀性。脉搏很弱和发生抽搐,反映出心脏、循环系统和中枢神经受到砷的影响。长期性砷中毒则会增加掉发、脸红和皮肤色素沉着的现象。 案例:詹姆斯•梅布里克是被太太毒死的吗? 芙罗伦丝•梅布里克被控谋杀案的开庭审讯曾经轰动一时。梅布里克夫妇是美国人,在1880年代搬到利物浦。他们相当富有,育有两名子女,请了几位仆人。詹姆斯•梅布里克是棉花代理商,患有忧郁症,经常定期自行服用砷,且宣称“吃砷是因为我觉得它会增加我的体力”。他也服用其他合法药物,包括番木虌碱。1889年,芙罗伦丝•梅布里克和情夫布莱尔利先生在伦敦一家旅馆内共度三个晚上,她的丈夫可能不知情,不过最后还是起了疑心。 这件事发生一个月之后,4月27日,詹姆斯•梅布里克的健康开始恶化。他病得很严重,最后在5月11日去世,生病期间不断呕吐与腹泻,这两种都是砷中毒的症状。梅布里克先生的亲戚注意到跟他的药物有关系的一些奇怪现象,并有一位仆人宣称曾经看到芙罗伦丝•梅布里克房间里的一个脸盆里浸了几张捕蝇纸。捕蝇纸含有砷(亚砒酸钾和氧化砷),只要把一张捕蝇纸放在水中浸上一个小时,就可以产生含有50毫克砷的溶液。但是芙罗伦丝•梅布里克辩称这些溶液是她当作化妆品用的。 验尸后发现詹姆斯•梅布里克的身体内确实含有砷,他的胃内还另外发现了天仙子碱、番木虌碱、吗啡和氢氰酸。后来被发现对她辩驳不利的物证,一封她丈夫去世前三天被拦截下的情书,她在情书中形容詹姆斯“病得快要死了”、“我现在才知道,他真的对一切一无所知”。芙罗伦丝•梅布里克最后被控谋杀丈夫。 芙罗伦丝•梅布里克因杀人罪名被判处死刑,但后来减为无期徒刑,于1904年获释,虽然她承认通奸,但仍然宣称自己并没有毒杀亲夫。詹姆斯•梅布里克难道真的是死于他自己服用的砷和其他可疑药物的累积毒性? 砷中毒很容易就可以检测出来。1836年发明的“马西测试法”被使用了100多年,但现在已经有更精密和更准确的检测方法,像使用X光进行分析,或是使用质谱仪(mass spectrometry)来检测出砷原子。即使是在马西测试法尚未发明之前,也有一些科学实验方法,只要小心进行,也可以获得成功的检测结果;前面介绍的1751年玛丽•布兰迪毒杀亲生父亲的案例中,就做过这样的实验。砷会残留在人体内很长一段时间,所以才可能在拿破仑死后那么多年,还可以经由检验他的头发得知他体内的砷含量。1991年,美国前总统泰勒(Zachary Taylor)的遗体被挖出,对他的头发和指甲进行了精密分析,证实他在1850年并没有被人下毒。 砷中毒的治疗,主要是用螯合物把这种化学物排出体外。最常使用的螯合物是二硫甘油(dimercaprol)或英国抗路易毒气药剂(British anti-lewisite),下面会有介绍。 番木虌碱 跟砷一样,一听到番木虌碱(strychnine)这几个字,一般人就会在脑海里想到毒药。番木虌碱是天然产生的生物碱毒素,1818年它从马钱子这种植物里被分离出来后,才开始被称作番木虌碱。从16世纪以来,它一直被拿来当作毒鼠药,有时候则被当作药物,所以已经被人类使用了几百年的历史。它也是尤巴斯树的主要成分,前面已经介绍过,马来西亚人拿这种树汁来处死死刑犯人(请参阅第六章)。 番木虌碱并不是一般下毒者会使用的毒药,因为它的味道很苦。它被形容为目前味道最苦的物质。不过有些下毒者还是想出很多巧妙的方法,用来进行谋杀。在罗马尼亚发生过两位老人相信了企图谋求他们财产的亲戚所谎称的番木虌碱药丸有益,而被毒死;另一个毒杀事件中,一位眼盲的妇人被她的女儿下毒。她的女儿拿了一颗含有番木虌碱的糖衣药丸让她服下,这位盲妇人开始呕吐,她养的猫在吃了她的呕吐物后,很快发生抽搐,并且死亡,而这位盲目的老母亲不久也死了。 因此,只要设法不让受害者尝到番木虌碱的苦味,就可以解决番木虌碱很苦的问题,或是把这种毒药加进味道强烈的食物或饮料中。 番木虌碱中毒的症状和检测 番木虌碱中毒的症状通常会在中毒后10—15分钟之内很快出现。跟大部分的中毒情况一样,中毒者一开始都是好端端的,看来十分健康,但在喝下或吃了某些东西,或是服下某种药物后,就会突然病倒,中毒者会抱怨身体僵硬,通常是颈背部位,接着身体开始发抖和抽搐,有时候出现一次剧烈抽搐后就死亡,但通常会出现五六次。这种抽搐十分疼痛,身体扭曲的情况十分严重,会持续大约1分钟。由于肌肉收缩过度,整个身体会成弓字形,最严重时头部甚至会碰到脚后跟(巴默的一位受害者就发生过这种情况)。控制呼吸的肌肉也受到影响,造成暂时性的窒息。在每一次的抽搐之后,会出现一次大约15分钟的松弛期,在这期间,中毒者不仅精力耗尽,同时也会惊吓不已。因为番木虌碱会造成警觉性高涨,感官受到刺激后,将会突然引发抽搐,所以治疗方法包括让中毒者留在光 案例:威廉•巴默:番木虌碱的集体毒杀手 威廉•巴默于1824年出生于英国的鲁吉利镇(Rugeley)。他的父亲开了一家锯木厂,相当富有,死后留下70 000英镑。巴默21岁时,继承了9 000英镑,这时候他正在利物浦一家制药厂当学徒,结交了从事非法赌马活动的罪犯,后来又偷了制药厂的钱,最后只好离开那家药厂。接着到英格兰西北部赤郡(Cheshire)一位医师那里当学徒,这段时间里,他还经营一家专门替人堕胎的地下诊所,并且生了14名私生子女。看来,他是继承了巴默家族酗酒和不负责任的传统。 河豚:美味的毒鱼 大约清晨三四点,我们突然觉得四肢无力,伴随着麻木感,好像双手或两脚先是被寒霜刺痛,再被火烤。我几乎丧失所有知觉,分辨不出物品的轻重,一杯装满水的杯子和一根羽毛放在我手上,我会觉得一样重。我们每个人都呕吐,出了一身汗后,才觉得轻松不少。 这是库克船长(Captain Cook)1774年在一次航行中写下的。船上水手抓到一种船上生物学家都不认识的鱼,并煮了它当晚餐。幸好库克并没有吃太多,否则他可能无法还活着来记述他这段经历。 好几世纪以来,人类就知道河豚的毒性,最早在公元220年,中国就有这方面的记载。公元600年中国一篇医学论文中提到,河豚的肝、卵巢和鱼子毒性最强。但尽管毒性如此之强,日本人还是将它奉为美食,受过专业训练的厨师都应该知道这种鱼的哪些部位不能吃。人们有时候还是会不慎吃下河豚,发生中毒意外。从1974年到1983年,共发生646起这类中毒事件,其中179人死亡。据统计,每年这类的中毒事件大约在200件左右,死亡率高达50%。 河豚含有很毒的河豚毒素(tetrodotoxin),有人认为这是细菌产生毒素储存在河豚体内,目的可能是要让掠食者(如渔夫)知难而退。大约0.5毫克的河豚毒素,就足以让人丧命。这种毒素使饕客觉得河豚肉特别美味,有人对河豚的美味与危险性作出如下的描述:“河豚带来的美味很难说得清楚,它能同时带来味觉与触觉的喜悦。河豚毒素显然让食用者感受到温暖与兴奋的奇特滋味。但当这种兴奋情绪消失之后,就会开始察觉到极为不对劲的感受。”中毒后,症状首先是嘴巴感到刺痛,接着在10—45分钟内,肌肉开始不听使唤、唾液大量分泌、皮肤麻痹、呕吐、腹泻和抽搐,最后因肌肉麻痹而无法呼吸,导致死亡。 极地探险家与维生素A 1911年,地质学家道格拉斯•马森(Douglas Mawson)爵士率领一支探险队前往探测罗斯海(Ross Sea)阿代尔角(Cape Adare)以西的未知地带。马森与同行的探险家萨维尔•梅兹(Xavier Mertz)和贝格拉夫•宁尼斯(Belgrave Ninnis)从丹尼森角(Cape Denison)东边出发。他们刚前进了320英里时,贝格拉夫•宁尼斯不慎与大部分食物和工具掉进一处地表裂缝里。马森和梅兹饿得没办法,只好杀了哈士奇雪橇犬充饥。后来他们病了,出现一些怪异症状:皮肤裂开脱落、精神恍忽、痴呆。最后,梅兹死了。马森独自一人挣扎着走回基地,回到基地时,却眼睁睁看着“极光号”轮船刚好驶离。最后获救时,他已经病得不成人形,一位同事看到他时,吓得大叫:“老天!你到底是谁啊?”当时还没有人知道马森和梅兹是因为吃了狗肝脏造成维生素A中毒,但后来又陆续发生几次类似的事件,科学家在研究后才证实,肝会储存及累积维生素A(脂溶性维生素)等物质。某些动物的肝,像哈士奇雪橇犬、海豹、北极熊以及部分鱼类都含有相当高的维生素A。如果吃下这些肝,将会有危险,并且可能丧命。 维生素A在饮食中是不可或缺的,缺乏它(发达国家中较罕见)会导致眼睛病变、失去生育力、容易遭到感染,如果是儿童,则会使成长迟缓。但是一旦过量,就会产生毒性。有人会吃海豹肝这类食物,有人会过度着迷补充营养品而吞太多维生素丸,他们认为,既然维生素丸对身体有益,一次吞十颗,岂不是更好!巴拉塞尔士原则已经警告我们!有些维生素毒性确实很低,在一段合理时间内,服用量超过医师建议的剂量,也许不会造成危险。不过,维生素A则会造成中毒效应,它同时也是畸胎源,如果怀孕妇女摄取太多,可能会产下畸形儿。 这揭示了另一项有趣的原则,就某些化学物来说,比如维生素和矿物质(例如铜和锌,它们对于身体健康是不可或缺的),有一个基本“窗口”存在,超过这个窗口,就会产生毒性,低于它就是不足。 树薯、苹果和杏仁 这三种可食用的植物全都含有一种共同的东西,氰化物。这对苹果来说,氰化物的存在通常不会造成问题,因为它存在苹果核里,不会有人吃,杏仁核则偶尔会被吃下(请参阅第九章)。相反的,树薯是人们常吃的食物,并且是非洲撒哈拉以南地区40%人口的主食。氰化物存在于树薯的根部,是亚麻苦苷(linamarin)的化合物。吃下树薯后,消化液会对亚麻苦苷产生作用,让它释放出氰化物。幸运的是,树薯经过一定的处理就可以除去这种氰化物;将树薯捣碎,浸在水中,一段时间后,将它彻底洗干净,就可以安心食用。如果不用这种方法处理,光是把树薯煮熟,并不能除去亚麻苦苷,树薯中的氰化物会留下来,产生毒性。 树薯如何让人中毒? 亚麻苦苷中的氰化物会跟糖结合,这种结合物被称作配糖体(glycoside)。1千克树薯的氰化物含量可以达到100毫克或更多。在非洲某些地区,每个人一天可能吃进1.5千克树薯。正确处理过的树薯氰化物安全含量,每千克含量不到20毫克。 未经过正确处理的树薯,会因为消化道的酶作用产生氰化物,而使食用者中毒。被释放出来的氰化物会结合细胞内线粒体中一种酶,因而阻止能量的产生。如果是在比较容易受到伤害的组织里,像脊椎神经,则可能造成伤害。蛋白质里的含硫氨基酸会产生硫化物,人体会利用它来解除氰化物毒性,将它排入尿液中,但这种解毒系统很容易因为人体缺乏硫而无法发挥作用。干旱和贫瘠的土地似乎会使树薯中的亚麻苦苷含量增加。另外,饮食中缺乏其他营养成分也可能造成神经受到伤害。 在一些饮食中碘含量很低的地区,也可能出现一种问题:从氰化物产生的硫氰化物,会阻止摄取碘进入甲状腺。碘是被利用来制造控制人体新陈代谢的一些荷尔蒙的,缺乏这种荷尔蒙的妇女,她们的子女会出现甲状腺肿大和心智迟缓的症状。 在尼日利亚曾经有一户人家,吃下未洗过的树薯后,全都中毒死亡,他们是一次吃下大量未经处理的树薯,它释放出足以致命的氰化物(急性中毒)。这是很罕见的例子,通常吃下未处理过的树薯后,产生的氰化物只会产生长期性的毒性(慢性中毒),因为人体对氰化物的解毒过程相当有效率,利用一般饮食中的蛋白质取得硫化物来进行解毒。以树薯为主食的人口,饮食条件本来就较差,大多缺乏蛋白质,因此对氰化物的解毒能力也就较弱。蛋白质匮乏的人一旦暴露于树薯释放出来的氰化物,腿部就会麻痹,从而终生跛脚。 据估计,在1980年代,非洲坦桑尼亚、莫桑比克和扎伊尔,有数千人出现这种问题,在扎伊尔某些村落里,这种中毒人口的比例更高达20%。这除了树薯的氰化物含量之外,可能还牵涉其他营养因素,以及食物缺乏某些营养成分等问题。一个令人难过的现象是,那些饮食中碘含量很低的人,由于受到树薯中氰化物的影响,他们的子女大多还会出现甲状腺肿大和心智迟缓的症状。 还有一些植物也含有亚麻苦苷,例如利马豆(lima bean)。但只要将它浸水,煮沸再吃,就不会有危险。 蚕豆和溶血性贫血 很多种食用植物,在处理它们的过程中都会产生有毒化学物。大家都知道大黄的叶子有毒,因为它含有具毒性的草酸,特别会伤害到肾脏。未成熟的绿马铃薯也有毒,它们会产生龙葵碱(solanine)毒物。其他植物,例如蚕豆,只会对特定个体有毒性。 蚕豆会对某种遗传基因缺陷的个人造成严重疾病,称作蚕豆症,只会发生在男性身上,某些特定族群发生率相当高,高达50%的西班牙系犹太人和库尔德斯坦人都有这种缺陷。这种缺陷会减少人体谷氨酸盐的产生,而谷氨酸盐是红血球的天然保护物质。拥有这种特别体质的人吃下蚕豆后,蚕豆中的化学物会破坏负责携带氧气的血红蛋白,遭到破坏的血红蛋白会被脾脏从血中排除,中毒者因此出现红血球匮乏症状(贫血),称作溶血性贫血(请参阅第二章)。 例:如果每天的摄取量太高 曾经有一段时间,美国一些啤酒厂把氯化钴(金属钴的一种盐) 加进他们的啤酒里,当作泡沫稳定剂。这种金属盐本来可以用来治疗贫血病人,剂量是每天300毫克,并没有出现任何问题。但是,一些啤酒客每天要喝上10公升啤酒,结果造成心肌症,心肌逐渐退化,最后被证实祸首就是钴。 单独摄取钴时,并不会对心脏产生不良反应,甚至即使单次摄取的分量是啤酒钴含量的很多倍,也不会出问题,但对于每天喝大量啤酒的人,钴产生的毒性会增加很多。最后才发现,那些中毒者本身都有营养不良的问题,而且欠缺某种氨基酸,这是造成钴毒性大为增加的因素之一。另外,喝酒过量也是一种因素。钴会产生毒性,这是事先所没有料到的,所以在进行食品安全评估时,并没有把它考虑进去。这显示在食品安全评估时,很难周全地考虑到所有因素。 “如果某种添加物被动物或人类摄取后,或是在对食物安全性进行的实验中,被发现会在动物或人类身上引发癌症,这样的添加物就不可以视作是安全的。” 这样的规定,使得由专家和科学家组成的委员会在进行食品添加物安全评估时缺乏弹性,因此引发不少争议,但在其他国家,评估法规就比较有弹性,专家在作出判定时也更有考虑的空间。 污染物的安全性也必须加以评估。我们前面已经讨论过,食物中很多物质都自然产生的,或是因为人类活动造成的污染结果,像贝类可能会被重金属污染,鱼类也可能被戴奥辛这类物质污染。这些污染物在我们食物中的含量必须不断加以监测,如果其含量超过“每日容许摄取量”,这种食品的销售就要受到限制。根据从文献中取得的资料,包括对动物所作的实验以及试管实验,还有特别针对某种食品污染物的反应进行的研究结果,就可以制定出这种“每日容许摄取量”。 对人类自愿者进行的研究,将可以显示出这种药是否有效,以及是否会产生任何不好的副作用(第二阶段)。如果事先已经知道这种药对动物有什么效应,在自愿者服用后,必须对他们进行更严密的监控。现在都尽量提早在人类自愿者身上进行实验,减少使用动物的次数。 第二阶段临床实验结束后,就要把药给很多位病人试用(第三阶段),如果被认为有效,且没有出现重大的不良反应,管理单位就会发给许可,例如美国食品药物管理局,或是英国的医疗及保健产品管理署(Medicines and Healthcare Products Regulatory Agency,简称MHPRA),这种药就可以上市出售。过了这个阶段后,这种药仍然会继续受到监控,开业医师和各科医师在发现病人出现任何不良反应时,马上要向有关单位报告(第四阶段);有时候,要一直到这阶段才会出现不良反应。30年来,至少有2.6%的药物因为上市后发现有不良副作用,特别是对肝有不良效应,而被勒令回收。这是因为上市后,服用这些药的人数(通常有好几百万人),远远超过先前临床实验的自愿者人数。 药物对人类影响的评估,相当直截了当,而且,我们已经讨论过,在这方面,流行病学研究算是相当有效,例如给予病人一定剂量的药物后,进行预期性、世代研究。不过,在评估其他化学物的各种反应时,则较困难,因为在大部分情况下,都还要先估计它们的暴露程度,而且很可能估计不出来。在管理良好、负责的化学公司里,通常会定期采集公司员工的血液和尿液进行检测,或是检测公司的空气样本。 使用试管实验评估化学物的危险 有什么研究可以不必使用动物?那就是试管实验了。这种研究通常取自动物分离出来的细胞,例如老鼠或人体细胞。这种初代细胞(primary cell)主要取自意外死亡的遗体捐赠者,或是取自器官移植手术时的某种器官。这些细胞无法长期保存,即使极速冷藏也不行;在实验室培养时,也会发生变化。在培养时,它们无法正常分裂,不会存活太久。它们可以使用的时间只有一两天,但从人类或动物体内切除下来的癌肿瘤“细胞株”(cell line),可以在培养液中成长,可以永久保存下来,还会一直分裂下去。于是它们被广泛使用,可以随时从供货商买到,可以极度冷藏。细菌是试管实验中用来评估化学物毒性的另一种细胞,主要用来评估化学物造成DNA突变的能力。 初代细胞主要来自肝,因为最容易从肝取得,而且从肝取得的初代细胞绝大部分都相同,不像从其他器官取得的细胞混合多种不同的细胞。初代肝细胞最可以代表整个动物的器官,不过,这些细胞也只能显示出化学物对肝的影响(如果有的话)。它们不一定能够预测对其他器官或组织的影响。另外,从各种研究中已经可以看出,即使这些分离细胞在实验中对化学物会产生反应,并不一定代表动物或人体中的细胞也会产生相同反应。分离出来的细胞通常不太敏感,有时候需要使用高分量的化学物才能引起反应,这种分量可能是使活体产生反应的好几倍;被分离出来的人类肝细胞暴露在乙酸氨基酚时,造成它出现中毒症状的剂量,至少是中毒者出现肝受损症状剂量的10倍。跟试管中的细胞不一样,动物体内中,一个细胞四周还有很多细胞,可能还是不同种类的细胞,而且还接触到血液,血中含有荷尔蒙和其余能够影响细胞的物质,这也许是造成不同反应的原因。如果试管中初代细胞的反应和动物体内器官的反应不一样,细胞株的反应则会更不相同。细胞株是从肿瘤中分离出来的,不是正常组织,但它们却可以显示出某种化学物是否对所有细胞都具有毒性,细胞株对于想要从好几种等待上市的药物中检验出最没有毒性的,相当有用,细胞株也可以用来研究抗癌药的效力。 用细菌进行实验,例如著名的阿米巴变形虫实验,以及对哺乳动物细胞进行的实验,都用来显示某种化学物是否能够破坏DNA造成突变。在细菌实验中,必须加进从哺乳动物(通常是老鼠)肝里取出的萃取物,用来提供酶,把化学物转化成可能会和DNA产生反应的生成物。 案例:实验方法上的特别警示 某家制药公司正在试用某种新药。第一阶段,是对分离出来的肝细胞进行试管实验,结果发现,这种药并不会对这些肝细胞产生毒性。接下来把这种新药用在实验室动物身上,却发现它会破坏肾上腺(很靠近肾脏),于是从肾上腺取出细胞取代肝细胞进行试管实验,果然如大家所预测的,这些肾上腺细胞会被这种新药破坏,肾上腺细胞无法解除新药的毒性,但如果肝细胞的解毒能力也被封锁,它们同样会受到这种新药的影响。如果只是使用单一细胞测试化学物毒性反应,这个例子中所说的中毒事件,很可能就会发生在人类身上。 可能会接触到我们皮肤的化学物,则需要和皮肤细胞进行实验。人类皮肤细胞很容易取得,而且可以在试管中使用,目前试管实验已经用来取代以前的活体动物实验,有时候,也会用人类自愿者来进行实验。这样的实验可以看出,某种化学物是否可能直接伤害皮肤。 虽然试管实验能够解决化学物安全评估上的一些难处,但仍无法完全取代动物实验。很多化学物之所以有毒,是因为它们会影响到整个器官或系统,而不单单只是细胞个体。跟大多数哺乳动物一样,人体是相当复杂的系统,对化学物的反应有很多种不同的方式,绝非一两种单一细胞所能表现出来的。体内细胞都有某种相似之处(例如全都有细胞核),但脑部细胞和肌肉细胞还是有很大差异,否则我们就无法思考了。不同种类的细胞各有不同的专门功用,这也使得它们成为化学物以某种特定方式攻击的目标,特别是它们的代谢能力各不相同,有些细胞可能就无法像肝细胞那样解除化学物带来的毒性,这会在下面案例的故事中说明。如果化学物的安全性只能经由试管实验方式来进行评估,那么,这个世界将会变得极其危险! 小虫揭发大秘密 有一种学名叫做Caenorhabditis elegans的线虫,常常被生物学家和生化学家拿来作研究。他们并不是想要了解这种小虫,而是因为这种线虫是很简单的生物,每只大约只有900个细胞,而且细胞完整的基因码已经被破解,它的一些生化特质和人类并没有什么不同。因为已经知道线虫的基因如何控制它的细胞和行为,因此,科学家就可以研究化学物对个别细胞的影响,并可推论这些影响和生化变化的关联。科学家也可以改变线虫的基因码,使它的某种新陈代谢过程消失或改变。这种简单的线虫,可能改变我们对化学物危险性与安全性的评估方式! 由于系统性不足,从试管实验中取得的信息,通常只会是整体中的一小部分。动物是由不同种类的细胞聚集,形成很多不同器官和组织,构成一个整体,这些都会受到血液中的荷尔蒙和其他物质的影响。有些毒性是因为这个整体遭到干扰而产生,其余的毒性,则可能是血流和心跳频率改变而造成的结果,这些效应都无法在试管中复制出来。 不过,试管实验的重要性在于警告毒物学家注意这些化学物可能对整只动物产生的毒性反应,或者也可看出这种化学物的潜在毒性有多大,在和已经研发完成的某些药物比较之后,也可以判断某种还在实验中的药物是否值得再继续研发。基于这些原因,评估化学物安全性时,将会有越来越多的科学家使用试管实验。但试管实验还是不能取代对整只动物进行的化学物效应实验,我们在本章后面还会看到,进行风险评估时,这样的实验是必要的! 利用不同种类动物评估化学物的危险性 除了哺乳类动物和它们的细胞之外,其他非哺乳类动物有时候也会被用来评估化学物的毒性,例如水蚤、鱼和线虫。它们会被用来评估环境中某种化学物所造成的危险性,它们可以提供有用的信息,让我们研判这些化学物是不是也会对哺乳动物造成中毒效应。主管单位也会要求利用这些动物进行实验。 安全评估与安全评估带来的好处 如果在1930年代可以取得相关毒性资料,像TOCP这种化学物可能就不会被当作牙买加生姜萃取物的溶剂,还供人饮用(请参阅第十章),二乙二醇也不会被用来加进磺胺这种药中(请看下面说明)。