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烟草业黑幕:吸入肺里的放射源

发布时间:2014-11-12 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:386

2006年11月,在一次带有浓烈冷战色彩的暗杀行动中,苏联特工亚历山大?利特维年科(Alexander Litvinenko)在英国伦敦的一家医院死去。尽管利特维年科之死还笼罩着层层迷雾,但直接置他于死地的剧毒物质——一种名为钋210的罕见放射性同位素,分布范围之广远远超过大多数人的认识:全球烟民每年约消费6万亿支香烟,每只香烟都会将少量的钋210送入烟民肺部。在他们吞云吐雾的过程中,这种放射性物质也在不断累积。对于每天抽一包半香烟的烟民来说,他们每年受到的辐射量相当于做了300次X光胸透。

钋或许不是香烟中的主要致癌物,但单在美国,每年它就会夺走成千上万条人命。与其他致癌物质不同的是,通过一些简单措施,由钋导致的死亡是可以避免的。50多年前,烟草行业就已经知道香烟中含有钋。查阅烟草业内部资料时,我发现香烟制造商甚至设计过一些生产工艺,能显著降低香烟中该同位素的含量。但烟草巨头们有意采取不作为政策,并对这些工艺研究进行保密。结果,半个世纪过去了,香烟中的钋含量没有发生丝毫改变。

改变终究要发生了。2009年6月,美国总统奥巴马签署了《家庭吸烟预防及烟草控制法》(Family Smoking Prevention and Tobacco Control Act),头一次将香烟纳入美国食品及药品管理局(FDA)的管辖范围,赋予了该机构控制香烟中特定成分含量的权力。强制烟草行业清除香烟中的钋,将是降低香烟危害性最直接的措施之一。

肺部中的辐射热点

科学家是在一次偶然情况下,发现钋210会进入吸烟者肺部的。上世纪60年代上半叶,辐射,尤其是放射性尘埃,对人体健康的影响,是科学家及其他大多数人关注的焦点。当时,美国哈佛大学公共卫生学院的放射化学家维尔马?R?亨特(Vilma R. Hunt)及其同事正在开发一种新技术,用于检测极低浓度的镭和钋,这两种物质均是居里夫妇在1898年发现的。据亨特回忆,1964年的某一天,她在试验室里瞎转悠时,突然看到了一位同事留下的烟灰。一时兴起,她决定用自己的新技术测试一下烟灰的放射性。

结果出来后,亨特惊讶地发现,烟灰中连钋的影子都没有。环境中,痕量的放射性同位素是很常见的,这也是天然本底辐射的来源之一。在亨特研究过的包括植物在内的其他有机物中,只要有镭存在,钋的检测结果从来不会呈阴性(即不含钋)。只不过,在香烟熏燃的过程中,高温的作用会将钋变成气体。因此,她立即意识到,消失的钋必然进入了香烟燃烧产生的烟雾里!这意味着,吸烟者会将钋直接吸入肺部。

亨特和同事爱德华?P?雷德福(Edward P. Radford)在《科学》杂志上发表了这一发现,还公布了香烟烟雾中钋含量的直接检测结果。不久后,哈佛大学的其他科学家开始研究香烟和吸烟者肺部中的钋。1965年,放射化学家兼物理学家约翰?B?利特尔(John B. Little)检测了吸烟者的肺部组织样本,寻找其中钋的踪迹。这不是一个简单的任务。显然,从活着的吸烟者体内提取组织样本会对人体造成极大伤害,利特尔只得在尸体上想办法。“问题在于,人死后2~3个小时,肺部的内壁黏膜就会降解,”他说。他不得不在人死之后尽快提取肺部组织,经常使他不分昼夜地百米冲刺,赶往医院。利特尔的研究证实,钋确实聚集在肺部的特定区域。由于我们的呼吸道会分叉,形成支气管、细支气管和肺泡,因此放射性同位素会停留并聚集在各个分叉处。它们成为放射性“热点”,不断发射出α粒子。

接下来的10年里,科学家继续研究香烟烟雾中的钋,以及这种同位素如何进入烟草植株——这样就能清楚,在香烟生产的哪一个环节能最有效地除去它。钋210是铅210的一种衰变产物,在1964年的文章中,雷德福和亨特已经推测出了钋210进入烟草的两种可能途径:一是大气层中天然氡222的子同位素(即衰变产物,包括铅210)落在了烟草叶上,二是化肥中的铅210进入土壤,被植物根部吸收。事实证明,这两种推测都是正确的。

美国农业部(U.S. Department of Agriculture,USDA)的科学家追踪研究了钋的化肥来源。1966年,USDA和美国原子能委员会开展了一项实验,检测了两种不同的化肥:一种是商业“过磷酸盐”(superphosphate),另一种是由纯度较高的磷酸钙特制而成的混合化肥。结果显示,两种化肥差异非常明显。商业化肥中,镭226的含量大概是混合化肥的13倍,导致烟叶中的钋含量升高近7倍。1974年,美国国家大气研究中心的爱德华?马特尔(Edward Martell)再次研究了这个问题。他提出,富含铀的磷酸盐化肥会把氡222释放到附近空气中,使这种同位素在空气中的浓度超出正常水平。氡随后会衰变成铅210,掉落到生长中的烟草植株上,然后紧紧附着在烟叶表面不计其数的、像茸毛一样的毛状体上。

与哈佛大学的研究团队一样,马特尔也很关注钋210会在肺部特定部位沉积的现象。氡的衰变产物是致使铀矿矿工癌症发生率升高的主要原因,当时科学界在这一问题上已经达成共识。马特尔因此推测,由于吸烟者长期受到低剂量的、不断累积的钋210的辐射,这种同位素很可能是导致肺癌的“元凶”——马特尔后来的研究暗示,钋210或许还能引发其他癌症。

对于铀矿矿工来说,在某一时刻突然受到大剂量钋210的辐射,其实并不会对他们造成伤害,反而是长期接触小剂量的钋会有相当大的危害。尽管每支香烟中钋210的含量相对较低,但吸烟者每吸一口烟,肺部的钋都会增加一点,长期下去,辐射剂量就会越来越高,患癌风险也就随之提高。这一假设在1974年得到了利特尔及其哈佛大学同事威廉?奥图尔(William O’Toole)的证实:他们把钋注入仓鼠的气管,尽管注入剂量非常少,没在它们的体内引发任何炎症,但在注入频率最高的那一组仓鼠中,94%都出现了肺部肿瘤。

当然,香烟烟雾中的其他成分后来也被发现是强致癌物,今天的大多数专家或许会说,香烟中最主要致癌物是多环芳香烃(polycyclic aromatic hydrocarbon)和亚硝胺(nitrosamine)之类的化合物。但是,根据辐射造成的危害所做的保守估计,在吸烟所致的肺癌患者中,2%都是由钋210导致的。按照这一比例,单在美国,每年因此死亡的吸烟者就有好几千人。有些专家还指出,辐射效应会与其他致癌物产生某种相互作用,加强各自的致癌能力。对于烟草巨头们来说,钋带来的危害似乎足以引起他们的重视,要求对此展开全面研究。

致命的决定

与外界科学家不同,烟草行业的科学家从来没有公开或发表过他们对钋的研究。不过,在上世纪90年代一系列具有历史意义的诉讼案中,美国46个州控诉烟草行业,迫使生产商承认吸烟有害健康,具有成瘾性,还让他们公开了数百万份内部文件。其中好几千份文件都显示,在烟草行业内部,关于钋的讨论一直没有停过,而且参与者甚众,讨论的激烈程度始终是最高的。

根据马特尔在上世纪70年代的研究,另一种更为简单的方案是,直接用稀释过的过氧化氢溶液清洗烟叶。其他的方案还包括,对施用化肥中的铀238子同位素含量加以限制,或者在加工烟叶时除去容易吸附铅的毛状体。菲利普?莫里斯公司应用研究部前任主管、后来“弃暗投明”揭发烟草行业潜规则、目前担任FDA科学顾问的威廉?A?法龙(William A. Farone)说,“我们想了很多方案,甚至试过用基因技术改造烟草植物”,以便让烟叶变得光滑。1975年,美国农业部的华裔科学家左天觉(T.C.Tso)估计,30%~50%的钋都可以轻易地从肥料中除去,清洗烟叶还能消除25%的钋。再加上过滤嘴的作用,烟草中的钋几乎能被全部清除。但就像R?J?雷诺兹(R.J Reynolds)在一份备忘录中提到的,“除去这些物质不会带来任何商业回报”。

然而,正如历史上一再上演的剧情那样,逃避解决不了问题,烟草行业终究要面对钋问题。2009年6月,美国《家庭吸烟预防及烟草控制法》通过之后,对于该法案要求烟草业公开“香烟中含有哪些有毒物质”,美国癌症协会对此大加赞赏。这次立法第一次向烟草业发起了挑战,迫使他们将多年的研究成果付诸实施。

钋将是第一种被驱逐出香烟的“毒药”。它是一种单同位素,而非香烟烟雾中的某种复杂成分。焦油或一氧化碳之类的其他有毒物质是很难从香烟中除去的,但钋不同。烟草行业对此已做了40多年的研究,这为FDA得出实质性的结果开了一个好头。而且,降低香烟中钋含量的一些方法,比如清洗烟叶,可能也有助于除去铅、砷、钙等有毒金属。这些措施正是FDA有权对烟草行业作出的调控、强制他们做出的改变。

世界卫生组织已经明确表示,吸烟是最容易避免的致死因素。据估计,全球每年有130万人死于肺癌,其中90%由吸烟引起。如果通过烟草行业掌握的方法能将钋除去,成千上万的人将幸免于难。故意作出决定,拒绝将业内科学家的研究成果付诸实施的人,是烟草行业的律师们,但受到这个决定的影响,甚至为此付出生命代价的人,却是广大的烟民。

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