以化学物在人体内造成的大部分影响来说，和分子进行某种交互作用是必需的。这个分子可能是个受体或是一种酶。为了产生效果，一定要占领足够的受体，而且化学物的含量要和受体数目成正比。所以，某种药或化学物剂量很低时，化学物的含量并不足以占领足够的受体。 因此有一个门槛：剂量若低于这个门槛，将不会有效果，不管是好的或坏的效果。这在评估化学物的危险时，是很重要的概念（请参阅第十二章）。对某些化学物来说，尤其是会致癌的化学物，是不是有门槛，还有待确定。但对于考虑到阻碍与限制化学物进入体内、阻碍化学物接近目标和解决它们毒性的种种因素后，显示所有化学物都会出现门槛。 在知道某种化学物剂量和反应之间的关系之后，就可以对它的安全性进行评估和预测。只要知道这种关系，以及它的门槛，就有可能估计出某种化学物的安全剂量（请参阅第十二章）。 一般而言，我们可以预期，那些很有可能具有毒性的化学物，应该就是容易被吸收、但无法被排泄或无法被轻易解毒的化学物，而且这些化学物都有特定的攻击目标，而这些目标都是极为重要的人体功能器官。蓖麻毒素和肉毒杆菌这种天然毒物，都属于这一类（请参阅第六章和第十章相关文字）。 某种化学物与体内细胞的交互反应，或是与细胞里面或外面的某个分子，像DNA、蛋白质或脂肪的交互反应，两种交互反应所产生的后果各自不同，必须由很多因素来决定。如果DNA遭到破坏，可能导致突变甚至癌症，虽然并不一定如此。蛋白质的哪一部分会遭到破坏，或是成为攻击目标，这些都要由蛋白质的功能来决定。如果是酶，可能会造成它无法激活某种对体内每个细胞都很重要的反应，这种情况会发生在氰化物中毒上（请参阅第九章）。结果可能会是某种天然物质的分量积聚过量，而当这种含量超过特定程度后，就会产生不好的效果，例如有机磷杀虫剂中毒（请参阅第四章）。不过，这种交互作用只会造成很小的结果甚至可以忽略。 保罗•埃立希和神奇子弹 受体这个理念，最初是由保罗•埃立希（Paul Ehrlich, 1854—1915）想出来的。他注意到，有些染料会和细菌及动物细胞紧密结合在一起。他心想，如果能够设计出一种药，让这种药含有某种有毒金属，而且这种有毒金属只能和目标细胞——特定的某种细菌——结合在一起，那么这种药就可以用来治疗某种特定的疾病，他将这种药称为神奇子弹（magic bullet）。 他调查了很多含有砷这种毒性物质的复合物（共有606种），其中一种是阿斯凡纳明（arsphenamine）。这种药不会杀死孤立的细菌（也就是说，它在试管中不会发挥药效），但幸运的是，他的一位同事发现，把这种药给兔子服用后，它们可以将它转变成一种有药效的产品。人类也可以执行相同的转变，因而发明了洒尔佛散（Salvarsan），一种治疗梅毒的救命仙丹。 埃立希的这项理念被约翰•兰利（John Langley）进一步发扬光大，他指出，动物细胞表面上这种能够接受物质的地方，称作受体（receptors）。 如果化学物或它的产物破坏了某个器官的部分组织，这个器官的功能可能就会丧失。视器官以及这个器官的功能，决定所造成的效果和后果。这些交互作用的效果，可以由很多因素来决定，本书无法对这些进行详细讨论。 化学物可能造成的几种不良或毒性效果，这些将在下面说明。 生理影响 生理影响包括血压与心跳的变化。这样的影响通常是由药物造成，所以也称作药物效应。通常是由药或化学物和某种特定受体（请参阅前文）交互作用引起。这种效应可能正是某种药物所希望的，例如沙丁胺醇（salbutamol）。 这种药称作β收缩肌剂（β-agonist），用来治疗气喘。它和存在于这些气管中细胞的β受体交互作用，让肺脏的呼吸道（细支气管）扩张。这些交互作用不会要求药物分子产生反应，所以不会伤害蛋白质，而且是可逆的。以这个药的例子来说，这种可逆转且受欢迎的效果，就是药物和受体交互作用造成的。但如果由于剂量太高、药物的副作用，或是另一种化学物产生的效果，可能就会造成毒性效果。例如暴露于有机磷杀虫剂，会造成乙醯胆碱（acetylcholine）含量增加，它是一种神经传导物质（请参阅图10），这种化学物会在体内自然形成影响肺及神经系统的受体。 我们将会在第四章解释，有机磷的毒性剂量会不自然地大量生成乙醯胆碱，并会累积，造成呼吸道收缩，让人觉得呼吸困难（以及其他多种不同的影响）。 对组织的伤害 这种伤害有可能发生。当某个组织或器官的部分或全部受到化学物的破坏时，可能出现坏死的过程，组织逐步恶化和消失。这可能是因为像自由基这样的活性化学物和细胞的蛋白质或脂肪交 受体 受体是一个大分子（通常是蛋白质）或某种结构的一部分，它会和另一个分子（通常是另一个比较小的分子）联结在一起。某个化学物或某个化学物群，通常是荷尔蒙或是传导物质，都会拥有它自己的这种受体“结合点”，而且联结得可能很紧密。受体就像一个锁，化学物（配体）就像一把钥匙插进其中。受体跟酶很相似。 这种交互作用的结果，会造成细胞或身体发生一些变化，如果这个化学物质是荷尔蒙，例如肾上腺素（adrenaline），它和受体联结后，整个身体都会出现变化，心脏开始大力跳动（心跳速度加快）、呼吸频率增加、肌肉开始出现痉挛，因为血液开始流向肌肉而脸色变白，所谓的“打或跑”（fight and flight）反应便是如此。肾上腺素的目的是让我们有所准备，可以选择跑开或是留下来与敌人战斗。 一般来说，受体可在肌肉细胞的细胞膜发现，传导物质则是器官或肌肉中的神经所产生的物质。就每个荷尔蒙或传导物质来说，在某些特定细胞的细胞膜里都有一个特定的受体，而有些荷尔蒙的受体不只有一个。 受体对很多药物的作用相当重要，因为这些药的设计目的，就是要针对某种特定受体或过程采取行动。 虽然受体一般是和在体内自然发现的化学物，例如荷尔蒙，产生联结，但其他化学物也可能和它们联结。对某些药来说，这是一种应用方式，但如果其他化学物和它们联结，结果可能造成毒性反应。 互作用，并且消灭它们。这样的后果可能是导致组织的内部结构以及把细胞紧密结合在一起的机制，破坏到无法修复的程度，造成细胞彼此分开。化学物或它的产品可能以交替或添加的方式干预细胞内的重要代谢过程，例如阻止酶的作用。人们如果过量摄取乙醯对氨酚药物或除草剂巴拉刈，就会产生这种效果（请参阅第三章及第四章）。 对代谢过程的影响 某种化学物干预到某个特定代谢路径时，比如供应体力的路径，就会造成个别细胞，甚至整个器官都停止作用。如果这种情况发生在心脏或脑部，最后结果就是死亡。砷和天然杀虫剂氟乙酸（fluoroacetate）会造成这样的影响，经常产生致命性结果（请参阅第六章及第九章）。阿司匹林若摄取过量也会造成这种影响，并可能致命（请参阅第三章）。 对胚胎和胎儿的影响（致畸胎性） 这是特别针对尚未出生儿的影响。这种影响会造成流产、畸形、胎儿成长缓慢、出生时体重不足，以及一些比较细微的影响，比如胎儿出生后的行为或成长。 严重的肝功能失常也似乎较常出现在缓慢代谢者身上，有人认为，这是因为缺乏某种代谢物的解毒效果之故。对病人进行肝功能检测追踪，是避免发生这种严重病情的方法之一。除了天生容易染病的体质之外，可能还有其他因素存在，比如在同一时间还服用了其他药、喝酒过量和体内酒精含量持续很高，都可能是其中因素。酒精含量高也是造成肺结核的常见原因，除了会减弱肝功能，还会增加某种酶含量，而这种酶会产生异烟碱醯的毒性代谢物。 联氨：阿普利素宁（apresoline） 这种药的化学结构和异烟碱醯有些相似，但作用方式完全不同。这种药一向被用来治疗高血压，因为它能够让血管膨胀。这表示，当血流经小血管（微血管）时，所遭受的阻力会较小，因此对于血液系统（心血管系统）的压力也较小。 联氨（hydralazine）这种药从1950年起就开始使用，通常和其他药混用，像利尿剂和交感神经接受体阻断剂（β-blockers）。一般在服用这种药18个月之后，病人当中会有相当多的人开始出现不良反应：关节和肌肉疼痛（关节痛与肌痛）、脸部出现疹子、血管发炎（血管炎）。 脸部出疹会使得这些病患看起来像狼一样，因此这种病被冠上红斑性狼疮（Lupus erythematosus）这个名字，其中的Lupus 就是拉丁文的狼。这种疾病也会因其他药引起，比如异烟碱醯偶尔会引起，但procainamide更常引起。红斑性狼疮可能还有其他未知的成因，并且和风湿性关节炎有一些相似之处。 让这个例子更为有趣的是决定个人体质是否容易患病的遗传因子。跟异烟碱醯一样，服用联氨时也有缓慢与快速代谢者之分，只有缓慢代谢者才会出现不良药效：红斑性狼疮。不过，这种遗传因子并不是唯一会影响病患服用联氨后产生不良效应的因素；在同样的低剂量下，女性和男性受到不良反应影响的比例是4∶1，显示性别基因也是影响因素之一；剂量高低以及服药时间长短，似乎也是重要因素；这种症状也常会出现在拥有某种特殊组织形态（DR4）的病人身上。 似乎是一定要有一群遗传因子存在，才会发展出这种不良药效。这就好像一定要把多扇窗户打开，才能看到什么。具有以下所有因素者：缓慢代谢者（slow acetylator）、女性、有DR4组织形态、长期服用联氨（即使只是很低剂量），几乎肯定会引发这种症状；这也表示，只要先检验出病人是否有易患病体质和这种组织形态，然后再决定是否给他们服药，这种不良反应的影响其实是可以避免或减轻的。 目前还不清楚联氨造成这些效应的机制，但推测会涉及免疫系统。缓慢代谢者也许比较容易出现这种反应，因为他们体内会维持较高的未被改变药物含量，而且很不安定，就像盘尼西林一样。还有其他证据指出，新陈代谢的替代路线对缓慢代谢者可能更重要，因为可以产生其他活性代谢物。 现在还有其他例子可以看出：因为遗传因子的关系，有些药只会对特定病患产生影响，因此将来如果病人的基因型（genotyping）和表现型（phenotyping）能够预先知道的话，医师就可以知道该避免让特殊体质的病人服用哪些药物。不过，这需要进一步了解药物如何造成毒性效应，以及是哪些遗传因子会影响出现不良药效。 药物的使用会随着当时流行使用哪种药，以及是否容易得到那种药，而有所不同。很多药会被服用过量或会被经常服用，例如巴比妥酸盐曾经是最常被医师开出的处方药，常被当作镇静剂使用，同时也用来治疗癫痫症，因此常有用药过量的情况发生。同样的，三环抗忧郁剂（tricyclic antidepressants）一度也很流行，所以也常被服用过量。 巴比妥酸盐也曾造成一般药物常发生的问题，那就是服药成瘾，它会增加自己的新陈代谢（因为它是酶的引进者），所以必须不断增加剂量，才能达到想要的药效。另一种一直被广泛使用，且可能成瘾的药，就是可待因，它会被身体改变成吗啡，吗啡则同时含有理想的疗效和上瘾性（请看下文）。 这些药都可以合法使用，但是都具有成瘾性。 除此，还有一些被滥用的药经常因用药过量造成不好的效应。 滥用药物 最著名的被滥用药物是海洛因、古柯碱、大麻、迷幻药（LSD）、安非他命和摇头丸。它们会产生不同的效应，就连它们的毒性效应也各自不同。这些药的前三种是从植物提炼而来，或是跟在植物中发现的物质有密切关系，而LSD和某种会影响作物的菌类中发现的物质很相似。在这里讨论这些物质并无不妥，因为它们实际上就是药物，其中有些不只是被滥用的药物，更有合法的用途。 古柯碱 人类使用古柯碱至少已经有3 000年，最初是使用天然形态的古柯叶，直到最近才使用它的纯化学物。古柯是灌木（学名Erythroxylon coca），产于南美和东南亚，在秘鲁和玻利维亚的安第斯山脉的小丘和丘陵地带都有大量种植。它的叶子含有古柯碱，南美原住民嚼它来对抗疲倦与饥饿。当它的功效被发现后，便开始被使用于宗教庆典和仪式中，使用上因而受到更多控制。西班牙人征服印第安人后，这些统治者剥削当地原住民，强迫他们在银矿坑中长时间工作，并利用古柯来提神。这些西班牙统治者将古柯带回欧洲。《绅士杂志》（Gentleman’s Magazine）在1814年报道，著名的科学家韩福瑞•达维（Humphry Davy）爵士对古柯进行调查，检验是否可以用它来暂时替代食物。 直到19世纪末期，它才在欧洲开始出名。1860年代，安吉洛•马里安尼（Angelo Mariani）医师在法国推出他酿造的药酒［马里安尼酒（Vin Mariani）］，里面即有古柯叶。这种药酒宣称有麻醉、止痛和祛风效果，很快就大受病人欢迎。其他含有古柯叶萃取物的饮料相继出现，最有名的是可口可乐，这是美国佐治亚州亚特兰大一位化学家发明的饮品，最初是名叫佩伯顿的法国古柯酒（Pemberton’s French wine coca），除了酒，另外还有一种重要成分，咖啡因。后来，亚特兰大实施禁酒令，就把饮料里的酒精拿掉，换成糖，并把饮料重新命名为可口可乐。古柯碱的药效渐渐为人熟知，到了1904年，只好把古柯叶的成分从饮料中拿掉。 古柯碱具有局部麻醉的药效，这是心理分析大师弗洛伊德的一位助理发现的。弗洛伊德本人也使用古柯碱，他请他的助理卡尔•洛勒（Carl Roller）研究古柯碱如何减少饥饿与疲倦的感觉。洛勒从中进而发现，古柯碱会让他的舌头麻木，因此在动眼睛手术时就用它当作麻醉剂。 尽管南美印第安人嚼食古柯叶已经有几百年历史，等于有限度地使用古柯碱，但古柯碱现在已经成为最被滥用的药物之一。 这种化学物约在1860年被分离出来，很多人开始拿它做实验，例如弗洛伊德。这种药可以注射、“吸”进鼻中，或是用抽烟的方式。在抽食时，抽食者会先感到很兴奋，但接着就是极度沮丧，所以在这种效应消退后，会想要再抽食更多。 古柯碱有高度成瘾性，尤其是在吸食时，它会经由这个途径很快进入脑中，造成快乐和幸福感，信心、乐观心和体力大增，但这种感觉很短暂，而且以后再度服用时，效果就会打折扣，因此必须服用越来越多的剂量，才能达到跟以前一样的效果，毒性和危险也会随着增加。在英国，经常服用古柯碱的人，可能超过100 000人，偶尔服用的人，则有3倍之多。在美国，经常服用古柯碱的人数有30 000—5 000 000人，其中可能有1 000 000人已经对古柯碱产生严重的依赖性。古柯碱的别名很多，已经知道的有coke、金沙（gold dust）、白雪（snow）、女士（lady）和快克（crack）。经常服用高纯度古柯碱的人数也很多（在英国，大约在100 000—200 000人之间）。几百万南美印第安人仍在嚼古柯叶，并且混合石灰，这有助于释出古柯叶内含的基本药效。他们可能吸收了几百毫克古柯碱，但同时也从古柯叶中吸收到营养物质，像维生素。以这种方式食用古柯叶，会不会有任何长期药效，目前还不清楚，但这种服食方式，跟其他服用方式一样，都可以帮助提神。 我们另外还知道，有很多化学物也有能力造成这些影响，但通常它们的影响力都比不上天然雌激素以及在避孕药中使用的人工合成雌激素。这些化学物的混合物，包括来自植物的天然物质、杀虫剂以及工业化学物，它们的毒性可能都胜过这些个别的化合物；这种现象称之为共同作用（请参阅第二章），目前这是科学家最感兴趣的研究领域，有关内分泌干扰物的研究，科学家也同样深感兴趣。 会干扰男性荷尔蒙的物质，同时也会对男性生殖系统造成影响，这种物质就是所谓的抗雄性素（anti-androgen），DDE就是这种物质之一。把人类乳脂肪组织中的DDE含量和乳癌的发生率视为因果的企图，却造成模棱两可的结果，戴奥辛会表现出相当程度的抗雌激素活动，但在塞维索事件发生后，当地受害妇女的乳癌发生率却反而减少。 虽然和天然雌激素比起来，在这里讨论的所有这些人工合成化学物以及天然化学物，它们的雌激素活动显然比较薄弱，但化学物能够影响荷尔蒙的方式还有另外几种，而且，一些化学物的混合物的效应可能比我们预期的更强烈。虽然目前在这方面还没有太多证据，但在将来的研究中，一定可以解决这个问题。 毫无疑问的，内分泌干扰物质的影响效应，确实可以在实验室的动物身上复制出来。不过，动物在环境中暴露于这些化学物且发生影响效应后，检测环境中这些化学物的浓度，在大部分情况下，它们的浓度都相当高，而在其余情况下，因果关系的证据同样很薄弱。 对人类来说，除了那些高浓度暴露的情况之外（例如使用二乙烯二苯乙烯雌酚进行治疗），相关资料都不一致，也没有一致的结论。有关暴露程度的信息相当缺乏，同时也没有进一步证据可以证明，低浓度暴露和人类健康受损之间有所关联。人类健康受到损害，和人类暴露于环境中的内分泌干扰物质之间关系的证据相当薄弱（唯一例外的是甲状腺荷尔蒙受到影响，这方面的证据还算普通）。在某些情况下，像精子数目的变化，也许可以获得一些科学性证据，证明这两者可能有关系，但那些有关人类实际暴露浓度和产生效应之间的关系，更需要确实的证据。 铅 人类使用铅已经有2 000多年历史，但很多时候都与中毒事件有关。以前的人在使用铅时，至少都已经知道铅中毒的部分症状，公元前300年，希波克拉底便叙述过一次铅中毒事件。造成铅中毒的方式有很多种，目前最重要的铅暴露来源是受到铅污染的环境。 早期，开采铅矿的工人最为不幸，尤其是那些负责熔解铅的工人，最容易受到伤害。一旦使用铅，例如用作陶瓷器和油漆的亮光剂、制成铅水管和铅厨具，就有可能发生大规模的铅中毒。 铅最后会沉淀在骨头中，并且一直留在那里（磷酸盐），所以人死后还是可以从这些骨头中检测出这个人的铅暴露程度。根据这样的研究资料，才得以知道我们目前暴露的铅浓度高过史前人类，我们骨头中的铅含量，是史前人类的两倍。 不过，我们现今的暴露程度并不同于古罗马人以及他们的后代子孙，包括19世纪工业革命时在工厂工作或是居住在工厂附近的人。甚至有人认为，罗马帝国就是因为铅中毒而灭亡的！ 铅从哪里来？它会造成什么效应？铅是一种累积性毒物，跟砷一样，它可以攻击人体内的多个目标，铅中毒的某些症状很容易被误认为是其他疾病的症状。缓慢、长期的铅暴露，会影响神经系统，并且可能变得很严重，受害者会觉得疲倦和无精打采、便秘、贫血，而且可能不孕。现在看起来，古罗马的上层社会人士似乎都有严重铅中毒症状，其中一些效应可能因此影响到帝国的统治。 古罗马人使用铅做的水管，因此经由这些水管传送的饮用水受到铅污染（现今的情况也是如此），尤其是软水或酸性水的地区；另外，用铅做陶器的亮光剂，甚至更糟的用铅做成锅子，因为铅锅的表面或是陶器中的铅都会被溶解，这都会助长铅的污染程度。分析古罗马帝国时代的人骨，都可以发现足以造成铅中毒的铅浓度。 案例：啤酒中有太多铅 一位受害者持续抱怨腹痛，时间长达2—3年，最后病情恶化约10周左右，接着便死亡。他的红血球异常，周边神经系统发炎。这位受害者是酒馆老板，他很喜欢每天和一些顾客一起喝下从桶中流出的第一杯啤酒。这些啤酒都被存放在连接酒桶与自来水管的一条20英尺长的铅管中，啤酒通常会在铅管里保存一个晚上，因此这家酒馆的啤酒和自来水都被检测出很高的铅浓度。 铅中毒造成的症状，称作铅毒性痛风（痛风是铅中毒的症状之一），很类似18世纪发生在英国的德文夏腹绞痛（Devonshire colic）的成因和症状，以及中古世纪发生在法国的皮脱尼姆腹绞痛（Colic Pictonium）。一位英国医师发现，用来绑住苹果压榨机的铅线是罪魁祸首，因为铅分别被苹果汁和酒内的酸所溶解，因而造成腹绞痛。近代一点，在美国禁酒期间，有些酿造及饮用“私酿”威士忌的人，可能也出现铅中毒症状，因为他们的蒸馏器使用铅管和含铅的焊锡，这些人当中有几个因此罹患肾炎等慢性肾病。 铅也被用在医药，在2 000年前就被制成药膏，用来治疗皮肤病；在19世纪，某些医师建议把铅醋酸盐和鸦片混合起来，用来治疗腹泻，这在早期的《大英药典》中有记载，某些铅醋酸盐被认为是很强力的收敛剂，有助于治疗伤口和加速愈合。因此直到20世纪初期的教科书中，仍然建议用稀释的稀铅醋液治疗溃疡、急性皮肤炎和湿疹，并可以当作漱口水，用来治疗扁桃腺发炎。铅化合物也被用来治疗无法开刀的癌症。 随着工业革命的来临，急性与慢性铅暴露也变得越来越普遍，在19世纪末，英国一年的铅中毒事件就多达1 000件。19世纪期间，也发生很多铅中毒事件，因为在英国北部地区，有微量的酸水经由铅水管输送到各个家庭，造成饮用水被铅污染。铅也被用在杀虫剂中（砷酸铅）。 近年来的铅暴露度 尽管明白铅的危险性，在英国和其他很多国家，铅中毒仍然是一大问题。因为工作而暴露的情况仍然会发生，在大量使用含铅汽油的国家里，环境中的铅暴露情况更严重，估计大气层中的铅含量，大约有一半都是来自这个来源，交通警察或加油站工作人员，尤其容易暴露在铅中。 铅的主要来源有三：水、食物和空气。肠子吸收食物或水中的铅，效率相当低，大约只有10%会被吸收。水中的铅，大部分来自老旧的铅水管，尤其是软水或酸质水更会溶解水管中的铅，或者，可能是天然生成，来自岩石或土壤中。肺脏吸收空气中的铅，效率则高得多，虽然空气中的铅含量比水中低，但这仍然是比较重要的铅暴露途径。因此，会产生铅颗粒的铅精炼工厂以及汽车使用含铅汽油后排放出含铅的废气，就成了最主要的暴露来源。汽油中的含铅添加物是四乙铅，这是一种有机铅，跟有机汞一样，它的毒性效应与众不同，特别容易攻击中枢神经系统。四乙铅也很容易被吸收进入体内和中枢神经系统。虽然有一部分会在引擎中被分解成无机铅，但仍然有部分存在于汽车排出的废气中。（表3） 表3：过去与现在的铅来源 过去的铅来源现在的铅来源 水管及饮水设备含铅水管中的水含铅 含铅油漆油漆 食物染色剂中的铅电池 玩具兵、彩色铅笔含铅玩具 杀菌剂铅熔炉 1971年，美国把汽油中的铅含量减少到不到1%，1977年更降到只有0.06%，结果，人体中的铅浓度产生惊人变化，在1980年，男婴每天的铅摄取量平均为45微克，成年男性84微克，到了1990年，这些摄取量下降约十分之一。 影响酒精效能的变因：性别与种族 我们常会发现某些人比其他人更容易受到酒精饮料的影响，像一般女性比男性更容易受到酒精影响。这是因为在男性肠子与肝中发现的酒精脱氢酶的含量，比在女性体内发现的更多，因此女性会从胃和肠子吸收更多酒精，而她们的脂肪一般比男性多，身体质量却比男性低，因为酒精会分散在体内的水分而非脂肪中，且相对酒精可以分散的身体质量也较少，所以女性血液中的酒精含量就会比较高。对于脑中的酒精含量也是一样，女性即使只喝下少量的酒，也会很快显示出酒精效力。 最近也发现，人体内酒精脱氢酶的数量与活动力在一天当中有高低变化，中午时候胃内酒精脱氢酶的数量与活动力较低，因此午餐时候喝酒，酒精发挥的效应最强。 酒精对不同种族产生的效应也有不同吗？很多日本男性很容易受到酒精的影响，美洲印第安土著也是。这是因为他们遗传了一种遗传基因的缺陷，这种缺陷刚好会影响到酒精脱氢酶，使他们分解酒精的速率只有一般白种人的70%。 亚洲某些民族遗传了活动力较弱的乙醛脱氢酶，会累积乙醛，血中的酒精含量因此会较高，并会持续很长一段时间，这使得喝酒成为很不愉快的经验。不论哪一种民族，有些人也会遗传酒精脱氢酶，这使得他们分解酒精的速率比一般人快。有人便认为这可能是造成这些人酗酒的一个因素。 针对双胞胎进行的研究显示，基因因素可能是酒精中毒者演变成肝受损的重要因素。虽然涉及酒精新陈代谢的酶各有不同之处，但也没有大到足够造成对酒精敏感的不同。保护性机制与造成发炎的遗传基因差异，也与产生酒精性肝病的几率有一些关系存在。 每个人从血中排除（或清除）酒精的速率快慢，差别也很大。不常饮酒的人大约每小时可以从100毫升的血中排除8毫克的酒精，如果是常喝酒的人，平均1小时可以从100毫升的血中排除39毫克的酒精。这表示，不常喝酒的人必须花上2—3小时的时间，才能排除1单位酒精，但酗酒者则只须花30—40分钟，就可以排除1单位酒精。 在这方面，巴拉塞尔士原则相当重要，并且一定要强调“适量”这两个字，毫无疑问的，如果喝过量的酒，将会造成肝病和其他多种疾病，所以法国人罹患肝硬化的比例相当高，这一点也不叫人意外。 因此，酒精是食物、药物、解毒剂，它本身也是毒物，并且很清楚印证了巴拉塞尔士原则：“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。”是否有安全的饮酒量？是否有不会造成酒精中毒的饮酒量？因为每个人的体质并不一样，所以能够容忍的酒量也不相同，所以都只能给个粗略的估计量。大多数人并没有把他们每天或每周喝下的酒量正确记录下来，而且即使正确记录下来，还是会有一些误差。 1980年代，英国皇家医师学会和皇家全科医师与精神病医师学会在审慎研究之后，作出结论说：男性每周摄取21单位酒精，女性摄取14单位酒精，对人体不会造成什么伤害。不过，在1995年，英国政府在详细审查各种科学与医学证据后，针对喝酒对健康的影响程度公布了一份报告，将上限提高到男性28单位，女性21单位。医学界部分人士对这两种新上限深感不悦。 问题之一在于，制定出某种上限后，可能会鼓励人们把饮酒量提高，但如果他们并不很明白酒类的酒精含量，可能作出不正确的估算，他们喝下自认为很安全的酒量，其实很可能已经超过安全上限。我们前面也已经介绍过，很多个人因素，包括个人体质与遗传基因，都会影响到个人对酒精的反应，这表示有些人对酒精的反应，会比其他人高一点或低一点。不幸的是，一些对健康不利的症状，可能要等到很长的一段时间后（好几年后而不是几个星期）才会变得明显。眼前的很多年轻酗酒者，可能还不会了解酗酒的危险性，等到几年后发现时，为时已晚。 和之前已介绍过的其他物质一样，我们在使用前一定要衡量到它们可能带来的危险性和好处，每个人都必须自己作出决定。酒精摄取量与出现有害健康症状之间的关系，牵涉到很多不同的因素。每个人都跟别人不一样，对这个人来说安全的酒量，对另一个人却可能带来危险，这和其他药物的情况一样。 酒类制造商和酒吧如果可以提供更明确的信息，同时对酒精的单位和效力作出更标准化的计算方式，肯定可以帮助喝酒人作出更明智选择。 第二次世界大战期间，发明了更致命、毒性更强的神经毒气（nerve gas）。1936年，服务于德国法本化学公司（I.G.Farbenindustrie）的德国化学家吉拉德•施拉德（Gerhard Schrader）博士，合成以磷为基础的一种化合物，准备用来制成杀虫剂；这是人类制造出来的第一种有机磷化合物，且被发现对哺乳动物有极大的毒性，这种化学物命名为泰奔（tabun）。后来进一步研发出另一种类似的化学物沙林（sarin），毒性更强。第三种毒气梭门（soman），在1944年被发明出来。这三种化学物都是毒性很强的致命性神经毒气。神经毒气是从杀虫剂研发出来的，所以它们的作用方式和杀虫剂相似，但神经毒气不像杀虫剂只对昆虫具选择性毒性（请参阅第四章，以及下面的说明）。在第二次世界大战结束时，德国已经制造出12 000吨的泰奔。只要1毫克的泰奔就足以让人丧命，所以这表示，当时的泰奔库存量是致命剂量的1.2×1013倍，足以毒死10 000 000 000人！ 战后，美国使用沙林当作神经毒气，接着又发展出更精密的毒气VX。VX不是挥发性毒气，但它有残留性，会存留在毒气喷洒区域；沙林没有残留性，会自行蒸发消失，被喷洒区域经过一段时间后会比较不具危险性。 神经毒气如何发挥作用？ 神经毒气泰奔和沙林的作用机制跟有机磷杀虫剂相同，都是阻断乙醯胆碱酯。乙醯胆碱酯在人体内很多组织中都可以发现，但它在神经中特别重要，因为它会除去神经末梢中的神经传导物质乙醯胆碱。神经末梢的这种酶一旦遭到阻断，表示乙醯胆碱未被除去，这会使受体对乙醯胆碱的反应受到过度刺激，导致肠子、膀胱以及肺部的空气管道收缩，使控制呼吸功能的肌肉失去功用，中毒者将会因窒息而死。由于神经毒气的毒性极强，这种中毒效应会快速发生。虽然有解毒剂可以使用（请参阅第四章），但由于神经毒气的效应如此快速，解毒剂也发挥不了作用，除非是在中毒后立即使用。 有报告指出，这种疾病的潜伏期至少两个星期，有些病例更长，毒油的使用多寡和症状轻重有很明显的关系（剂量—反应关系）。初期症状会持续一两月，症状主要出现于循环系统，比如肺部积水，很多病患在初期阶段死于循环衰竭。第二个阶段（可能持续到发病后的第四个月）则出现肌肉疼痛和肝受损。最后阶段则是肌肉遭到破坏、体重减轻、皮肤受到影响。 新闻报道暗示，造成毒油症的化学物是一种有机磷杀虫剂，受害者是因为吃了被毒油污染的食物而中毒。但是，除了少数中毒者出现末梢神经性病变，可能真的是有机磷造成的（如三邻甲苯基磷酸酯，TOCP），除此之外，毒油症受害者出现的症状，跟有机磷造成的症状有很大差异。根据科学家目前掌握的证据，毒油症很可能是添加苯胺的油菜籽油再被提炼后引发的结果。虽然这种毒油和毒油症之间的关系尚未得到证实，但最近的资料已经可以推断，受害者使用的被污染食用油中的某一种物质和这种毒油症有很强烈关系。不过，目前还未了解到底是哪一种机制造成这种毒油症。 最近的研究结果显示，某些人比其他人更容易受到毒油伤害，可能牵涉到一种遗传基因因素。 造成毒油症的可能机制 目前已经知道，油菜籽油和苯胺混合在一起，苯胺和存在于油中的脂肪酸产生反应而形成醯基（anilide），这些都可以从受害者食用的油中检测出来。醯基化学物的含量与中毒症状，已被发现有很大关系，表示吃下被污染的食物油和出现症状有直接关系。不过，也有些人虽然吃了被污染的油，却没有出现中毒症状。最近又从受害者使用的毒油中检测出另一种物质，并被认为和某些家族中毒症状有更强烈的关系。这种物质是在苯胺混合物中发现，给老鼠食用后，会产生毒性。这种苯胺衍生物的存在，和症状的发生，被认为有很高的相关性（这里的胜算比是26，我们会在第十二章进一步讨论什么是胜算比）。 对中毒者进行的研究也发现，会出现中毒症状的中毒者本身可能缺乏氮－乙醯转移酶（N-acetyltransferase），而那些虽然中毒但不会出现症状的人，则显然不缺乏这种酶。这种酶会解除苯胺和类似化学物的毒性。科学家已经知道，人体的乙醯化能力会因为遗传基因而产生变化，大约一半的欧洲人都相当缺乏这种酶（请参阅第二章和第三章）。像这样的人，被称作慢乙醯化者，比较无法解除苯胺的毒性。这可以用来解释，为什么有些人食用了污染油，却没有出现中毒症状。 这次事件突显出，在研究跟食物污染有关系的问题时，经常会出现科学家无法掌控的其他因素。以这次的毒油事件来说，研究人员很难取得跟毒油症有关系的可靠样本，没有其他动物出现类似症状，也大大阻碍了研究的进行。 从以上这些中毒事件中，可以看出，食物如果遭到毒物污染，可能会有相当多的人受到伤害。万一食物污染物产生的毒性效应难以判定时，在最后确定之前，受害的人数将会更多。 烹调产生的食物污染 当食物以某种方式烹调时，可能就会被有毒化学物质污染。人们很早就知道，在木炭上烤肉时，肉会被多苯联环碳氢化合物（polycyclic aromatic hydrocarbons，简称PAH）污染。因为在烤肉时，肉汁会滴在烧红的木炭上，肉汁中的部分物质此刻就会被分解和改变。另外，热气也会改变肉本身的某些物质，过程中会产生具挥发性、名叫benzo（a）pyrene的PAH，它会和烟混合，将烤架上的肉包住。在炭烤出来的肉中，可以检测出这种物质，是一种已知的致癌物，也可以在香烟的烟雾中发现。虽然现在还不知道这种物质会不会让吃下的人致癌，但研究已经发现，烤肉中含有大量这种及其他类似物质，足以造成生化变化，可以在人类肝中出现（被检测出来的这种变化，会导致产生某种酶，请参阅第二章）。 肉在烹调过程中会形成另一群化学物异环胺（heterocyclic amine），目前这种化学物，被指认出来的至少有20种，其中两种化学物分别缩写成PhIP和MeIQX。这两种异环胺，已被证实会造成细菌的DNA发生突变（遗传基因码被改变或被破坏）。因此这些化合物具有基因毒性（genotoxic），很多致癌物都具有这种特性，但不是所有致癌物都是。这两种化合物也会在老鼠这类动物的各种组织中造成癌症，包括结肠和乳腺。异环胺是热量对瘦肉里的化合物产生效应而产生的，尤其是蛋白质里的氨基酸以及肌酸这种物质。 研究显示某种癌症，例如大肠癌、乳癌和胰脏癌，与食用煮得太熟、油炸或炭烤的肉类之间，有着某种关系。在研究胃癌病人之后也发现，吃全熟牛排的人，罹患癌症的几率是一般人的3倍！ 危险薯条和瑞典隧道 2002年，人们再度关切烹调方式对富含淀粉和碳水化合物食物的影响，特别是烘焙和油炸。引起人们这些关切的，是源于1997年的一次事件，这次事件发?在一处令人匪夷所思的地点：瑞典南部一处兴建中的铁路隧道。由于地下水水位很高，隧道工程进行得并不顺利，工人在隧道内壁上使用一种便宜的密封剂，用来阻止地下水渗出。这种密封剂含有丙烯醯胺（acrylamide），是一种有毒物质，且是致癌物。丙烯醯胺污染了流入地下井的地下水，造成当地人口暴露于这种有毒物质。在当地吃草的牛出现瘫痪症状，附近河流的鲑鱼也遭到丙烯醯胺污染。更糟的是，很多隧道工人抱怨手指、腿和手臂麻痹，以及头痛和头昏眼花。这些全都是神经遭到破坏所造成的症状，尤其是两手和两脚的神经（这种现象也称作末梢神经性病变）。实验室的动物以及人类暴露于丙烯醯胺时，也会出现这些症状。丙烯醯胺暴露程度最高的工人，他们的神经系统显然已经遭到破坏。 这些工人被送到斯德哥尔摩大学进行研究，测量他们血中的丙烯醯胺浓度，结果令人大吃一惊。跟一般进行这样的研究调查时一样，这次调查也有一组对照组，由一群没有暴露于密封剂或任何其他丙烯醯胺来源的自愿者组成，他们和这批工人同时接受调查。结果对照组自愿者血中丙烯醯胺的浓度也很高，但在当时并不知道这些丙烯醯胺的来源。在经过初步怀疑后，对照组的这些资料被送到其他单位复检，最后确定丙烯醯胺的来源是食物，尤其是炸薯条和油炸马铃薯片。科学家还发现大量食物遭到丙烯醯胺污染，尤其是油炸食物。油炸温度越高、油炸时间越长，污染程度也越大，因此油炸过度的薯条中，丙烯醯胺含量最高（12800 ppb）。 在瑞典，这次研究对这些接受调查者每天丙烯醯胺的可能摄取含量作出估计，估计出来的含量比可能会对神经或生殖系统造成影响的剂量低了约1 000倍。但那些饮食中含有高度丙烯醯胺的人，多年来一再重复暴露于丙烯醯胺下，究竟会对他们造成什么影响，还需要再度评估。 目前还不知道因烹调而产生的食物污染物是否会造成某些癌症，尚有待更进一步的研究。目前已经确认的是，以某种方式来烹调食物，将会引发已知的致癌物进入食物中，像多苯联环碳氢化合物、异环胺和丙烯醯胺。只要避免这些烹调方式，就可以把致癌风险降到最低。 除了这些已经讨论的食物污染物，另外也有一些人造化学物会不慎进入食物链或饮水中，像杀虫剂、工业化学物，以及被当作动物饲料的物质，像抗生素和合成类固醇，有些化学物已经在第五章讨论过。除此之外，还有一些污染物是在食品包装或加工处理过程中产生。一个重要的例子是磷苯二甲酸盐，这种化学物本来是添加在塑料中，但也有部分用来包装食品或饮料。这些物质可能会从包装中渗出，因而进入食物中。由于它们被认为会影响生殖系统（内分泌失调），所以一旦出现在食物中，就会引起关切，这种物质在第五章已讨论过。 最后，食物中也可能含有刻意添加的化学物，希望能够改善食物的滋味。我们将会在第十二章加以介绍，这些化学物的安全性都会先被测试，直到确定它们真的很安全了，才会获准加进食物中。 后续如果还有更进一步的科学论文发表，指出还有比先前认为的更低剂量会造成毒性效应，或者出现其他毒性效应，这些数据可能就会被采用，如果必要的话，它的每日可忍受摄取量就会被更改（戴奥辛就曾出现这种情形）。原则上，在制定一种工业化学物的临界值时，也是采取相似的做法。 因为使用了安全系数，所以制定的标准是很谨慎的，尤其是使用1 000或更高的安全系数。动物会出现不良反应，通常是因为不断暴露于某种化学物的缘故，而不是只暴露一次，这和只是因为吃了被化学物污染的食物而造成的偶尔暴露，并不相同。 如果某种毒性效应有门槛存在（或是假设有这样的门槛），就可以采取这种做法，但如果癌症是最后的结果，有些管理单位就会假设没有门槛存在。如果某种化学物没有门槛，则表示，这种化学物在任何剂量下都可能有毒。这种做法的理论基础，就是假设只要单独一个分子就足够造成毒性反应，因为理论上它只要能够抵达一个细胞中的DNA，就能够造成突变而导致癌症。 很多科学家对这种做法越来越觉得不满，因为很明显的，化学物能够造成癌症的机制有很多种。即使那些化学物会破坏DNA，并造成突变，但这些伤害都是可以修补的，细胞会通过细胞凋亡机制把DNA受损的细胞除掉，大部分DNA都是多余的，而受损细胞一定要经过分裂后，才能变成肿瘤，改变后的细胞（也就是癌细胞）也会被免疫系统除掉。此外，化学物想要造成癌症，一定要先进入人体的细胞内，但人体有很多障碍可以阻止化学物进入，细胞膜会形成一道防线，血液能够除去化学物，并会把化学物排泄到尿液中；人体还有一些机制，可以把化学物排出细胞外，新陈代谢则可以解除化学物的毒性。化学物想要进入人体，并且造成毒性效应，就好像是几名士兵企图攻进防卫森严的堡垒：他们必须通过地雷区、翻越高墙、越过壕沟、跨越更多高墙，才能进到神经中枢，而在这样的进攻过程中，他们会不断遭到敌人攻击，最后只有少数几个能够成功，甚至有可能全军覆没。所以，事实上，如果是很少量的化学物，根本不太可能造成足够的伤害，并导致癌症发生，甚至即使人体本身没有上面提到的修复与排除机制，也是如此。所以，从普通常识来判断，确实有门槛存在。 然而某种化学物的“每日可忍受摄取量”或是临界值是如何制定的，管理单位又是如何认定没有剂量门槛？这需要动物（老鼠或其他动物）一辈子都暴露在大量（可能是高得不合理的分量）化学物里。剂量一定要很高，肿瘤的发生率才会比那些未接受化学物暴露的对照组动物高出很多，例如高达5%—10%。这可能需要每千克体重100毫克的剂量，而食物污染物或食物中的工业化学物含量，可能只会造成人类一天暴露的剂量只有几微克。若用没有门槛的这种谨慎假设来推断，剂量—反应曲线的起始点就是零，从这条曲线来推断，理论上，在这么低暴露量的癌症发生率是可以判定出来的。相对的，使用某种癌症发生率来计算，就说百万分之一吧（这可能被认为刚好可以接受），就可以判定出会造成这种癌症发生率的暴露值是多少。 不过，这仍只是估计，因为并不知道曲线最底部（最低剂量）的形状，而且几乎可以确定一定会有剂量门槛。几乎不可能判定出在很低剂量时的癌症发生率，因为这需要很大量的动物，还要采取比目前更精确的肿瘤检测方法。因此有意义的推断是必要的，主要基于“剂量—反应”曲线从零开始的假设。这是很小心的做法，并没有考虑到现实的因素：虽然肯定有一个门槛存在，但基于相同的原因，这种门槛是不可能发现的。 表示肿瘤事实上是发生在比曲线零点位置更低的剂量时，这种推论也许表示，癌症的发生率可能是百万分之一，也就是说，在一辈子当中，每天暴露于某种剂量的某种化学物的一百万人当中，会有一个人因为长期化学物暴露而出现肿瘤。这样的风险或机会就是百万分之一，但这只是保守估计，是根据过度高估的发生率而来，真正的癌症发生可能比这个低好几倍。 用很高剂量对啮齿目动物进行研究的化学物当中，其中一半都被证实确实是致癌物质，包括天然化学物在内。在我们所吃的植物中自然产生的化学物，其中的一半都被证实会在这些啮齿目动物身上造成癌症。这是因为对这些动物使用了很高剂量，所以会造成跟低剂量时不一样的反应。这样的实验很粗糙且不精确，而接受实验的动物还是长时期不间断暴露在这些化学物中，并不是偶尔或间断暴露。管理单位这种极度谨慎的作风以及企图把化学物暴露值减少到不可能的低剂量的做法，是浪费时间和金钱，应该把这些宝贵资源用在别处。 至于工业化学物，情况可能大大不同，因为人类有可能暴露在很高浓度的这些化学物中（过去已经发生过多起这类事件）。利用动物研究来进行风险评估，比较可能得出更接近现实的风险评估?被广泛使用的工业化学物氯乙烯，就曾经在人类和啮齿目动物身上造成罕见的肝肿瘤（请参阅第七章）。将现有的几套动物实验资料，利用三种不同的方法进行分析，得出的致癌风险评估，跟从氯乙烯暴露者取得的流行病学分析资料得出的风险评估相似。但是其中有些分析方法是采用动物研究的资料，和已知的肝癌风险相较之下，风险还是比实际情况高估了。 但是，在让动物暴露于高剂量的已知致癌物质时，并不是所有动物都会发生肿瘤，因为动物个别体质不一样。人类彼此体质的差异更大，因此虽然有些人的体质可能比较敏感，但人类整体的癌症发生率更低。 人们如何看待风险？ 人一辈子都会暴露在很多不同的危险情况下，这些都有不同的风险，例如每一次开车都有发生车祸并因此受伤或死亡的风险（这可以计算出来），其他交通工具也同样会有不同但可预知的风险，吸烟、滑雪、跳伞，也都有死亡、受伤或生病的已知风险。 我们可以自己选择是否要从事这些活动，并冒这些风险，即使并非一直都明白这些风险究竟有多大。并不是每个开车或搭车旅行的人，这辈子都会碰上车祸而受伤。如果质问人们为什么要吸烟，可能有人会回答说，有人一天抽两包烟同样可以活到八九十岁。他们知道自己本来可以选择避免伤害，但最后还是选择冒险，因为人们总会认为这类事情不会发生在自己身上。 只要不从事有任何风险存在的活动，我们当然可以减少生命的风险，但即使整天躺在床上不活动，也还是会有风险，例如因为长时间躺着不动，可能就会罹患血栓性栓塞症。生活本来就是充满风险，大部分人都已经学会接受这项事实。其中，使用化学物就是每个人天天要面对的风险。如果头痛或是觉得有哪里不舒服时，我们可能会服用阿司匹林，如此一来就是冒着很小却众所皆知的风险，因为阿司匹林可能会对我们造成伤害，有时候阿司匹林还会造成胃出血。我们可以减少这样的风险，只吃必要的剂量，并且伴着食物一起吞服，但如果我们不愿冒这种风险，那就完全不要吃这种药。生活及生活中的活动，不可能完全没有风险：没有绝对安全的药，也没有绝对安全的旅行方式，我们必须决定是否值得冒这些风险。 生活中不可能有绝对的安全，想要证明某种化学物、某种食品添加物、甜味剂或药物绝对安全，这是不可能的，我们只能证明它们都会产生某种效应。也许因为发达国家的生活环境比较安全，人们的寿命也比以前更长，所以人们开始更担心每天面对的小风险。如果生活状况是必须不停地对抗贫穷、威胁性命的感染与疾病，以及卫生情况很糟的环境，处于这种生活中的人们就不会去担心服用增进健康的药物的同时会有多少风险。 一般大众认知的风险，并不一定跟专家和政府认定的风险相等；每个人认知的风险，彼此也都不一样。有些人爬山时从不使用绳子，或是从事看来极其危险的高空跳伞，然而，这一批人可能会对其他风险大惊小怪，尤其是在面对他们无法控制的风险时。有些人也许不理会，或故意轻视吸烟可能致癌的风险，但却会担心天然辐射物质氡气会渗入他们家里，其实这种担心是不必要的。像这种不相称的焦虑，通常比较可能发生在不同种类的风险中，例如坐飞机旅行和吸烟。 可以理解的是，对个人没有明显利益的风险，比较不会被人们接受。例如垃圾场的焚化炉虽然可以提供热气或电力供社区使用，并且能够帮我们处理掉垃圾，但焚化炉产生的废气中可能含有像戴奥辛这样微量的污染物，则是很多人无法接受的。