地鐵安檢儀會影響健康嗎？-我們離轉基因人類有多遠？-基因抗癌：承諾與心碎

地鐵安檢儀會影響健康嗎？

李劍龍為中文網撰稿2013年9月10日

地鐵、高鐵和飛機為日常出行提供了極大的便利，同時也在我們心中提出一個疑問：每次進站都要經過X光安檢儀，它發出的輻射會影響我們的健康嗎？

簡單來回答：正常情況下我們不需要考慮這些輻射的影響。一說起輻射，有的人會想到原子彈、切爾諾貝利事故或福島核危機。沒錯，這些駭人聽聞事件中的核輻射與車站安檢儀中的X光都是一種可能影響人體健康的「電離輻射」。當人體受到電離輻射的照射時，其中一部分能量可能被人體的各個部位吸收，以一定概率造成分子電離、化學鍵斷裂、DNA損傷，進而引發人體生理反應。但是，正如適量飲酒無須擔心酒精中毒，當某種電離輻射的強度很低，人體的受照時間很短，總有效劑量低於一定標準時，它的健康效應就可以忽略不計了。

中國的《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB18871-2002)規定，公眾受到人工輻射的年平均有效劑量的估計值不能超過1毫希沃特。希沃特是一種衡量電離輻射的生物學效應的單位。通常認為，世界上平均每個人受到的天然輻射的年平均有效劑量是2.4毫希沃特，這些天然輻射包括宇宙射線、地表的電離輻射、通過飲食攝入的天然放射性核素和在室內外吸入的放射性氡氣。與這兩個數字相比，車站安檢儀造成的輻射劑量又有多少呢？由於無法在人體的各個部位植入劑量儀，《中國輻射衛生》2011年發表的一篇論文用計算機程序模擬一個人經過安檢儀的全過程。文章作者假設一個人每年要上班300天，每天兩次經過安檢，每次路過都要耗時20秒。在這個過程中，如果安檢儀進出口處的鉛簾始終保持完整，這個人在一年中受到的輻射總量為1毫希沃特的1/14000。即使鉛簾受到嚴重損壞，打開了3個5厘米寬的縫隙，這個人在一年中受到的輻射總量也僅為1毫希沃特的1/120。與生活中無法避免的天然輻射相比，安檢儀造成的輻射微不足道。

為了推測這些微量人工輻射造成的公眾健康效應，讓我們先看一組比它大得多的數據。國家疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫學所網站上的一份資料顯示，受地質條件影響，我國廣東陽江地區天然放射性水平較高，這裡為群山環繞，山體岩性為花崗岩。花崗岩中，鈾、釷、鐳等天然放射性核素含量較高。山表面的岩層風化並受雨水的沖刷，使含天然放射性核素特別是富含釷的微粒沉積於該地區低洼的地面上。陽江部分地區居民受天然輻射的年平均有效劑量為6.4毫希沃特。也就是說，一個住在這些地區的居民受到的額外的天然輻射劑量遠遠超過其他地區居民從安檢儀處受到的輻射劑量。科學家不但計算了這些居民的年平均有效劑量，還對個人終生累積照射劑量進行了估算，結果並未發現額外的輻射劑量對這些地區的居民健康產生顯著的不利影響（包括癌症、自然流產率、多胎率、不育率、新生兒死亡率、兒童生長發育等）。相反，數據提示這些居民的某些細胞免疫功能有了顯著提高。雖然關於低劑量輻射的健康影響有待於進一步深入，但與之相比，安檢儀的公眾健康效應確實已經低到可以令人放心的程度。

有的人還是擔心，安檢儀會不會對孕婦腹中的胎兒產生影響。事關醫學倫理，這個問題無法直接通過實驗研究，我們可以參考醫學檢查產生的輻射劑量。國際放射防護委員會第84號出版物指出，雖然懷孕早期的輻射風險最為顯著，但輻射致畸效應存在一個約為100毫希沃特的閾值。在有效劑量為1毫希沃特以下的醫學檢查中，醫務人員可以告知孕婦「風險可以忽略」。所以，孕婦不但完全無需擔心安檢儀影響懷孕，而且可以安全地從事安檢儀的操作工作。

X光安檢儀中的行李也會受到一定劑量的輻射，很多每天帶午飯上班的上班族會擔心，被輻射過的食品還能吃嗎？X光是一種高頻電磁波，經過它照射的食物不存在輻射殘留，不影響人們食用，這和核泄漏事故中的放射性塵埃污染有本質區別。在工業生產中，人們常常使用各種輻照技術對食品進行消毒。例如，超市裡熱銷的泡椒鳳爪就是經過輻照處理的產物。

所以，我們不必擔心X光安檢儀會影響健康。不過，在不增加生活和社會成本的前提下，我們也可以設法避免接受不必要的輻射。例如，行李離開安檢儀出口時，旅客應等鉛簾完全放下時再取走，以減少受到鉛簾縫隙處泄露的微量輻射；不要從安檢儀中向外掏行李，更不要隨便鑽進安檢儀。

李劍龍是科學松鼠會成員，理論物理博士。

我們離轉基因人類有多遠？

瑪茜·達基2014年2月27日

加利福尼亞州伯克利——食品與藥品管理局（Food and Drug Administration，簡稱FDA）的一個顧問委員會定於明天開始一個為期兩天的會議，對一種全新的生物手段加以考量，這種手段一旦成功，將產生經過基因修改的人類。這是危險的一步。這些技術將改變一個新生兒全身上下的每一個細胞，其後代也將繼承這些改變。

FDA稱之為線粒體操作技術。相關的步驟涉及將患有遺傳性線粒體疾病的女性的卵子或胚胎的核質取出，嵌入到捐贈者的健康卵子或胚胎中，捐贈者本身的核質已經丟棄。所有子女都將攜帶三個人的基因物質，分別是父親和母親的核DNA以及捐贈者的線粒體DNA。

美國每年有1000到4000名新生兒患有線粒體疾病，大多數在10歲以前發病，癥狀有的輕微，有的極為嚴重。這類疾病通常會阻止線粒體將食物轉化為能量，是基因異常的結果，不過某些情況下也可能因接觸毒素導致。線粒體DNA變異導致的障礙症會通過母親傳給下一代。

基因修改技術的開發人員稱，使用這種技術可以讓患有線粒體疾病的女性生下健康的孩子，同時與孩子還有基因關聯。另外一些人強調這種技術可用於與年齡相關的不孕不育。這些都是有價值的目標。但是這些手段在醫療風險和社會意義方面有著深層次的問題。生下的孩子是不是健康，或者，這種拿細胞當樂高積木的方法產生的細胞干擾是否會導致日後的問題？後代又會如何？我們在人類轉基因上將要走多遠？

這些都是幾十年前就已經提出的擔憂，而那時連對人類基因組的「繪圖」都遠未開始。在那個年代，遺傳學的迅速發展令我們產生了過分樂觀的希望，認為它可以幫我們找到治療諸多疾病的捷徑，並描畫出經過基因改善的嬰兒的宏偉設計藍圖，希望通過改進把孩子變得更聰明，在運動和音樂等方面更具天賦。

而近些年來，許多學者、科學家和政策制定者開始呼籲選擇另一種路線：我們應該小心而周密地去運用人類基因手段治療疾病，但我們不應該用這些手段去操控未來孩子的基因性狀。精子、卵子和早期胚胎的基因修改應該受到嚴格限制，否則我們就可能陷入人類實驗和高科技優生學的危險境地。

不幸的是，目前出現了一些令人擔憂的跡象，根據我們的統計，對遺傳性基因修改的抵觸正在減弱——這種修改在許多國家是被法律禁止的。英國監管機構也在考慮線粒體操控技術，那裡的倡導者跟在美國的同道一樣，希望儘快展開臨床試驗。

俄勒岡健康與科學大學(Oregon Health and Science University)的研究人員使用其中一項技術培養了五隻獼猴。五隻猴子目前看來都是健康的，其中四隻已經成年。但我們要再等幾年才能知道後代會受到什麼影響。

該大學的研究人員自己也在報告中提到，這次獼猴實驗和他們迄今用受過精的人類卵子進行的研究是有差異的。超過一半的人類受精卵——卵子和精子結合形成的單個細胞——出現了在猴子受精卵中沒有觀察到的異常。「看起來人類的卵細胞更敏感，」生殖生物學家、本次研究的首席研究員舒哈拉特·米塔利波夫(Shoukhrat Mitalipov)對《自然》(Nature)雜誌說。

部分媒體在報道中誤導性地稱之為「救命的」技術，彷彿它們面向的是受病痛困擾的人。還有一些報道沒能明確一點，要去考慮使用這些技術的女性少之又少。她們有更安全、更簡單的方案可選。患病的女性可以選擇領養，或使用另一名女性的卵子進行體外受精。當然，這樣一來她和孩子將不存在基因上的關聯，但同時也讓孩子免於承擔極端手段帶來的可怕風險。

FDA顧問專家組稱，此次會議對線粒體操作的思考將僅限於科學層面，任何「倫理和社會政策問題」都不在關注範疇內。然而我們需要面對的恰恰就是這些問題。具備做某件事的能力並不等於我們就應該去做它。

基因抗癌：承諾與心碎

GINA KOLATA2012年8月21日

貝絲·麥克丹尼爾(Beth McDaniel)的腫瘤醫生是一個壯實如熊的男人，他激動地抱著她原地轉了一圈。

「太棒了，貝絲！」約翰·J.戈曼博士(John J. Gohmann)驚嘆道。

自從八年前患上一種罕見的癌症以來，這是麥克丹尼爾女士的淋巴結第一次縮小到正常大小，她的皮膚不再紅腫，困擾她的皮膚髮癢也消退了。

麥克丹尼爾女士當時69歲，她的丈夫退休前是一位企業高管，她把自己抗癌的希望押注在最前沿的個性化醫學上，那是一種稱為全基因組測序的方法，她似乎賭贏了。

科學家們把她體內的腫瘤細胞和健康細胞的全基因序列相對比，找到突變的腫瘤基因，在已獲得批准治療其他癌症或其他疾病的藥物中，尋找能抑制這些基因突變的藥物。科學家們由此給她開出了一種昂貴的藥物，這個葯剛在一個月前獲得批准用於黑色素瘤患者的治療，此前並沒有用來治療她患的這種血細胞癌。從理論上講，這種藥物可能導致她死亡。事實則剛好相反：這個葯看來似乎抑制、甚至逆轉了她的癌症。

但這能持續多久？如果這種葯的療效不能持續，那麼這意味著什麼？

最終，麥克丹尼爾見證了遺傳學最前沿的研究，走過了一段跌宕起伏的歷程。基因測序和分析的難度超過了她的家人的想像。結果是令人驚嘆的，測序分析表明一個奇怪的基因異常導致她罹患癌症，而一種新葯可以與這個基因突變作戰。但令人心碎的是癌症只偃旗息鼓了幾周，不久就捲土重來。麥克丹尼爾女士的親身經歷揭示了這種新的治療方法在實踐中面臨的挑戰，即使像她這樣的人也要經歷重重困難——她本人既有財力、又有人脈，能夠做如此複雜的癌症基因組測序分析。她的丈夫羅傑·麥克丹尼爾(Roger McDaniel)曾在半導體製造行業的兩家公司擔任首席執行官，她家裡負擔得起約4.9萬美元的基因組測序分析費用。他們一家原本還準備承擔更高的醫療費，但令他們驚訝的是，她的保險公司支付了幾乎所有的藥費。而做測序數據分析的科學家們則沒有收費。

從一開始，家人就知道她在這場基因賭博中的勝算並不大，但她認為自己也沒什麼放不下的東西了。

「如果這種方法不起作用，或者我就這麼走了，你不要傷心，」她對做分子生物學研究的兒子蒂莫西(Timothy)說：「反正左右都是死啊。」

猩紅色皮膚和皮炎

貝絲·麥克丹尼爾的癌症始於全身發癢。然後她的皮膚變成猩紅色，接著開始發炎。

她花了一年多時間，看了無數專家，終於在2005年，一位皮膚科專家找到了確切的病因：時年62歲的麥克丹尼爾患了Sezary綜合征，這是一種罕見的T細胞淋巴瘤，患者的白細胞發生癌變，並轉移到皮膚。她的醫生們如實告訴她，這種病無法治癒，也沒有標準的治療方法，處在她這個分期的患者，平均存活時限不到幾年。

「當然，我很震驚，」麥克丹尼爾女士去年9月在接受記者採訪時說。

確診後的那天，丈夫開車帶她回家，她哭了一路，祈求上帝幫助自己應對這一切。

患癌症之前，她的生活多姿多彩：遊山玩水，週遊世界，款待親朋。一場病毀了這一切。她甚至不能好好欣賞家裡修剪得整整齊齊的花園，因為一被陽光曬到，發炎的皮膚就會非常疼痛。

雖然沒有標準的治療方法，但化療還是使她的病情緩解了五年的時間。但在2010年夏天，她的病情急轉直下，上百個腫瘤包塊從她的皮膚下面竄出來。有些包塊甚至能長到獼猴桃那麼大，然後破潰。

她的兒子麥克丹尼爾博士決定親自上陣，使用最先進的技術對她的癌症進行基因測序和分析。當時他在一家專門做DNA測序的公司Illumina公司工作，讀過很多相關科學報告，參加過很多醫學學術會議，在這些會議上他聽過各種全基因組測序的研究報告。他注意到，這些做基因測序的病例似乎都患有罕見的癌症。

「每當我聽到這些病例報告，我就會想，『我媽媽就是那個病例』，」他說。

到目前為止，針對癌細胞中特定基因突變的靶向治療藥物還不是很多。但人們希望，隨著基因研究的發展和更多新藥物的研發，將來醫生可以通過同時抑制幾個關鍵基因來治療癌症。幾條逃生路線被同時阻斷，這樣，癌症將無法突出重圍，擺脫藥物的重重封鎖。

兒子的全時專業服務

從理論上來說，麥克丹尼爾博士似乎能輕而易舉地為他媽媽做基因測序。獲取和分析DNA序列的技術都取得了很大進展，測序費用直線下降。他介紹說，測序費用降得非常快，如果今天做測序，那麼就只要花26200美元，而在去年，還需要花46280美元。

第一個難關是活檢取得麥克丹尼爾女士的癌細胞樣本。一位醫生告訴她，這種方法成功的可能性非常渺茫，她還不如拿著這筆錢度個假。另一位醫生似乎有興趣，但並沒有接手。第三位醫生給她做了兩次活檢，但未能取得可用於測序的DNA。

最後，麥克丹尼爾博士和妻子吉婭(Gia)做出了一個決定：他應當把幫助自己的媽媽當作全職工作來完成。他向公司告假，然後與妻子帶著他們的三個孩子，從聖地亞哥舉家搬遷到肯塔基州的列剋星敦市。

「一直以來，我不是一個特別謙卑的人，」貝絲·麥克丹尼爾說：「這個舉動使我變得謙卑。」

在列剋星敦地區，麥克丹尼爾博士的父母擁有兩所房子。其中一所房子建在馬場邊，當時是閑置的，他將二樓的一間卧室改為辦公室。他像對待正式工作那樣，每天從家裡開車去辦公室。他在辦公室穿著正式的工作服、長褲和襯衫。此時，母親的癌症惡化了。

「她渾身就像石子路一樣，上面長滿了腫塊，」她的皮膚科醫生費爾南多·R.德卡斯特羅博士(Dr. Fernando R. de Castro)說：「這些腫塊摸上去，就跟大理石和鵝卵石一樣。」她的胳膊和腿上有幾個大的包塊都潰裂了。「我們開始談到臨終關懷。」

麥克丹尼爾女士說自己不是一個虛榮的人，但臉上長滿了紅色腫塊，這讓她不好意思出門。她睡在冰墊上，還要隨身帶一個冰墊，以緩解持續不斷的皮膚瘙癢。

每天晚上五點半左右，在皮膚瘙癢最難以忍受的時候，她就把頭枕在丈夫的腿上，他們一起在大房間里看電視，長達幾個小時的時間，他輕輕地給她撓背，想要減輕她的痛苦。

疾病持續惡化，最終，她接受了似乎是不可避免的命運，於是開始把自己的衣服送人，安排後事，她給一些自認為得罪過的人留下遺言，請求他們原諒自己。

「她認為，我們所有人也都認為，她已經等不到完成基因測序的那一天了，」麥克丹尼爾博士說。

結果，在2011年1月，德卡斯特羅終於取到了活檢的腫瘤組織樣本，為了與正常細胞相比，他還取了她的唾液樣本。麥克丹尼爾女士皮膚上遍布數以百計的腫瘤，他從其中一個腫塊上取得了鉛筆橡皮擦大小的活體組織，樣本冷凍在液氮中，連夜遞送到位於亞利桑那州斯科茨代爾的梅奧醫學中心(Mayo Clinic)。到了2011年4月，Illumina公司和TGen研究院（一個非營利性研究機構）的科學家們完成了樣本的基因測序。

接下來是最困難的部分——序列分析。時間緊迫，麥克丹尼爾博士親自上陣，並取得了TGen研究院和兩個生物技術小公司的支持。

一個細胞中有30億個核苷酸符號

約翰·卡普頓(John Carpten)是TGen研究院的腫瘤學家，他和大衛·克雷格(David Craig)都是基因序列數據分析的熟手，但即使他們也很難適應這個項目的龐大數據量。

麥克丹尼爾女士的基因數據是存儲在硬碟驅動器，通過郵寄遞送的（因為數據量太大，所以無法通過互聯網傳送）。光是從硬碟驅動器把這萬億位元組的數據信息讀取出來就花了一整天的時間。卡普頓解釋說，僅僅一個細胞中的DNA就有30億個核苷酸符號，代碼是A、T、G和C四個字母。如果把這些字母列印到紙上，那麼一個細胞中的DNA數據量就能填滿一個中等規模小學的圖書館。

測序時不可避免會發生差錯，為了確保數據準確無誤，研究人員對每個樣本都要做30次的重複測序，也就是30個圖書館的數據量。做比較的正常細胞也這麼測序——又多了30個圖書館的數據量。非但如此，這種數據並不是整齊的基因片語和句子的形式。恰恰相反，克雷格博士說，「測序數據是碎片段，看起來像是被碎紙機裁切過一遍似的。」

「這就像是拼接有10億片碎片的拼圖，」卡普頓博士說。

最後，他們把正常細胞和癌細胞的基因序列進行比較，結果發現了約1.8萬個差異位點，但其中大多數都沒有已知的致病意義。

終於，序列分析工作完成了，在5月18日，麥克丹尼爾博士飛赴TGen研究院。 研究人員們在麥克丹尼爾女士的癌症基因中發現了一個可疑的基因變異，但是他們不能確定這個變異意味著什麼。

看起來麥克丹尼爾女士的癌細胞中，兩個基因似乎相互融合，其結果是使得癌細胞中細胞生長的信號傳導通路就像接反了的交叉線。研究小組推測，她免疫系統的T細胞癌每次得到了抑制增長的信號，這些癌細胞的反應卻是如同得到了刺激增長的信號，結果會繼續增長。而每次得到了刺激增長的信號，這些癌細胞的反應就是停止增長。

如果他們的推測是正確的，那麼就應該施加刺激T細胞增長的信號，以抑制她癌症的增長。有一種新葯剛好可以用來治療刺激正常T細胞增長，這種葯通用名為易普利姆瑪(ipilimumab)，商品名是伊匹單抗(Yervoy)，是一種治療黑色素瘤的新葯。

但是如果研究人員的推測是錯誤的，那麼這種葯很可以會斷送她的性命。

在5月18日，星期三，他們站在白板前討論了兩個小時，試圖弄清這個基因融合的確切含義。隨後，麥克丹尼爾博士帶著測序分析的數據趕回家，請Illumina公司的同事從含有5000萬個基因序列的資料庫中，幫他再找出幾個關鍵的基因序列。5月22日（星期日）晚上，他得到了這幾個基因序列，馬上開始破譯分析。到了晚上10點，他弄明白了：TGen研究院的科學家們發現的基因融合是確切的。

「剎車踏板被連到油門上，」麥克丹尼爾博士這樣形容這種基因融合。

他工作了一整夜，查閱到了一篇科研論文，發現科學家曾有意融合了這兩個特異的基因，結果發現在基因融合後，確實發生了T細胞增長信號的逆轉。

在早晨5點45分，麥克丹尼爾博士給合作者們發了一封電子郵件。

「我當時實在太疲憊了，不管你信不信，我竟然忘記在郵件中提到這個治療藥物，」他說。

他睡著了，一覺醒來已經是上午11點鐘，他立馬趕到電腦前工作。他在疲憊中忘記提到的治療黑色素瘤的藥物，應該能夠一舉擊中這個基因變異位點，由此他母親的病情發展就能被抑制住。「我當時驚喜得合不攏嘴，」麥克丹尼爾博士說：「這個分析結果的含義是如此激動人心，以至於我都不敢相信。」

病情顯著好轉

在7月28日，麥克丹尼爾女士打了點滴，第一次用上了這種葯，效果似乎很顯著。她的腫瘤醫生戈曼博士驚嘆不已。她的兒子一直擔心他和醫生們可能會犯嚴重的錯誤，此時他們都欣喜若狂。

麥克丹尼爾女士除了去醫院就診之外，已經幾個月沒有出過家門了，自從用了這種葯，她可以每天出門，去電影院看電影，去餐館就餐。

她以為自己快不行了，所以許多衣服都已經送人，結果到了結婚紀念日這天她都不知道應該穿什麼。她有件很喜歡的外套，穿起來寬鬆又舒適，但丈夫記起來，「那件衣服早就送人了。」因為服用藥物期間不能喝酒，於是她和丈夫在安靜的餐廳喝著冰茶。

「我們回憶往昔，但也在暢想我們共同希望的未來，」麥克丹尼爾先生說。

但是病情的緩解只持續了幾個星期。到了九月底，癌症又一次復。

麥克丹尼爾博士不想放棄。他安排給母親的腫瘤再次測序，以便尋找新的基因突變，但卻沒有發現顯著的線索。他每天拚命篩選分析數據，同時打電話給他的父母。他們稱他為州長，希望他會給母親帶來另一次死緩通知。

幾位研究者在測序數據中找到了一個不太重要的基因靶點，這是一個抑癌基因（抑制T細胞增長的基因）的突變。有幾宗未發表的研究報告表明，在實驗小鼠體內，帶有這個基因突變的T細胞，在一種治療腎癌的藥物作用下能夠停止增長。

此時，麥克丹尼爾女士的身體在癌症和各種藥物的猛攻下已經徹底垮掉了。她家裡安置了醫院的特護病床，在一名護士和一名助手的幫助下，她進入了臨終關懷期。

「根據基因組測序的數據和未發表的研究論文，我們找到了不太可靠的證據，」麥克丹尼爾博士說。

新葯的副作用不大，家人和醫生決定給她試用這個葯。

「就算我們什麼都不做，她也只能再活一到六個星期了，」麥克丹尼爾博士解釋說。

麥克丹尼爾女士在11月26日拿到了葯。但是她已經病得下不了床，連用吸管喝水都喝不進去了。兒子蒂默西把三個孩子逐個領進她的卧室，和她道別。

「她說不了話了，但眼睛睜著，看到每個孩子時會輕輕笑一聲，表示認得出他們，」麥克丹尼爾博士說。

三天後，她短暫地迴光返照。丈夫一直握著她的手。

「她說了聲，『我愛你』，」麥克丹尼爾先生說。「然後又重複了兩遍。我親吻她的額頭，告訴她我愛她。這就是我們彼此說的最後一句話。」

第二天早晨，11月30日，麥克丹尼爾先生很早就醒了，他走進妻子的房間，發現她的呼吸變得不規律。他憂心忡忡地走出房間，讓臨終關懷的護士打電話給醫生。「在我走出房間的那幾秒鐘里，她走了，」麥克丹尼爾先生說。

試圖救治她的研究人員們也心碎不已，留給他們的是一長串的假設。「好好回想一下，我們究竟為她爭取到了什麼？」德卡斯特羅博士問。在去年一月，麥克丹尼爾女士一度生命垂危。如果沒有基因測序或這些新葯治療，那麼她的生命能延長到11月嗎？ 研究人員的這種新治療方法對她有實際意義嗎？

「我希望我們真的幫到她了，」德卡斯特羅博士：「但我真的很不確定。」

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