NSR專欄：專訪：全球環境健康面臨哪些挑戰？

圖源：Pixabay.com

撰文 | 徐麗 趙斌（中科院生態環境研究中心）

翻譯 | 陶夢縈

校譯|趙 斌

責編 | 陳曉雪

知識分子為更好的智趣生活ID：The-Intellectual

污染引發的健康問題在全球範圍內引發關注。在中國，近年來的高速經濟發展也伴隨著公共健康問題和環境退化。2016年，《國家科學評論》（National Science Review）採訪了《環境與健康展望》（Environmental Health Perspectives）的主編薩莉?佩羅?達尼博士（Sally Perreault Darney）。《環境與健康展望》是環境健康領域的前沿期刊，由美國國家環境健康研究所出版。這是一份完全開放獲取的期刊，內容包括經同行評議的研究和評論文章，以及新聞和觀點文章，涉及多個和環境健康有關的學科，如毒理學、流行病學、風險評估和暴露科學等。我們想知道達尼博士如何看待科學研究在確定和解決當今世界環境健康問題中所起的作用。達尼博士擁有生物醫學博士學位，在美國環境保護局的研究發展辦公室從事多年研究工作且建樹頗豐，後於2015年加入國家環境健康研究所。

NSR：您如何理解環境健康？環境怎樣影響生活，而相關領域的科學家該如何幫助我們更好地理解環境和健康之間的關係？

Darney：我對環境健康的興趣可以追溯到20世紀70年代初，當時我在一個社區學校教生物學。那個時候，美國越來越強烈地意識到環境污染問題及其對人類健康的潛在有害影響。我發現，我當時的學生並不太了解他們的健康情況和賴以為生的環境，也不太了解兩者之間的關係。出於對教學的熱情，再加上我意識到我們欠缺用來解決環境健康問題的知識，我決定回到研究生院，投身研究工作。

從研究生院畢業並在公共衛生學院做完博士後研究後，我在美國國家環境保護局（US Environmental Protection Agency, EPA）的研究和發展辦公室負責一個研究環境污染對健康影響的項目。在環保局工作的三十多年裡，我對環境和健康問題的認識得以拓展，這得益於我和暴露科學家、工程師、生態學家以及衛生領域的同事之間的有益互動。

如今，作為期刊《環境與健康展望》的主編，我把自己的廣闊視野應用到辦刊中，我們力爭發表最有份量的環境健康研究成果，為政府政策制定者、私人部門和生物製藥領域提供可靠的信息。誠然，我們的決策是建立在科學發現的基礎上，但也需考慮其他各種因素，如經濟狀況、文化規範和政治意願等。由於過去的失敗決策或決策空缺，我們一直承受著有害暴露帶來的後果，並面臨著治理環境的迫切需求。另一方面，我們需要具備前瞻思維，把污染阻止在源頭，避免潛在有害物質進入我們的食物、空氣、水體和土壤。我們現在有更多的科學知識和數據來幫助我們這樣做。

在更好的技術、工程和計算能力支持下，治理環境和預測潛在有害物質變得越來越可行。我們可以把這一知識應用在產品的整個生命周期，也就是「從搖籃到墳墓」的整個過程。我們需要估算整個過程中的潛在化學危害，不只是最終產品中所含有的，還有在產品合成、使用以及最終處理過程中所使用的能源和化學物質中所涉及的。重要的一點是，我們應該在決定投產前就針對產品做好這類分析。

有這種先見之明，並且採用一種「系統方法」，我們應該能夠做出明智的決策，從而生產出更安全更有持續性的產品，並同時做到防止污染、創造就業和削減成本。

Sally Perreault Darney, 《環境與健康展望》主編。Courtesy of EHP

NSR：我們當前面臨著怎樣的環境問題？

Darney：我們的環境和依附於環境之上的社會是很複雜的。因此，我們的環境問題很複雜；相應的，複雜的問題需要複雜的解決方案。這樣看來，我們需要思考的不僅僅是這些問題本身，還有用來解決這些問題的技術和專業知識。解決環境問題通常需要採取多學科的途徑，需要毒理學、暴露科學、生物監測、流行病學、生物醫學、健康學、工程學、社會科學、經濟學和政治學等各領域的科學家一起合作。這樣我們才能考慮到問題的所有複雜層面，並找到解決方案。

關於具體的污染問題，我認為空氣污染是首要重點。世界上某些地區出現了嚴重的空氣污染問題，中國便是其中之一。流行病學研究已經充分表明，空氣污染和呼吸系統健康問題以及癌症之間存在相關性；另外，關於空氣污染能影響神經系統發育的證據也越來越多（如兒童智商問題和代謝疾病的風險）。在環境暴露學研究方面，我們加深了對空氣污染物成分的了解，也認識到我們需要探究污染物成分之間的相互作用。過去，我們一次只會研究某一種成分和某一種健康威脅。如今，空氣質量專家呼籲加深對所有成分的了解，這些成分不僅包括常規空氣質量標準中列舉的物質，還有工業活動產生的多種金屬和揮發性物質。此外，我們還需要研究氣候因素（溫度、直接日照、風、降水等）如何影響某特定地區空氣污染物的濃度和組成，並利用相關信息建立預測模型，從而做好公共衛生預防。

通過評估複合暴露及其效應，化學物暴露和水污染相關的問題同樣也能得到更好的解決。

NSR：哪些因素讓環境健康成為了一門獨特的學科？

Darney：環境健康學本質上具有很強的學科交叉性。尋找解決方案通常需要多個學科的科學家和決策者一起合作，因此他們需要了解不同學科的獨特觀點、要點和技術術語。這個領域的發展速度不快，但其發展卻是亟需的。隨著人口持續增加，人類社會活動消耗地球自然資源的速度大大高於其再生速度，這一點已是共識。而我們只有一個地球。人類活動造成的後果越來越明顯，如食物資源（海洋魚類）銳減、制氧的森林遭到破壞、珊瑚礁（支持著大量水生生物）正在消失、人們因為空氣和水污染患上各種疾病等。我們必須抱有解決環境問題的堅定信念，才能確保人類後代和地球的持續發展。我們現在亟需優先考慮這些問題，並傾注信念和資源去解決這些問題。這一點很難做到，因為我們眼前有太多迫切需求，如醫療服務和就業機會等。另外，很多環境問題具有國際屬性，需要多個國家齊心協力去解決，但這些國家之間的關係可能並不好。這一切都不容易。我們的教育系統應該向年輕人講授環境健康問題，把這一問題中所有複雜的方面都講授給他們，並鼓勵他們投身這一領域。

我之前提到，跨學科研究需要各領域的專家們互通信息，但他們運用的專業術語和研究方法各不相同。比如，毒理學研究傾向於將複雜問題趨於簡化。我們用動物或體外培養系統分離出某一變數，並試圖維持其他條件不變，以獲得確定的因果關係。但我們生活在一個充滿複雜暴露的環境中，人們對環境污染源的反應也各不相同。不同的反應取決於遺傳和表觀遺傳的差異，也有年齡、性別、飲食和其他因素的影響。在現實世界中分析這些因素，我們需要採取流行病學方法來識別和評估不同的健康決定因素。舉一個哮喘的例子。生物醫學研究表明，一些人患上哮喘是由遺傳決定的，但環境科學提供的大量證據表明，暴露在空氣污染和（或）某種過敏原以及其他污染物中的人更有可能患上哮喘，而且癥狀更為嚴重。我們需要把內源（生理上的）風險因素和環境風險因素綜合考慮，這樣我們才能找到治理空氣污染和防止環境誘因出現的最佳策略。我們不能改變自己的基因，但可以通過改變環境來控制風險和促進健康。

NSR：環境健康研究在方法論上有何新突破？現代科技如何助力這方面的研究？我們怎樣才能把相關學科的方法和觀念更好地融入這一領域？

Darney：環境健康研究的很多方面都從新方法的發展中獲益。分子遺傳學的進展為評估環境暴露導致的基因表達變化提供了工具（如基因陣列、RT–PCR、全局和特異性表觀基因組分析），也可以用來闡明具體的作用機制（如基因敲入／敲除的小鼠和細胞模型）。分析化學儀器和代謝組學的發展使我們不僅可以檢測到環境中的化學物質，還能對這些化學物質及其代謝物的水平、以及它們與人體、動物模型和細胞中內源性化學物質之間的相互作用進行監測。這些信息促進了監測系統的發展，提高了對人類遭受化學物質暴露的監控能力，而且能被運用於基於生理學的藥物動力學模型，幫助我們理解發病原因。另外，生物信息學方法的發展和計算能力的提高為毒理學家提供了必要工具，讓他們能對數千種化學物質進行篩選，確定這些化學物質激活致病生物途徑的能力。此類方法被統一稱為「21世紀毒理學」，它們實現了高通量模式下的毒理預測，比傳統方法更加節省時間和資源。

監測設備相關的工程學進展也給這一領域帶來了變革。比如，微型檢測儀實現了更精確尺度下的環境監測，並讓「大眾科學家」可以在他們生活、工作和休閑的地點收集私人監測數據。一些設備則把化學物質檢測和心率血壓等人體生理信息監測結合起來。此類信息不僅有利於環境研究，還有益於個人進行健康行為和活動方面的決策。另外，互聯網還促成了此類信息的「眾包」。

NSR：發育毒理學是環境健康領域的重要學科之一。您認為這些新科技能給發育毒理學研究帶來何種幫助？為什麼面臨暴露風險時兒童比成人更脆弱？

Darney：我之前在環保局的研究工作主要集中在發育和生殖毒理學方面。上世紀90年代到本世紀初，我們在環保局的生殖與發育評估方法指南中添加了新的測試內容，拓展了依據指南進行評估時所能獲得的信息量。而當前的研究更側重於分子和細胞層面，包括用幹細胞來評估化學物質對胚胎髮育早期生理活動的影響。例如，幹細胞可以通過體外培養分化成心肌細胞，相關發現幫助我們加深了對心臟發育的了解。新的分子生物技術也被用來確定環境暴露和環境條件會在何種程度上引起表觀遺傳修飾，從而影響個體在胚胎髮育中的時間節點控制及成年時期的健康狀態。

在兒童健康方面，母親-兒童隊列研究讓我們更加了解環境對發育的影響，相關研究早在上世紀90年代末就開始進行。早期的研究重點是孕婦接觸到的化學物質和藥物如何導致胎兒出現先天缺陷，新近的研究（通過縱向追蹤孩子出生到青春期的情況）則發現，童年時期的有害暴露可能會增加未來患上慢性病的風險。這類研究都屬於「健康與疾病的發育起源」這一概念範疇。諸如此類的研究讓我們認識到，兒童在很多方面都比成人更加脆弱。按單位體重計算，嬰兒和兒童比成人呼吸更多空氣、喝更多水、還消耗更多食物。所以如果任何介質中（食物、空氣、水等）出現污染物，兒童的暴露風險都高過成人。另外，由於兒童的身體還在持續發育，他們比成人更容易受到干擾生長發育的化學物質的影響，後果也更可能是永久性的。

我還想談一下風險評估方法和風險管理策略上的改變。我們現在有更好的方法來預測複合暴露的風險，也有更好的途徑來減少和多種化學物質的接觸。隨著公眾，尤其有子女或處於孕期的女性，的興趣的增加，我們亟需向公眾提供獲知正確信息的新途徑，讓他們了解如何避開有害暴露，同時也要避免引發不必要的恐慌。我們提供的信息不僅要保證可靠性，其呈現方式還要做到讓沒有專業知識的公眾也能理解。《環境與健康展望》這樣的期刊就在這方面起到了重要作用。

NSR：作為全球科學研究的重要貢獻者，中國當前面臨著嚴重的環境挑戰。關於發展環境健康研究和環境保護，您對中國環境健康研究界、相關機構和政府有何建議？

Darney：我認為中國有一些很特殊的環境問題，這些問題的起因和本質需要得到更好地理解，這樣才能採取相應措施。我很熟悉美國的環境監管控制，但並不太清楚中國官方是如何應對環境問題的。我最近去北京和武漢時發現，中國的空氣污染是一個持續且顯而易見的問題。工業化和經濟發展帶來的排放加重了這一問題。食品安全也是各地的迫切需求，在中國的一些大城市，為了在運輸和分銷的過程中使食品保持新鮮，這些食物必須要經過包裝和處理，所以這些城市中的食品安全問題也就格外突出。好消息是，中國的環境科學家經費相對充足，他們有先進的設備和工具來研究相關問題。世界上的其他一些國家也面臨著類似甚至是更加嚴重的環境問題，中國可以在尋找解決方案上起帶頭作用，把相關成果帶給那些研究資金和科研能力相對欠缺的國家。

和世界其他地區的科學家一樣，中國科學家也需要有途徑來獲知最新的科研發現。我很自豪的是，美國國家環境健康研究所將《環境與健康展望》的內容全部在網上公開，任何人都無需繳費或訂閱即可獲取。我們的中國合作方還建議我們把一部分內容翻譯成中文，特別是關於當前重要議題的新聞文章。受此鼓舞，我們在幾年前推出了《環境與健康展望》的中文版。中文版把新聞和一些有關中國的文章翻譯成中文發表，這對中國決策者和公眾來說相當有幫助。

《環境與健康展望》也收到了很多中國科學家的研究論文來稿。來自中國的文章和期刊收錄的其他文章一起，為中國提供了可用於解決環境問題的信息。作為全球環境健康領域的重要部分，中國科學家貢獻的新知識不僅能為中國的環境政策效力，還有益於全球。

NSR：近期的研究表明，人類的生殖能力可能在下降。環境污染在其中扮演著什麼樣的角色？

Darney：上世紀90年代的一些論文指出，男性的精子數量在逐漸下降。在美國，因為生育問題而尋求醫學幫助的夫妻比例似乎在增高。這類報告引起了相關領域對可能造成此類有害影響的環境污染物的擔憂，並推動了這方面的研究，特別是在丹麥和美國。還有一些研究表明，睾丸癌（年輕男性中最常見的癌症）罹患率在丹麥等一些國家出現增長。這些發現激發了大量關於男性生殖健康與環境關係的新研究，推動了研究設計、分析和實驗方法的進步。另外，由於世界上很多地方的夫婦都選擇在年紀更大的時候生孩子，而年齡和生育成功率下降有關係，因此當前的研究都會把年齡和其他人口信息考慮在內，並納入生活方式因素帶來的影響，如節食、飲酒和吸煙等。採用一種更系統化的研究方法，並同時考慮多種決定因素和測量指標，有助於這項研究的進行。

NSR：環境問題會影響每個人的生活。人們每天都能接觸到關於環境和健康的大量新聞。我們該如何「過濾」這些新聞，以獲得真實有用的信息？科學家如何幫助公眾獲得可靠可信的資訊？

Darney：顯然，環境問題影響著每個人的生活，報紙、雜誌、電視以及互聯網上都有大量關於這方面的文章和報道。其中一些可能帶有偏見或者誇大其詞，因此我堅定認為我們應該教育公眾，讓他們有能力去分辨可靠信息和所謂的「垃圾科學」。年輕人尤其要學會不去相信互聯網上的所有信息。我們需要教育年輕人，讓他們有足夠的科學背景知識去質疑文章中的結論。每個研究都不同，其關注的是暴露於不同化學物質、生活在不同環境中的人群。因此，沒有一個研究是決定性的，所有知識都應該被綜合起來考慮。

像《環境與健康展望》這樣的期刊會發表學術評述，評估一段時間內發表的科學發現。這樣的「系統性評述」會根據明確的標準來評估某一論證的可靠性，這些標準包括研究規模以及分析力度等。這樣的評述對監管決策的制定很有幫助。

我還認為，所有的年輕人都應該在學校里學習科學方法，在閱讀大眾傳媒上的文章時更具批判思維。相應地，這意味著我們需要對老師進行教育。每個人都應該知道如何在網上尋找可靠信息。最近，《環境與健康展望》改版了網站，我們現在的新聞內容減少了技術術語，更加面向普通大眾，不僅更容易被讀者發現，而且還提供鏈接指向其他網站的可靠信息，如為女性提供生育健康信息的網站。

在美國，很多政府機構和非政府組織都建立了網站，為公眾提供健康方面的資訊，其中也包括環境健康相關內容。很多廣播和電視節目也有科學方面的內容。接受這類節目採訪的環境科學家應該用公眾能夠理解的語言來和公眾溝通。這樣一來，環境科學家、期刊和大眾傳媒都能在公眾的環境健康教育中發揮關鍵作用。

英文原文2016年12月11日發表於《國家科學評論》（National Science Review ，NSR），原標題為「Global environmental health : an interview with Sally Perreault Darnet」。NSR是科學出版社旗下期刊，與牛津大學出版社聯合出版。《知識分子》獲NSR和牛津大學出版社授權刊發該文中文翻譯。

製版編輯：黃玉瑩 |

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