實驗室的幾滴液體落在橡膠手套上,15 秒後就宣告了她的死亡
自古以來,人類對汞的着迷從未斷絕。
無數方士與術士在追逐長壽與財富的過程中中毒殞命,“以毒攻毒”的概念卻使得汞具有了獨特的藥用價值。直到二十世紀,數起臭名昭著的大規模汞中毒事件的發生,才讓全人類重視起了汞,尤其是有機汞中毒的問題。
日本的水俁病患者丨每日新聞
二十世紀中期,日本熊本縣水俁市出現了大量奇特的病人。這些患者手足麻痹,運動失常,並伴隨着失智、精神錯亂等症狀。根據當地的地名,這種病被命名爲“水俁病”。後續調查發現,這些症狀是由有機汞中毒導致的,而汞的來源是位於水俁的肥料工廠。
十年後,日本新潟因企業亂排放含汞廢液再次爆發“水俁病”。兩次事件共計對數萬人造成了不可逆的損傷,數千人因此喪命。
1971 年,伊拉克民衆由於誤食甲基汞殺真菌處理過的小麥和大麥種子,再次爆發大規模汞中毒事件,造成六千餘人中毒,數百人死亡。
這幾起事件的發生,引起了科學界對金屬中毒的高度關注。
凱倫・維特哈恩丨達特茅斯學院
就職於達特茅斯學院的凱倫・維特哈恩(Karen Wetterhahn)就是金屬毒性研究的佼佼者。可沒有人想到的是,這位可能是當時全世界最瞭解金屬毒性的人,最終卻因爲一次意外的金屬中毒事件,永遠的離開了我們。
突如其來的汞中毒
1996 年 8 月,凱倫像往常一樣,使用二甲基汞對 199Hg 核磁共振波譜儀進行校準。當幾滴二甲基汞不小心滴到凱倫的橡膠手套上時,對實驗室安全操作無比清楚的她並沒有太往心裏去。
她有條不紊地關上裝有二甲基汞的試劑瓶,並標記好試管,再仔細地將檯面清洗乾淨,最後纔將被污染的手套脫下。
二甲基汞丨維基百科
但幾周之後,凱倫發現自己的身體開始出現異常。她的手腳趾開始疼痛,學生反饋聽不清她上課時講的話。
五個月後,凱倫身體的平衡變得異常困難,視線也開始變得模糊。種種跡象,讓熟知汞中毒症狀的凱倫立即警覺起來。凱倫立即前往醫院,並被確診爲急性汞中毒。
此時凱倫血液與尿液中的汞含量高達 4000 µg/L 與 234 µg/L,是正常人的 500 與 50 倍,更是遠超汞的毒性閾值。
由於此時凱倫的汞中毒已經非常嚴重,醫院立即採用了極其激進的螯合療法來清除她體內的重金屬,但凱倫的身體狀況依舊加速惡化。
就在凱倫出現神經系統症狀 3 周後,凱倫陷入深度昏迷,成爲了“植物人”。
1997 年 6 月 8 日,大腦重度受損的凱倫永遠的離開了深愛着她的丈夫與兩個孩子。
在凱倫失去意識之前,她終於想起來,自己汞中毒的原因,可能正是五個月前,那次她沒有放在心上的小意外。
失效的橡膠手套
時間回到 1996 年 8 月,當那幾滴二甲基汞滴落在凱倫的橡膠手套上時,沒有人知道橡膠手套在二甲基汞這種高有機性的劇毒物前形同虛設。
這些致死量爲 400 mg 的毒藥迅速穿透了凱倫的手套,並在接觸到皮膚的一瞬間,被皮膚吸收。整個過程不超過 15 秒。
當凱倫正在進行整理試驗檯的操作時,這幾滴二甲基汞就已經宣告了凱倫的死亡。
二甲基汞在進入人體後難以隨着代謝被排出體外,反而會產生造成“水俁病”的甲基汞。對於甲基汞,人類大腦引以爲傲的血腦屏障也束手無策,任其穿透。隨着甲基汞在大腦中的生物富集,它們會與半胱氨酸形成複合物,最終對人體的神經系統造成不可逆的損傷。
儘管研究重金屬對生物損害的凱倫對甲基汞的毒性瞭如指掌,但人類對二甲基汞穿透性的知識盲區,還是帶走了她的生命。
因爲對自己事業的熱愛,這位金屬毒性研究的巨匠,在失去意識前對治療自己的醫生說出了自己的遺願,那就是讓科學家與醫生竭盡所能研究二甲基汞,使其他的學者不重蹈覆轍。
關於凱倫的研究發表在 NEJM 的論文丨NEJM
爲了完成凱倫的囑託,治療她的醫生在死後對凱倫進行了解剖,並把一份詳細的報道發表在了醫學頂刊 NEJM之上,向世人警告二甲基汞的危害。
在論文發表後,監管機構對二甲基汞的使用加以了限制,並要求使用特製的手套進行二甲基汞的相關操作。
凱倫的遺產
作爲一名傑出的化學家,凱倫留下的遺產遠不止二甲基汞毒性的警示。身爲一名女性學者,凱倫推動了女性科學家在學術界地位的提升。在任職期間,凱倫成功將達特茅斯學院主修科學的女性數量從 13% 提高了 25%,成爲全美模範。
凱倫名下的獎學金丨達特茅斯學院
在凱倫離世後,達特茅斯學院以凱倫之名設立了基金會,向優秀的化學博士提供資助。也無時無刻不在告誡着世人,實驗室安全的重要性。
安全第一、實驗第二
作爲生物或者化學領域科研工作者,我們的日常工作中難免會接觸到大量高危實驗。
由於違規操作與實驗室安全管理的不規範,這些高危實驗已經釀成了多起慘劇。
清華大學實驗室爆炸
2015 年 12 月 18 日,清華大學化學系發生火災,造成一名博士後當場死亡。
2018 年 12 月 26 日,北京交通大學市政與環境工程實驗室發生爆炸燃燒,造成 3 人死亡。
類似的新聞每隔一段時間都能見到,但對比起化學實驗事故造成的“物理傷害”,生物實驗室中“魔法傷害”也值得大家重視。
Dora Lush
1943 年,年僅 33 歲的澳大利亞女細菌學家 Dora Lush 在向小鼠接種斑疹傷寒病原時不小心扎中了自己的手指,並因此染病。四周後,Dora Lush 不治身亡。
事故發生的伯明翰大學醫學院丨維基百科
1978 年,就在 WHO 宣佈天花被人類消滅的兩年前,在英國沉寂多年的天花病毒重出江湖,造成了人類歷史上最後一例天花死亡病例。後續調查發現,患者是因爲樓下伯明翰大學天花研究實驗室的病毒泄漏感染天花,因此喪命。好在疫情沒有進一步擴散造成更大傷亡。
但令人唏噓的是,在患者死亡前一週,伯明翰大學微生物系負責人 Henry Bedson 教授因內疚自殺,與其研究了一生的天花一同謝幕。
由於研究的特殊性,生化研究往往要接觸大量具有危害性質的物質。任何實驗事故都可能會對實驗人與社會帶來巨大的危害。
實驗人員應該對自己實驗中所存在的風險具有充分的認知,並瞭解出現問題時正確的處理方式;同時,在發現實驗室存在安全隱患時,應及時上報,要求整改,實在解決不了的話,還是儘早離開那些存在風險的實驗室,另尋高就。
畢竟,實驗失敗了,還可以再做,命要是沒了,就再也沒有挽回的餘地了。
沒有誰想以凱倫的方式,出現在 NEJM的論文之中。
參考文獻
[1]https://science.sciencemag.org/content/181/4096/230
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Karen_Wetterhahn
[3]https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJM199806043382305
[4]https://www.mentalfloss.com/article/501147/retrobituaries-karen-wetterhahn-chemist-whose-poisoning-death-changed-safety
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