(接上篇)
【7】原发性肝癌( HCC)病因学
现在我们换个角度看问题。我们总是怀疑黄曲霉素暴露可能引发HCC,那么,我们倒转方向,从HCC的病因学观察HCC的成因,都是哪些因素可能导致HCC,其中是不是有黄曲霉素的魔影?
我们观察启东HCC的流行病学,是因为启东是肝癌高发区,可是全国大多数地区都不是肝癌高发区。就是启东,我们要是扩大眼界,不拘泥于黄曲霉素,我们就会发现很多HCC的罪魁祸首。
启东市肝癌防治研究所陈建国在《中国肿瘤杂志》2002年第11期上说:20世纪70年代在我国“发现”和建立了启东肝癌高发区现场。几十年来,启东现场发现了以下流行病学阶段研究成果。
第一,确定了HBV(乙型肝炎)与肝癌的因果关系。
HBV的问题早在70年代即已提出。当时澳大利亚抗原或肝炎相关抗原(HAA)的病因作用即已引起重视。有两项在国内产生影响的研究值得一提:一时HAA阳性者与阴性者的回顾随访,证明阳性者比比阴性者发生肝癌的危险性高;另一项是乙型肝炎表面抗原(HBsAg)携带者的长期随访,是大陆地区最早以自然人队列前瞻性观察肝癌发生情况的研究,证明HBsAg携带者发生肝癌的RR为非携带者的10倍以上(《中华肿瘤杂志》1983年第6期)。
——这里又要插入统计学知识。上文中的RR叫“率”。率表示风险的大小,因为无因次,所以叫“率”。有两个“率”,我们在医学文献上整天看见,一个叫RR。RR指暴露于某因素发生某事件的风险,即A/(A+B),除以未暴露人群发生的该事件的风险,即C/(C+D),所得的比值,即RR=[A/(A+B)]/[C/(C+D)],RR适用于队列研究或随机对照试验。它是反映暴露与发病(死亡)关联强度的指标。当它有统计学意义时:RR=1,说明暴露因素与疾病之间无关联。RR>1,说明暴露因素是疾病的危险因素(正相关),认为暴露与疾病呈"正"关联,即暴露因素是疾病的危险因素。RR<1,说明暴露因素是疾病的保护因素(负相关)。认为暴露与疾病呈负关联,即暴露因素是保护因素。HBsAg携带者发生肝癌的RR为非携带者的10倍以上,说明HBsAg携带者发生肝癌的风险很大。
还有一个“率”叫OR。OR的意思是比值比。OR=(A/B)÷(C/D)=AD/BC。RR和OR两个公式的区别,A/(A+B) 指暴露于某因素发生某事件的风险;A/B指暴露人群中病例的比例,C/D指非暴露人群中病例的比例,所以,OR又叫优势比,是病例对照研究中表示暴露与疾病之间关联强度的指标,比值是指某事物发生的频率与不发生的频率之比,比值比指病例组中暴露人数与非暴露人数的比值除以对照组中暴露人数与非暴露人数的比值。OR>1,暴露与疾病的危险度增加,正相关;OR<1, 暴露与疾病的危险度减少,负相关;OR=1, 暴露与疾病的危险度无关,无相关。
——第二,饮水与肝癌的关系。已故著名流行病学家苏德隆教授当年在启东致力于饮水与肝癌关系的调查,他力排众议,提出著名的“饮水与肝癌”的观点,首先发表在《中华医学杂志》(英文版)——英国《柳叶刀杂志》对此文发表了述评——引起轩然大波。大多学者都对饮水问题不以为然,但是苏教授独具慧眼。后来还有很多学者研究饮水与肝癌的关系,发现饮用坑塘水和自来水的队列,坑塘水组比自来水组的肝癌发生率高许多。我们现在都注意饮水卫生,殊不知几十年前,有很多居民引用坑塘水,你可以想像,那水里面什么生物都有,可以引起肝细胞的癌变。
第三,遗传病因的探索和认可
启东居民对肝癌的家族聚集性有直观的认识。
第四,甲胎蛋白普查到高危人群筛检理论的提出和实践
甲胎蛋白(AFP)是肝癌先行指标之一,有时候不准,但是仍然有早期发现肝癌的意义。早期启东的AFP筛查范围过宽,效率较低,后来,启东提出“30岁到59岁的HBsAg(+)的男性”为启东肝癌的高危人群,在此基础上设计了一项有随机对照的周期性的人群筛查研究,证明对此组人群进行筛查,肝癌的年均发现率可达到1300人每十万人,并具有肯定的早期诊断效果。
第五,丙型肝炎可能不是启东肝癌的主因
第六,化学预防研究的实施
有三个中美合作项目,分别研究硒、吡噻硫酮和叶绿酸的预防实验。硒的研究表明,补硒可以增加血硒浓度;对一组自然人群进行干预实验8年,随访显示服用硒盐者比未服用硒盐者降低了35.1%的肝癌发生率。我们知道,硒元素是人体必需营养素,缺硒可致克山病。启东的研究证明,缺硒可能是肝癌的成因之一,补充硒盐可以减少肝癌发生率。吡噻硫酮和叶绿酸是参与黄曲霉素代谢的化学药物,服用吡噻硫酮和叶绿酸可加速黄曲霉素在体内的代谢。叶绿酸存在于绿叶蔬菜(如西兰花),说明常吃绿叶蔬菜可以预防肝癌。
第七,鸭肝癌的研究和鸭肝癌病毒的发现
鸭子身上有鸭肝病毒,鸭子可以得鸭肝癌,提示启东存在人和鸭子共同的环境因素。
第八,p53热点基因的发现和“G→T颠换”的确定
1991年,英国《自然》杂志发表了Hus等的论文,首次报道在启东的肝癌组织中发现了p53基因突变的位点。在16例肝细胞中有8例在249密码子的第三碱基对位置有点突变,其中G→T颠换被认为与黄曲霉素暴露有关。此后国内外大量研究发现,G→T颠换呈现剂量依赖性,在HBV和黄曲霉素暴露量低的地区,G→T颠换率也低。换言之,黄曲霉素高暴露可能是HCC的病因。
——注意,249位点可能是黄曲霉素衍生物AFBO致基因突变的特异位点,但是p53是由20000个碱基对单位组成的,可以突变的位点不止249,在乙肝表面抗原和黄曲霉素低暴露的地区(比如日本),突变位点是随机的(人总是要死的,这是一种无厘头的随机突变)。
丁保国等(《中国慢性病预防与控制杂志》2003年第1期)研究了不良精神因素、肝脏疾病史和肝癌家族史与肝癌的关系。采用病例对照方法对400例肝癌按年龄、性别和居住地进行以全人群为基础1:1配对。结果显示,不良精神因素、肝脏疾病史和肝癌家族史与肝癌发生均有明显作用,而且三个暴露因素既是作用很强的独立因素,亦是明显的相乘作用(见表1、2)。
表中OR,我们在插入统计学知识时讲过,是优势比。可重点关注表1,三种暴露因素的OR值都很大,有肝脏病史(乙肝表面抗原阳性和慢性肝炎者)的OR值分别为7.96和8.65。表中95%CI表示OR的置信区间,95%的概率落在该区间。这也是统计学语言,我们要熟悉使用。有肝癌家族史的,OR=4.2(95%CI为2.11到8.52).经χ2检验,三个暴露跟对照组差异都是非常显著。三个暴露同时存在时,OR高达15.14,有肝脏病史和有家族病史同时暴露时,OR=10.27。这里的OR值实在是高,显著性几乎是100%。至于精神因素,可以不予采信。
甘肃省武威肿瘤医院米登海等(《中国公共卫生杂志》2006年第7期)对我国西北部肝癌中发区——武威市的肝癌流行病学和病因学做了调查研究。从乙肝病史、亲属肿瘤史、食用盐腌食品史、肝硬化病史、饮用地表水与浅井水、饮酒、食用霉变食物等方面进行了病例-对照调查,并对肝癌的遗传模式进行了研究。结果见下表(阅读时注意理解统计学数据)。
研究者使用的肝癌发病资料来自武威市1996年1月1日-2002年12月31日肿瘤登记报告。选取细针穿刺或术后病理检查确诊的在本地居住20年以上的武威籍肝癌病人98例作为病例;按1:2配比,选取同年龄、同性别、受教育程度、经济收入相近的196名本市健康人作为对照。如果一个家系内有2例或2例以上的肝癌患者,以最近发病病例为先证者,并由此确定核心家系。同时选择与先证者无血缘关系的健康人作为对照核心家系。用特制的调查表,由专门培训的医师以先证者和对照核心家系为核心面访,详细调查其三级(一、二、三级)、二系(父系、母系)、四代(上两代、同代和下一代)亲属。一级亲属包括:父母、同胞、子女;二级亲属包括:外/祖父母、叔、伯、姑、舅、姨;三级亲属包括堂兄妹、表兄妹。调查内容包括一般情况、肝癌病史等。
本次研究发现,乙肝病史OR值为5.18,在病例组中,我国江苏启东市、河南洛阳市的肝癌危险因素病例对照研究均显示,乙肝病史为肝癌发病的主要危险因素,其0R值为36 - 99。此外,本组研究在病例组有14例有肝硬化病史,占14.28%。饮酒与肝癌发病有一定的关系,范宗华等经趋势检验证实饮酒与肝癌有明显的剂量-效应关系。本研究发现,饮酒者在病例组中占65.31%,而对照组中只占25.00%。饮水污染是肝癌的危险因素,本次调查发现,病例组饮用地表水与浅井水者占32.65%,而对照组饮用地表水与浅井水者仅占12.76%。食用盐腌食品史病例、对照组间经统计学检验,χ2= 35.80,P<0.01。可见,乙肝、肝硬化、饮酒、饮水污染、食用盐腌食品是中发区武威市肝癌发病主要的危险因素。至于食用霉变食物,在本次研究中病例组与对照组间差异有统计学意义,但是差异不大。
广西扶绥是我国肝癌高发县之一,肝癌死亡率约为47人每十万人每年。关于扶绥县肝癌的成因,长春地质学院汤洁等(《环境科学学报》1996年第7期)对肝癌与饮水水质的关系做了病因学研究。如前文所述,苏德隆教授提出了饮水水质说,扶绥地区的水质是不是肝癌的成因,也引起其他研究者的关注。张丽生等采用美国紫露草对扶绥病区的塘水进行了致突变研究,结果为阳性。这说明扶绥地区池塘水和近池塘浅井水的水质是很恐怖的,用这种水培育紫露草,发现紫露草的基因突变跟河水培育的紫露草的基因突变差异非常显著。汤洁等的研究表明,扶绥病区居民主要饮用有机污染严重的塘水,塘水中的有机污染指标和某些有机组分均很高,而且与肝癌死亡率呈现显著的正相关关系。而石灰岩层中的深井水则相反,水质好,肝癌死亡率很低。测试结果表明,塘水中存在亚硝胺类化合物,它们与肝癌死亡率有较好的平行关系。用这类塘水进行人体外周血淋巴细胞微核试验和细胞染色体畸变试验,证明其中有致突变的化学物质。
福建同安是我国又一个肝癌高发区。福建省卫生防疫站薛常镐等研究了福建省同安县(今厦门市同安区)原发性肝癌危险因素的流行病学(《海峡预防医学杂志》1996年第2期)。结果概要:1.同安县肝癌危险因素的病例-对照研究,共调查同安县肝癌病例101人,健康对照201人,乙肝表面抗原携带率病例组为71.88%,对照组为19.79%,两组比较RR=9.33,χ2=40.32,P<0.005;抗-HBs阳性率病例组为9.38%,显著低于对照组的33.33%,RR=0.14,χ2=18.00,P<0.005;提示同安县原发性肝癌的发病与HBV感染有关,尤其与乙肝表面抗原携带关系密切,而抗—HBs(乙肝表面抗体)为保护因素。2.检测分析同安县肝癌死亡率高的新城镇和低的内厝镇的64户居民的黄曲霉素暴露量及膳食营养状况,结果同安县居民平均每天AFB1暴露量为2136.6纳克或35.61纳克每千克体重,接近HCC高发区启东居民的每日暴露水平;——注意,下面这句话非常精彩——优质蛋白每日摄入量仅为11.37克,仅为标准量的16.24%;膳食脂肪摄入量为34.61克,其中不饱和脂肪酸所占比例较高;钙、锌、硒的日摄入量分别为374.45毫克、11.21毫克和36.17微克,仅为标准量的46.81%、74.73%和72.34%;视黄醇及核黄素的日摄入量分别为185.03微克和0.67毫克,是标准量的23.13%和5.83%。
这篇论文的分析很有意思,提到营养状况跟肝癌发病率的关系。病例大多营养不良,而又暴露在巨量黄曲霉素中,也就难怪不幸中了肝癌病魔的招。我们的身体,要保持正常的运行,肝脏有正常的解毒功能,白蛋白要抓住黄曲霉素,你得保证维持肝功能的物质和能量的供应,否则肝细胞和白蛋白自己小命不保,怎么能替你解毒呢?当然,营养状况是有边际效应的,过剩的营养不会使你更健康。
有许多医学文献显示营养物质对肝癌发生的保护作用(RR或OR小于1)。比如前述启东地区的肝癌防治,硒和叶绿酸就有保护作用。陆可和等(《J South Med Univ》2016年第7期)的研究发现,DHA可抑制黄曲霉素B1诱导的肝癌细胞迁移和侵袭。DHA就是二十二碳六烯酸,存在于某些海洋动物体内。人体需要DHA,但是不必吃海洋动物,你只要摄取足够量的必须脂肪酸就可以了。你摄取了必须脂肪酸,你的机体可以根据需要在体内合成DHA。这里的必须脂肪酸包括亚油酸和亚麻酸(Ω-3脂肪酸)。假如某甲和某乙的黄曲霉素暴露量相同,但是某甲缺必需脂肪酸,某乙不缺,则某乙得肝癌的概率大于某甲。
传说中的吸烟和饮酒是致癌因素。但是在原发性肝癌病因学研究中,吸烟和饮酒的危险性不显著,除非过量吸烟或过量饮酒。启东的队列前瞻性研究,没有发现吸烟和饮酒跟原发性肝癌的相关性,研究者解释说,这可能跟队列中的自然人吸烟或饮酒较少有关。但是,也有的研究者发现,吸烟或饮酒是原发性肝癌的危险因素,这种情况出现在大量吸烟或过量饮酒的研究对象身上。少量吸烟跟不吸烟,没有显著性差异;少量饮酒和不饮酒,没有显著差异(这里的少量饮酒,指每天不超过50克酒精)。这种情况跟黄曲霉素少量暴露跟不暴露的危险性没有显著差异是一个道理。
现在我们把眼界放在全球,看看,权威机构对肝癌病因学的共识。
复旦大学附属中山医院肝外科/肝癌研究所樊嘉等在《美国、亚太和中国肝癌共识比较》(《临床肝胆病杂志》2011年第4期)一文中说:2010年美国肝病研究学会(AASLD)、亚太肝脏研究学会(APASL)相继推出了其最新的临床指南或共识。中国抗癌协会肝癌专业委员会和临床肿瘤学协作专业委员会(CSCO)以及中华医学会肝病学会肝癌学组制定了我国《原发性肝癌规范化诊治专家共识》。对高危人群进行监测和筛查是早期发现、早期治疗肝癌的前提和基础,3个共识都十分强调HCC的早期筛查和早期监测,均以循证医学证据为依据,可信度较高。目前高危人群的选择主要根据年龄、肝炎病毒(HBV、HCV)感染/携带、肝癌家族史、肝硬化、酗酒等几个方面进行判断。一般而言,对于≥40岁的男性、具有HBV和(或)HCV感染或肝硬化者、嗜酒,可归为高危人群,而AASLD指南将亚裔>50岁的女性HBV携带者也列为高危人群,APASL则认为HBV DNA载量高(>104拷贝/ml)HCC发生率更高。
说到这里,我们已经对肝癌的病因有初步认识了,从病因学的统计分析看,乙肝患者或乙肝表面抗原携带者、肝癌家族史、肝硬化、酗酒是高危因素。怎么找不到黄曲霉素了呢?对啊,权威机构根本不把黄曲霉素看在眼里。找到高危因素,还剩下零散的低危因素。我们的环境和我们的食物中有无数的致癌因素,说不能哪片云彩会下雨,但是既然是零散的低危因素,你就不好找具体原因,为什么非要煞费苦心地找出来(比如黄曲霉素低暴露)呢?如果我们对统计学有正确的认知,我们就很容易理解黄曲霉素低暴露和零暴露之间的关系了,用统计学的语言表述,那就是没有显著区别;用率表示,那就是RR或0R=1或近似于1。
为什么非要用绕口的统计学语言,而不是用俚语村言直截了当地说,黄曲霉素低暴露的风险等于零呢?因为黄曲霉素零暴露时,人也会得肝癌的,这样你就无法分清低暴露和零暴露的区别(所以要用统计学计算差异性、显著性水平和置信区间)。为什么会这样,我们必须再次强调,人总是要死的,再健康的人,你就是一辈子不吃黄曲霉素(你根本也做不到),你也存在得肝癌的风险。得肝癌不需要任何理由,就是一个随机事件。这就是黄曲霉素零暴露也不能保证你不得肝癌的原因。
问题来了,不属于高危人群的自然人,哪些自然人随机发生肝癌的概率较大呢?为什么是这个人而不是那个人?我们知道肝癌家族史是肝癌成因的重要因素之一,问题是,为什么是这个家族而不是那个家族?或者说为什么是这个族群而不是那个族群?我们研究肝癌的病因学,仅仅停留在病例-对照研究还不行,我们还得分析肝癌成因的深层原因,那就是细胞学、基因学和遗传流行病学的研究内容。
现在我们把视线放在中国肝癌地理分布图上。我们已经知道,江苏、上海、浙江、福建、广东(含海南)和广西六个省(直辖市、自治区)是原发性肝癌(HCC)高发区。再仔细看,我们会发现,从江苏启东到桂粤交界,HCC分布区是一条沿着海边的带状,而广西却是全自治区都是高发区。——注意,下面是亮点——而在与广西毗邻的云南、贵州却是原发性肝癌低发区!要知道,广西、云南、贵州都位于我国西南,地理气候条件近似,经济发展水平差不多,为什么HCC有显著差异呢?提示:广西是壮族自治区,高发县扶绥属于崇左地区,临近首府南宁,居民几乎全是少数民族——壮族。
由于广西扶绥县是我国HCC高发县,研究扶绥县HCC的论文就很多,这些论文都有一个特点:病例组和对照组全是壮族。多位研究者研究了壮族群体中存在的基因多态性,尚无一致的结论。广西地区黄曲霉素和乙肝表面抗原暴露量高。肝癌家族表达解毒酶的基因呈现多态性,缺失型基因有肝癌易感性。还有的研究者发现,广西的乙肝病毒发生了变异,变异的乙肝病毒DNA跟易感人群的基因整合度更高,使得广西出现HCC高发区、高发县、高发家族(参见广西医科大学学位论文《广西肝癌高发区人群HBV复制水平、基因型及亚型与肝癌家族聚集性关系的研究》)。
53000,由393个氨基酸残基组成,在体内以四聚体形式存在,半衰期约20分钟。野生型p 53基因有抗细胞增殖功能。野生型p53基因可以与细胞内特异部位DNA结合,使DNA复制受抑制或促进临近基因的启动子而促进基因的表达,故而认为野生型p53具有抑制肿瘤作用,通过抑制细胞增殖基因起到了转录激活作用;野生型p53蛋白可以对一些与细胞增殖有关的基因,如myc基因、fos基因的启动子起负调控作用,使细胞增殖基因停止表达,细胞分裂停止。如果p53基因发生了突变,就丧失了这种功能。实验研究认为,HCC中的p53基因突变有很大的地区差异性。249密码子突变可能为HCC的特异突变。启东和扶绥突变热点分别有50%和40%的位点是249。有的研究论文说,日本HCC的p53突变率为32%,突变范围在外显子4-10范围分布,无突变热点集中现象。说明日本人的HCC是随机突变,不是依赖于某一个致癌物。有研究论文说,欧洲人HCC的p53基因突变率高达75%,其中突变点位249的占17%,欧洲人的黄曲霉素暴露量很低,说明欧洲的HCC的p53基因也是随机突变,说白了,是命中注定的死亡(参见《第四军医大学吉林军医学院学报》2000年第2期)。
广西医科大学病理教研室邓卓霖等(《中华肿瘤杂志》1997年第1期)对广西黄曲霉素暴露区肝癌p53基因序列的突变做了病例-对照研究。作者似乎怀疑黄曲霉素致p53基因249点位突变的前人说法。其研究方法是,随机选取40个HCC病例分成两组,一组来自黄曲霉素高暴露的扶绥县,26例;一组来自黄曲霉素低暴露的玉林市,14例。研究结果表明,扶绥组p53基因突变热点集中,玉林组则分散凌乱,没有热点,——注意,有黄曲霉素恐惧征的人一定要瞪大眼睛看——全组乙肝表面抗原阳性者,居然占38/40=95%!也就是说,广西HCC的危险因素95%是乙肝病毒闹的,不管是黄曲霉素高暴露还是低暴露。
还记得我们分析黄曲霉素的代谢途径吗?黄曲霉素在人体内可以解毒,所谓解毒就是加速活性致癌物AFBO的代谢速度,使之失去活性。能加快反应速度的物质是酶,它们全部是蛋白质。既然是蛋白质,那就需要DNA来决定蛋白质的合成。如果有的人DNA出现了突变或者有遗传性缺失,很可能就无法完成解毒了。为什么同样暴露黄曲霉素,有的人不幸中招,而有的人安然无恙呢?不幸中招的人呢,负责表达环氧化物水合(水解)酶和/或谷胱甘肽转硫酶的基因跟对照组出现了统计学意义上的显著差异。
上海交通大学肿瘤研究所、上海市肿瘤研究所、启东市肝癌研究所、美国德州工程技术大学、美国约翰霍普金斯大学的研究者关一迁等(《肿瘤杂志》2003年第4期)研究了环氧化物水解酶(EPTH)和谷胱甘肽转硫酶(GST)基因型及血清黄曲霉素B1加成物含量和肝癌(HCC)易感性的相关性。以3对肝癌高发家族(62例)和相对应的非癌对照家族成员(58例)为研究对象,分别采用放射免疫法、PCR法测定所有成员血清中AFB1-白蛋白加成物量、乙肝表面抗原和血细胞的EPHX,GSTT1,GSTM1的基因型。结果发现:EPHX基因113编码位突变与机体AFB1暴露后形成的加成物的含量增加有关,从而可以推断与个体对黄曲霉素的敏感性和肝癌的易感性有关。
——EPHX基因全长为1.8kb,有多个SNP位点,其中第3号外显子的113编码位突变,引起编码的氨基酸改变(Try→His),对其解毒功能的活性最大。但是,统计学分析,当机体AFB1-白蛋白加成物含量高时,EPHX基因型为缺失(HH或HY)和完整型(YY)的差异非常显著,χ2=7.56,P<0.006;当机体AFB1-白蛋白加成物含量高时,则差异不显著。
广西医科大学护理学院病理学教研室李义萍等(《肿瘤防治杂志》2003年第10期)对黄曲霉毒素高危区肝细胞癌患者微粒体环氧化物水解酶(mEH)低活性基因型与HCC做了相关性研究。应用RFLP和PCR方法检测52例HCC患者和56例健康成人中微粒体环氧化物水解酶及谷胱甘肽硫转移酶M1和T1基因型频率的分布。结果:发现mEH第3外显子113纯合组氨酸型和第4外显子139纯合组氨酸型都是低活性基因型,在HCC组和对照组分别占57.1%(30/52)、48.2%(27/56),82.7%(43/52)、73.2%(41/56),两组比较差异无显著意义,P>0.05。然而,mEH低活性型联合谷胱甘肽硫转移酶(glutathiones-transferase,GST)M1和T1基因缺失型,差异有显著意义,P<0.05。结论:mEH处于低活性基因型可能是地区性易感HCC的原因之一,但单一种解毒酶不起决定作用,多种解毒酶联合作用,可增加HCC危险性(见下面的2张截图)。
龙喜带等(《中华肝脏病杂志》2005年第9期)研究了解毒酶基因谷胱甘肽硫转移酶M1(GSTM1)多态性与黄曲霉毒素B1(AFB1)相关性肝细胞癌(HCC)风险的相关性。应用聚合酶链反应技术对广西地区AFB1高污染区140例HCC患者和53例对照人群的GSTM1基因多态性进行检测,进行以医院为基础的病例-对照研究。结果发现:(1)GSTM 1 Present基因型为HCC保护基因型,而GSTM1 null基因型为HCC风险基因型。GSTM1基因型present(完整型)在疾病组与对照组分别为34.29%(48/140)和52.61%(282/536);null基因型(缺失型)在疾病组和对照组频数分别为65.71%(92/140)和47.39%(254/536),组间分布差异有统计学意义,χ2=14.921,P=0.0001<0.01,提示它为风险基因型。资料经二分类回归分析后发现以携带GSTM1 present的个体为参照,携带null基因型的个体患HCC风险升高1.07(95%CI为1.20~3.57)倍。(2)GSTMl1基因型与AFB1暴露分层分析:在AFB1中低度(<7μg/d)和高暴露(≥7μg/d)两个层次。中低度:GSTM1 null基因型疾病组和对照组分别为71.01%(49/69)和48.55%(217/447),χ2==12.082,P<0.001;高暴露:GSTM 1 null基因型疾病组和对照组分别为60.56%(43/71)和41.57%(37/89),χ2=5.697,P<0.017,其校正OR(95%CI)分别为1.92(0.92~4.00)和1.80(0.77~4.17),均增加患HCC风险,表明AFB1中低度暴露时,其致HCC风险意义略高。结论:解毒酶基因GSTM 1多态性与HCC易患性相关,其缺失型增加患HCC风险;GSTM 1在中低度和高度AFB1暴露时均与HCC易患性相关,但在中低度暴露时更明显。
——人群对AFB1的致癌反应存在明显的个体差异。这种个体肿瘤易患性差异主要是由于肿瘤易患基因(包括解毒酶基因)的遗传多态性所决定。研究结果表明GSTM1 null基因型频率在HCC组达65.71%(与已报道的欧美人群相类似),较对照组显著升高(P= 0.0001,校正OR=2.07),提示携带null基因型的个体HCC易患性增加。建议黄曲霉素暴露量高的人群做基因检测,GSTM1 null基因携带者是HCC易感人群,应注意防范,减少黄曲霉素暴露量。
【8】黄曲霉素风险评估
通过前面的分析,我们都对黄曲霉素跟HCC的剂量-效应依赖关系留下深刻印象。黄曲霉素暴露的风险性跟暴露量有关。黄曲霉素的致癌率,高暴露量组高于低暴露量组,两组具有统计学意义上的显著性差异。但是,暴露量的高低,在我们前面的分析中,一直是相对大小的概念。比如有的文献把≥7微克每天作为为高暴露,<7微克每天作为低暴露,这里的高和低之间没有截然的界限,我们可以设想一下,一个暴露量8微克每天的人跟一个6微克每天的人相比,差距不是很大,却被分在了两个组。所谓<7微克每克,样本中的每一个元素大小可能差异巨大。比如,有一个低暴露组,有三个人组成,一个人的暴露量是6微克每天,一个人是1微克每天,一个人是0.01微克每天,都满足<7微克每天的低暴露的标准。但是,这个组里的6微克每天跟高暴露组的标准≥7微克每天太接近,而1微克每天又太远,我们现在很想知道,1微克每天的低剂量是否还有剂量-效应依赖性。进而,我们还想知道0.1微克每天,0.01微克每天,0.001微克每天……是否还有剂量-效应依赖性的函数关系;是否在在某个临界值(或临界区间)之下,就不存在剂量-效应的函数关系(不再有阳性效应)。
不知不觉间,我们走向了数学领域,上述数字1,0.1,0.01,0.001……分明是一个等比数列。这个等比数列的通式是:
问题就出在对无穷小剂量-效应依赖性问题的认知上了。无穷小实验没法做,只能做哲学上的或者形而上学的思考和判断。
国际癌症研究机构认为,“致癌物没有剂量限量”,或者说,“黄曲霉素是无阈值致癌物”。
因为国际癌症研究机构没有做过无穷小剂量-效应实验,我们可以推断,国际癌症研究机构不仅是癌症研究专家,而且还是“哲学家”。
没有实验验证,只能做哲学或形而上学的分析判断,那么,不同的人就会有不同的哲学观或形而上学观。
既然认定“致癌物没有剂量限量”,说明国际癌症研究机构的哲学是“物质无限可分的”;黄曲霉素是物质,黄曲霉素就可以“永无休止地分割”,无论你怎样分割,黄曲霉素的含量再小,也不等于0。所以,无穷小的剂量,也有致癌的风险。
国际癌症研究机构怎么看起来很像学富五车的惠施呢?
惠施(前390—前317)是东方战国时期的思想家、哲学家。他有一句哲学史上的名言:“一尺之捶,日取其半,万世不竭。”(见《庄子·天下篇》)
惠施这句话,用数学语言来表达,就是求级数(第一天是1)
一个一尺长的捶子(原文为提手的捶子),截成一半,第二天一半再截成一半……就这样一天天截下去,一万个世代以至无穷,也不能把捶子截完。
惠施的“尺捶”说的本质是“物质无限可分”。关于“物质无限可分”的思想,惠施还有其他表述:“至小无内,谓之小一。”
惠施的观点并不会得到所有思想家、哲学家的认可,当时,正是百家争鸣的伟大时代,墨子学派就跟惠施学派(名家)怼上了。
《墨经》中有“非半弗断则不动,说在端”以及“非。断半,进前取也。前則中无为半,犹端也。前后取,则端中也。断必半,毋与非半,不可断也”的说法;意思是说,给你一个锤子,你非要截断,那还是锤子吗?锤子就是锤子,不能随便截断,锤子(物质)是有最小单位的。
而且,据《列子·仲尼篇》载,公孙龙也曾有“有物不尽”(物质有最小单位)的说法,但自称公孙龙信徒的公子牟却提出了“尽物者常有”(物质无限可分)的命题。
就连惠施自己,也跟自己怼上了。惠施“历物十事”之“第一事”即讲“至小无内,谓之小一”,由此可见,惠施是反对物质无限可分观点的。冯友兰在解释“至小无内”时也明确指出:“什么东西是至小的?只有在其内、不可能有什么东西,不可能再分割了,这才是至小。这个小就是无限小,既然是无限小,所以说是至小。”(冯友兰《中国哲学史新编》)惠施的“尺捶说”跟“小一说”是对立的,说明物质是不是无限可分的问题,不仅哲学家之间有争论,就连同一个哲学家,也会在不同的场合,有不同的说法。“尺捶说”很可能是逻辑学或数学意义上的无限可分,“小一说”很可能是物理学意义上的物质不可无限分。
战国时期思想家的争论,往往只有命题,看不到他们的论据和论证。冯友兰说,中国古代哲学家只会“就事论理”,还不会“就理论理”。那么,哪里的哲学家会“就理论理”呢?这就得跳出东方的小天地,仰视西方的思想家了。
跟东方春秋战国同时代的古希腊,是哲学家辈出的圣贤时代。古希腊的哲学家有一个派别认为物质不是无限可分,而是有最小单位。这个单位叫“原子”。原子论的奠基人是留基伯(约前500—前440)和他的学生德谟克利特(约前460—前370)。他们之所以被称作原子论者,最根本的就在于他们都持万物由原子构成这样一种哲学观点。段德智教授说,在希腊文中,“原子”(ātomos)的原意不是别的,就是“不可分割”;正因为其不可分割,它才能构成万物的最后单元或元素,才能具有终极本体的地位。德谟克利特曾宣称:“一切事物的始基是原子和虚空,其余一切都只是意见。”他的这句话可以视为原子论的哲学宣言。
但是,柏拉图(前427—前347)和亚里士多德(前384—前322)跟德谟克利特怼上了。亚里士多德针对德谟克利特的原子论,提出并论证了物质无限可分的观点。他主要提出了三项理由:“任何连续物都不可能由不可分割的东西构成”。他举例说,“线不能由点构成”,他给出的理由是:“线是连续的,而点是不可分的”。“如若连续物是由各个点构成的,那么,这些点必然或者相互连续或者彼此接触。”“点与点……也不能接续,以至于由这些点构成长度”。他给出的进一步理由是:“点与点之间总有线段,……假如长度……可以被分成它们所由构成的那些东西,那么它们也就能被分成不可分的部分了。但是,没有一个连续物能被分成无部分的东西。”亚里士多德的结论是:“每个连续物都可以被分成总是能够再分的部分。”(亚里士多德《物理学》)
物质是否无限可分的争论,就这么持续了两千年。但是在欧洲,亚里士多德是圣人,亚里士多德的书就跟中国的孔孟经典一样,而德谟克利特的原子论是异端邪说,所以亚里士多德的“物质无限可分”的哲学思想占上风。但是到了文艺复兴时期,就有挑战亚里士多德圣人地位的新思想涌现出来。
古希腊的原子论并没有因柏拉图和亚里士多德的反对和批判而销声匿迹,相反,它不仅在伊壁鸠鲁(前341—前270)和卢克来修(约前99—约前55)那里得到了发展,而且至近代还在法国哲学家伽森狄(1592—1655)那里得到了复兴。而且,正是凭借他所复兴的原子论,伽森狄对笛卡尔(1596—1650)哲学的批判才得以成为当时对笛卡尔形而上学哲学的“各种批判中最为全面系统、最切中要害的一种”。笛卡尔是原子论的一位坚定的反对者。因为笛卡尔和后来的莱布尼茨(1646—1716)一样,也主张“有广延的原子”的无限可分性,从而根本否认原子的存在。他在《哲学原理》中写道:“宇宙中并不能有天然不可分的原子或物质部分存在。因为我们不论假设这些部分如何之小,它们既然一定是有广延的,我们就永远能在思想中把任何一部分分为两个或较多的更小的部分,并可因此承认它们的可分割性。”笛卡尔所说的广延并非德谟克利特和伽森狄所主张的“物理学的点”,而只是一种抽象的思想上的“数学的点”。
莱布尼茨提出“单子论”。莱布尼茨对其物质无限可分思想哲学意义的发挥首先就表现在他不像笛卡尔那样将“物理学的不可分的点”转向抽象的思想上的“数学的不可分的点”,而是既超越德谟克利特的“物理学的不可分的点”,又超越笛卡尔的“数学的不可分的点”,而达到“形而上学的点”,并因此而建立起他的“单子论”这一新的实体学说。(以上古代哲学史内容参见武汉大学哲学学院宗教学系教授段德智《莱布尼茨物质无限可分思想的学术背景与哲学意义——兼论我国古代学者惠施等人“尺捶”之辩的本体论意义》)
文艺复兴后,物质无限可分的哲学理论没有进展,直到现在,这一派的认知水平始终停留在惠施的“尺捶说”或亚里士多德的“几何物理学”的阶段——国际癌症研究机构的认识水平就处在这个阶段——但是原子论学派的研究成果却突飞猛进了。
道尔顿(1766-1844)是现代原子论的奠基人。道尔顿发现了真正的原子(元素),研究了14种原子的原子量(我们现在知道的原子有一百多种),他还研究了由同一原子或不同原子按照一定的作用力结合而成的分子。道尔顿的研究成果见于他的光辉著作《化学哲学新体系》中。现在的分子生物学中,在研究黄曲霉素的代谢和致癌的机理时,经常要研究DNA、RNA、蛋白质、多肽和酶,这些分子的分子量常用kd表示,kd的意思是千道尔顿(千道)。搞分子生物学和化学的人,总是不忘纪念道尔顿这位伟人,原子量或分子量的单位名称就叫道尔顿(国际单位制叫摩尔,旧称克原子、克分子、克离子)。因为分子生物学中常研究分子量很大的分子,所以常使用千道尔顿为单位。
物质是由原子组成。分子是物质保持化学性质的最小单位。物质的概念宽,化学物质是物质的一个特例。国际癌症研究机构开列了一个包括一百多种物质的“一级致癌物”花名册,其中包括太阳光,X射线等物理学意义上的物质,更多的是化学物质,比如甲醛、乙醇、含乙醇的饮料、总黄曲霉素(包括黄曲霉素B1、B2、G1、G2、M1、M2等)。
道尔顿给出了早期发现的14种原子和一些分子的原子量、分子量。分子量现在规范的叫法是相对分子质量。我们熟知的几种分子的分子式和相对分子质量如下:
分子和原子并非不可继续分割。分子可以分解成原子,原子是有质子、中子、电子、夸克、中微子等粒子组成。分子、原子和粒子(原称基本粒子)的最小单位都是“整数的一个”;原子被“砸开”,就不再是原子了。
1900年是科学史和哲学史上划时代的一年,这一年伟大的普朗克提出了“量子”的概念。量子,通俗地说,能量是一份一份地传播的,是不连续的,即能量存在最小单位。普朗克说:
国际癌症研究机构说,太阳光为一级致癌物,致癌物没有限量,你受到一个太阳光的光子辐射,也有致癌的风险。国际癌症研究机构做过一个太阳光光子的致癌风险实验吗?答案恐怕要去问惠施或亚里士多德,因为在惠施或亚里士多德的心目中,一个光子大得很,还可以无限分下去,一个光子是无穷小的无穷大倍,这还得了,肯定不能忽视一个太阳光光子的辐射致癌的“巨大”风险。
我们可以计算一个太阳光的光子的质量。太阳光的频率范围很宽,人对555nm波长的光子敏感,那好,我们就算一个波长555nm的光子的质量吧:
这里的单位J/kg(焦耳每千克)是国际单位制的导出单位,有专门的名称,叫希沃特(Sv)。1SV=1J/kg。1SV=1000mSv(毫希)。
个人剂量限值是辐射防护权威部门(如国际放射防护委员会ICRP、中国政府有关部门)对确定的实践(指与放射有关的职业活动,如核工业)及经常与持续的照射(如与源相关的公众受照)建立的一个剂量水平,高于该水平的照射对个人的后果被视为不可接受的。根据GB18871-2014中华人民共和国国家标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》,实践使公众中有关关键人群组的成员所受到的平均剂量估计值不应超过下述限值:
年有效剂量,1mSv;
特殊情况下,如果5个连续年的年平均剂量不超过1mSv,则某一单一年份的有效剂量可提高到5mSv;
眼晶体的年当量剂量,15mSv;
皮肤的年当量剂量,50mSv。
现在那个不幸的人吸收了希沃特(Sv)的辐射,这个“巨大”的辐射吸收剂量是国家允许的年有效剂量1mSv(毫希)的多少倍呢?
实际上,国际癌症研究机构比刚才的分析更不靠谱,它认定致癌物没有限量,也就是说,零暴露也有风险,这显然是不合逻辑的,所以,我替它“打圆场”,把“致癌物没有限量”“演叨”成无穷小也有风险。但是,我们做了半天哲学思考,发现无穷小是不对的,因为物质是有最小单位的,太阳光辐射的最小单位是“一个光子”,而一个光子的辐射能是可以计算的,进而可以计算出国际癌症研究机构认定的一个光子的风险,是国家标准允许的安全限量的168万亿分之一(以一个555纳米的太阳光光子为例)。
下面我们该分析化学物质的致癌风险了。
我们先回顾惠施的“尺捶”,我们已经知道,“尺捶”并非无限可分,但是究竟能分到多少次就到“物质”的最小单位,不能再分了?我特意核对了《庄子·天下篇》,原文的捶子确实是提手的捶子,没说是木槌,也没说是铁锤,那好,我们就假定是个铁锤吧。战国的一尺,我也不知道等于现在的多少尺或多少米,我们就假定是1米吧。现在一根1米长的铁锤摆在面前,我们要一半一半地截断,直到不能再截。什么叫不能再截?铁锤的化学成分是铁元素,当我们截到剩下的长度不足铁原子的半径时,就知道已经截过头了。我们先把金属铁的原子半径查出来。金属态的铁原子半径跟配位数有关,配位数是12时,原子半径是126pm(皮米);
请惠施、亚里士多德、国际癌症研究机构以及各位惠施粉、国际癌症研究机构粉做个见证人吧,不存在什么“万世不竭”,只需要33天,就截取到铁锤的最小单位了。现在我们得到一把233皮米长的铁锤,好好拿在手里把玩吧。以后不要说“物质无限可分”或者“致癌物没有限量”这样的傻话了。
有人替国际癌症研究机构“打圆场”,说“哪怕一两个黄曲霉素分子也有致癌风险”。很好,就是要建立物质不是无限可分,物质要以“个”为计量单位的认识论。物质的最小单位就是“一个”,一定要记住,物质的最小单位是整数,总量是一个的整数倍(有些物质只有1个,比如崔永元,这个世界上只有1个,不存在非正整数的个崔永元或者π个崔永元,也不存在非1的正整数个崔永元)。为了强化物质的整数概念,增强对数字大小的理解,我罗列几种常见的一些物质的单位质量,供比对(见下表)。
取5克普洱茶(通常一个人一天的用量),经检测,其黄曲霉素B1含量为2.73μg/kg,找个大茶壶冲泡。上哪里找个大茶壶呢?有了,三峡水库!对,三峡水库总库容最大可达393亿立方米,那好,我们假定三峡水库正好蓄满水,我们就用三峡水库泡茶,假定茶叶中的黄曲霉素B1全部溶出,均匀地分散在393亿立方米(水的密度视为1000kg/m³)的“茶汤”中,我们现在计算每千克水中有几个黄曲霉素B1分子,假如接近1个,那就很好,一口气喝上1千克茶水,不就等于吃进去一个黄曲霉素B1分子了吗?计算每千克中有几个黄曲霉素B1分子,列出算式,计算如下。
真巧,1.23个/kg——由于分子的个数必须是正整数或零整数,1.23只能是个平均值,实际上分子在水中始终是运动的,任取1kg“茶水”,其中黄曲霉素B1的分子个数大概率是0、1或2,以1的概率最大,也有>2的小概率事件——让你喝上一杯这样的“茶水”,你害怕吗?要知道,我们用的茶叶中黄曲霉素B1的含量是比国家标准中对小麦的限量要求5μg/kg还低一半呢,我们用三峡水库“泡茶”,“茶水”的浓度得有多淡。你喝上一杯这样的“茶水”就会吓死?你真的担心这杯“茶水”有致癌的风险?你能想象用三峡水库煮稀饭吗?拿5克大米(假定黄曲霉素B1含量恰好是国家标准允许的最高值10μg/kg),用整个三峡水库最大库容的水量煮上一库稀饭,你喝上一碗这样的稀饭,就有黄曲霉素致癌的风险?如果你非说,一个分子也有致癌的风险,那我就没办法了,你不按常理出牌,希望你能做到“一个黄曲霉素分子也不吃”,就怕你一辈子也找不到这样的食物,只能饿死了;就怕你不舍得饿死,你每天吃的大米饭中,每一碗里面就有以万亿计的黄曲霉素分子。比如,有个上海人,每天吃200克(0.2kg)大米,大米中黄曲霉素B1含量为1.926μg/kg(我们前面提到过的数据),那么,他每天吃进去的黄曲霉素B1分子的个数是
为了强化数字大小的概念,我们把这个数字用算术的读法念一遍:七百四十万亿(个)。距离“哪怕一两个分子也有致癌风险”、因此“一个分子的黄曲霉素也不能吃”的“宏伟目标”相距实在太遥远,那是天地玄黄、地老天荒、海枯石烂也实现不了的“宏伟目标”。既然天地玄黄、地老天荒、海枯石烂也实现不了的目标,为什么非要耍贫嘴,信誓旦旦地表达“一个分子也不能吃”的“豪言壮语”呢?自欺欺人还是骗鬼呢?
既然谁也没见过一个黄曲霉素分子即可致癌的案例,但是为什么会有人认为“致癌物没有最低限量”“哪怕一两个黄曲霉素分子也有致癌风险”呢?问题出在哪里,我们从哲学史上分析了半天,认为这是惠施和亚里士多德“物质无限可分”的认识论误区造成的,他们观察到因大量黄曲霉素暴露而导致肝细胞癌的统计学数据,队列前瞻性研究也能验证剂量-效应依赖性,但是终归没有任何人观察到足够小的黄曲霉素暴露量也可以致癌的病例-对照统计学阳性结果。可是,他们很可能出于“保险起见”的考虑,“告诫”公众“致癌物没有限量”,甚至危言耸听,说“哪怕一两个分子也要致癌风险”,语不惊人死不休,不吓死公众不算完。
然而,从化学反应的实践看,究竟有没有一两个分子也可以发生预期的化学反应呢?分子生物学和生物化学的实验上,还真有一个分子就能发生预期反应的实验。这里先给你提一个关键词:PCR法。PCR法的精度极高,样品中哪怕只有一个DNA分子,也能做基因测序。
PCR法是现在广泛应用的基因测序的一种实验性方法。具体怎么做,请看个实例,见下面的截图。
看到了吗?实验很繁琐,但是可以验证。是一个可以证真的方法。难道“哪怕一两个分子也有致癌风险”的理论源泉是PCR法吗?取一个人的肝细胞小样(用纪小龙医生的话说,取你的肝脏上的一小块儿肉),用人工方法诱变,是可以制造人工肝细胞癌的,其中DNA可以只有一个分子,但是致癌物不能是一个分子,必须是以亿亿个分子(毫克级)计的;否则无法诱变。
关于化学反应的几点常识:反应物符合化学计量比时,并且反应的平衡常数是无穷大,且反应速度足够快,则所有反应物都被反应掉,生成产物。此时的反应物的分子数量都是天文数字,只有一两个分子是无法观察到反应现象的。两种反应物A和B,要想确保A被反应掉,一种办法是B大大过量。DNA跟黄曲霉素B1-8,9-环氧化物反应生成加成物的化学计量比是1:1,并不是说1个DNA分子能跟1个黄曲霉素B1-8,9-环氧化物就真的能发生反应(1个分子的概念是什么,参见我们前面用三峡水库“泡茶”的思维实验),1个DNA分子遇到万亿个黄曲霉素B1-8,9-环氧化物,这万亿个黄曲霉素B1-8,9-环氧化物分子中的一个有可能侥幸跟1个DNA反应成功。黄曲霉素在体内的代谢过程,我们前面讲过,人暴露黄曲霉素后,短时间内会代谢,排出体外;当暴露量足够大时,可能有黄曲霉素的代谢产物黄曲霉素B1-8,9-环氧化物跟DNA反应生成加成物,但是DNA有自行修复能力,会壮士断腕,切除加成物,野生型p53蛋白也会参与解毒过程,因此,能最终引起突变(致HCC)的现象是很难发生的。一言以蔽之,黄曲霉素不存在跟DNA的化学反应,一个分子的黄曲霉素B1-8,9-环氧化物跟25亿个肝细胞核DNA分子中的任意一个反应成功的概率跟出门碰见外星人是一样的——你总是相信外星人的存在,但是人类千秋万代也找不到外星人。
反观“致癌物没有限量”的说教,则完全是信口开河,从来就没有实验可以证真。不能证真的说教很好证伪,只要请它出示证据(一个黄曲霉素分子致癌的案例)即可,他出示不了,辩论终结,反方获胜。
或曰,国际癌症研究机构(IARC)是权威机构呢,我就是信任(迷信)权威机构,你能拿我怎么样?我不能拿你怎么样,但是希望你端正逻辑,一碗水端平,我也搬出几个权威组织,希望你也能“信一回”别的权威机构。
(未完待续)