(接上篇)
【7】原發性肝癌( HCC)病因學
現在我們換個角度看問題。我們總是懷疑黃曲霉素暴露可能引發HCC,那么,我們倒轉方向,從HCC的病因學觀察HCC的成因,都是哪些因素可能導致HCC,其中是不是有黃曲霉素的魔影?
我們觀察啟東HCC的流行病學,是因為啟東是肝癌高發區,可是全國大多數地區都不是肝癌高發區。就是啟東,我們要是擴大眼界,不拘泥于黃曲霉素,我們就會發現很多HCC的罪魁禍首。
啟東市肝癌防治研究所陳建國在《中國腫瘤雜志》2002年第11期上說:20世紀70年代在我國“發現”和建立了啟東肝癌高發區現場。幾十年來,啟東現場發現了以下流行病學階段研究成果。
第一,確定了HBV(乙型肝炎)與肝癌的因果關系。
HBV的問題早在70年代即已提出。當時澳大利亞抗原或肝炎相關抗原(HAA)的病因作用即已引起重視。有兩項在國內產生影響的研究值得一提:一時HAA陽性者與陰性者的回顧隨訪,證明陽性者比比陰性者發生肝癌的危險性高;另一項是乙型肝炎表面抗原(HBsAg)攜帶者的長期隨訪,是大陸地區最早以自然人隊列前瞻性觀察肝癌發生情況的研究,證明HBsAg攜帶者發生肝癌的RR為非攜帶者的10倍以上(《中華腫瘤雜志》1983年第6期)。
——這里又要插入統計學知識。上文中的RR叫“率”。率表示風險的大小,因為無因次,所以叫“率”。有兩個“率”,我們在醫學文獻上整天看見,一個叫RR。RR指暴露于某因素發生某事件的風險,即A/(A+B),除以未暴露人群發生的該事件的風險,即C/(C+D),所得的比值,即RR=[A/(A+B)]/[C/(C+D)],RR適用于隊列研究或隨機對照試驗。它是反映暴露與發病(死亡)關聯強度的指標。當它有統計學意義時:RR=1,說明暴露因素與疾病之間無關聯。RR>1,說明暴露因素是疾病的危險因素(正相關),認為暴露與疾病呈"正"關聯,即暴露因素是疾病的危險因素。RR<1,說明暴露因素是疾病的保護因素(負相關)。認為暴露與疾病呈負關聯,即暴露因素是保護因素。HBsAg攜帶者發生肝癌的RR為非攜帶者的10倍以上,說明HBsAg攜帶者發生肝癌的風險很大。
還有一個“率”叫OR。OR的意思是比值比。OR=(A/B)÷(C/D)=AD/BC。RR和OR兩個公式的區別,A/(A+B) 指暴露于某因素發生某事件的風險;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又叫優勢比,是病例對照研究中表示暴露與疾病之間關聯強度的指標,比值是指某事物發生的頻率與不發生的頻率之比,比值比指病例組中暴露人數與非暴露人數的比值除以對照組中暴露人數與非暴露人數的比值。OR>1,暴露與疾病的危險度增加,正相關;OR<1, 暴露與疾病的危險度減少,負相關;OR=1, 暴露與疾病的危險度無關,無相關。
——第二,飲水與肝癌的關系。已故著名流行病學家蘇德隆教授當年在啟東致力于飲水與肝癌關系的調查,他力排眾議,提出著名的“飲水與肝癌”的觀點,首先發表在《中華醫學雜志》(英文版)——英國《柳葉刀雜志》對此文發表了述評——引起軒然大波。大多學者都對飲水問題不以為然,但是蘇教授獨具慧眼。后來還有很多學者研究飲水與肝癌的關系,發現飲用坑塘水和自來水的隊列,坑塘水組比自來水組的肝癌發生率高許多。我們現在都注意飲水衛生,殊不知幾十年前,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,可以引起肝細胞的癌變。
第三,遺傳病因的探索和認可
啟東居民對肝癌的家族聚集性有直觀的認識。
第四,甲胎蛋白普查到高危人群篩檢理論的提出和實踐
甲胎蛋白(AFP)是肝癌先行指標之一,有時候不準,但是仍然有早期發現肝癌的意義。早期啟東的AFP篩查范圍過寬,效率較低,后來,啟東提出“30歲到59歲的HBsAg(+)的男性”為啟東肝癌的高危人群,在此基礎上設計了一項有隨機對照的周期性的人群篩查研究,證明對此組人群進行篩查,肝癌的年均發現率可達到1300人每十萬人,并具有肯定的早期診斷效果。
第五,丙型肝炎可能不是啟東肝癌的主因
第六,化學預防研究的實施
有三個中美合作項目,分別研究硒、吡噻硫酮和葉綠酸的預防實驗。硒的研究表明,補硒可以增加血硒濃度;對一組自然人群進行干預實驗8年,隨訪顯示服用硒鹽者比未服用硒鹽者降低了35.1%的肝癌發生率。我們知道,硒元素是人體必需營養素,缺硒可致克山病。啟東的研究證明,缺硒可能是肝癌的成因之一,補充硒鹽可以減少肝癌發生率。吡噻硫酮和葉綠酸是參與黃曲霉素代謝的化學藥物,服用吡噻硫酮和葉綠酸可加速黃曲霉素在體內的代謝。葉綠酸存在于綠葉蔬菜(如西蘭花),說明常吃綠葉蔬菜可以預防肝癌。
第七,鴨肝癌的研究和鴨肝癌病毒的發現
鴨子身上有鴨肝病毒,鴨子可以得鴨肝癌,提示啟東存在人和鴨子共同的環境因素。
第八,p53熱點基因的發現和“G→T顛換”的確定
1991年,英國《自然》雜志發表了Hus等的論文,首次報道在啟東的肝癌組織中發現了p53基因突變的位點。在16例肝細胞中有8例在249密碼子的第三堿基對位置有點突變,其中G→T顛換被認為與黃曲霉素暴露有關。此后國內外大量研究發現,G→T顛換呈現劑量依賴性,在HBV和黃曲霉素暴露量低的地區,G→T顛換率也低。換言之,黃曲霉素高暴露可能是HCC的病因。
——注意,249位點可能是黃曲霉素衍生物AFBO致基因突變的特異位點,但是p53是由20000個堿基對單位組成的,可以突變的位點不止249,在乙肝表面抗原和黃曲霉素低暴露的地區(比如日本),突變位點是隨機的(人總是要死的,這是一種無厘頭的隨機突變)。
丁保國等(《中國慢性病預防與控制雜志》2003年第1期)研究了不良精神因素、肝臟疾病史和肝癌家族史與肝癌的關系。采用病例對照方法對400例肝癌按年齡、性別和居住地進行以全人群為基礎1:1配對。結果顯示,不良精神因素、肝臟疾病史和肝癌家族史與肝癌發生均有明顯作用,而且三個暴露因素既是作用很強的獨立因素,亦是明顯的相乘作用(見表1、2)。
表中OR,我們在插入統計學知識時講過,是優勢比。可重點關注表1,三種暴露因素的OR值都很大,有肝臟病史(乙肝表面抗原陽性和慢性肝炎者)的OR值分別為7.96和8.65。表中95%CI表示OR的置信區間,95%的概率落在該區間。這也是統計學語言,我們要熟悉使用。有肝癌家族史的,OR=4.2(95%CI為2.11到8.52).經χ2檢驗,三個暴露跟對照組差異都是非常顯著。三個暴露同時存在時,OR高達15.14,有肝臟病史和有家族病史同時暴露時,OR=10.27。這里的OR值實在是高,顯著性幾乎是100%。至于精神因素,可以不予采信。
甘肅省武威腫瘤醫院米登海等(《中國公共衛生雜志》2006年第7期)對我國西北部肝癌中發區——武威市的肝癌流行病學和病因學做了調查研究。從乙肝病史、親屬腫瘤史、食用鹽腌食品史、肝硬化病史、飲用地表水與淺井水、飲酒、食用霉變食物等方面進行了病例-對照調查,并對肝癌的遺傳模式進行了研究。結果見下表(閱讀時注意理解統計學數據)。
研究者使用的肝癌發病資料來自武威市1996年1月1日-2002年12月31日腫瘤登記報告。選取細針穿刺或術后病理檢查確診的在本地居住20年以上的武威籍肝癌病人98例作為病例;按1:2配比,選取同年齡、同性別、受教育程度、經濟收入相近的196名本市健康人作為對照。如果一個家系內有2例或2例以上的肝癌患者,以最近發病病例為先證者,并由此確定核心家系。同時選擇與先證者無血緣關系的健康人作為對照核心家系。用特制的調查表,由專門培訓的醫師以先證者和對照核心家系為核心面訪,詳細調查其三級(一、二、三級)、二系(父系、母系)、四代(上兩代、同代和下一代)親屬。一級親屬包括:父母、同胞、子女;二級親屬包括:外/祖父母、叔、伯、姑、舅、姨;三級親屬包括堂兄妹、表兄妹。調查內容包括一般情況、肝癌病史等。
本次研究發現,乙肝病史OR值為5.18,在病例組中,我國江蘇啟東市、河南洛陽市的肝癌危險因素病例對照研究均顯示,乙肝病史為肝癌發病的主要危險因素,其0R值為36 - 99。此外,本組研究在病例組有14例有肝硬化病史,占14.28%。飲酒與肝癌發病有一定的關系,范宗華等經趨勢檢驗證實飲酒與肝癌有明顯的劑量-效應關系。本研究發現,飲酒者在病例組中占65.31%,而對照組中只占25.00%。飲水污染是肝癌的危險因素,本次調查發現,病例組飲用地表水與淺井水者占32.65%,而對照組飲用地表水與淺井水者僅占12.76%。食用鹽腌食品史病例、對照組間經統計學檢驗,χ2= 35.80,P<0.01。可見,乙肝、肝硬化、飲酒、飲水污染、食用鹽腌食品是中發區武威市肝癌發病主要的危險因素。至于食用霉變食物,在本次研究中病例組與對照組間差異有統計學意義,但是差異不大。
廣西扶綏是我國肝癌高發縣之一,肝癌死亡率約為47人每十萬人每年。關于扶綏縣肝癌的成因,長春地質學院湯潔等(《環境科學學報》1996年第7期)對肝癌與飲水水質的關系做了病因學研究。如前文所述,蘇德隆教授提出了飲水水質說,扶綏地區的水質是不是肝癌的成因,也引起其他研究者的關注。張麗生等采用美國紫露草對扶綏病區的塘水進行了致突變研究,結果為陽性。這說明扶綏地區池塘水和近池塘淺井水的水質是很恐怖的,用這種水培育紫露草,發現紫露草的基因突變跟河水培育的紫露草的基因突變差異非常顯著。湯潔等的研究表明,扶綏病區居民主要飲用有機污染嚴重的塘水,塘水中的有機污染指標和某些有機組分均很高,而且與肝癌死亡率呈現顯著的正相關關系。而石灰巖層中的深井水則相反,水質好,肝癌死亡率很低。測試結果表明,塘水中存在亞硝胺類化合物,它們與肝癌死亡率有較好的平行關系。用這類塘水進行人體外周血淋巴細胞微核試驗和細胞染色體畸變試驗,證明其中有致突變的化學物質。
福建同安是我國又一個肝癌高發區。福建省衛生防疫站薛常鎬等研究了福建省同安縣(今廈門市同安區)原發性肝癌危險因素的流行病學(《海峽預防醫學雜志》1996年第2期)。結果概要:1.同安縣肝癌危險因素的病例-對照研究,共調查同安縣肝癌病例101人,健康對照201人,乙肝表面抗原攜帶率病例組為71.88%,對照組為19.79%,兩組比較RR=9.33,χ2=40.32,P<0.005;抗-HBs陽性率病例組為9.38%,顯著低于對照組的33.33%,RR=0.14,χ2=18.00,P<0.005;提示同安縣原發性肝癌的發病與HBV感染有關,尤其與乙肝表面抗原攜帶關系密切,而抗—HBs(乙肝表面抗體)為保護因素。2.檢測分析同安縣肝癌死亡率高的新城鎮和低的內厝鎮的64戶居民的黃曲霉素暴露量及膳食營養狀況,結果同安縣居民平均每天AFB1暴露量為2136.6納克或35.61納克每千克體重,接近HCC高發區啟東居民的每日暴露水平;——注意,下面這句話非常精彩——優質蛋白每日攝入量僅為11.37克,僅為標準量的16.24%;膳食脂肪攝入量為34.61克,其中不飽和脂肪酸所占比例較高;鈣、鋅、硒的日攝入量分別為374.45毫克、11.21毫克和36.17微克,僅為標準量的46.81%、74.73%和72.34%;視黃醇及核黃素的日攝入量分別為185.03微克和0.67毫克,是標準量的23.13%和5.83%。
這篇論文的分析很有意思,提到營養狀況跟肝癌發病率的關系。病例大多營養不良,而又暴露在巨量黃曲霉素中,也就難怪不幸中了肝癌病魔的招。我們的身體,要保持正常的運行,肝臟有正常的解毒功能,白蛋白要抓住黃曲霉素,你得保證維持肝功能的物質和能量的供應,否則肝細胞和白蛋白自己小命不保,怎么能替你解毒呢?當然,營養狀況是有邊際效應的,過剩的營養不會使你更健康。
有許多醫學文獻顯示營養物質對肝癌發生的保護作用(RR或OR小于1)。比如前述啟東地區的肝癌防治,硒和葉綠酸就有保護作用。陸可和等(《J South Med Univ》2016年第7期)的研究發現,DHA可抑制黃曲霉素B1誘導的肝癌細胞遷移和侵襲。DHA就是二十二碳六烯酸,存在于某些海洋動物體內。人體需要DHA,但是不必吃海洋動物,你只要攝取足夠量的必須脂肪酸就可以了。你攝取了必須脂肪酸,你的機體可以根據需要在體內合成DHA。這里的必須脂肪酸包括亞油酸和亞麻酸(Ω-3脂肪酸)。假如某甲和某乙的黃曲霉素暴露量相同,但是某甲缺必需脂肪酸,某乙不缺,則某乙得肝癌的概率大于某甲。
傳說中的吸煙和飲酒是致癌因素。但是在原發性肝癌病因學研究中,吸煙和飲酒的危險性不顯著,除非過量吸煙或過量飲酒。啟東的隊列前瞻性研究,沒有發現吸煙和飲酒跟原發性肝癌的相關性,研究者解釋說,這可能跟隊列中的自然人吸煙或飲酒較少有關。但是,也有的研究者發現,吸煙或飲酒是原發性肝癌的危險因素,這種情況出現在大量吸煙或過量飲酒的研究對象身上。少量吸煙跟不吸煙,沒有顯著性差異;少量飲酒和不飲酒,沒有顯著差異(這里的少量飲酒,指每天不超過50克酒精)。這種情況跟黃曲霉素少量暴露跟不暴露的危險性沒有顯著差異是一個道理。
現在我們把眼界放在全球,看看,權威機構對肝癌病因學的共識。
復旦大學附屬中山醫院肝外科/肝癌研究所樊嘉等在《美國、亞太和中國肝癌共識比較》(《臨床肝膽病雜志》2011年第4期)一文中說:2010年美國肝病研究學會(AASLD)、亞太肝臟研究學會(APASL)相繼推出了其最新的臨床指南或共識。中國抗癌協會肝癌專業委員會和臨床腫瘤學協作專業委員會(CSCO)以及中華醫學會肝病學會肝癌學組制定了我國《原發性肝癌規范化診治專家共識》。對高危人群進行監測和篩查是早期發現、早期治療肝癌的前提和基礎,3個共識都十分強調HCC的早期篩查和早期監測,均以循證醫學證據為依據,可信度較高。目前高危人群的選擇主要根據年齡、肝炎病毒(HBV、HCV)感染/攜帶、肝癌家族史、肝硬化、酗酒等幾個方面進行判斷。一般而言,對于≥40歲的男性、具有HBV和(或)HCV感染或肝硬化者、嗜酒,可歸為高危人群,而AASLD指南將亞裔>50歲的女性HBV攜帶者也列為高危人群,APASL則認為HBV DNA載量高(>104拷貝/ml)HCC發生率更高。
說到這里,我們已經對肝癌的病因有初步認識了,從病因學的統計分析看,乙肝患者或乙肝表面抗原攜帶者、肝癌家族史、肝硬化、酗酒是高危因素。怎么找不到黃曲霉素了呢?對啊,權威機構根本不把黃曲霉素看在眼里。找到高危因素,還剩下零散的低危因素。我們的環境和我們的食物中有無數的致癌因素,說不能哪片云彩會下雨,但是既然是零散的低危因素,你就不好找具體原因,為什么非要煞費苦心地找出來(比如黃曲霉素低暴露)呢?如果我們對統計學有正確的認知,我們就很容易理解黃曲霉素低暴露和零暴露之間的關系了,用統計學的語言表述,那就是沒有顯著區別;用率表示,那就是RR或0R=1或近似于1。
為什么非要用繞口的統計學語言,而不是用俚語村言直截了當地說,黃曲霉素低暴露的風險等于零呢?因為黃曲霉素零暴露時,人也會得肝癌的,這樣你就無法分清低暴露和零暴露的區別(所以要用統計學計算差異性、顯著性水平和置信區間)。為什么會這樣,我們必須再次強調,人總是要死的,再健康的人,你就是一輩子不吃黃曲霉素(你根本也做不到),你也存在得肝癌的風險。得肝癌不需要任何理由,就是一個隨機事件。這就是黃曲霉素零暴露也不能保證你不得肝癌的原因。
問題來了,不屬于高危人群的自然人,哪些自然人隨機發生肝癌的概率較大呢?為什么是這個人而不是那個人?我們知道肝癌家族史是肝癌成因的重要因素之一,問題是,為什么是這個家族而不是那個家族?或者說為什么是這個族群而不是那個族群?我們研究肝癌的病因學,僅僅停留在病例-對照研究還不行,我們還得分析肝癌成因的深層原因,那就是細胞學、基因學和遺傳流行病學的研究內容。
現在我們把視線放在中國肝癌地理分布圖上。我們已經知道,江蘇、上海、浙江、福建、廣東(含海南)和廣西六個省(直轄市、自治區)是原發性肝癌(HCC)高發區。再仔細看,我們會發現,從江蘇啟東到桂粵交界,HCC分布區是一條沿著海邊的帶狀,而廣西卻是全自治區都是高發區。——注意,下面是亮點——而在與廣西毗鄰的云南、貴州卻是原發性肝癌低發區!要知道,廣西、云南、貴州都位于我國西南,地理氣候條件近似,經濟發展水平差不多,為什么HCC有顯著差異呢?提示:廣西是壯族自治區,高發縣扶綏屬于崇左地區,臨近首府南寧,居民幾乎全是少數民族——壯族。
由于廣西扶綏縣是我國HCC高發縣,研究扶綏縣HCC的論文就很多,這些論文都有一個特點:病例組和對照組全是壯族。多位研究者研究了壯族群體中存在的基因多態性,尚無一致的結論。廣西地區黃曲霉素和乙肝表面抗原暴露量高。肝癌家族表達解毒酶的基因呈現多態性,缺失型基因有肝癌易感性。還有的研究者發現,廣西的乙肝病毒發生了變異,變異的乙肝病毒DNA跟易感人群的基因整合度更高,使得廣西出現HCC高發區、高發縣、高發家族(參見廣西醫科大學學位論文《廣西肝癌高發區人群HBV復制水平、基因型及亞型與肝癌家族聚集性關系的研究》)。
53000,由393個氨基酸殘基組成,在體內以四聚體形式存在,半衰期約20分鐘。野生型p 53基因有抗細胞增殖功能。野生型p53基因可以與細胞內特異部位DNA結合,使DNA復制受抑制或促進臨近基因的啟動子而促進基因的表達,故而認為野生型p53具有抑制腫瘤作用,通過抑制細胞增殖基因起到了轉錄激活作用;野生型p53蛋白可以對一些與細胞增殖有關的基因,如myc基因、fos基因的啟動子起負調控作用,使細胞增殖基因停止表達,細胞分裂停止。如果p53基因發生了突變,就喪失了這種功能。實驗研究認為,HCC中的p53基因突變有很大的地區差異性。249密碼子突變可能為HCC的特異突變。啟東和扶綏突變熱點分別有50%和40%的位點是249。有的研究論文說,日本HCC的p53突變率為32%,突變范圍在外顯子4-10范圍分布,無突變熱點集中現象。說明日本人的HCC是隨機突變,不是依賴于某一個致癌物。有研究論文說,歐洲人HCC的p53基因突變率高達75%,其中突變點位249的占17%,歐洲人的黃曲霉素暴露量很低,說明歐洲的HCC的p53基因也是隨機突變,說白了,是命中注定的死亡(參見《第四軍醫大學吉林軍醫學院學報》2000年第2期)。
廣西醫科大學病理教研室鄧卓霖等(《中華腫瘤雜志》1997年第1期)對廣西黃曲霉素暴露區肝癌p53基因序列的突變做了病例-對照研究。作者似乎懷疑黃曲霉素致p53基因249點位突變的前人說法。其研究方法是,隨機選取40個HCC病例分成兩組,一組來自黃曲霉素高暴露的扶綏縣,26例;一組來自黃曲霉素低暴露的玉林市,14例。研究結果表明,扶綏組p53基因突變熱點集中,玉林組則分散凌亂,沒有熱點,——注意,有黃曲霉素恐懼征的人一定要瞪大眼睛看——全組乙肝表面抗原陽性者,居然占38/40=95%!也就是說,廣西HCC的危險因素95%是乙肝病毒鬧的,不管是黃曲霉素高暴露還是低暴露。
還記得我們分析黃曲霉素的代謝途徑嗎?黃曲霉素在人體內可以解毒,所謂解毒就是加速活性致癌物AFBO的代謝速度,使之失去活性。能加快反應速度的物質是酶,它們全部是蛋白質。既然是蛋白質,那就需要DNA來決定蛋白質的合成。如果有的人DNA出現了突變或者有遺傳性缺失,很可能就無法完成解毒了。為什么同樣暴露黃曲霉素,有的人不幸中招,而有的人安然無恙呢?不幸中招的人呢,負責表達環氧化物水合(水解)酶和/或谷胱甘肽轉硫酶的基因跟對照組出現了統計學意義上的顯著差異。
上海交通大學腫瘤研究所、上海市腫瘤研究所、啟東市肝癌研究所、美國德州工程技術大學、美國約翰霍普金斯大學的研究者關一遷等(《腫瘤雜志》2003年第4期)研究了環氧化物水解酶(EPTH)和谷胱甘肽轉硫酶(GST)基因型及血清黃曲霉素B1加成物含量和肝癌(HCC)易感性的相關性。以3對肝癌高發家族(62例)和相對應的非癌對照家族成員(58例)為研究對象,分別采用放射免疫法、PCR法測定所有成員血清中AFB1-白蛋白加成物量、乙肝表面抗原和血細胞的EPHX,GSTT1,GSTM1的基因型。結果發現:EPHX基因113編碼位突變與機體AFB1暴露后形成的加成物的含量增加有關,從而可以推斷與個體對黃曲霉素的敏感性和肝癌的易感性有關。
——EPHX基因全長為1.8kb,有多個SNP位點,其中第3號外顯子的113編碼位突變,引起編碼的氨基酸改變(Try→His),對其解毒功能的活性最大。但是,統計學分析,當機體AFB1-白蛋白加成物含量高時,EPHX基因型為缺失(HH或HY)和完整型(YY)的差異非常顯著,χ2=7.56,P<0.006;當機體AFB1-白蛋白加成物含量高時,則差異不顯著。
廣西醫科大學護理學院病理學教研室李義萍等(《腫瘤防治雜志》2003年第10期)對黃曲霉毒素高危區肝細胞癌患者微粒體環氧化物水解酶(mEH)低活性基因型與HCC做了相關性研究。應用RFLP和PCR方法檢測52例HCC患者和56例健康成人中微粒體環氧化物水解酶及谷胱甘肽硫轉移酶M1和T1基因型頻率的分布。結果:發現mEH第3外顯子113純合組氨酸型和第4外顯子139純合組氨酸型都是低活性基因型,在HCC組和對照組分別占57.1%(30/52)、48.2%(27/56),82.7%(43/52)、73.2%(41/56),兩組比較差異無顯著意義,P>0.05。然而,mEH低活性型聯合谷胱甘肽硫轉移酶(glutathiones-transferase,GST)M1和T1基因缺失型,差異有顯著意義,P<0.05。結論:mEH處于低活性基因型可能是地區性易感HCC的原因之一,但單一種解毒酶不起決定作用,多種解毒酶聯合作用,可增加HCC危險性(見下面的2張截圖)。
龍喜帶等(《中華肝臟病雜志》2005年第9期)研究了解毒酶基因谷胱甘肽硫轉移酶M1(GSTM1)多態性與黃曲霉毒素B1(AFB1)相關性肝細胞癌(HCC)風險的相關性。應用聚合酶鏈反應技術對廣西地區AFB1高污染區140例HCC患者和53例對照人群的GSTM1基因多態性進行檢測,進行以醫院為基礎的病例-對照研究。結果發現:(1)GSTM 1 Present基因型為HCC保護基因型,而GSTM1 null基因型為HCC風險基因型。GSTM1基因型present(完整型)在疾病組與對照組分別為34.29%(48/140)和52.61%(282/536);null基因型(缺失型)在疾病組和對照組頻數分別為65.71%(92/140)和47.39%(254/536),組間分布差異有統計學意義,χ2=14.921,P=0.0001<0.01,提示它為風險基因型。資料經二分類回歸分析后發現以攜帶GSTM1 present的個體為參照,攜帶null基因型的個體患HCC風險升高1.07(95%CI為1.20~3.57)倍。(2)GSTMl1基因型與AFB1暴露分層分析:在AFB1中低度(<7μg/d)和高暴露(≥7μg/d)兩個層次。中低度:GSTM1 null基因型疾病組和對照組分別為71.01%(49/69)和48.55%(217/447),χ2==12.082,P<0.001;高暴露:GSTM 1 null基因型疾病組和對照組分別為60.56%(43/71)和41.57%(37/89),χ2=5.697,P<0.017,其校正OR(95%CI)分別為1.92(0.92~4.00)和1.80(0.77~4.17),均增加患HCC風險,表明AFB1中低度暴露時,其致HCC風險意義略高。結論:解毒酶基因GSTM 1多態性與HCC易患性相關,其缺失型增加患HCC風險;GSTM 1在中低度和高度AFB1暴露時均與HCC易患性相關,但在中低度暴露時更明顯。
——人群對AFB1的致癌反應存在明顯的個體差異。這種個體腫瘤易患性差異主要是由于腫瘤易患基因(包括解毒酶基因)的遺傳多態性所決定。研究結果表明GSTM1 null基因型頻率在HCC組達65.71%(與已報道的歐美人群相類似),較對照組顯著升高(P= 0.0001,校正OR=2.07),提示攜帶null基因型的個體HCC易患性增加。建議黃曲霉素暴露量高的人群做基因檢測,GSTM1 null基因攜帶者是HCC易感人群,應注意防范,減少黃曲霉素暴露量。
【8】黃曲霉素風險評估
通過前面的分析,我們都對黃曲霉素跟HCC的劑量-效應依賴關系留下深刻印象。黃曲霉素暴露的風險性跟暴露量有關。黃曲霉素的致癌率,高暴露量組高于低暴露量組,兩組具有統計學意義上的顯著性差異。但是,暴露量的高低,在我們前面的分析中,一直是相對大小的概念。比如有的文獻把≥7微克每天作為為高暴露,<7微克每天作為低暴露,這里的高和低之間沒有截然的界限,我們可以設想一下,一個暴露量8微克每天的人跟一個6微克每天的人相比,差距不是很大,卻被分在了兩個組。所謂<7微克每克,樣本中的每一個元素大小可能差異巨大。比如,有一個低暴露組,有三個人組成,一個人的暴露量是6微克每天,一個人是1微克每天,一個人是0.01微克每天,都滿足<7微克每天的低暴露的標準。但是,這個組里的6微克每天跟高暴露組的標準≥7微克每天太接近,而1微克每天又太遠,我們現在很想知道,1微克每天的低劑量是否還有劑量-效應依賴性。進而,我們還想知道0.1微克每天,0.01微克每天,0.001微克每天……是否還有劑量-效應依賴性的函數關系;是否在在某個臨界值(或臨界區間)之下,就不存在劑量-效應的函數關系(不再有陽性效應)。
不知不覺間,我們走向了數學領域,上述數字1,0.1,0.01,0.001……分明是一個等比數列。這個等比數列的通式是:
問題就出在對無窮小劑量-效應依賴性問題的認知上了。無窮小實驗沒法做,只能做哲學上的或者形而上學的思考和判斷。
國際癌癥研究機構認為,“致癌物沒有劑量限量”,或者說,“黃曲霉素是無閾值致癌物”。
因為國際癌癥研究機構沒有做過無窮小劑量-效應實驗,我們可以推斷,國際癌癥研究機構不僅是癌癥研究專家,而且還是“哲學家”。
沒有實驗驗證,只能做哲學或形而上學的分析判斷,那么,不同的人就會有不同的哲學觀或形而上學觀。
既然認定“致癌物沒有劑量限量”,說明國際癌癥研究機構的哲學是“物質無限可分的”;黃曲霉素是物質,黃曲霉素就可以“永無休止地分割”,無論你怎樣分割,黃曲霉素的含量再小,也不等于0。所以,無窮小的劑量,也有致癌的風險。
國際癌癥研究機構怎么看起來很像學富五車的惠施呢?
惠施(前390—前317)是東方戰國時期的思想家、哲學家。他有一句哲學史上的名言:“一尺之捶,日取其半,萬世不竭。”(見《莊子·天下篇》)
惠施這句話,用數學語言來表達,就是求級數(第一天是1)
一個一尺長的捶子(原文為提手的捶子),截成一半,第二天一半再截成一半……就這樣一天天截下去,一萬個世代以至無窮,也不能把捶子截完。
惠施的“尺捶”說的本質是“物質無限可分”。關于“物質無限可分”的思想,惠施還有其他表述:“至小無內,謂之小一。”
惠施的觀點并不會得到所有思想家、哲學家的認可,當時,正是百家爭鳴的偉大時代,墨子學派就跟惠施學派(名家)懟上了。
《墨經》中有“非半弗斷則不動,說在端”以及“非。斷半,進前取也。前則中無為半,猶端也。前后取,則端中也。斷必半,毋與非半,不可斷也”的說法;意思是說,給你一個錘子,你非要截斷,那還是錘子嗎?錘子就是錘子,不能隨便截斷,錘子(物質)是有最小單位的。
而且,據《列子·仲尼篇》載,公孫龍也曾有“有物不盡”(物質有最小單位)的說法,但自稱公孫龍信徒的公子牟卻提出了“盡物者常有”(物質無限可分)的命題。
就連惠施自己,也跟自己懟上了。惠施“歷物十事”之“第一事”即講“至小無內,謂之小一”,由此可見,惠施是反對物質無限可分觀點的。馮友蘭在解釋“至小無內”時也明確指出:“什么東西是至小的?只有在其內、不可能有什么東西,不可能再分割了,這才是至小。這個小就是無限小,既然是無限小,所以說是至小。”(馮友蘭《中國哲學史新編》)惠施的“尺捶說”跟“小一說”是對立的,說明物質是不是無限可分的問題,不僅哲學家之間有爭論,就連同一個哲學家,也會在不同的場合,有不同的說法。“尺捶說”很可能是邏輯學或數學意義上的無限可分,“小一說”很可能是物理學意義上的物質不可無限分。
戰國時期思想家的爭論,往往只有命題,看不到他們的論據和論證。馮友蘭說,中國古代哲學家只會“就事論理”,還不會“就理論理”。那么,哪里的哲學家會“就理論理”呢?這就得跳出東方的小天地,仰視西方的思想家了。
跟東方春秋戰國同時代的古希臘,是哲學家輩出的圣賢時代。古希臘的哲學家有一個派別認為物質不是無限可分,而是有最小單位。這個單位叫“原子”。原子論的奠基人是留基伯(約前500—前440)和他的學生德謨克利特(約前460—前370)。他們之所以被稱作原子論者,最根本的就在于他們都持萬物由原子構成這樣一種哲學觀點。段德智教授說,在希臘文中,“原子”(ātomos)的原意不是別的,就是“不可分割”;正因為其不可分割,它才能構成萬物的最后單元或元素,才能具有終極本體的地位。德謨克利特曾宣稱:“一切事物的始基是原子和虛空,其余一切都只是意見。”他的這句話可以視為原子論的哲學宣言。
但是,柏拉圖(前427—前347)和亞里士多德(前384—前322)跟德謨克利特懟上了。亞里士多德針對德謨克利特的原子論,提出并論證了物質無限可分的觀點。他主要提出了三項理由:“任何連續物都不可能由不可分割的東西構成”。他舉例說,“線不能由點構成”,他給出的理由是:“線是連續的,而點是不可分的”。“如若連續物是由各個點構成的,那么,這些點必然或者相互連續或者彼此接觸。”“點與點……也不能接續,以至于由這些點構成長度”。他給出的進一步理由是:“點與點之間總有線段,……假如長度……可以被分成它們所由構成的那些東西,那么它們也就能被分成不可分的部分了。但是,沒有一個連續物能被分成無部分的東西。”亞里士多德的結論是:“每個連續物都可以被分成總是能夠再分的部分。”(亞里士多德《物理學》)
物質是否無限可分的爭論,就這么持續了兩千年。但是在歐洲,亞里士多德是圣人,亞里士多德的書就跟中國的孔孟經典一樣,而德謨克利特的原子論是異端邪說,所以亞里士多德的“物質無限可分”的哲學思想占上風。但是到了文藝復興時期,就有挑戰亞里士多德圣人地位的新思想涌現出來。
古希臘的原子論并沒有因柏拉圖和亞里士多德的反對和批判而銷聲匿跡,相反,它不僅在伊壁鳩魯(前341—前270)和盧克來修(約前99—約前55)那里得到了發展,而且至近代還在法國哲學家伽森狄(1592—1655)那里得到了復興。而且,正是憑借他所復興的原子論,伽森狄對笛卡爾(1596—1650)哲學的批判才得以成為當時對笛卡爾形而上學哲學的“各種批判中最為全面系統、最切中要害的一種”。笛卡爾是原子論的一位堅定的反對者。因為笛卡爾和后來的萊布尼茨(1646—1716)一樣,也主張“有廣延的原子”的無限可分性,從而根本否認原子的存在。他在《哲學原理》中寫道:“宇宙中并不能有天然不可分的原子或物質部分存在。因為我們不論假設這些部分如何之小,它們既然一定是有廣延的,我們就永遠能在思想中把任何一部分分為兩個或較多的更小的部分,并可因此承認它們的可分割性。”笛卡爾所說的廣延并非德謨克利特和伽森狄所主張的“物理學的點”,而只是一種抽象的思想上的“數學的點”。
萊布尼茨提出“單子論”。萊布尼茨對其物質無限可分思想哲學意義的發揮首先就表現在他不像笛卡爾那樣將“物理學的不可分的點”轉向抽象的思想上的“數學的不可分的點”,而是既超越德謨克利特的“物理學的不可分的點”,又超越笛卡爾的“數學的不可分的點”,而達到“形而上學的點”,并因此而建立起他的“單子論”這一新的實體學說。(以上古代哲學史內容參見武漢大學哲學學院宗教學系教授段德智《萊布尼茨物質無限可分思想的學術背景與哲學意義——兼論我國古代學者惠施等人“尺捶”之辯的本體論意義》)
文藝復興后,物質無限可分的哲學理論沒有進展,直到現在,這一派的認知水平始終停留在惠施的“尺捶說”或亞里士多德的“幾何物理學”的階段——國際癌癥研究機構的認識水平就處在這個階段——但是原子論學派的研究成果卻突飛猛進了。
道爾頓(1766-1844)是現代原子論的奠基人。道爾頓發現了真正的原子(元素),研究了14種原子的原子量(我們現在知道的原子有一百多種),他還研究了由同一原子或不同原子按照一定的作用力結合而成的分子。道爾頓的研究成果見于他的光輝著作《化學哲學新體系》中。現在的分子生物學中,在研究黃曲霉素的代謝和致癌的機理時,經常要研究DNA、RNA、蛋白質、多肽和酶,這些分子的分子量常用kd表示,kd的意思是千道爾頓(千道)。搞分子生物學和化學的人,總是不忘紀念道爾頓這位偉人,原子量或分子量的單位名稱就叫道爾頓(國際單位制叫摩爾,舊稱克原子、克分子、克離子)。因為分子生物學中常研究分子量很大的分子,所以常使用千道爾頓為單位。
物質是由原子組成。分子是物質保持化學性質的最小單位。物質的概念寬,化學物質是物質的一個特例。國際癌癥研究機構開列了一個包括一百多種物質的“一級致癌物”花名冊,其中包括太陽光,X射線等物理學意義上的物質,更多的是化學物質,比如甲醛、乙醇、含乙醇的飲料、總黃曲霉素(包括黃曲霉素B1、B2、G1、G2、M1、M2等)。
道爾頓給出了早期發現的14種原子和一些分子的原子量、分子量。分子量現在規范的叫法是相對分子質量。我們熟知的幾種分子的分子式和相對分子質量如下:
分子和原子并非不可繼續分割。分子可以分解成原子,原子是有質子、中子、電子、夸克、中微子等粒子組成。分子、原子和粒子(原稱基本粒子)的最小單位都是“整數的一個”;原子被“砸開”,就不再是原子了。
1900年是科學史和哲學史上劃時代的一年,這一年偉大的普朗克提出了“量子”的概念。量子,通俗地說,能量是一份一份地傳播的,是不連續的,即能量存在最小單位。普朗克說:
國際癌癥研究機構說,太陽光為一級致癌物,致癌物沒有限量,你受到一個太陽光的光子輻射,也有致癌的風險。國際癌癥研究機構做過一個太陽光光子的致癌風險實驗嗎?答案恐怕要去問惠施或亞里士多德,因為在惠施或亞里士多德的心目中,一個光子大得很,還可以無限分下去,一個光子是無窮小的無窮大倍,這還得了,肯定不能忽視一個太陽光光子的輻射致癌的“巨大”風險。
我們可以計算一個太陽光的光子的質量。太陽光的頻率范圍很寬,人對555nm波長的光子敏感,那好,我們就算一個波長555nm的光子的質量吧:
這里的單位J/kg(焦耳每千克)是國際單位制的導出單位,有專門的名稱,叫希沃特(Sv)。1SV=1J/kg。1SV=1000mSv(毫希)。
個人劑量限值是輻射防護權威部門(如國際放射防護委員會ICRP、中國政府有關部門)對確定的實踐(指與放射有關的職業活動,如核工業)及經常與持續的照射(如與源相關的公眾受照)建立的一個劑量水平,高于該水平的照射對個人的后果被視為不可接受的。根據GB18871-2014中華人民共和國國家標準《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》,實踐使公眾中有關關鍵人群組的成員所受到的平均劑量估計值不應超過下述限值:
年有效劑量,1mSv;
特殊情況下,如果5個連續年的年平均劑量不超過1mSv,則某一單一年份的有效劑量可提高到5mSv;
眼晶體的年當量劑量,15mSv;
皮膚的年當量劑量,50mSv。
現在那個不幸的人吸收了希沃特(Sv)的輻射,這個“巨大”的輻射吸收劑量是國家允許的年有效劑量1mSv(毫希)的多少倍呢?
實際上,國際癌癥研究機構比剛才的分析更不靠譜,它認定致癌物沒有限量,也就是說,零暴露也有風險,這顯然是不合邏輯的,所以,我替它“打圓場”,把“致癌物沒有限量”“演叨”成無窮小也有風險。但是,我們做了半天哲學思考,發現無窮小是不對的,因為物質是有最小單位的,太陽光輻射的最小單位是“一個光子”,而一個光子的輻射能是可以計算的,進而可以計算出國際癌癥研究機構認定的一個光子的風險,是國家標準允許的安全限量的168萬億分之一(以一個555納米的太陽光光子為例)。
下面我們該分析化學物質的致癌風險了。
我們先回顧惠施的“尺捶”,我們已經知道,“尺捶”并非無限可分,但是究竟能分到多少次就到“物質”的最小單位,不能再分了?我特意核對了《莊子·天下篇》,原文的捶子確實是提手的捶子,沒說是木槌,也沒說是鐵錘,那好,我們就假定是個鐵錘吧。戰國的一尺,我也不知道等于現在的多少尺或多少米,我們就假定是1米吧。現在一根1米長的鐵錘擺在面前,我們要一半一半地截斷,直到不能再截。什么叫不能再截?鐵錘的化學成分是鐵元素,當我們截到剩下的長度不足鐵原子的半徑時,就知道已經截過頭了。我們先把金屬鐵的原子半徑查出來。金屬態的鐵原子半徑跟配位數有關,配位數是12時,原子半徑是126pm(皮米);
請惠施、亞里士多德、國際癌癥研究機構以及各位惠施粉、國際癌癥研究機構粉做個見證人吧,不存在什么“萬世不竭”,只需要33天,就截取到鐵錘的最小單位了。現在我們得到一把233皮米長的鐵錘,好好拿在手里把玩吧。以后不要說“物質無限可分”或者“致癌物沒有限量”這樣的傻話了。
有人替國際癌癥研究機構“打圓場”,說“哪怕一兩個黃曲霉素分子也有致癌風險”。很好,就是要建立物質不是無限可分,物質要以“個”為計量單位的認識論。物質的最小單位就是“一個”,一定要記住,物質的最小單位是整數,總量是一個的整數倍(有些物質只有1個,比如崔永元,這個世界上只有1個,不存在非正整數的個崔永元或者π個崔永元,也不存在非1的正整數個崔永元)。為了強化物質的整數概念,增強對數字大小的理解,我羅列幾種常見的一些物質的單位質量,供比對(見下表)。
取5克普洱茶(通常一個人一天的用量),經檢測,其黃曲霉素B1含量為2.73μg/kg,找個大茶壺沖泡。上哪里找個大茶壺呢?有了,三峽水庫!對,三峽水庫總庫容最大可達393億立方米,那好,我們假定三峽水庫正好蓄滿水,我們就用三峽水庫泡茶,假定茶葉中的黃曲霉素B1全部溶出,均勻地分散在393億立方米(水的密度視為1000kg/m3)的“茶湯”中,我們現在計算每千克水中有幾個黃曲霉素B1分子,假如接近1個,那就很好,一口氣喝上1千克茶水,不就等于吃進去一個黃曲霉素B1分子了嗎?計算每千克中有幾個黃曲霉素B1分子,列出算式,計算如下。
真巧,1.23個/kg——由于分子的個數必須是正整數或零整數,1.23只能是個平均值,實際上分子在水中始終是運動的,任取1kg“茶水”,其中黃曲霉素B1的分子個數大概率是0、1或2,以1的概率最大,也有>2的小概率事件——讓你喝上一杯這樣的“茶水”,你害怕嗎?要知道,我們用的茶葉中黃曲霉素B1的含量是比國家標準中對小麥的限量要求5μg/kg還低一半呢,我們用三峽水庫“泡茶”,“茶水”的濃度得有多淡。你喝上一杯這樣的“茶水”就會嚇死?你真的擔心這杯“茶水”有致癌的風險?你能想象用三峽水庫煮稀飯嗎?拿5克大米(假定黃曲霉素B1含量恰好是國家標準允許的最高值10μg/kg),用整個三峽水庫最大庫容的水量煮上一庫稀飯,你喝上一碗這樣的稀飯,就有黃曲霉素致癌的風險?如果你非說,一個分子也有致癌的風險,那我就沒辦法了,你不按常理出牌,希望你能做到“一個黃曲霉素分子也不吃”,就怕你一輩子也找不到這樣的食物,只能餓死了;就怕你不舍得餓死,你每天吃的大米飯中,每一碗里面就有以萬億計的黃曲霉素分子。比如,有個上海人,每天吃200克(0.2kg)大米,大米中黃曲霉素B1含量為1.926μg/kg(我們前面提到過的數據),那么,他每天吃進去的黃曲霉素B1分子的個數是
為了強化數字大小的概念,我們把這個數字用算術的讀法念一遍:七百四十萬億(個)。距離“哪怕一兩個分子也有致癌風險”、因此“一個分子的黃曲霉素也不能吃”的“宏偉目標”相距實在太遙遠,那是天地玄黃、地老天荒、海枯石爛也實現不了的“宏偉目標”。既然天地玄黃、地老天荒、海枯石爛也實現不了的目標,為什么非要耍貧嘴,信誓旦旦地表達“一個分子也不能吃”的“豪言壯語”呢?自欺欺人還是騙鬼呢?
既然誰也沒見過一個黃曲霉素分子即可致癌的案例,但是為什么會有人認為“致癌物沒有最低限量”“哪怕一兩個黃曲霉素分子也有致癌風險”呢?問題出在哪里,我們從哲學史上分析了半天,認為這是惠施和亞里士多德“物質無限可分”的認識論誤區造成的,他們觀察到因大量黃曲霉素暴露而導致肝細胞癌的統計學數據,隊列前瞻性研究也能驗證劑量-效應依賴性,但是終歸沒有任何人觀察到足夠小的黃曲霉素暴露量也可以致癌的病例-對照統計學陽性結果。可是,他們很可能出于“保險起見”的考慮,“告誡”公眾“致癌物沒有限量”,甚至危言聳聽,說“哪怕一兩個分子也要致癌風險”,語不驚人死不休,不嚇死公眾不算完。
然而,從化學反應的實踐看,究竟有沒有一兩個分子也可以發生預期的化學反應呢?分子生物學和生物化學的實驗上,還真有一個分子就能發生預期反應的實驗。這里先給你提一個關鍵詞:PCR法。PCR法的精度極高,樣品中哪怕只有一個DNA分子,也能做基因測序。
PCR法是現在廣泛應用的基因測序的一種實驗性方法。具體怎么做,請看個實例,見下面的截圖。
看到了嗎?實驗很繁瑣,但是可以驗證。是一個可以證真的方法。難道“哪怕一兩個分子也有致癌風險”的理論源泉是PCR法嗎?取一個人的肝細胞小樣(用紀小龍醫生的話說,取你的肝臟上的一小塊兒肉),用人工方法誘變,是可以制造人工肝細胞癌的,其中DNA可以只有一個分子,但是致癌物不能是一個分子,必須是以億億個分子(毫克級)計的;否則無法誘變。
關于化學反應的幾點常識:反應物符合化學計量比時,并且反應的平衡常數是無窮大,且反應速度足夠快,則所有反應物都被反應掉,生成產物。此時的反應物的分子數量都是天文數字,只有一兩個分子是無法觀察到反應現象的。兩種反應物A和B,要想確保A被反應掉,一種辦法是B大大過量。DNA跟黃曲霉素B1-8,9-環氧化物反應生成加成物的化學計量比是1:1,并不是說1個DNA分子能跟1個黃曲霉素B1-8,9-環氧化物就真的能發生反應(1個分子的概念是什么,參見我們前面用三峽水庫“泡茶”的思維實驗),1個DNA分子遇到萬億個黃曲霉素B1-8,9-環氧化物,這萬億個黃曲霉素B1-8,9-環氧化物分子中的一個有可能僥幸跟1個DNA反應成功。黃曲霉素在體內的代謝過程,我們前面講過,人暴露黃曲霉素后,短時間內會代謝,排出體外;當暴露量足夠大時,可能有黃曲霉素的代謝產物黃曲霉素B1-8,9-環氧化物跟DNA反應生成加成物,但是DNA有自行修復能力,會壯士斷腕,切除加成物,野生型p53蛋白也會參與解毒過程,因此,能最終引起突變(致HCC)的現象是很難發生的。一言以蔽之,黃曲霉素不存在跟DNA的化學反應,一個分子的黃曲霉素B1-8,9-環氧化物跟25億個肝細胞核DNA分子中的任意一個反應成功的概率跟出門碰見外星人是一樣的——你總是相信外星人的存在,但是人類千秋萬代也找不到外星人。
反觀“致癌物沒有限量”的說教,則完全是信口開河,從來就沒有實驗可以證真。不能證真的說教很好證偽,只要請它出示證據(一個黃曲霉素分子致癌的案例)即可,他出示不了,辯論終結,反方獲勝。
或曰,國際癌癥研究機構(IARC)是權威機構呢,我就是信任(迷信)權威機構,你能拿我怎么樣?我不能拿你怎么樣,但是希望你端正邏輯,一碗水端平,我也搬出幾個權威組織,希望你也能“信一回”別的權威機構。
(未完待續)