实验室的几滴液体落在橡胶手套上，15秒后就宣告了她的死亡...

2021-06-15 生物世界

由于研究的特殊性，生化研究往往要接触大量具有危害性质的物质。任何实验事故都可能会对实验人与社会带来巨大的危害。

撰文 | 我演戈多

来源 | 生物学霸

自古以来，人类对 汞 的着迷从未断绝。

早在公元前 1500 年，埃及权贵们就开始在自己墓穴中使用这种自然状态下为液态的金属。秦始皇的陵墓中，也发现了大量汞的存在。汞的独特性质，也让它成为了古代炼丹方士及西方炼金术士的心头好，是「仙丹」与「真金」的重要原料。

尽管无数方士与术士在追逐长寿与财富的过程中中毒殒命，「以毒攻毒」的概念却使得汞具有了独特的药用价值。无论是作为朱砂的主要成分在中药的被广泛使用，还是在青霉素出现之前作为治疗梅毒的一线药物，汞在人类历史中扮演了重要的角色。

直到二十世纪，数起臭名昭著的大规模汞中毒事件的发生，才让全人类重视起了汞，尤其是有机汞中毒的问题。

日本的水俣病患者，图片来源：每日新闻

二十世纪中期，日本熊本水俣市出现了大量奇特的病人。这些患者手足麻痹，运动失常，并伴随着失智、精神错乱等症状。根据当地的地名，这种病被命名为「水俣病」。后续调查发现，这些症状是由有机汞中毒导致的，而汞的来源是位于水俣的肥料工厂。

十年后，日本新潟因企业乱排放含汞废液再次爆发「水俣病」。两次事件共计对数万人造成了不可逆的损伤，数千人因此丧命。

1971 年，伊拉克民众由于误食甲基汞杀真菌处理过的小麦和大麦种子，再次爆发大规模汞中毒事件，造成六千余人中毒，数百人死亡。

这几起事件的发生，引起了科学界对金属中毒的高度关注。

凯伦・维特哈恩，图片来源：达特茅斯学院

就职于达特茅斯学院的凯伦・维特哈恩（Karen Wetterhahn）就是金属毒性研究的佼佼者。可没有人想到的是，这位可能是当时全世界最了解金属毒性的人，最终却因为一次意外的金属中毒事件，永远的离开了我们。

突如其来的汞中毒

1996 年 8 月，凯伦像往常一样，使用二甲基汞对 199Hg 核磁共振波谱仪进行校准。 当几滴二甲基汞不小心滴到凯伦的橡胶手套上时，对实验室安全操作无比清楚的她并没有太往心里去。

她有条不紊地关上装有二甲基汞的试剂瓶，并标记好试管，再仔细地将台面清洗干净，最后才将被污染的手套脱下。

二甲基汞，图片来源：维基百科

但几周之后，凯伦发现自己的身体开始出现异常。她的手脚趾开始疼痛，学生反馈听不清她上课时讲的话。

五个月后，凯伦身体的平衡变得异常困难，视线也开始变得模糊。种种迹象，让熟知汞中毒症状的凯伦立即警觉起来。凯伦立即前往医院，并被确诊为急性汞中毒。

此时凯伦血液与尿液中的汞含量高达 4000 µg /L 与 234 µg/L，是正常人的 500 与 50 倍，更是远超汞的毒性阈值。

由于此时凯伦的汞中毒已经非常严重，医院立即采用了极其激进的螯合疗法来清除她体内的重金属，但凯伦的身体状况依旧加速恶化。

就在凯伦出现神经系统症状 3 周后，凯伦陷入深度昏迷，成为了「植物人」。

1997 年 6 月 8 日，大脑重度受损的凯伦永远的离开了深爱着她的丈夫与两个孩子。

在凯伦失去意识之前，她终于想起来，自己汞中毒的原因，可能正是五个月前，那次她没有放在心上的小意外。

失效的橡胶手套

时间回到 1996 年 8 月，当那几滴二甲基汞滴落在凯伦的橡胶手套上时，没有人知道橡胶手套在二甲基汞这种高有机性的剧毒物前形同虚设。

这些致死量为 400mg 的毒药迅速穿透了凯伦的手套，并在接触到皮肤的一瞬间，被皮肤吸收。 整个过程不超过 15 秒 。

当凯伦正在进行整理试验台的操作时，这几滴二甲基汞就已经宣告了凯伦的死亡。

二甲基汞在进入人体后难以随着代谢被排出体外，反而会产生造成「水俣病」的甲基汞。对于甲基汞，人类大脑引以为傲的血脑屏障也束手无策，任其穿透。随着甲基汞在大脑中的生物富集，它们会与半胱氨酸形成复合物，最终对人体的神经系统造成不可逆的损伤。

尽管研究重金属对生物损害的凯伦对甲基汞的毒性了如指掌，但人类对二甲基汞穿透性的知识盲区，还是带走了她的生命。

因为对自己事业的热爱，这位金属毒性研究的巨匠，在失去意识前对治疗自己的医生说出了自己的遗愿，那就是让科学家与医生竭尽所能研究二甲基汞，使其他的学者不重蹈覆辙。

关于凯伦的研究发表在 NEJM 的论文，图片来源：NEJM

为了完成凯伦的嘱托，治疗她的医生在死后对凯伦进行了解剖，并把一份详细的报道发表在了医学顶刊 NEJM 之上，向世人警告二甲基汞的危害。

在论文发表后，监管机构对二甲基汞的使用加以了限制，并要求使用特制的手套进行二甲基汞的相关操作。

凯伦的遗产

作为一名杰出的化学家，凯伦留下的遗产远不止二甲基汞毒性的警示。身为一名女性学者，凯伦推动了女性科学家在学术界地位的提升。在任职期间，凯伦成功将达特茅斯学院主修科学的女性数量从 13% 提高了 25%，成为全美模范。

以凯伦命名的奖学金，图片来源：达特茅斯学院

在凯伦离世后，达特茅斯学院以凯伦之名设立了基金会，向优秀的化学博士提供资助。也无时无刻不在告诫着世人，实验室安全的重要性。

安全第一、实验第二

作为生物或者化学领域科研工作者，我们的日常工作中难免会接触到大量高危实验。

由于违规操作与实验室安全管理的不规范，这些高危实验已经酿成了多起惨剧。

清华大学实验室爆炸，图片来源：网络

2015 年 12 月 18 日，清华大学化学系发生火灾，造成一名博士后当场死亡。

2018 年 12 月 26 日，北京交通大学市政与环境工程实验室发生爆炸燃烧，造成 3 人死亡。

类似的新闻每隔一段时间都能见到，但对比起化学实验事故造成的「物理伤害」，生物实验室中「魔法伤害」也值得大家重视。

Dora Lush，图片来源：网络

1943 年，年仅 33 岁的澳大利亚女细菌学家 Dora Lush 在向小鼠接种斑疹伤寒病原时不小心扎中了自己的手指，并因此染病。四周后，Dora Lush 不治身亡。

1978 年，就在 WHO 宣布天花被人类消灭的两年前，在英国沉寂多年的天花病毒重出江湖，造成了人类历史上最后一例天花死亡病例。后续调查发现，患者是因为楼下伯明翰大学天花研究实验室的病毒泄漏感染天花，因此丧命。好在疫情没有进一步扩散造成更大伤亡。

事故发生的伯明翰大学医学院，图片来源：维基百科

但令人唏嘘的是，在患者死亡前一周，伯明翰大学微生物系负责人 Henry Bedson 教授因内疚自杀，与其研究了一生的天花一同谢幕。

由于研究的特殊性，生化研究往往要接触大量具有危害性质的物质。任何实验事故都可能会对实验人与社会带来巨大的危害。

实验人员应该对自己实验中所存在的风险具有充分的认知，并了解出现问题时正确的处理方式；同时，在发现实验室存在安全隐患时，应及时上报，要求整改，实在解决不了的话，还是尽早离开那些存在风险的实验室，另寻高就。

毕竟，实验失败了，还可以再做，命要是没了，就再也没有挽回的余地了。

没有谁想以凯伦的方式，出现在 NEJM 的论文之中。

参考资料：

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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二甲基汞,实验室,水俣病,天花,毒性

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