互动科普

在约翰·谢伊（John Shea）和约翰·格雷科（John Greco）还在当工人的时候，美国普惠公司巨大的发动机制造工厂中充斥着磨床溅出的油性雾气。油气沾满了天花板，也弄得工人全身都是。他们就在这样恶劣的环境中工作，然后拖着沾满刺激性油污的身体回到家中。工厂里设置了许多除油池，内装有用来清洁发动机组件的溶剂；工人们可使用喷罐里的溶剂来清洁双手和衣物。谢伊在康涅狄格州诺斯黑文（North Haven）的一座占地上万平方米的工厂中工作了34年，工作内容是磨制发动机的刀片和叶片。1999年，谢伊不幸被查出患有多形性成胶质细胞瘤（glioblastoma multiforme），这是最具侵袭性的一种脑部肿瘤，当时他56岁。6个月以后，谢伊的工友格雷科也被告知患有同一种肿瘤。在谢伊被诊断患有肿瘤1年之后，他和格雷科都因该病离开人世。于是，他们的妻子开始思索，为什么在这个全世界最顶尖的喷气发动机制造公司里，会频繁出现这种致命肿瘤？

2001年，由美国匹兹堡大学的加里·马什（Gary Marsh）和伊利诺伊大学芝加哥分校的努尔坦·埃斯曼（Nurtan Esmen）领导的研究小组，在诺斯黑文开展了一项针对脑瘤患者群落现象的调查。首先调查的是最近10年发生在工人中的13例原发性脑部恶性肿瘤，其中11例是成胶质细胞瘤。这项调查后来成为有史以来规模最大的一项工作场所健康研究。调查任务相当艰巨，需要解决许多难题：首先要统计出普惠公司8个工厂近25万名工人中患脑瘤的人数，并列出大量暴露在工作场所里的潜在有毒有害物质，然后判断究竟哪些物质导致肿瘤产生。研究小组预期在2008年的上半年公布初步调查情况，并在2009年发布最终结果。

工作场所流行病学研究的一项主要任务，就是调查工作场所里各种各样的暴露（exposure，即环境中的有毒有害物质）。从马什和埃斯曼的大量工作可以看出，这项调查极其艰巨。此外，对于引发脑部肿瘤的因素和工厂大量使用的化学物质的毒性，目前的科学解释并不完善，这也限制了研究者的能力，让他们无法确切回答，普惠公司过去的工作环境到底给工人带来了怎样的影响。调查小组使用了当前最可靠的技术来研究普惠公司的情况，可能给以上两方面的科学解释带来新的突破。这项调查也突显出这样一个事实：目前，界定工作场所毒性物质是否超出安全标准，仍然是一个非常棘手的问题。

据美国国家职业安全和卫生协会估计，每年大约有49,000名美国工人因工作相关疾病而过早死亡，是因工伤事故死亡者数量的8倍以上。大多数联邦工作场所暴露限值（即各种有毒有害物质的最高允许值），都是由职业安全与卫生管理局（Occupational Safety and Health Administration，缩写为OSHA）在20世纪60年代的科技水平下制定的。由此导致的结果是，当时制定的工厂室内空气中化学物质安全限值，竟然是美国环保局（Environmental Protection Agency）新制定的相关物质室外限值的45,000倍。但这还不是最关键的，相对于科学水平的落后来说，政治和经济方面的原因才是改进工人健康保护措施的最大障碍。针对普惠公司的调查还说明了一个问题：如果政策支持将最先进的科学技术运用于工作场所的安全保障，那么职业流行病学调查将顺利得多。

收集证据

当卡罗尔·谢伊（Carol Shea）和凯特·格雷科（Kate Greco）的丈夫被诊断患有相同的罕见肿瘤时，她们对脑部肿瘤或流行病学还一无所知。但这看上去不太可能只是巧合，因此她们希望普惠公司能解答她们的疑惑：还有多少工人患有脑部肿瘤？原因是什么？2001年8月，康涅狄格州公共卫生部门的一项调查发现，此前10年内，诺斯黑文工厂的工人中，成胶质细胞瘤的实际发病率是预期值的2.8倍至7倍。

普惠公司拒绝对上述调查报告作出评论，因此，州卫生部门要求他们聘请一名持中立态度的流行病学家，做更进一步的调查。于是普惠公司聘请了马什，一位来自匹兹堡大学公共卫生研究所的统计学家。马什的研究方向是工作场所卫生问题，在他看来，这可是一件“在肮脏环境中进行的高强度劳动”，因为研究经常涉及数万名工人及多个工作地点。受聘后，他立即联系了自己的老伙计埃斯曼，他也是工作场所环境评价方面的专家。

两位专家最初将关注焦点放在诺斯黑文的工厂，该厂在2002年被关闭。但是，他们后来得知，普惠公司在东哈特福德的主工厂和康涅狄格州的其他工厂中，都进行着与诺斯黑文相似的磨制作业。于是，他们决定对州内该公司现存或关闭的8处工厂进行彻底调查。该调查花费1,200万美元，耗时7年，涉及超过10万名1952年至2001年间在普惠公司工作过的员工。

马什解释说，规模越大的调查项目在科学方面具有两点优势：统计学效力会越高，能够减少出现无效结果的情况，并增加检出疾病甚至疾病亚型的可能性；在对工作内容、工作环境以及健康状态进行内部比较时更加得心应手。职业流行病学经常被一种所谓的健康工人效应困扰，即将一组工人患某种疾病的概率与普通人群的发病率进行比较时，会出现谬误，因为普通人群还包含了那些因身体健康状态不佳而无法工作的人。因此，研究小组将普惠公司的工人分为不同的组群，比较不同组群间的差异将使研究结果更为精确。

可是该项研究的超大规模，也成了研究者必须面对的巨大挑战。在项目主管让尼娜·巴肯尼（Jeanine Buchanich）的领导下，匹兹堡大学的雇员和承包人在普惠公司花费了一年时间，查阅了50万页个人档案后，摘出所需内容，录入工人重大健康状况信息数据库。然后，巴肯尼从中选出约266,000名工人，归入一个被调查组群，并通过国家数据库追踪他们的情况，以确定死亡的工人及其死因。电脑程序员编写出一种计算机协议，对联合成员花名册中的记录进行抽样调查。巴肯尼把抽取出来的样本与被调查组群进行比对，以确定是否有遗漏的人员。她还必须对数据库中不合常理的时间记录（比如一名工人登记的受雇日期在他出生之前或死亡以后）进行校正。巴肯尼说：“组群资料的准确度让人非常满意，”错误率小于0.1%，“但是仍然有少量错误需要去纠正”。在消灭了各种错误并进一步整理数据库后，该组群目前包含的工人数减少为224,000名。

在此同时，病例主管兹布·博恩曼（Zb Bornemann）一直在寻找脑部肿瘤病例。他通过《国家死亡索引》及《社会安全索引》核对了组群的所有成员，还对照各州癌症登记处的档案，以确定登记过的脑瘤患者中是否有组群成员。每发现一个，博恩曼就尝试通过在线数据库去寻找该患者的亲属。这项工作也困难重重，其中一些记录内容有误，追查下去毫无头绪。而另外一些遭遇更是匪夷所思：比如在华盛顿州，博恩曼提交了六项申请，要求获得肿瘤患者信息，其中一项被拒绝，因为它被提交给了州癌症登记处而不是卫生部门，而真正拥有癌症记录的是后者。在确定了患者近亲（有时候是与患者同住的人）的地址后，博恩曼就会致信邀请他们参与研究：通常是电话采访，收集患者病历，或是征得同意获得患者脑部肿瘤组织用于分析。

整个研究的第一部分是死亡率分析，寻找这部分病例信息极为重要。这些分析将确定，普惠公司全体工人及各分组群的脑部肿瘤或其他疾病的发病率，是否会高于预计值。第二部分是嵌套式病例对照研究，调查人员根据每一个脑癌病例，寻找一个和患者年龄、性别及工作年限相同，但未患脑癌的工人。研究人员比较他们的医疗和工作经历，希望能够找到一种模型，用于解释为何某些人会患脑部肿瘤而其他人却不会。他们在这项工作中使用了多种方法，其中就包括对工作环境有害物质剂量的评估，该评估方法是由伊利诺伊大学芝加哥分校的埃斯曼建立的。

在研究的第三部分，匹兹堡大学的神经肿瘤专家弗兰克·利伯曼（Frank Lieberman）将着眼于普惠公司工人脑瘤组织中的基因突变情况。如果他能发现异常的基因，则说明工人们的肿瘤形成并非随机，而是有着某些共同原因。

研究中使用的技术相当先进。利伯曼正在研究经过石蜡包埋的肿瘤组织。这些肿瘤组织已经在医院中存放了好几年，是当初普惠公司的肿瘤患者做手术时摘取的。在以往，受分析方法所限，他只能对样品的15至20个与肿瘤生长有关的基因进行检测。如今由于技术进步，利伯曼可以使用微阵列技术，一次性检查5万种基因，既可以寻找微小突变，也可以寻找所有基因的副本或缺失部分，这项技术以前只能用在新鲜的组织上。“你可以在基因活动模式中寻找变化，而不仅限于特定的基因，”利伯曼说。

利伯曼把研究结果与国家癌症研究所的数据库和匹兹堡大学医疗中心患者的脑部肿瘤样本进行对照比较。“这是一项十分强大的技术，”他说，因为研究人员“不需要在一开始就非得假设哪些基因才是关键”。

伊曼纽拉·泰奥利（Emanuela Taioli）是利伯曼在匹兹堡大学医疗中心的一位同事，他使用类似的分子技术来识别被某种已知特殊致癌物质损伤的DNA。两个研究小组共同致力于从普惠公司脑癌患者身上收集正常的组织。他们希望在组织中检测到所有可能存在的分子变异，并把它们同埃斯曼小组在普惠工厂中发现的致癌物质联系起来。从原则上说，毒素在体内留下的印记能够描绘出早期的癌变过程。利伯曼认为，这些方法背后的科学“仍然很不成熟”。他说：“流行病学研究错综复杂且规模巨大，我们正在试图利用该调查所提供的机会，来获取尽可能多的有关脑癌触发因素的信息。但是在某种意义上，这些正在被应用的技术，自身仍然处于实验阶段。”

工业考古学

埃斯曼领导的芝加哥小组从事的工作，虽然提供不了多少实验经验，但仍具有纪念意义。该小组耗时5年，深入研究了普惠公司从20世纪50年代直至90年代的工作流程，试图找到工人到底暴露在怎样的工作环境中，并确定这些环境的危害程度有多大。伊利诺伊大学芝加哥分校公共卫生学院环境和职业卫生学教授埃斯曼说：“如果没有在这个方向找到相关数据，一切就要重新开始——这简直就像是工业考古学。”

如果他们知道要寻找的是什么，研究工作就简单多了。科学家们一直怀疑职业因素是导致某些脑部肿瘤的原因。已被确认的因素仅有电离辐射，但它只产生于普惠工厂的少数作业过程。另外，从此前的研究来看，还存在一些可疑致病因素：研究显示长期和某些金属、机油及溶剂等物质打交道的工人，脑癌发病率高。遗憾的是，后续研究并不能完全支持以上结论。

埃斯曼小组将32万份普惠公司工人的数据，按主要工种类别分成多个部分，以便于管理。对于每个工种，研究人员尝试定量分析工人在不同时期暴露于可疑物质中的情况。

不过，量化结果仅仅是相对的。“重要的是弄清数量级，”埃斯曼说，“如果研究人员对一种特定危险物的评估值是10个单位，其实他并不知道准确值到底是6还是12，但肯定不会是100。”因为没有相应的度量单位，所以研究人员只能通过与工人或工程师的访谈内容进行推断。此外，他们还使用了普惠公司提供的大量数据，例如：采购记录，由此可以得到各种材料的用量；还有20世纪70年代的时间效率研究，由此可以确定每项工作所需要的时间；以及一些内部出版物，通常这些刊物标题都非常深奥，诸如《通用工程及制造能力》，内容则包括了普惠公司连续多年进行的空气采样结果。

最后一个信息源也许能够很好地再现当时工作场所的环境情况。不过埃斯曼指出，实际上它具有极强的欺骗性。流行病学家在对整个工作场所进行评价时，从所有工作组档案以及所有按班次或日期记录的档案中随机抽取样本。而被请来解决问题（例如有关呼吸方面的投诉）的工业卫生学者，仅会对发现问题的区域进行取样，并且只考虑将可疑物质的最高浓度记录在案。

“工业卫生教科书指出，未来的从业人员应该对整个工作环境进行采样。”伊利诺伊大学芝加哥分校研究员史蒂夫·莱西（Steve Lacey）说，他负责将这些方法传授给研究生们。不过，另一位小组成员罗杰·汉考克（Roger Hancock）却说“这不现实”。汉考克在私营企业里负责工业卫生工作已经有25年，非常了解现实情况。他认为：“你带着装满检测仪器的行李车到了一家工厂，并且有一周的采样时间。或许他们每周只完成一次流程，那么你就只有一次机会获取所需样本。如果该样本的最高水平还是低于限值，你就不会有机会再去采集更多的样本了。”

“低于限值”对大多数公司来讲，就是“合法”的代名词。如果一个车间符合OSHA的标准，那就足够好了。但学术界的研究人员以及医学教科书认为，OSHA标准并不一定能达到保护工人健康的要求（参看前页的说明）。

纽约大学环境医学系教授兼研究员特里·戈登（Terry Gordon）也承认，安全暴露限值并不容易确定。他是美国政府工业卫生委员会主席，该委员会负责发布非官方的化学物质暴露限值。像OSHA一样，他的小组中有20到30名自愿者并不进行开创性研究，而是对一些公布出来的研究工作进行分析。流行病研究的主要对象是暴露于各种未知剂量、未知成分的有毒物质的人群，包括上班和下班两种情况。相比之下，动物毒理学研究是在可控的实验室条件下进行的，因而也就简单多了。但是，对动物的研究也有缺点：研究人员每次只能测量一种化学物质的影响，而在一般情况下，车间都会含有多种毒性物质。戈登说：“对毒理学来说，人体数据更可靠，但是完全依靠人体数据也不行，因为经常会出现暴露数据不足的情况，而且暴露信息还常常不能与健康状况联系起来。”

普惠公司的研究人员尽可能地避免上述问题，但他们还是受到一些因素的影响。因为博恩曼从州癌症登记处得到的信息并不完整，极有可能漏掉脑瘤病例。在已确定的病例中，仅有41%的患者或家属同意参加研究，而马什需要至少60%的病例以保证统计学上的有效性。他也指出，尽管一些参与者觉得他们的健康状况和生活方式“相当不错，但如果仔细分析细节，情形却并非如此。”伊利诺伊大学芝加哥分校研究小组的研究结果尽管非常彻底，但也只是对几十年前车间内情况的一种估测，这些车间早已关闭或被彻底地清理干净了。

通向胜利的起点

尽管普惠公司的研究耗时7年之久，花费更是高达1,200万美元，但仍然很可能像其他许多工业卫生调查案一样，无法得出确定的答案。研究人员认为，这是科学上的困难造成的。类似所有的流行病学研究，这项研究充其量也就证明了暴露和健康之间有关联，但并非严格的因果关系。寻找肿瘤一类疾病的病因尤其困难，因为这样的疾病通常在经历有害暴露几十年后才会出现。所以要想找到致癌物质确切的暴露限值几乎是不可能的。

如果有1,200万美元作为研发经费，许多研究人员可能更愿意进行耗时短而更容易得出明确结果的研究。普惠公司尽管在工作场所健康研究方面耗资巨大，但他们却很可能下不了定论。不过即便如此，时间和金钱也并非就白白浪费了。

研究已经逐渐有了眉目，或许很快就能够给普惠公司的工人家属提供一些答案。“我从这个项目一开始就加入了其中，”匹兹堡大学医疗中心项目主管巴肯尼说，“在经历了一段很长的时间之后，我们终于能够告诉工人们一些事情了。”

不管结论到底如何，这个项目至少还是有许多亮点。项目研究产生了大量新数据，可以帮助破解多种毒性暴露的复杂性。用利伯曼的话来说，研究还可以增加人们对“脑部肿瘤产生的基本生物学机制”的理解。此外，此项研究空前的规模也刺激了与管理海量信息相关的新技术的发展。举个例子，伊利诺伊大学芝加哥分校的研究小组正在建立地理信息系统（GIS），利用该数据库，他们可以描述不同时间及空间条件下工厂的作业流程。这些技术对于任何强调空间关系的研究都是有用的，比如埃斯曼提出的考古学和工业工程学方面的研究。

在康涅狄格州工业部门进行的这次考古式研究，可能产生出一些工具和信息，将来可用于帮助工人和脑癌患者。与此同时，这项研究对降低立在工人和健康工作场所之间的科学门槛也能够提供帮助。而清除非科学性的障碍则需要一套不同的工具。

“我们常常讨论，在工作中怎样才能最大程度地保护工人的健康和安全，美国各工厂的现状却和我们的想法相去甚远，”前OSHA卫生标准主管亚当·芬克尔（Adam Finkel）在2007年5月份给加利福尼亚劳动保护机构房屋分委会主席林恩·伍尔西（Lynn Woolsey）的信中写道，“抱怨并不能解决问题，只有多做有益的科学研究，就像OSHA过去做过的那样，才是最佳的方法。”