[個人寫作]從本都王到巴拉塞爾及艾姆斯的毒理學之旅(下)－小蟑螂的土土小窩

圖片：柏拉圖的洞穴寓言插畫(圖片引自維基共享資源)

作者：嚴融怡

洞穴寓言是古希臘羅馬哲學當中最著名的比喻和寓言故事之一。這是柏拉圖(Plato)在其《理想國對話集》第七卷的開篇所闡述有關哲學教育和知識的傳播過程當中，突破『洞穴』(每個人原來感官所認知的、可逝的世界)原有的框架限制，是作為思想解放歷程的必經之路。而一個哲學家如果實現了自己追求真理的目標，他當然可以長久地繼續待在他所屬的高端領域。但是他卻不得不重新回到那個「洞穴」，因為他對他過去同伴(同胞)的命運是有責任的，蒙昧的人們仍然還停留在地洞當中，需要哲學家的幫助和啟發。科學的本身從不是只為了追求自身所追求的真理，更是要能夠解決眾人的問題，並且提升、昇華大眾的生活，使得大眾的境界得以提升，並且實現更崇高的理想。這就是柏拉圖所認為每一位哲學家所應該具備的公平同理之心，那是一個哲學家(科學家)所應具備的基礎美德。

整個十九世紀晚期到二十一世紀是人類在毒理學於概念、實踐與分析技術大為提升的重要年代。這是因為物理、化學、生物等背景學科和技術的日益精良，也是因為在複雜的工業化時代當中，毒物危害的數量與複雜性均大幅提升的關係。在柏拉圖的『洞穴寓言』實際上隱喻了世界上大多數人多半專注於眼前事物，並且對外在看似不變的世界習以為常。但正是這類看事物的習以為常，反而是某種虛假現象世界的封閉觀。越是習慣的物象，往往並不存在真正的知識與真理。因為各類概念與實踐終究是會改變的。而毒理學研究者每一次的革新與新概念的建立，正如同柏拉圖概念中的那個哲學家，將大眾一次又一次從封閉的洞穴當中引領出去面對全新的世界體系。中世紀時期的歐洲，巫師和女巫曾遭受到多次的獵巫行動的迫害，但是有很多致幻性藥物的紀載實際上卻正是從這類人物當中所傳承下來的，像是常被用以萃取致幻藥物成分的癲茄和部分有毒的菇類等等。隨著歐洲博物學家以及後期更為嚴謹的藥物學者逐漸對植物藥理作用的闡明，也逐漸揭開某些植物成分致幻以及成癮性的面紗。

圖片：約翰沃特豪斯(John William Waterhouse)所繪的《女巫》(The Sorceress)。這是他在1911-1915年之間所繪製第三次以希臘女神瑟西(Circe、Kírkē，也就是喀耳刻)為素描主題的插畫。喀耳刻作為女巫的代表，在沃特豪斯的前兩張畫作(也就是出現在中篇文章插圖的喀耳刻)都展現其狠辣的一面，但是在沃特豪斯的晚年則將喀耳刻呈現為一個博學的女性。雖然桌上仍有毒酒以及被她變成豹的人顯示了這位女神的可怕能力。而事實上在中世紀女巫雖然經常被加以醜化與獵巫，甚至中世紀早期也有博學女性被迫害，例如海芭夏。但是中世紀晚期有越來越多博學的女性逐漸被獲得肯定，而在知識啟蒙時代也開始有某些古老的毒物紀錄被獲得重視與重新研究。(圖片引自維基共享資源)

以成癮性毒物來說，十九世紀中晚期到二十世紀早期，針對成癮性毒物質的研究逐漸獨立於其他毒物，這類毒物質也就是所謂的毒品(drug)。是一整個影響精神行為，帶有成癮性、濫用性與社會危害性，但又可能兼具麻醉藥品使用性之類的毒物體系。毒品對於神經系統的代謝反應殘留物，會在人體當中殘留很長的時間；並隨著緊張或低潮時的生理變化，伺機釋放出來。這些殘毒會觸動中樞神經與腦神經產生『渴癮現象』，使個體為了解決渴癮，而在潛意識當中會又會產生尋毒的行為，這是毒品癮頭往往難以根戒的原因之一。由於歐美國家的鴉片製品危害也越來越嚴重。毒癮患者在二十世紀初期已經成為歐美社會的重要問題之一。如何戒除成癮也成為一些科學家的重要研究項目。約當在這個時期，台灣也曾有一位對於當時國際煙毒勒戒治療研究貢獻卓著的科學家杜聰明。他的研究對象是在日本殖民者鴉片專賣下的台灣鴉片成癮者。為此，他發明了『漸進斷癮法』，也就是藉由劑量漸減原則來逐步進行煙毒成癮者的矯正治療。杜聰明並且研發了尿中嗎啡檢測法，以藉此快速檢測疑似持用煙毒者的體內嗎啡含量。這些方法後來也被歐美所引用，並促進了後續毒品勒戒醫學的發展。毒品成癮戒治模式發展到二十世紀晚期，逐漸又可概分為戒絕(Abstinence)、維持治療(Main-tenance treatment)與戒毒村(Therapeutic community)等不同的方式。並持續受到神經藥理學的研究進展所影響。

圖片：19世紀美國畫家托馬斯．柯爾(Thomas Cole)《帝國歷程》(The Course of Empire)系列作品中的帝國推移：毀滅(引自維基共享資源)。雖然北方民族入侵是經常被公認的羅馬帝國衰亡的原因，但是鉛中毒的社會影響卻是毒物學家所認為古羅馬帝國衰敗的重要原因。

隨著科學家對於毒品與成癮性研究的日益深入。也找出各類成癮性毒性物質的作用主要是讓神經傳導物質如多巴胺，持續刺激酬償系統，造成人在神經傳導過程產生特殊愉悅感。然而酬償系統會深化毒物攝入的愉悅感，並增加吸毒者對毒品劑量的需求提升。而這一過程也會逐漸影響、阻礙神經系統原本對於生活上其他正常的愉悅刺激來源。但科學家也逐漸發現實際上並非只有鴉片這類早在古希臘羅馬希波克拉底(Hippocrates)或蓋倫(Claudius Galenus)就已廣泛使用的毒品才是成癮危害的來源。糖這種甜味物質對大腦的影響和毒品也很類似，大量甜食餵食老鼠所造成的愉悅感以及停止後有如戒斷一般所出現的痛苦和躁動不安，這些反應都與毒品上癮過程相似。而且糖所對於老鼠大腦的刺激同樣會越來越不敏感，想要獲得相同的興奮效果，就必須攝取更多劑量的糖。甜味可以說是自然界最早刺激動物神經系統的重要化學訊息之一。而上古以來人們也對甜味持續不斷的追求。歐洲雖然很早就從古埃及傳入蜂蜜的採收和加工之法。但是古羅馬人追求甜味的情形可以說是有些畸形的，而且要命的是，這個部分後來更和羅馬人濫用鉛這個有毒金屬產生了重要的聯結。古羅馬人因為鉛具有高密度性、耐腐蝕性、低熔點、高延展性與易加工性等等。因此大量在生活當中使用鉛。包括器皿、供水系統水管表層、水庫表層、甚至顏料(這個傳統持續到文藝復興時代甚至二十世紀，我們可以在達文西的油畫當中找到鉛)等等。其中古羅馬人以發酸的葡萄酒放在鉛鍋裡煮沸，然後煉製糖漿(defrutum)，之後再以這種糖漿繼續濃縮製造出一種叫做薩帕(sapa)或被稱為土星之鹽(salt of Saturn)的甜味材料。羅馬人廣泛運用薩帕來製作甜食或是葡萄酒的添加物；薩帕可以防止酒變質，而且還有不少羅馬人喜歡這種精煉混合物的味道；最重要的是當時主要甜味來源的蜂蜜產量十分不穩定，而薩帕則可提供廉價的甜味來源。薩帕這種甜味材料其實主要所含的甜味來源是醋酸鉛(Lead(II) acetate，又稱為鉛糖─Sugar of Lead)。當時已有記載喝了加過薩帕的葡萄酒會頭痛的案例，或是女人喝了加薩帕的葡萄酒容易引發流產。但羅馬人依舊樂此不疲。金屬鉛微粒或其化合物就這樣一點一滴被喝入羅馬人的身體，長期以來逐漸富集到人體當中，特別是孕婦還透過胎盤把金屬鉛離子輸送到胎兒的血液當中，這使得一代一代越來越多羅馬人被鉛所危害，也對智力、體能甚至生育能力等等都逐漸構成影響。尤其是貴族，由於使用貴重金屬器物的情形更普遍，這導致上層統治階層可能有更多受影響的情形。十九世紀以後開始有古代史研究者探討鉛的濫用所對於古羅馬文明衰微的重要影響。不過薩帕在葡萄酒的使用仍然延續相當久的時間，即便東西羅馬帝國都滅亡之後，還一直持續在歐洲風行到十七世紀。

歐洲人接觸到蔗糖是在十字軍東征以後，從近東地區傳入這個在中世紀早期就已在亞洲彼端流行的甜味物質，此後也逐漸開始發展自己的蔗糖製作。不過顯然，歐洲人仍沒有因為蔗糖的傳入就完全淘汰掉可怕的鉛糖。皮克頓絞痛(Colica Pictonum)是一種從古羅馬時代到十八世紀流行的致命疾病。其獨特的病理學特徵，包括因為麻痺或是其他中樞神經系統功能障礙所引起的嚴重絞痛、結腸絞痛等等。但是直到1696 年，德國南部烏爾姆市醫師Eberhard Gockel才透過自己曾經對礦工和陶工鉛中毒的熟悉以及當時在修道院的患者所呈現有利於流行病學觀察的症狀等等，揭開了薩帕(sapa)會帶來鉛中毒的重要問題。但是已經對薩帕使用多年並且也垂涎於這種特殊甜味癮頭的歐洲人仍要等到好幾年以後才完全擺脫這樣的習慣。時至今日，科學家還發現一些作息行為的過度也可能帶來上癮的問題，包括電玩成癮症，以及最新被醫界認定為疾病的性成癮症等等。這也讓成癮問題的討論變得更為複雜而廣泛。

另一方面，毒理學的初始雖然與法醫的發展有著密切的關係。但是在工業與礦業的發展歷程當中，毒物或不安全化學物質的問題也日益受到科學家的注意。早在著名的物理及化學家麥可法拉第(Michael Faraday，1791年9月22日－1867年8月25日)的時代，法拉第便已開始注意到工礦業的勞工安全；他曾協助他的老師戴維(Humphry Davy)設計出較安全的煤礦坑照明燈，以避免礦工因蠟燭照明而引爆礦坑中的甲烷。同時也是最早著手研究空氣和水質汙染物的科學家。法拉第還發現了苯、以及當時稱為氯化碳的四氯乙烯和六氯乙烷，這些化合物在日後的工業化學與毒物化學當中都佔有重要的地位。並在1823 年的3月5日成功將氯氣液化，這項技術也是揭開低溫化學序幕的重大成就。在法拉第時期，英國在克里米亞戰爭當中曾經有了最早使用毒氣運用於戰爭的構想，但這個構想的研究被法拉第所拒絕。因此遲至第一次世界大戰才正式出現大量的毒氣戰。法拉第出自於自身虔誠的信仰，認為『毒性化學物質不應該運用在非和平的用途上』這個概念日後也被一些化學家所繼承。但是對於工業上的毒物，真正開始有更為系統性的研究，則要等到艾麗斯·漢密爾頓(Alice Hamilton)這個首位哈佛大學醫學院女性助理教授，也是工業醫學發衍先驅的研究之後才得以實現。

圖片：美國工業毒理研究的先驅─艾麗斯·漢密爾頓(Alice Hamilton)(圖片引自維基共享資源)

艾麗斯是一個相當長壽的人(從十九世紀的1869年活到二十世紀的1970年)，她曾經歷過高中時期當時教育者所對女性學生的輕視和扭曲，輾轉進入密西根大學醫學院取得醫學博士學位。以及後來不愉快的德國病理學學習歷程(當時德國對於美國人和女性都很輕視)，後來好不容易才返回美國在約翰霍普金斯大學醫學院攻讀博士後。在艾麗斯隨後的研究生涯當中，對於毒理與傳染病都有相當多重要的研究成果。1902年，艾麗斯發現了蒼蠅是傳遞傷寒病菌的重要媒介。此時期也是傷寒大肆猖獗的年代，著名的『傷寒瑪麗(Typhoid Mary)』事件也是發生在這一時期。瑪麗·馬龍(Mary Mallon)被懷疑是帶有傷寒病原的帶原者，在當時因為人們對於傷寒這項疾病的不夠了解，因而讓這名和艾麗斯同一年出生的愛爾蘭後裔女性(美國在當時時常有人歧視愛爾蘭裔移民，視其為貧窮落後，其實時至今日，有些美國族群仍然有類似的偏差概念)因為公共安全因素，在其一生當中前前後後被隔離拘禁長達26年，而且這些處置還沒有經過法院審查。艾麗斯的發現雖然闡述了病媒昆蟲的概念，但是距離人們要真正理解防範病媒昆蟲的重要性，而不是專注於『隔離病患』的概念，還有長達半世紀的時間。

圖片：登載於報紙的傷寒瑪麗插圖(圖片引自維基共享資源)

艾麗斯在同一時期開始注意到環境毒物的『接觸』問題。她發現許多重要的工業危險，像是鋼鐵廠工人的一氧化碳中毒、油漆工人的鉛毒以及堆料場工人的肺炎等。當時歐洲已經對這類課題開始注意並相繼立法，但是美國卻顯得十分落後。依然沒有注意這些重要的工業安全環節。她在1907年呼籲國際學者對美國職業安全問題的關注，並於1908年發表論文。在論文發表的同一年，伊利諾州關注了她的研究，並特別任命她作為伊利諾州職業病委員會主任(Occupational Diseases Commission of Illinois)，這也是美國首次調查職業安全的機構。在此後的十年當中，艾麗斯致力於實地工廠廠址的調查研究，並且向立法機關提出重要的改進方案，其中最重要的便是油漆工廠的鉛中毒問題，以及含鉛原料改進為較為無毒的氧化鐵和氧化鈦物質。並且敦促地方機關制定職業病工人提供補償費以及相關的保險規定。由於艾麗斯豐沛的毒物科學成就，也讓她在1919年正式受聘於哈佛大學醫學院出任當時新成立的工業醫學系(以及1925年後成立的公共衛生學院)助理教授，成為哈佛大學首位女教員。艾麗斯接受的附帶條件是她一年只教一個學期，這樣她就可以有充分的時間可以繼續她的毒物學現地研究。《紐約論壇報》特別將這事情作為新聞頭條，並報導『女性加入哈佛教學團隊—美國最後的性別歧視堡壘已經崩塌—性別歧視結束的時代到來了。』但是，艾麗斯在哈佛大學仍然倍受限制，包括禁止參與哈佛的公開交際活動、禁止出席開學典禮和畢業典禮等等(事實上在哈佛大學從1919年到1935年的職涯歲月裡，即便艾麗斯的學術成就斐然但卻從未能夠獲得教職晉升，她的聘書總是三年一聘...)。1925年，艾麗斯撰寫了該領域的重要文章《美國工業毒物》，並於1934年出版了《工業毒理學》。她花了多年研究了苯胺染料、一氧化碳、汞、苯和其他有毒化學物質，並繼續向勞工部發布有關危險行業的報告。其中苯胺染料是艾麗斯關注多年的毒性物質。1904年一位自己以含有苯胺染料成分─硝基苯的鞋油將皮鞋染色的壯碩男性推銷員，在染料還沒有乾掉時就穿上鞋子去參加舞會。後來和朋友在咖啡館喝了好幾杯啤酒，吃了一些起司和餅乾。但他接著覺得頭暈想吐。旁人以為他醉酒了，便協助他搭乘馬車回家。他之後沒多久就陷入昏迷了，就在他的室友覺得情形不太對而請來醫生時，他卻在清晨五點時死亡了。從接觸毒物到死亡，只有幾個小時的時間。當時初出茅頭的艾麗斯就曾透過研究指出硝基苯會因為酒精攝入而大幅提高其毒理作用。但是直到1920年代，密西根大學又有四名學生因為黑色硝基苯的鞋子染料而中毒，其中一位牙醫學系的學生喬治．斯坦福(George Stanford)好不容易在輸血兩次過後才存活下來。這才讓有關當局沒收了庫存的染料，徹底做調查。當四乙基鉛加入汽油作為穩定劑、二硫化碳和硫化氫運用在人造絲以及苯大量用於印刷業等有毒原料大肆風行之時，她都曾以其毒物學的觀點強烈反對過。

艾麗斯一生強調和平原則，反對戰爭與不當的政府政策所對於民眾所造成的傷害。艾麗斯一生也強調相對性原則，認為對的事務並不區分國度。因此即便蘇聯和美國為首的西方國家逐漸出現矛盾的1924年戰間時期，艾麗斯仍然認為美國應該學習當時蘇聯已經推行的男女平等的醫學學習以及工業醫學管理概念等等。她並於1924年到1930年之間作為國際聯盟醫學委員會唯一的女性會員，以國際聯盟的力量持續推動勞工工業安全。退休後的艾麗斯，曾在冷戰時期堅決反對麥卡錫主義，並且認為過度的、意識形態作祟的美國反共主義已經危害到美國的社會民生。也曾在1963年，以其94歲的高齡，向甘迺迪總統簽署了一封公開信，要求美國從越南內戰當中早日撤軍。愛麗絲在1969年的100歲生日時，許多讚揚的電報發到她家，其中包括尼克森總統所發來的慶賀，讚揚她在工業醫學領域的貢獻。然而一直要到她於1970年9月22日去世的三個月後，國會才正式通過了她一生所心繫的《職業安全與健康法》。

1907年5月27日，當日後掀起美國法醫毒理學革命的查理斯‧諾里斯(Charles Norris)還在醫院實驗室擔任主任並且思索毒物學未來的走向。而艾麗斯初步在工業毒物方面研究小有成就的時期。這時在美國賓夕法尼亞州的一個農民家庭有一位名叫瑞秋卡森(Rachel Louise Carson)的女嬰出生了。她大概是同一時期有關毒物與環境的研究工作者當中出身背景條件最不好的一位。但是她以她的努力成就了日後所在海洋生態與環境毒物學方面的重大成就。瑞秋卡森家境貧困，但卻受到母親的薰陶而喜好自然寫作。並且中學時代在恩師瑪麗．斯科特．史金克(Mary Scott Skinker)(她的生物學老師)的啟迪之下，從主修英文轉換為主修生物學。在那個相對保守並歧視女性的年代，就連當時她中學的校長都不看好她(因為當時，女性相對來說學文比較容易有出路，至少有機會成為人文作家)。瑞秋卡森非常堅定自己的志向。藉由史金克的推薦，而獲得進入伍茲霍爾海洋生物實驗室(Marine Biological Laboratory)的見習機會，之後她艱困地半工半讀，於1932年以鯰魚的原腎(pronephros)發育為論文主題，取得動物學碩士學位。1932年瑞秋的父親去世，母親需人撫養，加上她的哥哥和姊妹都沒有經濟能力，艱困的條件使得瑞秋最後不得不放棄攻讀博士。而是在輾轉各地之後，總算在漁業管理局(U.S. Bureau of Fisheries)找到一份兼職工作，為其宣導海洋科學的電台專有頻道廣播撰寫科技文稿。並在1936年通過嚴格的考試篩選，即便在當時政府部門強烈的性別歧視氛圍下，仍舊以其專業知識以水生生物學家的身份，成為漁業管理局第二位受聘的女性。此後瑞秋卡森以其兼具文學撰寫的特質與深厚的科學背景知識加以結合，先後撰寫了《海風下》(Under the Sea-Wind)(1941)、《週遭的海洋》(The Sea Around Us )(1952)、以及《海之濱》(The Edge of the Sea) (1955)這三本被合稱為《海洋三部曲》的膾炙人口的海洋科普文學專書以及其他的著作等等。但就在她致力於生態科普的撰寫之時。她開始注意到當時有機氯合成農藥DDT及其衍生物所對水域鳥類和昆蟲等毒害問題。以及另一個可怕的問題─DDT的濫用已經近乎失序了。政府可以不顧地面民眾的聚集，直接用飛機從空中大範圍噴灑DDT農藥。DDT製劑被人直接拿來當作洗髮乳，或是塗抹在身上沖洗等等。1950年代美國政府大量使用DDT用作滅蚊的工作，而民間農人則企圖以DDT殺滅所有的農業害蟲，但是當各類蚊蟲與農業害蟲逐漸出現抗藥性，一些無害的昆蟲與鳥類卻相繼在野地當中消失了蹤跡。瑞秋卡森累積十年的時間蒐集了相當多的資料，自己也曾做過相關的調查工作。當她在尋求公部門解決以及透過雜誌專欄宣導的方向都未果之後，瑞秋卡森決定要寫一本專書。

圖片：發展對於DDT毒理公眾重視的瑞秋卡森(圖片引自維基共享資源)。

雖然瑞秋卡森的身分並不是大學院校的老師，但她長年撰寫科普文章，並且自身也曾在漁業管理局工作多年，使她認識很多學術圈與政府部門、出版界的友人，加上她長年蒐集資料的習慣，這使她得以掌握並整理大量有關過量DDT對環境毒害的數據資料。這使得她得以運用四年的編著時間在1962年完成《寂靜的春天》(Silent Spring)這部巨著。這本書籍還未出版，瑞秋就已受到殺蟲劑化工業以及美國農部所背地裡支持的媒體加以大肆撻伐，說她是一個歇斯底里的瘋婆子、沒有結婚也不會生小孩的亂講話女人等等。甚至於書籍出版後，各大公司也透過各類管道施壓出版社，阻撓書籍的持續發售。但是這本書籍卻引起社會上的廣大迴響與關注，反而成為熾熱的暢銷書。這是歷史上第一本撰寫環境用藥毒害的書籍，也是第一本撰寫持久性累積毒物的專書。而瑞秋卡森也不疾不徐、勇敢地對抗那些惡勢力；1963年，瑞秋在嚴重的癌末病情之下，依舊在哥倫比亞廣播公司的電視節目上現身，與化學公司的代表當面對質。她冷靜而據理力爭的表現，也讓電視機觀眾大為讚嘆，並且徹底打破敵手不實的指控。她最後一次出席公眾活動，是到參議院調查委員會上為她著作中所宣導的毒物問題作證。並說服美國政府包括甘迺迪總統在內的高層，體認到環境毒物蔓延的危害問題。《寂靜的春天》不僅在當代，使得瑞秋卡森生命的最後歲月成為上百通演講邀請的對象(雖然她先前作為海洋專家與海洋科普作家就已經很成功了...但是《寂靜的春天》卻又讓瑞秋卡森成為毒理學歷史上極為重要的一個科學作家)，因為她將毒理學的概念正式擴張到大眾的視野，促使美國當局開始反省DDT的濫用問題，並且於1972年全面禁止DDT的生產和使用(如果不是甘迺迪總統早於瑞秋卡森過世的前一年遇刺身亡，導致輿論風向一下子從環境毒物議題轉變回國家安全與冷戰政治議題的話，也許相關禁令的推動會更早)。但無論如何，《寂靜的春天》的影響是巨大的，這本書的輿論效應在接下來的三十年當中持續促進世界各國政府成立環境保護部門，並且將毒物把關的問題也擴展到對於生態環境的保護當中。同時它的內容也激起了同一時期以及後續更多科學家投入持久性有機污染物(Persistent organic pollutants, POPs)的研究。這類多半由有機化學所製造出來的毒性物質，在自然環境中不僅難被天然分解。在生物體內也具有較長的代謝半衰期；並且還容易經由食物鏈在生物體內累積。毒理學也在艾麗斯與瑞秋卡森等人以及其後續學者的研究、闡述等過程之中，逐漸從早期急毒性物質的概念，轉變為更為細緻的細胞生理代謝等各方面的影響(像是研究某些古老經驗知識的背後機制，上古時代米特里達梯六世為何可以找到某些解毒劑？又為何某些毒性物質的解毒劑本身也是有毒物質？現代毒理學已經了解到有時候這是因為當兩種毒性化合物都與神經中的相同受體相互作用，但卻作用相反時，這兩種毒性化合物便會產生某種拮抗作用或競爭性的取代等等。)。科學家逐漸將毒理學從毒害事件後的鑑識轉變為積極的毒性預防與生活保健。並且隨著綠色化學的發展，毒理學成為把關各類新興合成化學生產品，甚至是把關微生物工程生產品以及遺傳工程生產品等新興工業產品安全性的重要憑藉。

現代毒理學試圖擺脫傳統的動物測試方法(不過對於終極的毒性測試，基本上仍然沒有可以取代動物測試的方法，尤其是在醫藥工業)，走向較無害的實驗路線。並且結合計算化學、理論模擬、分子生物學而逐漸開展更多新的探索方法與並試圖找到更為細部的細胞毒理特性，尤其是毒物致癌、致畸胎甚至是干擾遺傳等各方面的細部特性。在這一個發展的方向當中，1928年出生，至今仍致力於毒理學、癌症防治與退化性疾病研究的艾姆斯(Bruce N. Ames)將毒理學的探索又推進到一個新的層次─遺傳毒理學。艾姆斯早年曾專注於組胺酸的生化合成路徑研究，後來在1962年針對組胺酸基因組的調節與控制等研究過程當中，發現了組胺酸的幾個生化合成基因會遵循整組打開或整組關閉的原則。這項發現不僅為日後基因組理論提供了重要的基礎，並且也是他發明「艾姆斯氏偵測法」(Ames test)─快速簡易鑑定化學物質致癌或致基因突變性方法的根源。

圖片：發展出毒物速測方法的艾姆斯(圖片引自維基共享資源)。

1964年，艾姆斯無意中看到一包洋芋片包裝上的成分表，突然想到上面所列的一些防腐劑和化學添加物是否會對人類細胞的遺傳物質造成傷害。因此他他決定發展一種可以快速偵測化學物質是否會導致基因突變的方法。由於他曾開發出許多鼠傷寒沙門氏桿菌突變株，這類突變株的合成組胺酸基因有缺陷，無法合成組胺酸。因此或許可以做為測試基因突變的指標。艾姆斯首先把這些突變菌株放到僅含微量組胺酸的固態培養基上，發現細菌僅分裂數次便無法再生長。但是如果這些突變菌株的基因產生逆突變並恢復組胺酸合成的能力，就會繼續生長出肉眼可見的菌落。自然界發生逆突變的機率極低，然而如果培養環境中含有致突變物質，則逆突變的機率將會大幅提升，就會在培養基上長出多個菌落了。艾姆斯之後透過這項實驗原理，陸續開發針對各類致突變物質敏感的菌株，並發展出「艾姆斯氏偵測法」(Ames test)。

1967年12月，艾姆斯接受柏克萊加州大學的聘任，作為生物化學系教授。期間他曾向美國國家癌症研究院申請研究經費以持續改良他的速測方法。但因為當時研究院的很多學者並不相信細菌可以偵測人體的癌症，因此計畫未能通過。因此他轉向對於基因突變有高度興趣的美國原子能委員會申請經費。艾姆斯後來又還添加一種從小鼠肝臟提煉出來，稱作S9的萃取物到偵測系統當中。這是因為很多環境物質雖然本身不會導致突變，但是一進入動物肝臟酵素的代謝之後，反而會轉化成致突變物。而S9當中含有大量的代謝酵素，可以活化許多致突變的前驅物質，因此偵測系統當中加入S9之後，便可以模擬環境物質進入人體肝臟之後的後續生理情形。艾姆斯後來證明許多致突變物質的作用除了會導致基因突變，也對許多癌症的生成具有誘發的特性。1973年，艾姆斯在美國國家科學委員會彙刊(PNAS)上發表了一篇篇名為《致癌物就是致突變物》(Carcinogens are mutagens)的重要文章，詳細陳述自己加入S9萃取物的致癌物質改良型偵測方法。這份研究當中測試了174種致癌物，其中約有80～90％的物質也同時會誘發基因的突變。他的偵測法與研究成果震撼了當時的科學界。

艾姆斯的偵測方法不僅簡單迅速、廉價，也很大一部分取代了動物測試致突變劑的方法，使得癌症成因的預防和避免有了更有力的偵測方式。此後艾姆斯持續改進他的偵測方式，並使他的偵測方法精益求精，逐漸能夠精確偵測辨識特定化學物質會導致哪一種DNA的突變(例如單一核苷酸改變或是移碼突變)。

在艾姆斯長年的研究當中也發現癌症其實並不僅僅是毒性化學物質才會誘發的疾病(某些學者曾這樣認為)。其實癌症應該是一種生物在老化之後所會逐漸增加好發率的疾病。如果繪製癌症與年齡的關係圖，就會發現，在六千萬年當中的演化使人類從老鼠這類的短命生物(其中三分之一到三歲就患有癌症)發展成為長壽生物。而人類其實隨著年齡的增長，癌症的發病率會急劇上升。我們雖然沒有辦法阻止人體產生自由基之類的有害物質，但人體細胞中充滿了多種酵素，這些酵素可以阻止破壞作用的產生。水果和蔬菜中的抗氧化營養素(像是如維生素C、維生素E與類胡蘿蔔素等等)都能增強這些先天的抗氧化劑防禦能力，並抑制癌症進程的各個階段。因此農藥的應用不一定是壞事，如果人們使用農藥能夠謹慎小心，並且嚴謹遵循環境毒理學的限制，則在某一程度上反而能增加水果和蔬菜的產量，並降低其市場成本，從而使更多的人可以食用這些可以預防癌症的食物。

從本都王到巴拉塞爾及艾姆斯的毒理學之旅，人類歷經了數千年才逐漸了解毒物的化學原理與生理作用。其中也伴隨無數科學家的努力和奉獻。隨著未來人類還是會繼續製造新的化學物質。而永續生態管理卻又日趨重要的情形之下。毒理學只會是日益重要也應該持續獲得大眾支持和關注的學門。

參考文獻與相關閱讀：

1.一天14顆方糖，全民吃甜上癮

https://www.commonhealth.com.tw/article/article.action?nid=77484

2.人類成癮的歷史，鉛成癮，是羅馬帝國衰落的主因

https://gengdasheng.com/63365zkxlj/2019/0422/5358.html

3.他們的第一口毒，與一輩子的私人戰爭

https://www.twreporter.org/a/drug-addicts-combat

4.【可怕真相】糖上癮：甜味令人快樂，結果只會越吃越多以追求興奮感覺。

https://medicalinspire.com/web/posts/20646

5.成癮性之探討

https://reurl.cc/vndaDA