1986年10月202期上一篇

#發行日期:1986、10

#期號:0202

#專欄:科學新粹

#標題:科學新粹

#作者:甘魯生  陳治誠

人類的掃帚星--後天免疫缺失症

輻射單位知多少?

  

:輻射吸收劑量單位的對照表

 

 

 

科學新粹


人類的掃帚星--後天免疫缺失症

有關後天免疫缺失症(AIDS)的國際會議已於六月底在巴黎召開過了。這個集合全球AIDS專家的會議,只給我們帶來了更多令人氣餒的壞消息與相關事實的統計數字。

該項會議的結論之一是,AIDS能在兩性之間傳染。儘管在先進國家男同性戀患者較多,一度被認為女性不會傳給男性,但在非洲之患者卻是男女各半,這種情形是不可能單方向傳染的。

其二是AIDS在非洲蔓延速度有如流行性感冒。儘管非洲的統計數字往往不十分可靠,但在薩伊之首都金夏沙一地就有27%的妓女有AIDS病毒感染,在萬達更高達88%,其中的四分之一強有懷孕紀錄。如此由母親傳至子女,加上兩性之間傳播,其後果相當嚇人。

其三是在預防上並無多大進展,不過研究者在西非地區找到了兩種新病毒:HTLV-Ⅳ及LAV-2(註:AIDS病毒學者簡稱HTLV-Ⅲ/LAV)。這兩種病毒是否屬同一種仍不清楚。學者發現凡帶有HTLV-Ⅳ的人其健康並不受威脅,妙的是至今未發現既有HTLV-Ⅳ又患AIDS之病例!但LAV-2則由AIDS和疑似AIDS病患身上分離而出。由此看來HTLV-Ⅳ與LAV-2是兩種病毒,這正是我們希望的,但由於數據有限(因為研究對象都是妓女),不能太急於下斷論。無論如何這是令人振奮的發現。目前當急之務是把HTLV-Ⅳ之DNA順序決定出來,然後與AIDS之DNA順序比較,也許能把致病的那一段找出來,由此可以製成最好的疫苗。大約在今年底可以在人類的近親──人猿──身上做實驗。

但悲觀的人則不抱太大希望。主要原因是由於AIDS病毒本身演進太快。也許是要逃避人體免疫系統的攻擊,AIDS病毒的DNA順序不斷地迅速改變。要找到一種(或數種混合)的疫苗來對付這種不斷變動的目標,機會太渺茫了。就如人們對流行性感冒一樣地束手無策。

其四是在治療上也鮮有成果。較引人注意的方法是骨髓移植法。由患者接受健康人的骨髓以增進其免疫能力,為加強效果,在移植前後都換一次血。由於宿主會對抗外來之器官造成更複雜的結果,如今移植的對象都在孿生子之間,但三個案例的結果不盡相同,頗令人氣餒,但仍存一線希望。現在學者醫師們已著手進行在兄弟姊妹間骨髓移植之可能性。

在藥療法上,則有一種新藥azidothymidine(暫譯為疊氮胸腺嘧啶),現仍在試驗階段。先不論其對AIDS的治療效果如何,但它能治療患者因AIDS病毒引起的神智不清,憑這一點就大大鼓舞了工作者,希望能全面開放給每一個AIDS患者使用。由於此藥具有這種能力,製造此藥的工廠已把全球胸腺嘧啶(即製疊氮胸腺嘧啶的原料)全買走了。(註:這對研究核酸的人也是個壞消息,因為他們也要用胸腺嘧啶,真個是城門失火,殃及池魚。)

總之,由於缺乏有效的疫苗,AIDS之蔓延將無可避免;也由於缺乏有效的治療方法,AIDS患者的死亡也無可避免。於是防患AIDS之責任完全落到個人身上。不要用靜脈注射方式吸毒,不要接受AIDS患者的血液及血液有關物質(政府及醫院可在這方面作預防),最重要的還是不要和患者有極親密行為(註:普通社交行為不會得AIDS)。希望大家自求多福。

(改寫自Sciences, July 3, 1986)

輻射單位知多少?

陳治誠

輻射是能量的一種形態,以電磁波(如γ射線)或粒子流(如中子、α粒子及β粒子)的方式移動。實際上,波動或粒子的分法並不真切,量子力學告訴我們,γ射線同樣亦可以視為粒子(光子)的流動。所有的這些粒子都因為運動而帶有能量──它們傳遞動能。

如果我在你的鼻子打上一拳,我是將能量經由拳頭傳遞到你的臉上。如果是輕輕地打,你最多只是覺得有一點癢,可是若是重重一擊,則我可能會使你流血,打壞你的鼻子。從微觀的角度來看,輻射也有類似的效果。它的生物性影響與入射粒子對身體細胞的破壞程度有關。

這種生物性影響因此取決於輻射在身體所釋放之能量多寡。能量是以焦耳度量,所以測量個人所吸收的輻射劑量,正確的單位是每公斤身體質量所吸收的焦耳數。在國際單位(SI unit)的系統下,這種輻射吸收劑量的度量稱為格雷(gray, Gy),而在舊式系統中則稱為雷得(rad)。1格雷等於100雷得。

但是事情並不這麼單純。如果有一個比我還小的人,手上戴著指節金環在你臉上敲一記。這個新的挑釁者所釋放出來的能量,可能還沒有我用空手來得大,但這一擊的後果卻更嚴重。

對輻射來說也有同樣的情況,若釋放等量的輻射能、中子及α粒子的傷害力,約為β粒子及γ射線的十倍。換句話說,在比較身體的受損程度時,1中子相當於10γ射線粒子。因此,站在考慮輻射對健康的影響程度來看,比較恰當的單位是劑量當量(dose equivalent)──席佛茨(sievert, Sv),它的因次仍然是焦耳/公斤,但是測量的內容則與格雷不同。舊式單位系統以侖目(rem, roentgen equivalent man,人體倫琴當量)表示,1席佛茨等於100侖目。

我所傳遞給你的鼻子的動能,起初是以化學能「鎖」在複雜的生化分子內(如肝醣等)。而同樣的,輻射所攜帶的能量早先也是以位能狀態「鎖」在原子核內。至於那些特定的原子會衰變而釋出輻射能,我們無法事先預知;同時放射的α、β粒子及γ射線會帶有多少能量,我們也不能精確預測出來。這些限制並非由於實驗技術的不足,而是根據量子力學的基本原理。

然而,量子力學仍可以做統計學上的預測。假設我們有一大群完全相同的原子,則便能計算它們衰變的平均速率。這群原子核釋出輻射能的速率就稱為放射源的活性(activity),簡單的以該物質每秒鐘蛻變的原子核個數表示。在國際單位系統,其單位為貝克勒(becquerel, Bq),因次為「秒-1」。過去是以居里度量活性,1居里等於1克純鐳的活性,且等於3.7×1010貝克勒。

所謂放射性即原子核的自發蛻變而發出輻射的性質。幅射是以能量單位來測量,活性則是一種速率。因此,想要把一塊放射性物質的活性與暴露於其輻射所造成的生物性傷害聯繫起來並不容易。有很多團體如英國國家輻射保護委員會正在接手這類的工作,設法找出環境中活性的測量水準與個人可能吸收的輻射劑量的關係。

再繼續我們的拳擊例子,鼻子的傷害程度,不僅決定於打擊的頻率(活性),同時與連續打擊的數目及每一拳所傳遞的能量有關。

從輻射源所吸收的輻射劑量,不僅與上面所談之原子核的性質有關,同時也決定於原子之化學。以碘-131為例,如果雨水中溶有放射性碘,而你正好在戶外碰上這場洗禮,雨水便帶著放射性物質落在地表及身上。你的身體外部會受到碘所釋出之β射線的輻照,其實這並無大礙。嚴重的是放射性碘的後遺症,如果牛吃了這些附著放射性碘的牧草,經過一系列生化反應後,牛乳的碘濃度提高。而你接著又喝了下去這些牛乳,放射性碘就會大量聚集在脖子的甲狀腺上,於是你的身體內部就時時受到自行攜帶之放射源的照射。

輻射效應的席佛茨大小與所吸收的劑量高低有關。高劑量的輻射會產生嚴重的疾病,而低劑量則不會發生立即可見的效應,卻可能誘發癌症。理論上,每吸收一個粒子,就可能破壞身體上正常工作的一個細胞,將之轉變成有害的致癌細胞。因此,輻射保護機構並不認為暴露於輻射下有所謂安全水準。

輻射其實是生活的一部分,我們經常受到宇宙輻射線、建築材料所含之輻射物質及大地的輻射的撞擊。在英國每人平均每年從這種「背景輻射」(background radiation)吸收約1.87微席佛茨的劑量。如果確實沒有所謂的輻射安全吸收水準,則背景輻射每年大約造成2,000名的癌症病人,約占全部癌症病人的1∼2%。

然而輻射保護機構,則對個人從一工業生產過程造成的輻射吸收劑量,定下了限制。一個登記有案的輻射工人,每年所吸收的劑量最多不能超過0.05席佛茨,而一般公眾由此工廠所吸收的劑量每年也不能多於5微席佛茨。(如前所述,這裡所指的並非安全界限,而是基於暴露在輻射下造成的意外傷亡小於最安全之工廠的職業性傷害。到目前為止,並包括由於車諾堡事件所造成輻射升高,英國一般大眾所吸收的輻射劑量,還不到這個限制的百分之幾。)

輻射吸收劑量在3格雷以下時,並沒有任何可察覺的效果,且沒有任何輻射疾病的徵兆。然而如果某人吸收了3∼8格雷的劑量,就會有輻射病症的徵象──骨髓細胞的損壞。吸收了這樣劑量的個人將需要保護以防止感染,並且需要治療以幫助血液凝結,通常這種病人都能夠康復。然而若是吸收了8∼12格雷的劑量,病人會患下痢及嘔吐,且除非接受骨髓移植手術,否則病人可能因為骨髓損壞而死亡。如果吸收劑量在12格雷以上,在3∼4天內病人就可能脫水死亡了。

(譯自New Scientist, 12 June, 1986.)

 

 

 
   

回到最上面

 

科學月刊全文資料庫

最佳瀏覽解析度800*600,請使用IE4.0以上版本的瀏覽器

科學月刊雜誌社.金台灣資訊事業有限公司.圖龍文化事業股份有限公司版權所有
Copyright 2000 Science Monthly and King-Taiwan Information Technology Inc. All Rights Reserved.