当科学追求变成死刑

生物学家需要花费大量时间在他们研究的生物身边。有时,这种接触会产生意想不到的影响。
A captive Gila monster in a glass case with its purple tongue sticking out
希拉毒蜥蜴的咬伤极其疼痛,并含有神经毒素。但对某些人来说,它们也可能引起过敏性休克。David Clode/Unsplash

Hannah Thomasy 是一位自由科学作家,她往返于多伦多和西雅图之间。她的作品曾发表在 Hakai MagazineOneZeroNPR 上。这个故事最初发布在 Undark

布莱恩·弗莱(Bryan Fry)的心脏怦怦直跳,他从蛇箱边后退,检查着手上被咬的伤口。他刚被一条 死亡蝰蛇咬伤,这是澳大利亚最毒的蛇之一。它含有神经毒素的咬伤会导致呕吐、瘫痪,正如其名所示——死亡。

弗莱当时是一名研究生,多年来一直养蛇。奇怪的是,神经毒素并不是他最大的担忧;附近的医院会有他需要的抗蛇毒血清,而且虽然数据有限,但接受治疗的人通常都能幸存。而过敏性休克,可能会在几分钟内要了他的命。

“过敏性休克是你所能想象的最糟糕的感觉,”弗莱回忆道,他现在是澳大利亚昆士兰大学的生物学家。“简直太疯狂了。你身体里的每一个细胞都在尖叫,充满了致命的恐惧。”

弗莱一生都在欣赏并最终研究毒蛇,他却对它们产生了致命的过敏。

虽然大多数情况并没有那么极端,但传闻和专家分析表明,科学家、学生和实验室技术人员对他们研究的生物产生过敏的情况远非罕见。一些过敏研究人员说,令人啼笑皆非的是,正是研究人员对他们研究对象的热情——密切的观察、每天长时间的工作以及对一个研究项目的多年投入——使他们面临如此高的风险。

“确实有些东西比其他东西更容易引起过敏,但最大的因素是与研究生物互动的频率,”约翰·卡尔森(John Carlson)说,他是一名在杜兰大学专攻昆虫和尘螨过敏的医生和研究员。“你可能有多达 30% 的几率对你研究的任何东西产生过敏。”虽然数据有限,但这一估计与职业过敏研究一致,研究表明,在与实验室啮齿动物打交道的 高达 44% 的人、约 40% 的兽医,以及 25% 到 60% 的与昆虫打交道的 人数中,会发生职业过敏。

Biologist Bryan Fry extracts venom from a king cobra
生物学家布莱恩·弗莱正在从一条眼镜蛇身上提取毒液——这个过程被称为“挤奶”。由布莱恩·弗莱提供

联邦 指南建议实验室应配备“设计良好的空气处理系统”,并要求工作人员穿戴适当的个人防护装备(PPE),以降低过敏的风险。然而,对研究人员和专家的采访表明,这些指南可能很少有人了解或遵守。对于研究不常见物种和从事野外工作的科学家来说,关于确切的合适 PPE 的信息可能非常有限。

卡尔森指出,许多研究人员,尤其是那些从事野外工作的研究人员,已经习惯于为了工作而忍受不适。“我认为许多研究人员对研究过程本身太感兴趣了,”他说,“以至于他们并没有真正考虑这对他们可能产生的长期影响。”


一般来说,过敏的发生是由于免疫系统对通常无害或相对无害的物质反应过度。免疫系统会监测身体,寻找潜在危险的入侵者,如细菌、真菌和病毒。有时,由于原因不明,免疫系统会将花粉或动物皮屑等无害物质识别为危险物质。为了标记入侵者,一个已经过敏的人会产生抗体,或称为蛋白质的类型,来识别它。

当这个人再次接触到该物质时,抗体就会将其标记为入侵者。作为反应的一部分,免疫细胞会释放组胺等化合物,这些化合物会刺激和炎症化周围组织,从而导致过敏症状。

尽管已经确定了一些风险因素,但研究过敏的科学家们往往无法确定为什么这种过度反应会发生在某些人身上,而不会发生在其他人身上。但很明显,对于某些物质,反复接触会增加过敏反应的可能性。

虽然过敏的科学家们的传闻层出不穷,但对该问题的研究却很少。研究得最充分的是对啮齿动物的过敏,它们在生物医学研究中无处不在。但一些科学家报告了几乎未被研究过的过敏,可能是因为相对很少有人——至少在许多进行过敏研究的富裕国家——会经常接触到引起过敏的生物。

例如,虽然大多数人避免与水蛭定期接触,但多伦多大学的博士生 Danielle de Carle 却主动去寻找它们。De Carle 研究水蛭的遗传学,以弄清楚不同物种之间是如何相互关联的,并理解吸血演化的过程。为了研究水蛭,她首先必须捕捉它们,和其他领域的科研人员一样,她用自己的身体作为诱饵。

“我们趟过沼泽什么的,然后让它们附着在我们身上吸血,”她说。对大多数人来说,水蛭咬伤相对无痛。当 De Carle 需要在实验室里养活水蛭时,她也会让它们在她身上吸血。

大约一年半后,她开始出现症状。起初,咬伤的地方会发痒,但她接触得越多,情况就越糟。“我最后一次喂水蛭(我尽量不再那样做了)时,我整个手都肿了起来,几乎握不成拳,”她说,“痒得要命。”De Carle 说,现在出去抓水蛭时,如果能在水蛭附着后、开始吸血之前就将其取下,她就能避免过敏反应。对于实验室里的水蛭,她已经改用从肉店买来的猪血来喂养,而不是让它们在她身上吸血。

leeches feeding on sausage casings filled with pig blood
博士生 Danielle de Carle 曾经用自己的血液收集和喂养水蛭——直到她过敏。她现在使用装有猪血的香肠肠衣来喂养它们。由 Danielle de Carle 提供

斯坦福大学生物学博士生 Nia Walker 也开始对她的研究对象产生反应。Walker 研究基因如何影响珊瑚的白化抗性和恢复能力。在第三次去南太平洋岛国帕劳进行珊瑚野外考察时,她开始注意到手上出现皮疹。“然后每次后续的考察,情况都越来越严重,”她说。“发展到我的脸会肿胀,我接触珊瑚后手上会长出风团。”

虽然她的症状尤其严重,但 Walker 说她实验室里并非只有她一个人出现了敏感。她说,现在实验室里的每个人都“对珊瑚产生了轻微的刺激”。Walker 通过使用防护装备和非处方抗组胺药,已经能够控制她的过敏。“这很悲哀,”她说,“但也很搞笑。”

有时,科学家在实验室工作中感染的过敏症可能会蔓延到日常生活中。十多年前,进化生物学家 Karl Grieshop 在一个果蝇实验室工作,香蕉是果蝇饮食中的主要食物。他表示,从那时起,他每次吃香蕉喉咙都会发痒。俄克拉荷马大学植物生物学博士生 Jon Giddens 说,在他开始研究东部红柏(一种在美国部分地区广泛分布的小常绿树)之前,他没有任何过敏。但现在,尽管他最后一次接触该物种已经一年多了,他却一年四季都有鼻过敏症状,他认为是空气中的红柏花粉引起的。

同样,在多伦多大学获得生态学和进化生物学博士学位的 Brechann McGoey 说,在她开始研究生工作之前,她并没有花粉症。但在实验中反复接触豚草花粉后,她出现了鼻后滴漏和持续咳嗽等症状。尽管她不再研究该物种,但每年秋季豚草季节她仍然会患上花粉症。“这是我博士的纪念品,”她开玩笑说。

正如 以往关于兽医职业过敏的研究所表明的,大多数接受《Undark》采访的研究人员都没有寻求医疗救助或对其过敏症进行正式诊断。


在许多情况下,科学家报告说他们的过敏症很烦人但可以控制。但有时,过敏症迫使研究人员做出重大改变。

昆虫学家 Chip Taylor 在康涅狄格大学攻读博士学位时,开始研究硫磺粉蝶。当他于 1969 年在堪萨斯大学建立自己的实验室时,他打算继续研究该物种。但他说,“到 1973 年,我意识到我对这些蝴蝶太敏感了。”每当他与它们打交道时,Taylor 就会出现类似哮喘的症状。

在那年夏天,在一次前往亚利桑那州中部的研究旅行中,Taylor 和一位同事租了一辆拖车作为工作站来处理蝴蝶翅膀样本。“我没法进拖车,”他回忆道。“我睡在外面,背靠着树,这样我的鼻窦和喉咙就能排空。”为了控制症状,他 定期服用强的松,这是一种强效的抗炎药,可能产生严重的副作用。“我决定我必须放弃研究那些蝴蝶,”Taylor 说。“我必须调整我的职业生涯,研究别的东西。”

Taylor 在接下来的几十年里研究了杀人蜂。1992 年,他开始研究帝王蝶,并创立了帝王蝶保护项目 Monarch Watch。Taylor 说,他在研究帝王蝶时从未出现过任何症状——他猜测,也许是因为这两个物种产生不同类型的色素。

弗莱,这位对蛇毒过敏的生物学家,也表示他的过敏症影响了他的职业生涯。弗莱说,不同蛇类的毒液含有相似的成分,所以对一种蛇过敏的人很可能对多种蛇都过敏。由于这种过敏,即使是接触通常对人类无害的毒蛇,弗莱也必须非常小心。

Entomologist Chip Taylor demonstrates tagging and release of a butterfly at a school
Chip Taylor 创立了 Monarch Watch 来追踪帝王蝶的迁徙并促进保护。在这里,他向学生展示了给蝴蝶贴标签和放飞。由 Chip Taylor 提供

“现在我研究这些动物的时候,看起来就像是要进入《拆弹部队》(Hurt Locker)一样,”他说,他指的是那部关于美军士兵在伊拉克拆除炸弹的奥斯卡获奖电影。“所以,当然,在热带阳光下我简直要融化了。”他表示,这些限制让他研究蛇类变得不那么愉快。“我不能毫无顾忌地与这些让我着迷的动物互动,明知死亡就在眼前,即使是来自通常不会造成医学问题的蛇。”

弗莱在与死亡蝰蛇的搏斗中幸存下来,这得益于一个包含注射式肾上腺素和抗组胺药的蛇咬伤急救包,以及一位思维敏捷的朋友,他把他送往了医院。他说,过敏症迫使他将他的许多研究转向研究其他动物的毒液,包括科莫多龙、懒猴(世界上唯一的毒性灵长类动物)、漏斗网蜘蛛和箱形水母。“我已经设法把它变成了一件好事,”他说,“但仍然非常令人沮丧。”


过敏专家表示,减少接触是预防过敏的关键。具体需要减少多少接触还不清楚,而增加保护措施可能会让机构付出高昂的成本,并给研究人员带来不便。

一些使用小鼠和大鼠的实验室 拥有旨在减少过敏原接触的设备和政策。这些实验室为笼子安装通风系统,使用机器人系统进行清洁,每间房间饲养更少的动物,并提供一个区域供工人更换被过敏原污染的衣物。如口罩、手套和防护服等 PPE 也可以帮助研究人员减少接触。

但实际上应用这些预防措施可能很具挑战性,Johanna Feary 说,她在伦敦帝国理工学院担任职业肺病研究的高级临床研究员。

Fry observes a cobra on a trip to Pakistan
Fry 在一次去巴基斯坦的旅行中观察一条眼镜蛇。他现在对蛇毒有致命的过敏。由 Bryan Fry 提供

2019 年,Feary 和几位同事 发表了一项对英国七个研究机构的研究,这些机构对小鼠进行研究。他们发现,使用单独通风笼而不是开放式笼子的设施,其空气过敏原水平明显较低。但即使这样,也足以防止技术人员对小鼠过敏原产生过敏。过敏发生率最低的设施是工人也佩戴合适口罩的设施。她说,这项研究表明,至少在英国,对实验室动物过敏的发生“几乎在所有情况下都可以预防”。

但 Feary 说,实验室动物过敏仍然是许多人的问题。“我们应该做得更好,”她说。“我不确定我们是否做得更好。”Feary 认为,主要原因是安装减少过敏原接触的设备(如那些机器人笼子清洁器)成本很高,尤其是当它需要翻新旧设施时。

她还说,准确评估问题的严重程度也很困难,因为世界各地的情况和做法差异很大。虽然管理良好的设施会监测工人的接触和健康状况,“而在另一端,则是一些肮脏的地方,健康和安全状况很差,”她说,那里的记录保存零散,出现过敏的人可能只是觉得自己必须另谋出路。“所以,看起来一切都还好,没有人有症状,但实际上所有生病的人都已经离开了,”Feary 说。

她还说,可能只有管理最好的设施才会报告他们的数据,而其他的则根本不参与。事实上,几年前,当杜克大学的一组研究人员 试图对美国实验室动物咬伤相关的过敏性休克发生率进行全国性调查时,只有 16% 的机构做出了回应。

对于研究较少的过敏症,关于其发生率以及何种保护措施足以预防其发生的资料非常少。然而,几位患有过敏症的科学家表示,他们认为更多的信息和意识可以帮助增加采取研究预防措施的科学家人数。

弗莱说,与他 20 世纪 90 年代末开始正式研究蛇类时相比,现在对蛇毒过敏的认识有所提高。但他补充说,“它仍然不像应该被认识的那样被广泛认知。”他在后来的电子邮件中写道,该领域的其他研究人员可能不愿谈论毒液过敏。但是,他说,“我对这件事很坦诚,因为,你知道,这是救命的信息。”

Biologist Nia Walker attaches an ID tag to the base of a tabletop coral
珊瑚生物学家 Nia Walker 在帕劳北部珊瑚礁的底部给一块桌状珊瑚贴上身份标签。Walker 说,她实验室里的每个人都“对珊瑚产生了轻微的刺激”。Dan Griffin / GG Films

珊瑚生物学家 Walker 说,对研究人员过敏情况进行更多研究会很有帮助。“如果你知道要留意什么,很多这些问题都可以得到解决,”她说。

早期职业生涯的科学家通常会接受关于如何正确处理生物危害品和有害化学品的全面培训。机构通常会为野外工作提供详细的 安全计划,帮助研究人员为各种风险做好准备,从脱水、体温过低到熊的袭击。但科学家们可能对对看似无害的生物产生过敏的可能性了解甚少。

“我觉得可能对防护装备的态度有些过于随意了,”McGoey 说,她在使用豚草研究后产生了过敏。“也许特别是当你研究植物或动物,它们是自然的东西,你不是在实验室里和化学品打交道,人们可能就不够小心。”

“听起来可能很傻,但也许应该更强调使用 PPE 及其不这样做的后果,那将是很棒的,”De Carle,这位水蛭研究员说。“很容易就觉得,‘哦,我真的不需要戴手套;我只是碰碰花什么的。’”

卡尔森,这位过敏症专家说,即使是信息充分的研究人员,也可能沉浸在对工作的热情中,并合理化不采取适当预防措施的行为。

2009 年,卡尔森参与了一项涉及收集室内尘螨数据的项目,室内尘螨是 导致全球数百万人鼻腔和呼吸道问题的微小节肢动物。尽管他有专业知识,但他却忽略了 PPE。“我都知道,”他说。“我知道我应该戴口罩,但天热,汗流浃背,而且没有老板让我做什么。”在他工作的时候,他出现了流鼻涕和眼睛发痒——这是全面过敏的初步症状。“我硬撑着,结果把自己过度敏感了,”卡尔森说,以至于他只是趴在地上和他当时年幼的孩子玩耍,都会让他“非常痛苦”。

卡尔森想到那些因为过敏而不得不放弃他们热爱的研究的科学家们,感到很难过。“我真的同情这些尽职工作却不幸过敏的人,”他说。“我们越是把信息传播出去,就越好。”

 

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