前苏联核试验60年后:我们无法重来 去研究它的后果


原创2019-06-23 09:17:40 39


在停止核试验的几十年后,一批研究人员仍在努力寻找辐射照射对塞米巴拉金斯克周边居民的健康影响。

  塞梅伊是坐落于哈萨克斯坦东北部草原深处的一座小型工业城市。在这座城市的公园里,几经风雨的列宁雕像依然挺立,有些早已画满了涂鸦。放眼整个城市,外形方正的前苏联时代的汽车和公交车正颠簸驶过一栋栋红砖公寓大楼和早已开裂的人行道——这是上一个政权所留下的印记。

Berik Syzdykov在位于哈萨克斯坦塞梅伊的家中。母亲在怀他时受到了放射性落下灰的照射,导致他天生带有畸形。来源:Phil Hatcher-Moore  Berik Syzdykov在位于哈萨克斯坦塞梅伊的家中。母亲在怀他时受到了放射性落下灰的照射,导致他天生带有畸形。来源:Phil Hatcher-Moore

  相比之下,其它属于过去的痕迹则不那么醒目。那些冷战遗留的产物,早已刻进了这座城市的历史,流淌在老百姓的血液之中。从塞梅伊向西150公里,就能抵达塞米巴拉金斯克试验场(Semipalatinsk Test Site),这里曾是前苏联锻造核武器的兵工厂。1949-1963年期间,正是在这片方圆1.85万平方公里、被称为“多边形”(Polygon)的土地上,苏联政府先后进行了110余次的地面核试验。据哈萨克斯坦卫生部门估计,多达150万人在此过程中受到了落下灰的照射。地下核试验则一直持续到1989年才停止。

  如今已知的核辐射对健康的影响,很多都来自对急性照射的研究,比如将广岛和长崎夷为平地的日本原子弹爆炸事件以及乌克兰切尔诺贝利的核灾难。对这些事故的审视带来了一个又一个残酷的教训,让我们认识到高剂量照射的效应,以及它对环境和受照人群的持续影响。可是,研究人员几乎没有发现证据证明这些健康效应会传给下一代。

  Polygon附近居民不仅受到了爆炸的急性照射,还要承受之后几十年的低剂量辐射(参见“风中的危险”)。哈萨克斯坦的研究人员一直在收集爆炸亲历者、他们的孩子以及他们孩子的孩子的数据。很多效应并不显著,也很难追踪。如今,在Polygon关闭30年之后,一些微弱的影响开始浮出水面。研究结果显示患癌风险会增加,去年发表的一项研究还发现,辐射对心血管健康的影响可能会传给下一代 。

研究设计摘要及群组细节和数据

  来源:https://go.nature.com/2V3MR7研究设计摘要及群组细节和数据   来源:https://go.nature.com/2V3MR7

  即使哈萨克斯坦的研究人员已经从数据中厘清了部分健康影响,但他们还要面对受落下灰影响地区居民的内心恐惧。人们把一系列问题都归咎于核试验,但这些联系并不总有证据支撑。对于那些仍在向政府寻求医疗救助的家庭来说,理解核试验所造成的真正后果依然是最为重要的事。最新的基因技术,如新一代测序技术,或能助一臂之力。另外,如能提高公众对长期照射风险的认识,这些研究就能为是否应该增加核电以减少碳排的争论提供有用信息。

  “Polygon的试验是一出巨大的悲剧,”塞梅伊辐射医学与生态学研究所副所长Talgat Muldagaliev说,“但我们无法重来,我们现在要做的是去研究它的后果。”

  致命爆炸

  1953年8月12日,正在外面玩耍的Valentina Nikonchik突然听到一声震耳欲聋的爆炸声,随即倒地昏迷。她亲身经历了Polygon的首个热核反应装置爆炸,这种二代核武器释放的威力相当于引爆40万吨的TNT炸药,冲击当量是广岛原子弹的25倍。从人体受照剂量来看,1953年的这次爆炸被认为是Polygon地区最具杀伤力的一次试验(参见“历史上的爆炸”)。

  在那之前,前苏联军队已经在此进行了四年的核试验。他们从飞机等载体上投掷炸弹,借此研究爆炸对建筑物、桥梁、车辆以及牲畜的影响。然而,要么是掌权者真的无知,要么是他们根本就不在乎,哈萨克草原的疾风可能会将落下灰吹到附近的居民区。1963年,前苏联代表签署了《部分禁止核试验条约》,从此叫停全部地面试验。虽然持续到1989年的地下核试验可能延续了一定的照射风险,但就急性照射剂量来说,Polygon在头14年中开展的大气层核试验才被认为是危险系数最高的。

  辐射的吸收剂量通常以戈瑞(Gy)为计量单位。1 Gy即被视为高剂量,足以杀死细胞、破坏组织。超过这一水平的照射通常会导致放射病,主要症状为呕吐、腹泻或出血。取决于照射剂量和细胞死亡的程度,患者可能会在数小时到数周内死亡。1956年8月,Polygon的一次地面试验对试验场以东约400公里的工业城市乌斯季卡缅诺戈尔斯克造成了巨大影响——当地600多名居民出现了不同程度的放射病症状,不得不紧急送医。可是,并无资料显示该城市有多少人死于此次事件。

  辐射对于正在快速分裂的细胞也会造成隐患,比如发育中的胎儿细胞。Polygen附近受到辐射的女性,其生育的后代患唐氏综合征和先天性残疾等染色体疾病的概率更高。

  除此以外,其它影响可能要过几年甚至几十年后才会表现出来。Nikonchik就属于这种情况。在她被爆炸击倒的多年之后,她发现自己患上了心脏病和甲状腺疾病。对此,她和她的医生都认为与核试验不无关系。她说:“那个时候我还是个孩子,我们并没有想过试验会对身体有什么影响。”

1953年8月12日,苏联开展了首个热核反应装置试验。这场爆炸所释放的能量是美国在广岛投放原子弹的25倍。
来源: Lebedev Physics Inst。 (FIAN)/Hulton Archive/Getty  1953年8月12日,苏联开展了首个热核反应装置试验。这场爆炸所释放的能量是美国在广岛投放原子弹的25倍。 来源: Lebedev Physics Inst。 (FIAN)/Hulton Archive/Getty

  就在1956年8月的试验导致乌斯季卡缅诺戈尔斯克居民染上放射病之后,苏军秘密建立了一个医疗诊所,专门治疗受伤患者;同时,该诊所还让研究人员收集受照人群的健康数据。为了隐藏其真实目的,苏军用一种家畜传播的细菌性疾病为其命名,代号为“抗布鲁氏菌病医务站4号”(Anti-Brucellosis Dispensary No。 4)。前来看病的人会接受身体检查,但从没有人告诉他们到底有什么毛病。

  1991年,哈萨克斯坦从苏联独立出来以后,俄罗斯官员委派了一支特别委员会进驻塞梅伊的医务站4号。部分记录被销毁,其他机密文件则被送回莫斯科。即使到今天,研究人员也不知道那些文件到底记录了什么。该诊所现已改名为“放射医学与生态学研究所”(IRME),继承了剩下的一些机密健康数据。除了继续对核辐射的健康影响展开流行病学研究之外,IRME还专设一家小型诊所,为受害者家人提供治疗,研究所还设有一个流动医疗小组。

  多年来,来医务站4号或IRME就医的人都会被录入国家的医疗数据库,专门用来追踪受Polygon试验照射的人群的健康状况。数据库根据这些人的居住地,将他们按世代和受照剂量进行分组。尽管数据库无法涵盖每一个受害者,但曾一度记录了35.1万例的祖孙三代数据。其中超过三分之一的人已经去世,其他人或是移民或是失去了音讯。但Muldagaliev表示,从1962年算起,约有1万人的观察记录从未间断。研究人员认为这个数据库是了解长期低剂量辐射效应的一个尚待挖掘的宝库。

  这些保留下来的记录,足以让遗传学家研究辐射的代际效应。上世纪90年代末,哈萨克斯坦的研究人员来到Polygon附近一个受到严重辐照的小镇Beskaragai,收集了镇上40个家庭的三代人血样,并将样本送至英国莱斯特大学遗传学家Yuri Dubrova处进行分析。Dubrova专门研究环境因素对生殖细胞系的影响,也就是精子和卵子中可以传给后代的DNA。他对研究Polygon家庭表现出了极大的兴趣,试图揭开跨代突变的表现。

  2002年,Dubrova和同事报道称,受到直接照射的人出现生殖细胞系突变的几率是对照组的近两倍。这一效应在他们没有受到直接影响的后代中依然存在,受害者子女出现生殖系突变的几率比对照组高50%。Dubrova认为,如果研究人员能够确定受到辐射的父母的后代的突变模式,就有办法对长期代际间健康风险进行预测。他说:“这是我们的下一个挑战。我们相信下一代测序等技术或能对人体突变的影响带来真正的认识。”

  问题核心

  Zhanar Mukhamedzhanova在19岁那年开始在工作中感到体力不支。她觉得很奇怪,因为她是一名会计,平时从不做重体力劳动。于是,她去塞梅伊的一家地区诊所做了一次体检。她的收缩压当时超过了160,这在医学标准上算非常高了。尽管Mukhamedzhanova成年后的大部分时间都生活在城市,但她小的时候住在离Polygon很近的居民区Abai,那里是受核污染最严重的地区之一。她的父母都亲身经历了核试验,父亲41岁时死于中风,母亲70岁时死于心脏病。Mukhamedzhanova的姐姐有高血压,妹妹心功能不全(一种心脏无力向全身泵血的疾病)。尽管这些问题在一般人群中也较常见,但有证据显示,这些疾病在接触辐射的人群及其后代中的发病率可能更高。

  去年11月,塞梅伊国立医科大学的Lyudmila Pivina和同事发现,长期低剂量辐射可导致高血压等心血管问题。他们研究了约1800人的健康结果,其中包括Polygon幸存者的第二代和第三代。研究发现,对于那些父母曾在1949-1989年间生活在辐射地区的人来说,他们的高血压风险与他们父母受到的辐射剂量呈正相关性,这出乎了他们的意料。英国朴茨茅斯大学的辐射研究人员Jim Smith对此表示,在对广岛和长崎事件的研究中,并未发现受害者的子女或孙辈的心血管病风险存在这种跨代的相关性。

曾用来放置监控设备的混凝土“鹅”依然矗立在塞米巴拉金斯克试验地,距离原爆点仅几百米。

  来源:Phil Hatcher-Moore  曾用来放置监控设备的混凝土“鹅”依然矗立在塞米巴拉金斯克试验地,距离原爆点仅几百米。   来源:Phil Hatcher-Moore

  这里的差异可能源于照射的模式。在长期低剂量的辐射下,细胞在不断尝试修复DNA损伤的过程中会聚集突变。已经从德国联邦辐射防护办公室退休的辐射流行病学家Bernd Grosche认为,这也是为何对受到不同类型辐射的人群进行研究是十分重要的,这样才能了解辐射对人体健康的全部效应范围。Grosche说,既然哈萨克斯坦的医疗数据库已经存在了,不对其展开分析就是我们的失职了。

  然而,美国国家癌症研究所的癌症流行病学家Cari Kitahara表示,想要研究在环境受到照射的人群并不容易,主要是因为我们需要收集大量个体的详细照射数据。目前,Kitahara正在研究辐射对医疗放射技师的影响,这些人群的受照射情况较易追踪。还有人在研究铀矿矿工和核工业从业者,他们长期受到低剂量辐射的照射。鉴于很多放射技师为女性,而大多数矿工和核从业者为男性,从代表性上来说,Polygon人群的确更胜一筹。

  塞梅伊国立医科大学研究员Yuliya Semenova研究的是Polygon试验的代际效应,在她看来,研究辐射对健康的效应的最大挑战之一,是很难将某个特定健康问题单纯地归因于辐射。她说,由于癌症和高血压都是常见病,开展队列研究(长期跟踪某一人群)有助于梳理出哪些特定因素可能会导致这两种疾病。Semenova与同事计划对医疗数据库进行流行病学研究,以便找到辐射与疾病之间的联系。

  但是,Polygon人群的研究人员还不知道长期低剂量辐射对人体健康损害的全部范围。而且时间越久,要将辐射效应从其他环境因素中剥离出来就越困难。“每一场灾难都有起始和终点,然而对于辐射来说,终点还是一个未知数。”

  看不见的后遗症

  塞梅伊一处居民区深处藏着一家不起眼的孤儿院。孤儿院的门口,一个用汽车轮胎搭起来的可爱雕塑向来访者欢迎致意。在这个两层的孤儿院底楼有一间橘粉色的房间,看护员称之为阳光房。房间里,一个名叫Artur的三岁男孩在地板上挪着身子,笨拙地向着椅子靠近——他已经做了三次矫正手术,如今可以勉强走路了。他的哥哥出生时患有脑积水(脑内液体过多导致的头部胀大),出生时也被留在了这家孤儿院,但后来被转移了。旁边的一个摇篮里躺着Maria,2岁的她还不会走,也不会爬,连坐也坐不直。Maria哭的时候会大力喘气,仿佛呼吸困难。看护员不知道Maria到底有什么问题,也不确定她能否活到成年。

  孤儿院里和生活在孤儿院周边的残疾孩子时刻提醒着人们Polygon留下的阴影。孤儿院看护员Raikhan Smagulova说,11月住在阳光房的8个孩子中,很多孩子的父母都在受到严重辐射的村庄里长大。一些医生曾建议那些受到辐射照射的成年人不要生育。但到底曾经的照射是否会导致严重的先天性疾病,目前还缺乏确凿证据,仍有着很大的争论。Muldagaliev说,这个问题就像塞梅伊的许多其他问题一样,需要更多的研究才能解答。

对于当地的许多居民来说,这些效应可能不如先天性疾病那样显而易见,他们可能还要面对好几代人的健康问题。

  近些年来,一些外部研究人员和电影导演开始关注Polygon,但这种聚焦好比一把双刃剑。Semenova说,他们为受害者的境况带来了国际关注,也让塞梅伊背负了污名。对于有的人来说,这种负面的关注叫人喘不过气——塞梅伊曾孕育了哈萨克斯坦的多位著名诗人和艺术家,但如今,塞梅伊却和它黑暗的过去紧紧地绑在了一起。

  “这是刻在城市上的一个烙印。”孤儿院的神经病理学家Symbat Abdykarimova说。 “我们想为塞梅伊感到骄傲,这是我们的家园。但很多外国记者来到这里只想谈Polygon。我们想扭转这个局面,不让它成为人们对塞梅伊的唯一印象。”