目 录
1. 史上最全电子烟危害评估
2. 妊娠晚期仰卧，胎儿体重更低
3. 少吃红肉和经过加工的肉类？大可不必
4. 爱因斯坦的光子动量之谜被解开
5. 非洲发现1.28万年前小行星撞地球证据
6. 为什么没有三足动物？
编辑 | 杨文瑾 韩若冰 陈航
史上最全电子烟危害评估
《英国医学杂志》刊发了一篇关于电子烟对呼吸系统影响的研究综述[1]，作者是来自美国四所一流大学的四名科学家，他们对所有经过同行评议的与肺健康相关的电子烟论文进行了全面梳理，并强烈建议对电子烟产品进行更加严格的监管。
与吸烟相关的威胁生命的慢性病（例如肺癌和肺气肿）发病需要数十年时间，同样，学界花了数十年才在科学上证明了吸烟会引起癌症。至今电子烟已经流行了大约十年，科学家对电子烟影响的研究进行了大约五年。各项研究表明，电子烟并非没有副作用，它对人和动物的肺健康以及实验室组织样本中的细胞都会产生有害的生物学影响。
通讯作者、北卡罗来纳大学教堂山分校Marsico肺研究所的Rob Tarran教授说：“与可燃烟草产品对健康的显著影响相比，电子烟对呼吸系统健康的影响是否较小，基于目前科学界的认识还不足以确定。”
以下是这篇综述的一些主要发现：
? 大量的流行病学研究表明，处于青春期的电子烟消费者的呼吸道症状有所增加，例如类似支气管炎的症状、哮喘、呼吸急促等。
? 许多研究表明，电子烟会对整个肺部产生影响，包括对肺部血液供应损害等造成的肺损伤。各项研究还提供了来自世界各地的类脂性肺炎病例报告，这与美国当前的流行情况类似[2]。
? 许多动物研究发现，电子烟增加了肺部损伤和免疫抑制的风险，例如增加了对细菌或病毒感染的易感性。
该综述还评估了体外研究中电子烟对细胞的影响。大多数相关研究发现，暴露于电子烟液体的肺部细胞会受到多种影响，包括一般的细胞毒性和受损的特殊功能，例如对正常的肺功能至关重要的分泌和吞噬作用。
研究人员还回顾了包括尼古丁、丙二醇／植物甘油和增香剂在内的电子烟液体成分对健康的可能影响。在动物和实验室研究中，所有成分在某些浓度上均显示出有害影响。但在现实世界中，由于电子烟消费行为的差异巨大，无法获知消费者在一定时间内各成分暴露的确切浓度。
基于以上研究，研究人员为临床医生以及电子烟的未来监管提出了建议。建议指出，对于重度吸烟者，电子烟仅应作为一种戒烟手段，并与其他疗法一起进行，以帮助永久戒除尼古丁产品。Tarran表示：“我们建议对电子烟产品进行严格的管制，按照药品的程序，经过一系列明确的临床前和人体研究，然后才能投放市场。”
值得一提的是，Tarran 团队发现，在所有关于初代肺细胞[3]的论文中，唯一没有指出电子烟对这些细胞有负面作用的研究是由烟草行业资助的。
[1] What are the respiratory effects of e-cigarettes? Jeffrey E Gotts, Sven-Eric Jordt, Rob McConnell, Robert Tarran, 2019.
[2] 根据美国疾病控制与预防中心2019年9月份的报告，美国目前出现了电子烟相关的急性类脂性肺炎爆发，近几个月内在25个州共发现超过200例的可能病例。见：https://www.cdc.gov/mmwr/volumes/68/wr/mm6836e1.htm
[3] 直接从人肺分离出的细胞
妊娠晚期仰卧，胎儿体重更低
由于仰卧睡姿与子宫血流量减少有关，那么妊娠晚期以仰卧姿势入睡是否影响婴儿出生体重？近期，奥克兰大学领导的一项研究发现，妊娠28周或以上且通常采用仰卧睡姿的孕妇，所生婴儿的平均出生体重明显较低。目前，该成果已在《美国医学会杂志》发表[1]。
奥克兰大学Ngaire H. Anderson博士参与了这项研究。该研究调查了1760名孕妇，并通过统计学等科学手段进行分析。研究发现，在妊娠后期，孕妇仰卧位与血流动力学的显著改变相关，这可能导致流向胎儿的血流减少。因此，从生物学角度上讲，产妇的仰卧入睡姿势将缩小新生儿的体积。除此之外，与仰卧睡姿相关的婴儿出生体重独立平均下降数据与临床相关研究结果显示，妊娠 28 周或以上且通常以仰卧姿势入睡的孕妇，所生婴儿的平均出生体重为 3410g，明显低于采用非仰卧睡姿的 3554g。
研究显示，在妊娠后期采用仰卧睡姿与婴儿出生体重较低存在相关性和联系。这种新颖的联系在生物学上是合理的，也是可以改变的。Anderson博士表示，公共健康部门应鼓励妊娠晚期的女性侧卧睡眠，这将有可能优化新生儿的出生体重。
[1] Association of Supine Going-to-Sleep Position in Late Pregnancy With Reduced Birth Weight. Ngaire H. Anderson, et al.
少吃红肉和经过加工的肉类？大可不必
一段时间以来，总有一些医学健康组织告诉我们，红肉和经过加工的肉类对健康不利。然而，加拿大达尔豪斯大学和麦克马斯特大学的研究人员领导的一个国际科学家小组，在进行了大规模随机对照试验和系统研究后提出了他们的饮食建议：大部分成年人可以按照自己的饮食习惯继续吃红肉和经过加工的肉类。这项研究成果已经刊登在最新出版的《内科学年鉴》上[1]。
研究人员对摄入红肉和加工肉类对心血管代谢疾病以及癌症的影响进行了随机对照试验和观察性研究，并在此基础上对获得的大量数据和证据进行了四项系统性的评估。
在其中一个有54000人参与的12项试验的评估中，研究人员没有发现统计学意义上的肉类摄入和心脏病、糖尿病或者癌症风险之间的关联。
在另外三项覆盖上百万人的队列研究的系统评估中，那些每周摄入红肉或加工肉类少于三次的人，患心脏病、糖尿病或者癌症的几率只是减少了很小一点，即使如此，这种风险关联也并不确定。
研究人员还进行了第五项系统评估，以了解人们对于吃红肉和加工肉类的态度和健康价值观。研究人员发现人们吃肉是因为认为吃肉健康，喜欢肉的味道而且不愿意改变这种饮食习惯。
Bradley Johnston博士，达尔豪斯大学社区卫生与流行病学副教授，这次评估和指南的通讯作者说，研究小组知道他们的这项研究成果和现在流行的营养学指南观点相悖。“这不是对红肉和加工肉类的又一次研究，这是一系列高质量的系统性的评估，以导出我们认为更加透明、更加扎实、更加可信赖的建议。”
“在得出这个建议时，我们仅考虑对健康的影响，并未考虑动物福利和环境影响。” Johnston补充说。
指导委员会主席、麦克马斯特大学Gordon Guyatt教授表示，由来自7个国家的14名科学家组成的研究小组，采用了严谨的系统调研方法以及评级法，最后得出这项饮食建议。“全世界都对营养学，特别是关于红肉的摄入感兴趣。人们需要对自己的食谱做出决定，这个决定应该是以更好更全面的信息为基础。”他说。
[1] Meat Consumption and Health: Food for Thought. Aaron E. Carroll et al, 2019.
[2] 注：本周关于红肉和和心脏病、糖尿病或者癌症风险之间弱相关的其他研究还包括：
1) Effect of Lower Versus Higher Red Meat Intake on Cardiometabolic and Cancer Outcomes: A Systematic Review of Randomized Trials FREE. Dena Zeraatkar,et al, 2019.
2) https://www.sciencemediacentre.org/expert-reaction-to-new-papers-looking-at-red-and-processed-meat-consumption-and-health/
3) https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-09/mu-nnt093019.php
爱因斯坦的光子动量之谜被解开
爱因斯坦因解释光电效应而获得诺贝尔奖。根据爱因斯坦的理论，光是由粒子（光子）组成的，它们只向原子中的电子传递量子化的能量。如果光子的能量足够大，它就能把电子踢出原子。但是在这个过程中光子动量会发生什么变化呢？这一困扰科学家近30年的谜题，被歌德大学的物理学家揭开。目前，该成果已在物理学顶级期刊之一《自然物理学》发表[1]。
为了探寻光电效应中光子的动量变化，该研究的主要参与者Alexander. Hartung博士开发和建造了一种全新且具备极高分辨率的光谱仪。该装置包含一个极高性能的激光器，当激光脉冲中大量光子轰击氩原子时，氩原子发生电离并产生电子，这些电子出现时的动量得以在该仪器的长管中极其精确地测量。为了确保电子的微小附加动量不是由仪器中的不对称意外引起的，他还设计了一种巧妙的测量装置：让激光脉冲从两侧撞击氩原子气体，然后同时从两个方向进行测量。
A. Hartung博士设计制造的光谱仪。该设备长3米，高2.5米，包含的部件大约和汽车一样多。该设备主体含有一个性能极高的激光器，且被包围在一个不透明的黑色帐篷里。通过激光器发射的光子与单个氩原子发生碰撞，从而将电子踢出原子结构。这些电子出现时的动量可以通过该光谱仪非常精确地测量出来 | 数据来源：Hartung博士
来自激光脉冲的大量光子轰击氩原子使其发生电离。原子的分裂过程部分地消耗了光子的能量。剩余的能量被转移到释放的电子上。哪一个“反应伙伴”（电子或原子的原子核）能保持光子的动量，这个问题已经困扰了物理学家30多年。传统的想法是：只要电子附着在原子核上，那么动量将转移给较重的粒子，即原子核。一旦原子结构被打破，那么光子的动量就会传递给电子。Hartung博士通过测量发现，事实并非如此。他发现，电子不仅获得了预期的动量，而且还获得了三分之一的光子动量，而按照传统理论，这些光子动量应该进入原子核。
Hartung博士表示，这种新的发现是令人惊讶的，这种新的精密测量方法有望使人们对激光的磁性成分在原子物理学中所扮演的角色有更深入的了解。
[1] Magnetic fields alter strong-field ionization. A. Hartung et al, 2019.
非洲发现1.28万年前小行星撞地球证据
约1.28万年前，北美长毛猛犸象等许多大型动物物种突然灭绝，与此同时，克劳维斯人也突然消失。此后，地球经历全球性的气候变化，一个长达1300年的气候强变冷时期来临，即新仙女木（Younger Dryas）期[1]。关于新仙女木期，一直存在着小行星撞击地球导致大型动物灭绝的假说，近期，非洲大陆首次发现证据，支持这一假说。目前，该研究成果已在《非洲古生物学》杂志发表[2]。
南非约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学Francis Thackeray教授主导了这项研究。他们在南非比勒陀利亚以北的林波波省一个名为Wonderkrater的地方发现了一个引人注目的“铂飙升（platinum spike）”现象，并从泥炭矿床钻取的岩心中发现了一个距今大约12800年的样本。根据这一富含铂的历史样本，Thackeray教授表示：“在Wonderkrater发现的铂的来源，理论上可能是在一次陨石撞击后分散在大气中的宇宙尘埃。我们的发现至少在一定程度上支持了极具争议的新仙女木撞击假说，即小行星撞击地球的某个地方导致了全球范围内的气候变化，并在一定程度上导致了在更新世末期，也就是最后一个冰河时代之后的大型动物灭绝。”
Wonderkrater是世界上第30个有此类证据的地方，但却是非洲首次发现证据支持的地方。Thackeray教授表示，“我们的证据与新仙女木撞击假说完全一致。”非洲的这一发现预计将与世界其他地方的发现相结合，为新仙女木撞击假说提供最终的证据支持。
[1] 百度百科
[2] https://eurekalert.org/pub_releases/2019-10/uotw-aes100219.php
为什么没有三足动物？
世界上没有三条腿的动物，哪怕从动物化石中去追溯历史也没有发现三足动物存在的痕迹。哪些约束作用导致动物缺乏三足表型? 近期，一项发表于BioEssays杂志的文章对这一问题进行了分析[1]。研究认为，动物在四肢发育成型之前，双侧对称的身体结构就已经被遗传信息编码，而这将极大地限制任何三足表型的出现。
加州大学戴维斯分校的Tracy J. Thomson进行了这项研究，他认为遗传因素而不是稳定性劣势是限制任何三足表型出现的最主要原因。
Thomson表示，如果一个动物要进化出三足表型，那么这种表现型就需要在四足动物、两足动物或任何其他动物中产生一种选择优势，或者至少不具有主要的劣势。虽然在陆地环境中，三足表型更须克服许多与重力作用有关的障碍，例如其中任何一个附肢被抬起或开始快速运动时，动物的重心在剩下的两个附肢上变得不平衡，但是这种情况可能不会造成太大的劣势，因为动物的脚通常是平面结构，与地面的广泛接触，使得骨骼肌肉系统将帮助动物保持平衡。
Thomson认为，关于三足表型的研究，在启发生物多样性领域进步的同时，也为仿生机器人带来灵感。现今人们已经制造出了各种功能齐全的三足机器人，虽然这些机器人设计和制造的目的不是研究生物的三足表型本身，但它们仍然为展示一个三足动物如何运动提出了一种假想模型。
[1] Three‐Legged Locomotion and the Constraints on Limb Number: Why Tripeds Don’t Have a Leg to Stand On. Tracy J. Thomson, 2019.
特 别 提 示
《返朴》，科学家领航的好科普。国际著名物理学家文小刚与生物学家颜宁共同出任总编辑，与数十位不同领域一流学者组成的编委会一起，与你共同求索。关注《返朴》参与更多讨论。二次转载或合作请联系fanpusci@163.com。
