毒物为何如此致命?

新版《神雕侠侣》因其造型、台词、剧情有诸多“雷人”之处,引发了观众的疯狂“吐槽”,并纷纷出示旧版《神雕侠侣》的剧照,怀念自己心目中的小龙女。

《神雕侠侣》出版于1959年,是“射雕三部曲”系列第二部,上承《射雕英雄传》,下接《倚天屠龙记》,不仅是金庸先生个人创作的里程碑,也可以说是新式武侠的巅峰。全书以杨过和小龙女的爱情为主线,描写了一个充满武功与侠义的世界。整个故事里最重要的两样道具,一样是剑,另一样就是毒——鹤顶红、绝情丹、断肠草……林林总总,不一而足。那么,这些神奇的毒物到底是什么呢?

毒物的历史

断肠草学名雷公藤,是野生藤本植物,茎高三四米,叶互生,花小色白,现在主要分布于东亚地区。雷公藤的根、茎、叶皆有剧毒,即使经过泡制,也仍需在医师指导下使用,否则可引起肝、肾、血液系统和生殖系统等损害。[1]其实,在浩如烟海的有毒物质之中,雷公藤只能算是“小意思”。

毒药与人类的纠葛可以追溯到公元前4500年之前。这些晶体、粉末或者汁液,在人类的历史上扮演了重要角色——不管是作为武器还是药品。最早的毒物认知可能来源于误食。在这样接连不断地实践之中,原始部落与早期文明积累了一定的毒药知识,并且由于其独特性——杀伤性好、难以治疗——把它作为一种狩猎工具,来加速并确保猎物或敌人的死亡。

随着国家的出现,中央集权的政府取代了部落联盟,毒药的使用开始出现分化:对外,用于战争;对内,用于暗杀。前者比如雍正年间,清军在镇压云贵地区土著苗人时,深受药弩伤害,言其“中人所入不深,原不甚伤,无如其药极毒,才破皮肉即难救治”。因而清军在战争中大力收缴箭弩,对敷箭毒药和解毒药方亦四处寻访。在以后的战争中,清军还依方制药,部分装备了部队用于实战。[2]后者则是因为毒药的隐蔽性,使其成为除掉对手的绝佳选择。早在公元前331年,就有在食物和饮料中下毒的记载。处于罗马帝国统治时期的欧洲人,用毒药进行暗杀已经极为普遍,就连贵族也经常用毒药来对付政敌或生意上的对手。

毒药的广泛运用也为它蒙上了一层神秘的色彩。《隋书.地理志》记载了制造“蛊毒”的做法:“其法以五月五日聚百虫,大者至蛇,小者至虱,合置器中,令其相啖,余一种存者留之……行以杀人,因食入人腹内,失其五脏,死则其产移入蛊主之家。”随着对毒药认识的不断加深,毒药的另一个用途——药物,也被挖掘出来。以中国为例,《神农本草经》是现存最早的中药学专著,作者不详,目前认为约成书于秦汉时期。书中已经出现了“诸毒”、“毒气”、“百毒”、“蛊毒”等多种词语,并且按照毒性,将药分为三品:认为无毒的称上品为君,毒性小的称中品为臣,毒性剧烈的称下品为佐使。[3]

随着科学技术的发展,尤其是现代法医学的进步使得故意投毒的事件越来越少。但是,有毒物质的用途也不断增多,被普遍用于杀虫、消毒剂、洗涤剂或防腐剂等领域,因而,日常用品所导致的意外中毒频率却更高了。医学上,将进入人类的化学物质达到中毒量产生组织和器官损害引起的全身性疾病称为中毒,引起中毒的化学物质被称为毒物。需要指出的是,广义上讲,毒药、药物、毒品乃至水都能在一定剂量下对人体造成损害,因此,判断物品的毒性需要考虑其浓度。在毒理学中,常用半数致死量判断物品的毒性大小,指能杀死一半试验总体之有害物质、有毒物质或游离辐射的剂量。半数致死量的表达方式通常为有毒物质的质量和试验生物体重之比,例如“毫克/千克体重”。由于不可能直接拿人体做毒性测验,因此大多数致死量的数据来自于大鼠和小鼠,另外也可能使用仓鼠、豚鼠、兔、雪貂、猫、犬、猴、猪、马、蛙、鱼、鸟等实验动物。虽然毒性不一定和体重成正比,但这种表达方式仍有助比较不同物质的相对毒性,以及估计同一物质在不同大小动物之间的毒性剂量。

有毒物质按照来源和用途可以被分为工业性毒物、药物、农药、有毒动植物等,按照成分可以分为元素单质、无机化合物、有机化合物等,按照中毒类型可以分为急性中毒和慢性中毒。下面以时间为顺序,介绍人类历史上最著名的那些“毒手”。

农业重金属

虽然毒药的历史很长,不过,真正将毒药发扬光大的,是早期的化学家——炼金术士。在中国。印度、中东、欧洲以及任何人们珍视黄金并渴望获得更多黄金的地方,炼金术都曾盛行一时。在西方,炼金术可以追溯到古埃及。最早的可以考证的炼金术师——德谟克里特生活在公元前200年左右的尼罗河地区。他所写的《自然和神秘之物》一书,不仅包括了许多有用的燃料配方,而且还包括一些制造黄金的方法。他的这些配方都用非常晦涩的语言写成,很难理解,也许是他用来制作假黄金的。[4]

另一位生活在古埃及的炼金术士——阿加索黛亚蒙描述了一种矿物,当他将这种矿物与泡碱(存在于自然界的碳酸钠)熔合的时候就会产生一种剧毒物质。它溶解在水中,形成一种透明的溶液。很显然,他所得到的这种物质是三氧化砷。现在,任何一个具备科学常识的人都会知道,炼金术不过是个骗局。骗子们的伎俩包括使用双层底的坩埚来掩藏黄金或者在添加到坩埚里的木炭中夹藏薄金片等。不过直到近代,仍有炼金术士活动,奥地利皇帝弗朗兹.约瑟夫就曾在1867年被三名自称为炼金术士的人骗走了相当1万美元的钱。炼金术唯一的的贡献就在于它为现代化学积累了一些知识——17世纪末,英格兰的炼金术士们的实验表明,汞蒸气是有毒的。

实际上,重金属中毒一直深深地困扰着人类,有学者认为,罗马的衰落就和铅中毒有关。[5]20世纪70年代,剑桥大学物理系举世闻名的卡文迪什实验室搬到了一座新楼之中。原来的实验楼在重新装修之后被用作社会科学家的办公室。不料,搬进那座楼中的43名社会科学家不久就开始抱怨身体不适,其罪魁祸首,就是实验中常年洒落的汞。

汞可以通过呼吸、饮食或者皮肤接触进入体内,其毒性取决于存在形式,甲基汞极为危险,液态汞毒性最小,汞蒸气则危险得多。汞的毒性来自于它的化学特性:它非常容易与硫结合,会附着在一些氨基酸的硫原子上,如果这些氨基酸是酶蛋白的一部分的话,那么它就可能导致酶失效。Na/K-ATPase酶是中枢系统运作极为重要的酶,在被汞破坏后,会出现汞中毒最明显的症状——震颤。

汞会刺激唾液的分泌,因此口腔也会出现汞中毒的症状。这种症状通常在中毒后数小时出现,并伴随口臭加重,嘴唇、牙床。牙齿发炎等。如果继续恶化,最终牙齿会松动、掉落,一部分颚骨暴露在外。此外,汞还会对肾产生作用,使肾脏停止工作,导致尿液无法排出。慢性汞中毒会损害大脑,病人可出现交替性胆怯、愤怒和攻击性情绪,精力无法集中,丧失记忆,抑郁,失眠,精神萎靡和易怒等症状。

氰化物与名人

“银针验毒”的说法曾经广为流传,不管是民间还是小说中都能见到其身影。事实上,这一做法并无科学依据,或者说,只有部分科学依据。银针变黑的原因是银与食物中的硫发生化学反应,出现黑色的硫化银沉淀。的确有毒药是含硫的,但也有些东西并没有毒,却含有很多硫,比如鸡蛋黄,更有一些东西,毒性剧烈,却并不含硫,比如氰化物。

具有强烈毒性的氰化物有三种,即,氰化钠(NaCN)、氰化钾(KCN)以及氢氰酸(HCN)。其有效成分,是氰离子。氰化物可以通过多种途径进入人体,例如:接触皮肤、呼吸吸入、口服、注射等。之后,氰化物解离出氰基离子,该离子能与人体细胞线粒体内氧化型细胞色素氧化酶的三价铁结合,阻止氧化酶中的三价铁还原,妨碍细胞正常呼吸,组织细胞不能利用氧,造成组织缺氧,导致机体陷入内窒息状态。同时,因为缺乏呼吸作用产生的能量(ATP),中枢神经系统会迅速丧失功能,继而使人体出现呼吸肌麻痹、心跳停止、多脏器衰竭等症状而迅速死亡。

外观上,由于氰化物中毒的机理是细胞缺氧窒息,因而静脉血液中富含氧气,尸体表面可见鲜红色的尸斑,特别是耳廓、耳垂多呈樱红色,颜面及嘴唇有紫绀;解剖后可见血液不凝固且呈鲜红色,肾、肝等脏器淤血、肿大;口服中毒者则可见胃部粘膜广泛出血。2009年第4版的《法医毒物分析》认为,氰化钾的致死剂量在50~250毫克之间,如果考虑的是最小剂量的话,米粒大小的氰化钾粉末就可能致死。[6]正是由于氰化物致死剂量小,死亡速度快,抢救困难,它一直被视为一种强力毒药。历史上,不少名人用它自杀。

二战最后阶段,大势已去的希特勒一直把氰化钾带在身上。为了保证让自己无痛苦地迅速死掉,希特勒在自杀前先给自己的狗吃了氰化钾,狗迅速死亡后希特勒服下。据说氰化钾的毒性并没有立刻让希特勒死亡,反而让他十分痛苦,于是只能又对着自己头部开了一枪。

和恶魔的自我了结相比,阿兰.麦席森.图灵的遭遇,令人同情得多。这位计算机科学之父和人工智能之父,在1952年,被英国警方以“明显的猥亵和性颠倒行为罪”控诉。在那场著名的公审后,他被给予了两个选择:坐牢或女性荷尔蒙注射疗法,即,化学阉割。当时的英国,充斥着怀疑猜忌、间谍危机和勒索敲诈的“冷战”背景,同性恋不仅是一种有伤风俗、不可容忍的法定罪行,而且会被当成是一种对国家安全的威胁。为了能够继续进行科学研究,他最后选择了雌激素注射,并持续一年。在这段时间里,药物产生了包括乳房不断发育的副作用,也使原本热爱体育运动的图灵在身心上受到极大伤害。1954年6月8日,可能是终于忍受不住,他在食用浸染过氰化物溶液的苹果后死亡。正义终究会到来的,虽然很多时候有点晚——2013年12月24日英国司法部长克里斯宣布,英国女王伊莉莎白二世赦免上世纪50年代因同性恋行为被定罪的英国著名数学家、密码学家、计算机科学之父阿兰·图灵(Alan Turing)。英国首相卡梅伦则表示说,图灵在破解二战德军密码、拯救国家上发挥了关键作用,是一个“了不起的人”。[7]

目前,各国都将氰化物列为最严格管制的物品目录,购买和使用都处于严密监控之下,防止它们被用于非法用途。

沙林——纳粹的武器

进入近代以后,由于技术的进步,各种各样的有机毒剂被合成出来,沙林即是非常有代表性的一种。沙林毒气是“二战”前夕,由德国一位名叫格哈德·施拉德的生物专家研制的,是在另一种名叫“塔崩”毒剂的基础上发现的。据说在研制“塔崩”时,用于试验的是狗和猴子。施拉德在狗和猴子身上各洒了一滴“塔崩”毒液,3分钟后,狗和猴子口吐白沫,瞳孔缩小,四肢扭曲抽搐,接着肌肉缩成一团,不到10分种相继死去。

在“塔崩”的基础上,施拉德发现了另一种神经性毒剂,杀伤力比“塔崩”更强,名为甲氟磷酸异丙酯。由于该毒剂的研制涉及到4位关键人物,施拉德便将4位关键人物名字的第一个字母组合成新的命名,音译为沙林。[8]沙林属于神经毒剂,无色,可制成液体,也可制成气体,经由呼吸系统、饮水或食物进入体内。无论是受气体或液体所伤,其受害症状几乎是一样的:中毒较轻时,主要症状是唾液分泌增加、流口水、胸口受压迫,瞳孔收缩、视力模糊,若要凝视某一物体时,会有疼痛感。有时会呕吐,产生幻觉;中毒较重时,呼吸系统内黏液分泌导致呼吸困难、咳嗽、肠胃不适、大小便失禁,除唾液大量分泌之外,还会流泪、出汗、肌肉无力、颤抖或者抽筋;当受到严重侵害时,中毒者可能会失去意识,肌肉瘫痪,严重影响呼吸器官和中枢神经,从而导致死亡。沙林中毒的轻重程度取决于两大因素:遭受袭击的时间及生化战剂的浓度与烈性。

1994年6月27日,日本奥姆真理教教主麻原彰晃在日本长野县松本市进行喷撒沙林毒气的实验,导致7名市民死亡,受伤者达600多人。1995年3月20日,奥姆真理教信徒在东京地铁施放沙林毒气,导致13人死亡,5500多人受伤,其中有14人终身残废。不幸中的大幸是,真理教并没有提纯沙林毒气的设备,否则最后死亡人数可能是13人的百倍以上。这就是震惊世界的“东京地铁沙林毒气事件”。

这一行为受到了全世界各国政府的谴责,在警察的全力追捕下,罪犯相继落网。事件策划者奥姆真理教教主麻原彰晃,以及执行任务的5名教徒先后被判死刑,另3名辅助施袭者则被判无期徒刑。2012年6月15日早晨,日本警方在东京都大田区西蒲田的的一间漫画咖啡店逮捕最后一位在逃特别嫌犯高桥克也,正式宣告长达17年的沙林毒气事件落幕。

结语

正是因为毒品的巨大危害,各国政府都对其十分重视。一方面颁布法律法规,严格监督生产环节,比如我国《剧毒物品品名表》(GB58-93)将毒分为四类,制定了相应的管理办法;另一方面,对有毒物质进行标识,以起到警示作用。目前,世界各国用于有毒物质的标志各不相同,但都以骷髅头为基本图案。世界卫生组织(who)对有毒物质进行了急性毒性分级,以供各国参考。

NFPA 704是美国消防协会(National Fire Protection Association,简称NFPA)制定的危险品紧急处理系统鉴别标准。它提供了一套简单判断化学品危害程度的系统,并将其用蓝(健康危害等级)、红(可燃等级)、黄(反应活性等级)、白(特殊危害性)这四色警示菱形来表示。每一项皆以为0到4这五个数字表示,数字越大,则危害越大。

那么,作为个人,应该如何保护自己呢?笔者认为,应该遵循三个原则。

第一,要正确地对待有毒物质,不能谈毒色变。有毒的并不全是坏的,实际上,进入现代社会以后,有毒物质常作为原料或者反应媒介,广泛运用在工业制品制造方面,在日常生活中做出贡献。例如,三氢化砷常被用于制造半导体,氨被用于氨肥制造,铅可以作为铅酸蓄电池的电极等。若使用得当,有毒物质也能利用在医疗方面。如蛇毒可防止血栓形成,具有药用价值;肉毒素(botulinus toxin)是肉毒杆菌(Clostridium botulinum)产生的毒素,将其注射或涂抹在脸部皮肤、可抑制肌肉运动,减少皱纹,具美容功效。

第二,要适当了解有毒物质。首先,不要认为有毒物质离日常生活很远,实际上,故意投毒和意外泄露导致的中毒事件仍然时有发生。不明原因的突然昏迷、呕吐、惊厥、呼吸困难和休克患者或不明原因的发纯、周围神经麻痹、贫血、白细胞减少、血小板减少及肝损伤患者都要想到身体中毒了。其次,要学习必要的毒理知识。哪些物质有毒?如何识别?它们是怎么进入人体的?代谢途径是什么?

毒物通常经消化道、呼吸道、皮肤黏膜和伤口(蛇毒)侵入机体,进入血液后,与红细胞或血浆中某些成分相结合,分布于全身组织和细胞。大部队毒物在肝脏内通过氧化、还原、水解和结合等作用进行代谢,然后与组织和细胞内化学物质作用,分解或合成不同化合物。多数毒物代谢后毒性降低,不过也有少数反而加强。由于有毒物质众多,其损伤机制也各不相同。如,强酸强碱的腐蚀作用;一氧化碳、氰化物导致组织缺氧;亲脂性毒物的麻醉作用;有机磷农药会抑制酶的活性;阿托品和体内的正常组织(毒蕈碱受体)竞争抑制,从而阻断正常的生理过程等。

有些毒物的反应机理是多方面的,以铊中毒为例,目前仍没有清晰的结论。多数人认为铊离子与钾离子的化学性质相似,在生物体内会与钾离子发生竞争,影响有钾离子参与的生理活动如神经冲动的传导。也有证据表明,铊会与线粒体中相关蛋白结合,导致氧化磷酸化失偶联,干扰机体的能量代谢,甚至干扰DNA的合成并抑制有丝分裂。

肾脏是主要的排毒器官,因而利尿药对某些中毒有正面作用。一些挥发性物质经呼吸道呼出体外,重金属主要由消化道排出,汞、砷能进入到乳汁中,可导致哺乳期的婴儿中毒。此外,一些物质可以在体内器官中蓄积,排出缓慢,再次释放又可产生中毒。最后,应该了解一些典型的中毒特征,如氰化物中毒为口中带有杏仁味,有机磷农药中毒为呼吸带有大蒜味等。

第三,要掌握中毒后的急救方法。一旦怀疑中毒,应立即终止暴露,撤离或将患者撤离中毒现场,转到空气新鲜的地方,尽快向专业人士求助,及早就医——早一分钟,就多一份存活的可能。在此期间,可以脱去污染衣服,用温水或肥皂水清洗皮肤和毛发处的毒物,用清水彻底冲洗清除眼内毒物,清除伤口处的毒物。假如受过相应训练,可以着手清除体内尚未吸收的毒物,清除愈早、愈彻底愈好。经口中毒者,早期清除胃肠道尚未吸收的毒物可使病情明显减轻。对于神志清楚的合作患者,可以用物理法剌激催吐,用手指或压舌板、筷子剌激咽后壁或舌根诱发呕吐。未见效时,饮温水200~300ml,然后再用上述方法剌激呕吐,如此反复进行,直到呕出清亮胃内容物为止。需要注意的是,催吐法易引起误吸和延迟活性炭的应用,目前,临床上已不被常规应用。昏迷、惊厥、休克、腐蚀性毒物摄入和无呕吐反射者禁用此法。

2013年,“复旦投毒案”震惊全国。2014年12月8日,随着案件二审,再次引起了人们的强烈关注。庭审中,双方就作案动机、死亡原因、量刑轻重等关键环节,进行了激烈辩论。公诉方坚持,犯罪嫌疑人林某在明确了解N-亚硝基二甲胺(又称二甲基亚硝胺,经消化道进入人体后,被肝脏里的酶类分解成甲醛,甲醇和烷基化中间产物,后者可以和蛋白质和DNA上的碱基结合,对肝脏造成损伤,因而具有高毒性、高致癌性,常被用于诱导肝损伤、肝癌的动物模型)毒性的情况下,因琐事预谋杀死室友黄洋,作案手法特别残忍,罪行极其严重,“符合判处死刑的情形,原审判决定罪量刑准确,请求法院维持原判。”[9]

然而,逝者已矣,不论什么样的判决结果,都很难弥补受害人亲属的损失。在这里,笔者无意讨论案件是非,或者去为犯罪嫌疑人寻找“体制原因”,而是希望以此为契机,树立人们对于有毒物质的正确认知,具备一定的自救的能力,远离不必要的中毒事件,更好地呵护自身健康。

(作者:赵言昌)

【参考文献】

[1] 药品不良反应信息通报(第46期),关注雷公藤制剂的用药安全

[2] 哈恩忠. 雍正朝箭毒及解毒药方史料 中国第一历史档案馆[J]. 历史档案, 2007 (1): 3-13.

[3] 常富业, 张允岭, 郭蓉娟, 等. 毒相关名词历史沿革[J]. 北京中医药大学学报, 2008, 31(1): 30-34.

[4] 约翰.埃姆斯利.致命元素:毒药的历史 [M]. 生活.读书.新知三联书店,2012.6

[5] Gilfillan S C. Lead poisoning and the fall of Rome[J]. Journal of Occupational and Environmental Medicine, 1965, 7(2): 53-60.

[6] 馒头老妖. 氰化物,入口即死的“毒药之王”?果壳网,https://www.guokr.com/article/165448/,2012.4.27

[7] Enigma codebreaker Alan Turing receives royal pardon,https://www.theguardian.com/science/2013/dec/24/enigma-codebreaker-alan-turing-royal-pardon,The Guardian, 2013.12.24

[8]徐远静. 魔鬼的唾沫沙林毒气[J]. 军事展望, 2005 (1): 75-76.

[9] 严剑漪.星期二复旦投毒案二审开庭,中国人民法院报,https://rmfyb.chinacourt.org/paper/html/2014-12/09/content_91416.htm, 2014年12月09日