她被致命液体杀死，却维护了有数钻研者

莹ér

原标题：她被致命液体杀死，却维护了有数钻研者
本文经受权转载自科研圈
原标题：几滴漏在手套上的试剂，杀死了一位博士生导
撰文魏潇

一名学者，用生命的代价留下了一份试验室平安的遗产。
图片来源：Pixabay
那是一个十分普通的周三，美国达特茅斯学院（Dartmouth College）化学传授凯伦·维特哈恩（Karen Wetterhahn）全副武装地坐在本人试验室的透风橱前，想要用移液器汲取一种看下来和水同样通明有害的剧毒物资——二甲基汞（dimethylmercury）。
维特哈恩对此曾经做好了筹备。她穿戴试验服，头戴护目镜，套着一次性乳胶手套的双手隔着透风橱的玻璃挡板，将二甲基汞从博士后大卫·雷慕理（David Lemal）帮她关上的玻璃安瓿瓶中汲取出来，加进了一根铅笔粗细的玻璃管中。随后，她持续用移液器将安瓿中残余的二甲基汞转移至一个旋盖容器中，密封好后写上了标签。雷慕理和维特哈恩都知道二甲基汞的高致命性，雷慕理开封前还谨慎地将安瓿放在冰水中孵育了一段时间，避免外部压力太高令这类极度风险的物资在开瓶后喷溅出来。

二甲基汞来源：The Trembling Edge of Science. Karen Endicott. DARTMOUTH ALUMNI MAGAZINE ‐ APRIL 1998
实现移液和分装操作的维特哈恩分开了透风橱。她脱掉了手套，完全冲刷了双手，一切的进程都合乎化学试验室的规范顺序。实现试验任务回家陪伴丈夫和两个孩子的维特哈恩无论如何也没有想到，透风橱中一两滴从移液器中滴落在她左手手套上的二甲基汞，会在 298 天后以极为严酷的形式完结她的生命。
01
1997 年 1 月 20 日，在美国新罕布什尔州达特茅斯-希区柯克医学核心（Dartmouth–Hitchcock Medical Center）任务的神经科医师理查德·诺格伦（Richard Nordgren）遇到了一个特殊的病人。这名 48 岁的女性在 5 天前开始无奈维持身材均衡和步态，言语才能好转，双耳泛起耳鸣，两眼视力长久性隐没，两个月内体重加重了 6.8 千克，并阅历过数次恶心、腹泻和腹部不适。斟酌到患者是一位化学传授，诺格伦告知她这些症状多是汞中毒的表示。这令患者——其实咱们应该称说她凯伦·维特哈恩——回想起了那几滴落在乳胶手套上的二甲基汞。这是她袒露后的第 159 天。
二甲基汞易挥发且重，密度约为水的三倍，这类非极性物资外表张力很小，这些物理特性令它极易从移液器的吸头中滴落。1865 年二甲基汞初次被分解，它很容易穿透生物膜在人体直达化为甲基汞。后者曾被用作食粮种子的除真菌剂，1974 年在伊拉克杀死了 600 人。
维特哈恩的反省讲演印证了二甲基汞的超强穿透力。袒露后第 168 天，她的血汞含量高达 4000 μg/L，是汞中毒阈值的 80 倍；她的尿汞含量达到了 234 μg/L，是毒性阈值的 4~5 倍。为了援救她的生命，达特茅斯-希区柯克医学核心的临床药理学家大卫·尼伦贝格（David Nierenberg）立刻采用了口服虎魄酸的医治形式，但愿以此螯合她体内致命的汞，令其排至体外，但这并没能扭转场面。医生们将维特哈恩转移到了波士顿的马萨诸塞州综合病院，但愿用换血的办法将她高得可怕的血汞降上去。替换输血 2 小时后，她的血汞含量一度从开始前的 2230 μg/L 降至 1630 μg/L，但 16 小时后，这一数值回到了 2070 μg/L。

袒露于二甲基汞后维特哈恩血液和尿液中汞含量的变动。来源：NEJM 讲演
维特哈恩的神经零碎被迅速击溃。她的视野放大，听力丢失，言语才能减退，但仍挣扎着要求时任达特茅斯学院化学系主任的约翰·温（John Winn）对一切和这项二甲基汞试验无关的人员进行汞中毒的检测。后果很快出炉，除了她本人，一切人都是正常的。
出院三个礼拜后，袒露于二甲基汞的第 176 天，维特哈恩丢失了对视觉、言语和光安慰的整个反映，她坠落进了一个没有出口的浑沌世界。
02
维特哈恩的遭受令她的共事和先生非常震惊，要知道她自身就是钻研重金属毒理学的专家。
凯伦·维特哈恩 27 岁拿到了美国哥伦比亚大学（Columbia University）有机化学与物理生物化学的博士学位，第二年进入达特茅斯学院任教，是化学系第一名竞争一生教职的女性学者。对重金属铬的致癌钻研令她迅速成为这个畛域内的首要玩家，变乱产生前是一个具有十数名成员的试验室 PI。“凯伦建设起了铬毒理学钻研的次要范式之一，”维特哈恩的一名博士生布鲁克·马丁（Brooke Martin）这样评估。过后学界其实不分明铬是如破坏细胞 DNA 从而致癌的，维特哈恩的钻研发现，铬进入细胞后会产生复原反映，从六价转变成有毒的三价，这一进程可能致使 DNA 受损，进而引发癌症。
除了建设铬的“排汇-复原”模型，维特哈恩在不同专业配景的学者之间建设分割的才能也给她带来了更弱小的学术赞助。1995 年，她胜利获取了美国毒性金属超级基金名目高达 700 万美元的钻研经费，刷新了校方的科研赞助记载。在这一微小胜利的第二年，这位顶尖重金属毒理学家在一项探究 DNA 损伤修复机制的钻研中，筹备用磁共振光谱（NMR）来检测能与锌指蛋白的结合位点绑定的小份子相似物。NMR 很难探测到锌原子，因而她与协作者选择了同位素汞-199 做为代替。这就需求用到纯度较高的汞化合物作为规范品为 NMR 校准，二甲基汞进入了她的眼帘。
二甲基汞能以较高的纯化形态不乱存在，不会泛起浓度或 pH 值的变动致使峰的偏移，是完善的规范品。但最开始，维特哈恩和她的博士生肯特·萨咯噔（Kent Sugden）选择了更平安、但搅扰要素更多的氯化汞作为规范品，由于两集体都分明二甲基汞只需极小的剂量就可致命。但是，使用氯化汞校准的 NMR 试验始终得不到他们想要的后果。萨咯噔回想说，过后他们以为只要两个可能，要末是维特哈恩的假定是错的，汞-199 基本就不会和锌指蛋白结合；要末是氯化汞作为规范品的准确度不敷，NMR 测不许数据。
为了排除搅扰，维特哈恩抉择换二甲基汞做规范品。订购的 98% 纯度的二甲基汞如期到货，需求做的就剩将它平安地加进 NMR 那细长的规范品玻璃试管中了。

透风橱图片来源：Walkerma，CC BY-SA 3.0.
03
终究，即将就木的维特哈恩被转回了达特茅斯-希区柯克医学核心。医生们不肯保持，持续为她进行虎魄酸螯合医治，她依然在生命反对零碎下活着，假如这类形态还能被称作是活着的话。
这位审慎、专一、谨严的学者，仍然能够自发睁眼，但对视觉、声响或轻触等安慰没有任何认识或反映。她的形态近似动物人，但仍会自发地打哈欠、嗟叹、冲动和呜咽。医生不能不给她施用少量的氯丙嗪和劳拉西泮，将她维持在相对于慌张的程度。
另外一方面，她的共事正在急迫地寻觅假相。在一切人看来，维特哈恩在透风橱里汲取二甲基汞的操作是一次惯例流程，没有任何违规的地方。但是跟着考察的深化，他们发现那条维护一切化学试验者、横亘在平安和风险之间的红线，应该推倒重建。
由化学品制作商和供给商体例的资料平安数据表（material safety data sheets, MSDS）是化学家们必不成少的参考材料，他们以此理解如安在使用特定化学品时维护本人不受挫伤。维特哈恩手上有三份二甲基汞的平安表格，经销商倡议使用者戴橡胶手套，出产商倡议戴分解氯丁橡胶手套，第三份表格则倡议戴“不会浸透”的手套。但是，没有手套是彻底不浸透的，这类隐约的形容无奈为使用者提供精确的指点。
校方拜托了第三方机构对维特哈恩试验室里 7 种一次性手套进行了二甲基汞的浸透测试，后果发现这类剧毒物资仅需 15 秒就可以透过维特哈恩过后佩戴的乳胶手套，仅有一种特制的柔性层压塑料手套可以提供约 4 个小时的隔离维护。1997 年 5 月，维特哈恩的共事和医生联结在美国化学会的《化学与工程旧事》（C&EN）周刊上颁发地下信，通报了这起可怜的变乱，并正告同行乳胶手套不克不及用来处置烷基汞化合物，呐喊学界斟酌使用更平安的 NMR 规范品。

目前美国市售的一种层压塑料手套。图片来源：网页截图
04
1997 年 6 月 8 日，袒露于二甲基汞的第 298 天，凯伦·维特哈恩离世，常年 48 岁。
尸检后果发现，她的大脑皮层变薄到只要 3 毫米。距状裂（位于枕叶内侧）四周的视皮层、与听觉性言语功用无关的颞上回的上外表均重大胶质化。在大脑两侧半球高级视觉和听觉皮层中，泛起了少量神经元丧失和神经胶质细胞增生。她的静止和觉得皮层也泛起了相似状况。小脑洋溢性萎缩，其中颗粒细胞、浦肯野细胞、篮细胞均有普遍丧失，小脑表层的平行纤维也丧失了。

维特哈恩的小脑半球（左）与普通女性的小脑半球（右）图片来源：NEJM 讲演
在她的额叶和视皮层、肝脏、肾皮质中，汞含量极高。她的大脑汞含量是从未接触过汞的尸检样本的 600-1500 倍。
记载维特哈恩病情的讲演起初颁发于《新英格兰医学杂志》（NEJM），在这份讲演开头，未能挽回这位化学家生命的医生们这样写道：“在进入动物人形态以前，患者要求将她的案例提交给医学界、从事汞钻研的迷信家和毒理学家，以期进步对将来汞中毒病例的辨认、医治和预防。”
05
在另外一个没有二甲基汞的平行宇宙里，你可能会读到一篇庆贺凯伦·维特哈恩从达特茅斯学院退休的文章，她往年应该有 73 岁了。
这个配药师的女儿从小就展示出了对数学和迷信的兴致，并胜利地开启了她的学术生涯。在她的共事眼中，失事前曾经负责学校文理学院院长的维特哈恩既有可能成为一位出色的大学校长，也有可能会由于高深的专业学问和果决的判别力进入美国国立卫生钻研院或者白宫，成为一位技术官员。在她生长的年代，女性成为迷信家是一条比当初艰巨得多的路途，维特哈恩从未健忘过这一点。1990 年，她与共事卡罗尔·穆勒（Carol Muller）独特创立了达特茅斯女性迷信名目（Dartmouth’s Women in Science Project），帮忙进入 STEM 专业的女性先生更好地实现学业，寻觅迷信畛域的任务时机。这个启动时只要几百人加入的名目很快申明鹊起，它的模式被 100 多所学校复制，直到当初仍然在为美国迷信类专业的先生办事。
这是她本能够具有的成绩和位置，但这所有都在一个过后被以为没有问题的试验操作后戛但是止。
06
变乱产生后，达特茅斯学院当即分割了美国职业平安与安康办理局（Occupational Safety and Health Administration，OSHA）发展考察。终究，OSHA 对校方处以 9000 美元的罚款，并要求增设化学平安员，并修正试验室平安规程。
更首要的是，OSHA 在 1998 年公布了一份布告，倡议化学界用有机汞盐代替二甲基汞为 NMR 校准。另外，他们更新了二甲基汞的平安信息，明白指出乳胶、氯丁橡胶和丁基手套不克不及提供维护作用，使用者应在耐磨损和抗撕裂的外层手套下再佩戴一副柔性层压塑料（Silver Shield）手套。
布鲁克·马丁（Brooke Martin）是维特哈恩最初一名获取博士学位的钻研生，目前在美国蒙大拿大学（University of Montana）持续从事有毒金属钻研。他以为这场惨剧是一个明白的转机点，一个时期就此终结。

凯伦·维特哈恩图片来源：http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/18657/title/Researchers--Deaths-Inspire-Actions-To-Improve-Safety/
驯兽师终究死于猛兽，但凯伦·维特哈恩的遗产永不消逝。
次要参考来源：
http://cen.acs.org/safety/lab-safety/25-years-Karen-Wetterhahn-died-dimethylmercury-poisoning/100/i21
http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJM199806043382305
http://www.osha.gov/publications/hib19980309
The Trembling Edge of Science. Karen Endicott. DARTMOUTH ALUMNI MAGAZINE ‐ APRIL 1998
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