由科學史,論「苯駢芘」致癌的發現與過程

張文亮 2026/07/26 14:57

「化學」非常重要,每一次重大毒性致癌物的事件,都是再一次讓我們面對「化學」是與我們的生活息息相關。要知道怎麼保護自己,保護家人,保護周圍的人,減少致癌的風險,請正視「化學」。那不一定要與你化學考試的「成績」有關,而是與你的「生命」有關。

掃煙囪得癌症

十八世紀,英國就發現「掃煙囪」的男人,容易得到「睪丸癌」,「掃煙囪」的女人容易得「乳癌」。十九世紀,更確定燒木頭或煤礦的煙灰,可能是致癌物。但是煙灰的化學成份太複雜,不確定其致癌性。

1932年,英國「皇家癌症醫學院」的化學家庫克(James Cook, 1900-1975)首先提出油品與煤炭在燃燒時會產生「多環芳香煙」(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,簡稱 PAHs),多環芳香煙有許多同分異構物,其中以「苯駢芘」(Benzopyrene)是多環芳香煙中最具代表性的致癌物。

化學物質致癌論

現代許多人耳熟能詳的致癌原因,如「抽香煙是最容易致癌的習慣」、「食用回鍋油容易得癌症」、「燒煤火力發電廠、煉油石化工業等的工人,容易得癌症」等,都是源自1932年,庫克的發表。

庫克是近代「化學物質致癌論」與「毒性化學」的奠基者之一。要證實苯駢芘是否致癌,他首先要先「純化」苯駢芘,才能做毒性的生物實驗,以當時的分析機器「分光光度計」、「氣相層析儀」都還在原始階段,要純化苯駢芘非常不易。

他寫道:「只有用高純度的苯駢芘,才能證明有否致癌性。」,1929年,庫克開始純化「苯駢芘」。光是純化苯駢芘,庫克就花了三年。

「苯駢芘」會導致「皮膚癌」

庫克提出:「癌症的研究,必須建立在精準的化學分析。」。後來,庫克教導學生:「精準的化學分析,是分析者的工作嚴謹,不苟言笑,與分析者生命特質,銅鐵般的頑固,只要在正確的分析方法上,一直往前,一定會有結果。」

1932年,他最先發現「苯駢芘」會導致「皮膚癌」。1935年,庫克發現「苯駢芘」的分子結構,類似人體的性荷爾蒙,進入體內,苯駢芘將干擾性荷爾蒙的作用,導致不正常細胞在睪丸與乳房增生,導致癌症。

他一直追蹤「苯駢芘」的結構、化學特性,與對人體的影響,發現「苯駢芘」是油脂性,人體的肝臟分泌膽酸,乳化進入人體的油脂,「苯駢芘」干擾膽酸代謝,誘發肝癌。苯駢芘最直接的影響是肝癌。

他又發現人體與油脂代謝的器官,如胰臟、小腸、皮膚、腎臟,肺部等,都受「苯駢芘」的影響。苯駢芘誘發胰臟癌、腸癌、皮膚癌、腎臟癌,肺癌等。苯駢芘對人體極具危險,且確定的致癌物。

他的發現受懲罰

這是癌症科學的重大發現,他發表之後,贏得的不是掌聲,1939年,英國政府下令「皇家癌症醫學院」的研究人員要裁減,經費縮編。
英國正發展「食品油脂工業」與「火力發電」,怎麼容許有科學家發表,含有「苯駢芘」的油脂與火力發電的煙煤會致癌?

庫克離職,前往格拉斯哥大學(University of Glasgow)擔任化學系教授。同一年,第二次世界大戰爆發,許多學生前往參戰,化學系學生由二百多名學生,降至五十多人。庫克教有機化學,持續苯駢芘的致癌性研究。

化學與癌症

1942年,德軍轟炸英倫三島,格拉斯哥是英國海軍造船廠與航運重機械製造的重地,多次受到轟炸。

庫克寫道:「我每天最早到系上的實驗室,看有否受損。我最晚離開,將所有的實驗器材妥善保護,我清潔實驗室,與將所有已清洗的器皿,都確實烘乾才離開。這不只是我的工作,也是我的責任。」

不久,英國教育局認為「大學有機化學實驗室」在空襲時期是「危險場址」,一度要關閉庫克的實驗室。庫克將實驗室的地方,縮小範圍,限為「研究使用」,庫克寫道:「實驗的地方縮小,反而有利實驗時的仔細觀察。」

1943年,庫克在學校開始一系列的演講「化學與癌症」(Chemistry and Cancer),來聽的人超過一千人。他講外來化學物在人體內的致癌程序:「外來化學物不是進入,就就排出體外,而是有一大部分會留在體內,改變身體的正常細胞,進而改變身體正常的代謝,促成癌細胞的產生,而且讓癌細胞快速成長,與擴散蔓延到身體的其他地方。」

金黴素治癌

庫克提出:「癌症如同曠野來的野獸,是外來的,卻給人產生致命的影響。癌症在許多人身上不斷的發生,最重要的關鍵是對人生命的忽視,對維持健康的代謝反應,知道太少。但是人卻不斷生產致癌的化學物,讓致癌的化學物進入人體,這如同讓外來的野獸,不斷在人體滋生癌細胞,滋生的癌細胞難以毀壞,卻會殘害人。」

戰爭期間,庫克邀請留下的學生,在化學系的教室禱告。外來化學物質,對癌症的誘發,將遠比世界大戰更持久,死亡更多人,而癌症的研究者,是面對一大片無知的曠野。

1946年,第二次世界大戰結束,許多戰場上的學生,回到格拉斯哥大學。

1947年,庫克開始轉向,他研究用化學合成藥物,治療癌症的可行性。

庫克認為抗生素「金黴素」,可能可以用來醫治癌症(皮膚癌、胃癌等),他又研究天然植物的潛在治癌性,他發現「秋水仙」可以抑制癌細胞分裂,但是秋水仙毒性太強。他又提出「洋甘菊」能夠舒緩細胞發炎,減少癌症細胞分裂。

庫克傑出的研究,1949年,庫克擔任「皇家化學學會」( Royal Institute of Chemistry)主席。

1952年,庫克提出:「為什麼治療癌症的效果,充滿不確定?因為化學藥物與人體細胞結合的『位置』不同,藥效就不同。人體對化學藥物排出的快慢,對癌症治療也有很大的影響。」

抽菸與肺癌

他又提出:「化學合成藥物,在人體的治療效果,在藥物與致癌細胞的結合。結合越好,治療的效果越佳。結合性的果效,可由人體血液酸鹼質的改變,與血液含鈣量的改變判斷。這些變化些微,很難分辨,卻是癌症治療的施藥準則,是代謝能夠『達到平衡』的指標。」

1954年,他又發表「石油提煉釋放苯駢芘」,與「抽煙的煙霧中,含有大量的苯駢芘,將使人得肺癌」。他在「抽菸的煙與肺癌」(Tabacco Smoke and Lung Cancer)中寫道:「抽菸的煙霧中至少含有45種以上的環性碳化合物,都是致癌物。抽菸的煙霧中含有大量的苯駢芘,抽菸是誘發人得到癌症的最高致癌物。人在抽煙之前,應該想到他正在吸,他所不瞭解的東西。」

1954年,庫克他離開格拉斯哥大學,轉去擔任英國「艾克希特大學」(University of Exeter)的校長,他不再從事科學研究。

庫克在校長辦公室,成立一個師生禱告會,他工作時一絲不苟,工作之外,他為人幽默,非常好客。星期天的下午,他邀許多學生到他家裡吃飯。

人生最後在非洲

庫克的學生,有些成為海外宣教士,庫克的兒子,格拉斯哥大學畢業後,到美國念「穆迪聖經學校」(Moody Bible School),畢業後到「遠東廣播公司」(Far East Broad Casting Association),對非洲廣播福音站的主任。庫克也使艾克希特大學,成為當時最佳有機化學科學家,培育的搖籃地。

1965年,庫克的妻子安息(1930年結婚)。

庫克忽然辭去艾克希特大學的校長職位,前往非洲,擔任「東非洲聯邦大學」(Federal University of East African )的校長。他將人生最後幾年,給了非洲。

他給孩子寫信: 「我喜歡非洲的天氣,也喜歡出外散步,看這裡的花朵與樹木。」1971年,庫克生病,他改而擔任非洲所大學的教育顧問。
他晚年時 他的學生問庫克:「如何少得癌症呢?」他說:「義大利的拉馬齊尼(Bermardio Ramazzini,1633-1714)醫生提到:『工作適量,吃飯適量,喝酒適量,睡眠適量,愛情適量。』」

庫克安息後,英國皇家化學學會的科學家,發現1935年庫克純化「苯駢芘」致癌的樣本還留著,經過分析,他們發現「苯駢芘」還是純,不含雜質,經得起考驗。

1980年代,,苯駢芘的來源已經不似庫克在1930-1950年代那麼單純,歸之於「煤灰」、「石油萃取」與「香煙的煙霧」。

普世還有更大的風暴,將苯駢芘的毒害,鋪天蓋地而來,傳給許多人。

火力發電的汙染

第一,能源的危機。普世使用更多的燃煤、石油或瓦斯的發電,將大量的苯駢芘釋入空中,使火力發電廠,成為空氣重大的污染源。

這也使火力發電廠,改由內陸,移設在海濱通風處,期待海風的稀釋。

第二,農藝作物與園藝水果會吸收與累積苯駢芘。火力發電或都市汽機車的排氣,含苯駢芘,隨著氣流以微顆粒(PM2.5)沉降。苯駢芘會隨著微顆粒,進入土壤。作物與果樹的根系,會吸收土壤的苯駢芘。大部份的苯駢芘,只會累積在根系,苯駢芘在土壤中的濃度高,苯駢芘會由根部傳輸到莖、葉部。極其嚴重的土壤污染,苯駢芘才傳輸到果實、種子。

第三,氣候變遷的因素。大氣的環流將含苯駢芘的氣體或微顆粒,傳到遠處,使受影響的土地面積更大,土壤汙染的位置更難確定。

苯駢芘不得檢出

第四,國際食品原料的受汙染。國際食品原料是否含苯駢芘需要經常檢測,且要公開,讓國際市場安全性更高。苯駢芘致癌性極強,在食品原料苯駢芘的安全濃度是不得檢出,所以定為2ppb,2ppb是科學的檢竟極限。

第五,國家對苯駢芘的檢測要主動,尤其在油脂工業,檢測頻率要增加,且公開檢測結果,以保障國人的健康。因為生產油質的溫度過高,大豆的有機質會轉化生成苯駢芘。此外火力發電廠,石油提煉廠,汽機車廢氣是否有不完全燃燒,都需要抽驗苯駢芘。

學校與學校附近,成為禁菸區,也是為了避免苯駢芘毒害學生。苯駢芘不只高致癌性,而且使人不孕、容易流產,與生產殘缺的嬰孩。

第六,教育百姓注意自己的飲食習慣,與生活型態,減少攝入苯駢芘,例如絕對不用回鍋油(苯駢芘濃度最高),不要吃碳烤肉品(燒炭煙霧含大量的苯駢芘,燒烤的煙必須立刻抽出),絕對不吸電子煙(電子煙的煙霧含苯駢芘,比香煙多)等。

誘發各種癌症

也要注意,油品工業的經營者,對油品含苯駢芘的毒性外行,認知不夠;生產油品不嚴謹,採購油品原料混到高苯駢芘汙染的廉價品,就成為國人容易得到誘發乳癌、肺癌、肝癌、腎臟癌、胰臟癌、腸癌、皮膚癌、腎臟癌,肺癌等。

食品法應該跟上,讓律師替癌症者告廠商,得到該有的賠償。律師會比公務人員,有更高、更專業與更有效的執行力。

第七,世界各國對苯駢芘安全限值不同,生產食品原料大國如美國、巴西、中國等的苯駢芘安全濃度較寬鬆,使10ppb。如果食品原料要求嚴格的限值,最好自己多種植作物與水果。

「耕種自己田地的,必得飽足;追隨虛浮的,足受窮乏。」(箴言二十八:19),可以給我們反思。

根據「世界衛生組織2026年全球癌症報告」(Global Status Report on Cancer 2026),普世一年超過二千萬人得到癌症,一千萬人死於癌症。

癌症的風暴,不分老少

癌症的影響不只生命,還有情緒、財務與多少家庭的衝擊。癌症的風暴,不分老少,將每一個人都捲入。

人類,請注意:
二十一世紀,
地球居住的環境,愈來愈惡劣,
我們生存的地方,愈來愈危險,
罹患癌症的人,愈來愈多。
癌症是普世化,
不限於哪個國家,
不限於哪個種族。
得癌症的人口比率,在增加,
得癌症的年紀,在降低。
癌症的醫治技術在提升,
癌症的提早篩檢成廣,
癌症的藥品愈來愈多。
有用嗎?高科技是我們活在世界最後的保護傘嗎?
還是高科技只是高污染的代名詞,
將人類帶向一個未知的空間,讓人不知道其危險。

多少的痛苦,多少的憂慮,多少的眼淚,多少的分別,
在那架構在生與死的窄橋上,
眾人的壽命可以活得更久,
不等於活得更有品質與尊嚴。
如今,許多人擔心的不是少痛苦的活,
而是少苦痛的死。
請注意國家的食用油、雞蛋與牛奶,
這三樣如果有汙染,
將是全國百姓自嬰孩時期,就受害。

請注意苯駢芘吧。

(作者為前台大教授)

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