2006年11月，前克格勃特工亞歷山大·利特維年科在倫敦一家醫院去世，這起事件具有冷戰時期暗殺的所有特徵。儘管圍繞利特維年科之死存在陰謀，但殺死他的毒藥，一種名為釙210的稀有放射性同位素，比我們許多人意識到的更為普遍：全世界每年吸菸近六萬億支，每支菸都會向肺部輸送少量釙210。一口接一口，對於每天抽一包半煙的人來說，這種毒藥累積起來相當於每年接受300次胸部X光檢查的輻射劑量。
雖然釙可能不是香菸煙霧中的主要致癌物，但它可能仍然在美國每年造成數千人死亡。而釙的獨特之處在於，這些死亡本可以透過簡單的措施來避免。菸草業近50年來一直知道香菸中含有釙。透過搜尋菸草業的內部檔案，我發現製造商甚至設計出了一些工藝，可以大幅降低香菸煙霧中同位素的濃度。但是，大型菸草公司有意識地決定不採取任何行動，並對其研究保密。因此，如今的香菸與半個世紀前一樣，仍然含有大量的釙。
然而，情況可能即將發生改變。2009年6月，巴拉克·奧巴馬總統簽署了《家庭吸菸預防和菸草控制法案》成為法律。該法案首次將菸草置於食品和藥物管理局的管轄之下，允許該機構監管香菸的某些成分。強制行業最終從香菸煙霧中去除釙，將是開始降低香菸致命性的最直接方法之一。
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熱點
釙210進入吸菸者肺部的第一個線索幾乎是偶然出現的。在20世紀60年代上半葉，輻射對健康的影響，特別是放射性塵埃的影響，非常受科學家以及大多數其他人的關注。當時，哈佛大學公共衛生學院的放射化學家維爾瑪·R·亨特和她的同事們正在開發一種技術，用於測量極低水平的鐳和釙，這兩種元素是皮埃爾和瑪麗·居里夫婦在1898年發現的。正如亨特回憶的那樣，1964年的一天，她的目光在實驗室裡漫遊，當它停留在她一位同事的菸灰上時。一時興起，她決定用她的新技術測試菸灰。
當她看到結果時，她驚訝地發現沒有釙的跡象。痕量濃度的放射性同位素在環境中很常見，並構成了天然輻射背景。亨特研究過的其他有機材料，包括植物，在存在鐳的情況下，釙的測試結果均為陰性。但在陰燃菸草的溫度下，釙會變成蒸汽。因此，她突然意識到，消失的釙一定隨著煙霧升騰了！這意味著吸菸者會直接將其吸入肺部。
亨特與她的哈佛同事愛德華·P·拉德福德在《科學》雜誌上發表了這一發現，其中包含對香菸煙霧中釙的直接測量結果。很快，哈佛大學的其他人在香菸和吸菸者的肺部中研究釙。1965年，放射生物學家和醫生約翰·B·利特爾檢查了吸菸者的肺組織，尋找釙的跡象。這項任務並不容易。從活著的吸菸者身上獲取組織樣本會過於侵入性，因此他不得不對遺體進行研究。“問題是，人在死後兩到三個小時內，肺部的粘膜襯裡就會腐爛，”他說。他必須在死後不久提取出來，這需要他在白天和晚上的任何時候都衝到醫院。利特爾得以證明釙確實會在肺部的特定區域積聚。由於我們的氣道分支成支氣管、細支氣管和肺泡的方式，放射性同位素會在分叉點沉降和聚集。在那裡，它們形成放射性“熱點”，發射α粒子。
在接下來的10年中，科學家們繼續研究香菸煙霧中的釙，以及放射性同位素如何進入菸草植物本身——以及因此在香菸製造過程的哪個階段可以最有效地去除它。釙210是鉛210的衰變產物；在他們1964年的論文中，拉德福德和亨特推測了兩種可能性：要麼是天然大氣氡222的子同位素，包括鉛210，沉降在葉子上，要麼是施肥土壤中的鉛210透過植物的根部吸收。事實證明，兩者都是正確的。
美國農業部的研究人員開始研究肥料中的釙問題。美國農業部和原子能委員會在1966年進行的一項實驗測試了兩種不同的肥料，一種是商業“過磷酸鈣”肥料，另一種是用化學純磷酸鈣製成的特殊混合物。差異是顯著的。商業肥料中的鐳226含量約為特殊混合物的13倍，導致葉片中的釙含量幾乎高出7倍。科羅拉多州博爾德國家大氣研究中心的愛德華·馬特爾在1974年重新審視了這個問題。馬特爾認為，含有富鈾磷酸鹽肥料的土壤會將氡222釋放到周圍大氣中，使其濃度高於正常水平。然後氡會衰變成鉛210，鉛210會沉積在生長的植物上，粘附在覆蓋菸葉的數千根被稱為毛狀體的細小絨毛上。
與哈佛小組一樣，馬特爾也關注釙210在肺部特定區域的積聚。長期以來，人們普遍認為，暴露於氡“子體”的輻射是鈾礦工患癌風險升高的主要原因。因此，他推斷，由於吸菸者長期暴露於低濃度劑量，釙210很可能是他們患肺癌的主要原因，甚至可能——正如他後來提出的——也是其他型別癌症的原因。
與礦工的情況一樣，危險並非來自任何給定時間的高劑量，而是來自長期持續暴露於小劑量。吸菸者每吸一口煙都會積累釙；因此，與終生吸菸相關的高暴露風險會使吸菸者面臨患癌風險，儘管每支香菸的釙210劑量相對較低。1974年，在將釙強行注入倉鼠的氣管後，利特爾和他的哈佛同事威廉·奧圖爾得以證實這一假設：最高暴露組中有94%的倉鼠患上了肺腫瘤，而劑量如此之小，以至於它們的組織沒有顯示出炎症。
當然，此後，香菸煙霧的其他成分也被發現是強效致癌物，如今大多數專家可能會說，主要的致癌物是多環芳烴和亞硝胺等化學物質。儘管如此，基於輻射暴露風險的保守估計表明，釙210可能是導致2%的吸菸引起的肺癌的原因，因此僅在美國每年就導致數千人死亡。此外，一些專家指出，輻射損傷和其他致癌物的影響可能會相互加劇。對於大型菸草公司來說，釙似乎足夠危險，需要進行廣泛的研究。
“沒有商業優勢”
與外部科學家不同，行業科學家從未公開或發表他們關於釙的研究。但在20世紀90年代，美國46個州對該行業提起的歷史性訴訟迫使製造商承認吸菸是危險且會上癮的，並導致數百萬份內部檔案的公開。數千份檔案顯示，菸草業長期以來一直在廣泛討論釙，甚至一直討論到最高層。
拉德福德和亨特的原始論文發表於1964年1月11日外科醫生總署就吸菸風險釋出里程碑式警告的幾天後。內部備忘錄顯示，在這兩項聲明發布之後，菸草製造商擔心，如果他們對釙的瞭解曝光，他們可能會遭受公共關係災難。意識到這種風險，該行業很快開始投入大量人力物力，制定關於釙的內部研究計劃，這些計劃都是秘密進行的。
菲利普·莫里斯公司在20世紀70年代末和80年代初發布的大量檔案顯示，科學家和高管們曾辯論公司是否應該發表自己的研究成果。這場辯論發生在外部科學出版物的平靜期——在行業之外，人們對菸草中釙的興趣是斷斷續續的——菸草商們對打破這種平靜持謹慎態度。
例如，1977年，菲利普·莫里斯公司的科學家們完成了一篇題為《菸草和煙霧冷凝物中天然存在的氡222子體》的論文草稿，作者希望將其提交給《科學》雜誌。產品開發主管在1978年給另一位菲利普·莫里斯公司科學家的備忘錄中強調，他對發表這份手稿持謹慎態度。那位科學家回應說：“它有可能喚醒沉睡的巨人，”他寫道。“這個話題正在醞釀，我懷疑我們是否應該提供事實。”菲利普·莫里斯公司的法律部門擔心的是，儘管數字不同，但所提供的手稿基本上與已發表的研究結果一致：菸草中含有釙，而且它是有害的。到7月中旬，根據法律部門的建議，該手稿被拒絕批准發表。
然而，菸草製造商繼續監測外部關於該主題的研究，並探索解決釙問題的潛在方案。該行業就各種減少香菸煙霧中釙含量的方法的缺點和優點進行了辯論，其中包括在菸草中新增與鉛和釙反應的材料，以防止它們轉移到煙霧中，以及開發一種可以阻擋釙蒸汽的過濾器。
根據馬特爾在20世紀70年代的研究，另一個直接的選擇是用稀釋的過氧化氫溶液簡單地清洗菸葉。然而，其他想法包括使用鈾238子同位素含量有限的肥料，以及從乾燥的菸葉中去除收集鉛的毛狀體。“我們甚至嘗試對菸草植物進行基因改造，”菲利普·莫里斯公司前應用研究主管威廉·A·法羅內說，他後來成為揭露該行業 практики 的舉報人，現在擔任FDA的顧問。1975年，美國農業部科學家T·C·佐估計，30%到50%的釙可以很容易地從肥料中去除，而清洗可以再消除25%。再加上過濾器的作用，菸草中的釙含量幾乎可以完全消除。但正如R.J.雷諾茲公司的一份備忘錄所說，“去除這些物質沒有任何商業優勢。”
然而，正如歷史上經常發生的那樣，該行業拒絕面對問題只會延誤問題。在《家庭吸菸預防和菸草控制法案》於2009年6月通過後，美國癌症協會稱讚該法案要求菸草業披露“其產品中的毒物”。這項立法為挑戰和迫使菸草業對其多年的研究結果採取行動提供了首次機會。
釙將是第一個從菸草中禁止的“毒物”的絕佳選擇。它是一種單一的同位素，而不是煙霧的複雜成分。其他毒物——如焦油或一氧化碳——難以從煙霧中去除，但釙並非如此。該行業四十年的研究可以為FDA在取得具體成果方面提供先發優勢。此外，一些可以降低煙霧中釙濃度的相同步驟——如清洗菸葉——也可能有助於去除鉛、砷和鎘等有毒金屬。這正是FDA現在有權強制執行的那種監管和變革。
世界衛生組織已明確表示，吸菸是最可避免的死亡原因。據估計，全世界每年有130萬人死於肺癌，其中90%是由於吸菸。如果透過該行業已知的方法減少釙的含量，本可以避免數千人死亡。該行業的律師有意識地選擇不對其自身科學家調查的結果採取行動。但卻是顧客不得不忍受——並死於——這一決定。