在約翰·希亞和約翰·格雷科的時代，巨大的普惠飛機制造廠瀰漫著油霧，這些油霧從研磨機中噴出，覆蓋了天花板和工人，工人們回到家時渾身都浸透了刺鼻的機油。工廠車間裡點綴著裝滿溶劑的脫脂池，用於清洗發動機零件；工人們使用溶劑噴壺來清潔他們的手和衣服。希亞在康涅狄格州北黑文佔地一百萬平方英尺的工廠裡花了 34 年時間研磨發動機葉片和導葉。1999 年，56 歲的他被診斷出患有腦癌。六個月後，希亞的朋友兼同事格雷科得知他患有同樣的疾病：多形性膠質母細胞瘤，最具侵襲性的腦腫瘤型別。在希亞被診斷出患病一年後，兩人都去世了，但他們的遺孀已經開始質疑，在這家世界頂級噴氣發動機製造商之一，這種致命癌症的病例數量似乎異常之多。
始於 2001 年對北黑文工廠明顯腦癌群發案例的調查——在過去十年中，工人們中出現了 13 例原發性惡性腦腫瘤病例，其中 11 例為膠質母細胞瘤——現已發展成為有史以來規模最大的工作場所健康研究。由匹茲堡大學的首席研究員加里·馬什和伊利諾伊大學芝加哥分校的努爾坦·埃斯曼領導的團隊正在進行細緻的偵探工作，以解決一個複雜的難題：首先，研究人員必須追蹤在普惠公司八家工廠近 25 萬名員工中，尚未公開數量的腦癌病例，時間跨度長達 50 年，然後儘可能地確定可能導致腫瘤的原因，方法是重建工人接觸一系列潛在有毒物質的情況。該小組預計在 2008 年上半年釋出初步調查結果，並在 2009 年釋出最終結果。
馬什和埃斯曼在後勤方面面臨的艱鉅任務說明了這種工作場所流行病學的難度，它涉及多個工廠的多種接觸。研究人員能否就過去普惠公司工人身上發生的事情提供具體的答案，也將受到不完整的科學理解的限制，這包括對腦腫瘤誘因以及工業中使用的許多化學品的毒性的理解。普惠公司的這項研究使用了最先進的技術，可能會為這兩個主題帶來新的曙光。這項調查還強調了一個事實，即確定工作場所毒物的安全暴露量在很大程度上仍然是當前的一個問題。
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美國國家職業安全與健康研究所估計，每年約有 49,000 名美國人因與工作相關的疾病過早死亡，是工傷事故死亡人數的八倍多。然而，大多數聯邦工作場所暴露限值都是基於 20 世紀 60 年代的科學。因此，美國環境保護署較新的工廠外空氣中化學物質安全水平指南可能比職業安全與健康管理局 (OSHA) 設定的工廠內空氣管理規定低 45,000 倍。政治和經濟，而不是科學的侷限性，可能是更新工人健康保護的最大障礙。因此，普惠公司的調查也說明了，如果存在政治意願，將最好的現代科學應用於使工作場所安全的任務，職業流行病學可能會做得更好。
收集證據
當她們的丈夫被診斷出患有同一種罕見腫瘤時，卡羅爾·希亞和凱特·格雷科對腦癌或流行病學一無所知。但這似乎是一個不太可能的巧合，因此她們開始向普惠公司詢問答案：有多少其他工人患有腦癌？可能是什麼原因造成的？到 2001 年 8 月，康涅狄格州公共衛生部的一項調查發現，在過去 10 年中，北黑文工廠的工人中膠質母細胞瘤的發病率是預期發病率的 2.8 到 7 倍，具體取決於假設。
當時，州衛生部門要求普惠公司（該公司拒絕就本文發表評論）聘請一位獨立的流行病學家進行進一步調查。該公司轉向了匹茲堡大學公共衛生研究生院的生物統計學家馬什。馬什專門從事他所說的“繁瑣且勞動密集型”的工作場所健康調查，通常涉及數萬名員工和多個工作場所。他立即聯絡了擅長評估和重建工作場所暴露情況的專家埃斯曼，他經常與埃斯曼合作。
兩人最初專注於 2002 年關閉的北黑文工廠。但當他們瞭解到該公司在其位於東哈特福德的主要工廠也進行了類似於北黑文工廠的研磨工作，並在康涅狄格州的其他工廠進行了不同型別的工作時，他們決定研究該州所有八家現有的和已倒閉的工廠。因此，一項最初預計覆蓋約 10 萬名員工的研究，發展成為一項耗資 1200 萬美元、為期七年的調查，調查物件是 1952 年至 2001 年期間近 25 萬名工人。
馬什解釋說，更大的專案有兩個科學優勢：更高的統計功效，這降低了假陰性結果的可能性，並增加了檢測到細微模式的可能性；以及對工作實踐、暴露和健康結果更好的內部比較。職業流行病學常常受到所謂的健康工人效應的影響——錯誤地將一組工人的疾病發病率與包括因病無法工作的人在內的普通人群的疾病發病率進行比較。將普惠公司工人的亞組相互比較應該會產生更準確的圖景。
但這項研究的龐大規模也代表了研究人員面臨的最大挑戰之一。在專案經理珍妮·布坎尼奇的領導下，匹茲堡大學的員工和承包商在普惠公司現場花費了一年時間，掃描了 50 萬頁人事檔案，並將它們摘要到一個員工生命狀態資訊資料庫中。然後，布坎尼奇開始透過國家資料庫追蹤大約 266,000 個名字——統稱為佇列——以檢視哪些員工已經死亡，以及死於什麼原因。一位計算機程式設計師編寫了一個從工會會員名冊中抽樣姓名的協議，布坎尼奇將其與佇列進行核對，以檢視是否有人遺漏。她還必須糾正資料庫條目中日期不合理的情況：例如，一名員工顯然在出生前或死後被僱用。“佇列檔案非常乾淨，”布坎尼奇說——錯誤率低於 0.1%——“但仍然有幾百個錯誤需要您查詢和解決。”在消除這些錯誤並進一步完善資料庫後，該佇列現在包含約 224,000 名工人。
與此同時，病例管理員茲布·博內曼一直在尋找腦癌病例。他將整個佇列透過國家死亡索引和社會保障死亡索引進行了搜尋。他還在繼續聯絡全國各州的癌症登記處，詢問佇列中是否有任何名字與腦腫瘤患者的記錄相符。一旦找到匹配項，博內曼就會嘗試透過線上資料庫追蹤近親。有些登記處是死衚衕。有些感覺更像是愛麗絲夢遊仙境的兔子洞：在華盛頓州，博內曼提交了六輪申請材料，以獲取有關癌症患者的資訊，其中包括一份因提及州癌症登記處而不是州衛生部門（癌症登記處所在地）而被拒絕的檔案。一旦博內曼找到病例的近親，或者偶爾找到一位患有腦癌的人，他就會發出一封信，詢問是否願意參與研究：電話採訪、醫療記錄以及分析該人腦腫瘤組織的許可。
尋找病例是研究的第一部分——死亡率分析——的一部分，這將確定普惠公司工人總體上以及各個亞組中是否存在高於預期的腦癌或其他疾病的發病率。第二部分是一項巢狀病例對照研究，其中研究人員將每個腦癌病例與普惠公司年齡、性別和入職年份相同的未患腦癌的員工進行匹配。透過比較他們的醫療和工作史，包括埃斯曼在伊利諾伊大學芝加哥分校正在開發的暴露評估，研究人員希望發現可以解釋為什麼腦腫瘤發生在某些人身上而不是發生在另一些人身上的模式。
在研究的第三個方面，匹茲堡大學的神經腫瘤學家弗蘭克·利伯曼正在研究普惠公司員工腦腫瘤組織中的基因突變。如果他發現獨特的模式，這可能表明普惠公司的腫瘤不是隨機的，而是有一些共同的
原因。
這裡的一些科學技術相當新穎。利伯曼正在研究石蠟包埋的腫瘤組織，這些組織已在普惠公司癌症患者接受手術的醫院中儲存多年。直到最近，這意味著他將僅限於允許每個樣本僅檢查 15 到 20 個已知與腫瘤生長相關的基因變化的方法。現在，由於技術的進步，他還可以使用以前僅適用於新鮮組織的微陣列技術，這使他能夠一次檢查數千個基因，尋找微小的突變以及整個基因的重複或缺失。“你可以尋找[基因活動]模式的變化，”他說，“而不僅僅是特定基因的上下變化。”
利伯曼正在將這些圖譜與美國國家癌症研究所的資料庫以及他匹茲堡診所的腦腫瘤患者樣本（作為對照）進行比較。“這是一項非常強大的技術，”他表示，部分原因是研究人員“不必在一開始就對哪些基因重要抱有假設。”
利伯曼在匹茲堡大學的同事伊曼紐拉·泰奧利使用類似的分子技術來識別特定已知致癌物造成的 DNA 損傷。這兩個小組正在合作進行一項試點工作，以收集普惠公司患有腦癌的工人的正常組織；他們希望檢測到該組織中的任何分子變化，並將它們與埃斯曼團隊在普惠公司發現的暴露致癌物相關聯。原則上，這些有毒物質暴露的指紋可能代表癌症的早期步驟。利伯曼警告說，這些策略背後的科學“仍然非常年輕”。“我們正在努力利用流行病學規模龐大和複雜性所提供的機會，儘可能多地獲取有關腦癌可能誘因的資訊。但正在使用的技術，從深刻的意義上來說，本身仍然是實驗性的。”
工業考古學
埃斯曼芝加哥團隊的工作不那麼實驗性，但也同樣意義重大。該小組花了五年時間深入研究普惠公司從 20 世紀 50 年代到 90 年代的運營情況，試圖弄清楚員工接觸了什麼物質以及接觸水平是多少。“如果資料不存在，就必須重建，”埃斯曼說，他是伊利諾伊大學芝加哥分校公共衛生學院環境與職業健康科學教授。“這幾乎就像工業考古學。”
如果團隊知道他們在尋找什麼，挖掘工作會更容易。科學家們長期以來一直懷疑某些腦癌的職業來源。但唯一被證實的病因是電離輻射，普惠公司的一些業務確實會產生電離輻射。除此之外，嫌疑名單來自之前的研究，這些研究發現，與某些金屬、機油和溶劑打交道的人患腦癌的機率很高，但這些研究尚未得到一致的重複。
埃斯曼的團隊正在根據普惠公司的記錄，將 320,000 個職位名稱精簡為可管理的更廣泛的職位類別。對於每個類別，研究人員然後嘗試量化工人在不同時期接觸可疑物質的情況。
但這些數字只是相對的。“重要的是把事情弄對順序，”埃斯曼說。如果研究人員估計特定暴露量為 10 個單位，“您不知道它是否真的是 6 或 12——但它肯定不是 100。”由於沒有測量資料，研究人員從對工廠工人和工程師的訪談中推斷。他們還使用了大量公司提供的資料，例如採購記錄（用於材料使用量）、20 世紀 70 年代的時間效率研究（用於在任何給定任務上花費的時間）、內部出版物，其標題晦澀難懂，例如多功能工程和製造能力，以及普惠公司多年來可能進行的任何空氣取樣。
最後一個資訊來源聽起來像是重建暴露情況的豐富礦脈。但埃斯曼指出，它比看起來更棘手。一位流行病學家試圖評估整個勞動力的暴露情況，會從每個工作組中隨機抽樣，並記錄班次之間或每天的變化。一位被召集來解決問題（例如呼吸道疾病）的工業衛生學家，只會對“問題”區域進行取樣，並且只會考慮記錄到的可疑物質的最高水平。
研究員史蒂夫·萊西說，工業衛生教科書指導未來的從業人員採集全方位的樣本，他向伊利諾伊大學芝加哥分校的研究生教授這些技術。“但那不是現實。”羅傑·漢考克是團隊的另一位成員，他在私營部門從事工業衛生工作四分之一世紀，他知道現實：“您帶著一輛裝滿[測試]裝置的行李車到達一家工廠，您有一週的時間。也許他們在那一週只執行一次該流程，因此您只有一次機會採集該樣本。如果最高樣本低於關注水平，那麼您就不會採集更多樣本。”
對於大多數公司來說，“低於關注水平”意味著符合法律法規。如果工作場所符合 OSHA 標準，那就足夠了。但學術研究人員和醫學教科書認識到，對 OSHA 來說足夠好的東西並不總是足以保護工人的健康。
美國政府工業衛生學家會議委員會主席特里·戈登承認，確定安全暴露限值並非易事，該委員會發布化學品的自願暴露限值。與 OSHA 一樣，他的約 20 名志願者小組不進行原創研究，而是依賴已發表的研究。動物毒理學調查及其受控的實驗室條件比真實的人接觸未知數量和組合的各種物質（無論是在工作中還是在工作之外）的模糊流行病學更整潔。但動物研究的清晰性也是一個弱點：它們一次測量一種化學物質的影響，而工作場所通常包含多種有毒物質。“人體資料始終優於毒理學，”戈登說，他是紐約大學環境醫學系教授和研究員。但“對於人體資料，通常沒有足夠的暴露資料，而且暴露資訊通常沒有與健康影響聯絡起來。”
普惠公司的研究人員正在盡最大努力避免這些缺陷，但他們認識到一些使這項研究“繁瑣”的因素，正如馬什所說的那樣。由於博內曼從州癌症登記處獲得的資訊不完整，他可能會遺漏腦癌病例。在他找到的病例中，只有 41% 的人同意參與；馬什希望至少有 60% 的人參與，以確保科學有效性。馬什還指出，雖然參與者對醫療史和生活方式的回憶在“更廣泛的層面上相當好，但當您深入到任何細節層面時，它就會崩潰。”而伊利諾伊大學芝加哥分校團隊的暴露重建，儘管非常徹底，但仍然只是對幾十年前在車間（此後已關閉或徹底清理）發生的事情的估計。
朝著正確方向邁出一步
經過七年和 1200 萬美元的投入，普惠公司的研究很可能會像許多其他工作場所健康調查一樣，以無定論告終。研究人員表示，這種現象源於科學的難度。像所有流行病學研究一樣，這項研究最多隻能證明暴露與健康影響之間的關聯，而不是嚴格的因果關係。檢測癌症等疾病的病因尤其困難，因為癌症通常在冒犯性暴露發生幾十年後才出現。而且，找到致癌物的明確安全暴露水平可能是不可能的。
許多研究人員可能很樂意擁有 1200 萬美元用於可能在更短時間內產生更清晰結果的研究，但普惠公司的數百萬美元可能不會以其他方式用於工作場所健康研究。即使這項研究永遠無法為它提出的所有問題提供明確的答案，這項努力也絕不會是浪費時間和金錢。
首先，普惠公司的家屬有可能得到某種答案。“我從專案開始的第一天就參與了這個專案，”匹茲堡大學專案經理布坎尼奇說。“我們終於能夠告訴這些工人一些事情——這已經是很長時間了。”
無論具體結果如何，該專案或許也能夠告訴我們其他人一些事情。它正在產生的大量新資料可能有助於解開多種毒性暴露的複雜性，並可能有助於，用利伯曼的話說，理解“腦腫瘤如何開始的基本生物學”。此外，這項研究前所未有的範圍正在推動管理大量資訊的新技術。例如，伊利諾伊大學芝加哥分校團隊正在構建地理資訊系統 (GIS) 資料庫，該資料庫將使團隊成員能夠繪製工廠運營在時間和空間上的分佈圖。埃斯曼說，這種技術可能對任何空間關係重要的研究都有用，例如考古學或工業工程。
因此，這次對康涅狄格州工業過去的考古學探索可能會產生工具和資訊，以幫助未來的工人和腦癌患者。透過這樣做，它可能有助於降低美國人和健康工作場所之間存在的科學障礙。減少非科學障礙將需要一套不同的工具。
“我們社會中仍然存在的最大的可預防健康和安全風險不成比例地發生在美國工作場所，”前 OSHA 健康標準主管亞當·芬克爾在去年 5 月致眾議院勞動力保護小組委員會主席、加利福尼亞州眾議員林恩·伍爾西的一封信中寫道。“解決方案不是抱怨需要做好科學，而是簡單地回到做好科學，就像 OSHA 過去所做的那樣。”
OSHA 落後了
普惠公司研究團隊成員羅傑·漢考克說：“請理解這一點：今天的 OSHA 標準‘是 1968 年最新的毒理學資料’。”他不是在開玩笑。OSHA 於 1971 年開業，其法定任務是：“儘可能確保全國每位工人和婦女都享有安全和健康的工作條件。”它一舉通過了約 400 種化學物質的容許暴露限值 (PEL)，直接從自願性行業標準中提取。這些標準是由非營利性美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH) 在 1968 年制定的。在 20 世紀 70 年代的剩餘時間裡，OSHA 為其他九種物質制定了新的暴露限值。
但在接下來的十年裡，PEL 快車變成了火車殘骸。1980 年，美國最高法院推翻了一項 OSHA 標準，該標準將苯的容許水平降低了一個數量級，稱該機構必須證明其法規將防止“重大危害風險”。法院沒有定義“重大風險”，但暗示每 1,000 名暴露工人中額外死亡一人可能很重要，而十億分之一則不重要。從那時起，OSHA 就將千分之一的數字視為最嚴格的標準。一些 PEL 允許更大的風險：例如，根據法院命令釋出的 2006 年六價鉻限值，根據 OSHA 的估計，對應於每 1,000 人中有 35 到 45 人患癌症的風險。
1987 年，OSHA 對其空氣汙染物限值進行了全面更新。不到兩年後，它釋出了 376 種化學物質的 PEL。其中一半以上是對 1971 年原始清單上的物質收緊的標準；其餘的是新監管的物質。但工業界和勞工界都對該法律提出質疑，1992 年，一家聯邦上訴法院駁回了該法律，裁定 OSHA 必須為每種物質執行單獨的規則制定程式。它從未這樣做過。
儘管存在科學上的困難，但 ACGIH 仍在繼續每年釋出約 20 到 40 個自願暴露限值，稱為 TLV（閾限值）。因此，TLV 現在涵蓋了 700 多種化學物質，而 OSHA 監管的化學物質約為 400 種。“永無止境，因為總是有更多資訊，”領導 TLV 工作的特里·戈登說。“我們是志願者，正在盡最大努力。如果 OSHA 拿起球並繼續前進，那將是美好的一天。”
在書面回覆大眾科學的問題時，OSHA 強調“更新暴露限值並非易事。”滿足國會和法院施加的負擔需要“廣泛的研究”和“大量資源，以充分描述修訂後的 PEL 對員工健康風險的影響，並評估可行性，以確保修訂後的標準是必要的，將在保護員工免受工作場所健康危害方面有效，並且僱主可以實現。”對於六價鉻，OSHA 表示，它根據“規則制定記錄中的所有證據”採用了“可行的最低水平”。
但在一些曾在那裡工作過的人看來，OSHA 可以做得更好。工業衛生學家哈里·埃廷格領導了里根時代更新空氣汙染物限值的努力。“大多數 PEL 仍然可以追溯到 1968 年，這真是令人尷尬，”他驚呼道。他認為完美是優秀的敵人。“我曾試圖說服勞工，他們起訴我們是瘋了。他們想要完美。完美是不存在的。”
對於另一位前 OSHA 官員亞當·芬克爾來說，問題在於優先事項。“大多數了解內情的人都會同意，職業健康[佔]與工作相關的死亡人數的 80% 到 90%，”芬克爾說，他從 1995 年到 2000 年擔任該機構的健康標準主管。然而，“重點始終放在安全上”而不是健康上。他自己在呼籲人們關注 OSHA 自身檢查員面臨的工作場所健康危害後被迫離職；該機構最終同意以六位數的金額和解他的舉報人索賠。他認為，“該機構只是必須趕上 20 世紀後期的科學，而不是馴服完美主義傾向。有太多單一物質，我們知道工人接觸到的量比他們應該接觸到的量高 1,000 倍。”芬克爾說，有這麼多唾手可得的成果，OSHA 的首要任務應該是“老式工業衛生”。
無論如何，OSHA 表示更新工人健康保護所必需的“廣泛研究”和“大量資源”必須來自某個地方。通常，那些將受到這些法規約束的行業利益集團是為研究付費的人。在工作場所健康方面，美國國家職業安全與健康研究所的研究預算一直停滯不前或在下降。製造商不僅與政府監管作鬥爭；他們還起訴獨立的 ACGIH，試圖阻止其釋出不具約束力的暴露限值。