紅肉不健康論遭強大質疑;愛因斯坦的光子動量之謎被解開

目 錄

1. 史上最全電子菸危害評估

2. 妊娠晚期仰臥，胎兒體重更低

3. 少吃紅肉和經過加工的肉類？大可不必

4. 愛因斯坦的光子動量之謎被解開

5. 非洲發現1.28萬年前小行星撞地球證據

6. 為什麼沒有三足動物？

編輯 | 楊文瑾 韓若冰 陳航

史上最全電子菸危害評估

《英國醫學雜誌》刊發了一篇關於電子菸對呼吸系統影響的研究綜述[1]，作者是來自美國四所一流大學的四名科學家，他們對所有經過同行評議的與肺健康相關的電子菸論文進行了全面梳理，並強烈建議對電子菸產品進行更加嚴格的監管。

與吸菸相關的威脅生命的慢性病（例如肺癌和肺氣腫）發病需要數十年時間，同樣，學界花了數十年才在科學上證明了吸菸會引起癌症。至今電子菸已經流行了大約十年，科學家對電子菸影響的研究進行了大約五年。各項研究表明，電子菸並非沒有副作用，它對人和動物的肺健康以及實驗室組織樣本中的細胞都會產生有害的生物學影響。

通訊作者、北卡羅來納大學教堂山分校Marsico肺研究所的Rob Tarran教授說：「與可燃菸草產品對健康的顯著影響相比，電子菸對呼吸系統健康的影響是否較小，基於目前科學界的認識還不足以確定。」

以下是這篇綜述的一些主要發現：

大量的流行病學研究表明，處於青春期的電子菸消費者的呼吸道症狀有所增加，例如類似支氣管炎的症狀、哮喘、呼吸急促等。

許多研究表明，電子菸會對整個肺部產生影響，包括對肺部血液供應損害等造成的肺損傷。各項研究還提供了來自世界各地的類脂性肺炎病例報告，這與美國當前的流行情況類似[2]。

許多動物研究發現，電子菸增加了肺部損傷和免疫抑制的風險，例如增加了對細菌或病毒感染的易感性。

該綜述還評估了體外研究中電子菸對細胞的影響。大多數相關研究發現，暴露於電子菸液體的肺部細胞會受到多種影響，包括一般的細胞毒性和受損的特殊功能，例如對正常的肺功能至關重要的分泌和吞噬作用。

研究人員還回顧了包括尼古丁、丙二醇／植物甘油和增香劑在內的電子菸液體成分對健康的可能影響。在動物和實驗室研究中，所有成分在某些濃度上均顯示出有害影響。但在現實世界中，由於電子菸消費行為的差異巨大，無法獲知消費者在一定時間內各成分暴露的確切濃度。

基於以上研究，研究人員為臨床醫生以及電子菸的未來監管提出了建議。建議指出，對於重度吸菸者，電子菸僅應作為一種戒菸手段，並與其他療法一起進行，以幫助永久戒除尼古丁產品。Tarran表示：「我們建議對電子菸產品進行嚴格的管制，按照藥品的程序，經過一系列明確的臨床前和人體研究，然後才能投放市場。」

值得一提的是，Tarran 團隊發現，在所有關於初代肺細胞[3]的論文中，唯一沒有指出電子菸對這些細胞有負面作用的研究是由菸草行業資助的。

[1] What are the respiratory effects of e-cigarettes? Jeffrey E Gotts, Sven-Eric Jordt, Rob McConnell, Robert Tarran, 2019.

[2] 根據美國疾病控制與預防中心2019年9月份的報告，美國目前出現了電子菸相關的急性類脂性肺炎爆發，近幾個月內在25個州共發現超過200例的可能病例。見：https://www.cdc.gov/mmwr/volumes/68/wr/mm6836e1.htm

[3] 直接從人肺分離出的細胞

妊娠晚期仰臥，胎兒體重更低

由於仰臥睡姿與子宮血流量減少有關，那麼妊娠晚期以仰臥姿勢入睡是否影響嬰兒出生體重？近期，奧克蘭大學領導的一項研究發現，妊娠28周或以上且通常採用仰臥睡姿的孕婦，所生嬰兒的平均出生體重明顯較低。目前，該成果已在《美國醫學會雜誌》發表[1]。

奧克蘭大學Ngaire H. Anderson博士參與了這項研究。該研究調查了1760名孕婦，並通過統計學等科學手段進行分析。研究發現，在妊娠後期，孕婦仰臥位與血流動力學的顯著改變相關，這可能導致流向胎兒的血流減少。因此，從生物學角度上講，產婦的仰臥入睡姿勢將縮小新生兒的體積。除此之外，與仰臥睡姿相關的嬰兒出生體重獨立平均下降數據與臨床相關研究結果顯示，妊娠 28 周或以上且通常以仰臥姿勢入睡的孕婦，所生嬰兒的平均出生體重為 3410g，明顯低於採用非仰臥睡姿的 3554g。

研究顯示，在妊娠後期採用仰臥睡姿與嬰兒出生體重較低存在相關性和聯繫。這種新穎的聯繫在生物學上是合理的，也是可以改變的。Anderson博士表示，公共健康部門應鼓勵妊娠晚期的女性側臥睡眠，這將有可能優化新生兒的出生體重。

[1] Association of Supine Going-to-Sleep Position in Late Pregnancy With Reduced Birth Weight. Ngaire H. Anderson, et al.

少吃紅肉和經過加工的肉類？大可不必

一段時間以來，總有一些醫學健康組織告訴我們，紅肉和經過加工的肉類對健康不利。然而，加拿大達爾豪斯大學和麥克馬斯特大學的研究人員領導的一個國際科學家小組，在進行了大規模隨機對照試驗和系統研究後提出了他們的飲食建議：大部分成年人可以按照自己的飲食習慣繼續吃紅肉和經過加工的肉類。這項研究成果已經刊登在最新出版的《內科學年鑑》上[1]。

研究人員對攝入紅肉和加工肉類對心血管代謝疾病以及癌症的影響進行了隨機對照試驗和觀察性研究，並在此基礎上對獲得的大量數據和證據進行了四項系統性的評估。

在其中一個有54000人參與的12項試驗的評估中，研究人員沒有發現統計學意義上的肉類攝入和心臟病、糖尿病或者癌症風險之間的關聯。

在另外三項覆蓋上百萬人的隊列研究的系統評估中，那些每周攝入紅肉或加工肉類少於三次的人，患心臟病、糖尿病或者癌症的機率只是減少了很小一點，即使如此，這種風險關聯也並不確定。

研究人員還進行了第五項系統評估，以了解人們對於吃紅肉和加工肉類的態度和健康價值觀。研究人員發現人們吃肉是因為認為吃肉健康，喜歡肉的味道而且不願意改變這種飲食習慣。

Bradley Johnston博士，達爾豪斯大學社區衛生與流行病學副教授，這次評估和指南的通訊作者說，研究小組知道他們的這項研究成果和現在流行的營養學指南觀點相悖。「這不是對紅肉和加工肉類的又一次研究，這是一系列高質量的系統性的評估，以導出我們認為更加透明、更加紮實、更加可信賴的建議。」

「在得出這個建議時，我們僅考慮對健康的影響，並未考慮動物福利和環境影響。」 Johnston補充說。

指導委員會主席、麥克馬斯特大學Gordon Guyatt教授表示，由來自7個國家的14名科學家組成的研究小組，採用了嚴謹的系統調研方法以及評級法，最後得出這項飲食建議。「全世界都對營養學，特別是關於紅肉的攝入感興趣。人們需要對自己的食譜做出決定，這個決定應該是以更好更全面的信息為基礎。」他說。

[1] Meat Consumption and Health: Food for Thought. Aaron E. Carroll et al, 2019.

[2] 註：本周關於紅肉和和心臟病、糖尿病或者癌症風險之間弱相關的其他研究還包括：

1) Effect of Lower Versus Higher Red Meat Intake on Cardiometabolic and Cancer Outcomes: A Systematic Review of Randomized Trials FREE. Dena Zeraatkar,et al, 2019.

2) https://www.sciencemediacentre.org/expert-reaction-to-new-papers-looking-at-red-and-processed-meat-consumption-and-health/

3) https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-09/mu-nnt093019.php

愛因斯坦的光子動量之謎被解開

愛因斯坦因解釋光電效應而獲得諾貝爾獎。根據愛因斯坦的理論，光是由粒子（光子）組成的，它們只向原子中的電子傳遞量子化的能量。如果光子的能量足夠大，它就能把電子踢出原子。但是在這個過程中光子動量會發生什麼變化呢？這一困擾科學家近30年的謎題，被歌德大學的物理學家揭開。目前，該成果已在物理學頂級期刊之一《自然物理學》發表[1]。

為了探尋光電效應中光子的動量變化，該研究的主要參與者Alexander. Hartung博士開發和建造了一種全新且具備極高解析度的光譜儀。該裝置包含一個極高性能的雷射器，當雷射脈衝中大量光子轟擊氬原子時，氬原子發生電離並產生電子，這些電子出現時的動量得以在該儀器的長管中極其精確地測量。為了確保電子的微小附加動量不是由儀器中的不對稱意外引起的，他還設計了一種巧妙的測量裝置：讓雷射脈衝從兩側撞擊氬原子氣體，然後同時從兩個方向進行測量。

A. Hartung博士設計製造的光譜儀。該設備長3米，高2.5米，包含的部件大約和汽車一樣多。該設備主體含有一個性能極高的雷射器，且被包圍在一個不透明的黑色帳篷裡。通過雷射器發射的光子與單個氬原子發生碰撞，從而將電子踢出原子結構。這些電子出現時的動量可以通過該光譜儀非常精確地測量出來 | 數據來源：Hartung博士

來自雷射脈衝的大量光子轟擊氬原子使其發生電離。原子的分裂過程部分地消耗了光子的能量。剩餘的能量被轉移到釋放的電子上。哪一個「反應夥伴」（電子或原子的原子核）能保持光子的動量，這個問題已經困擾了物理學家30多年。傳統的想法是：只要電子附著在原子核上，那麼動量將轉移給較重的粒子，即原子核。一旦原子結構被打破，那麼光子的動量就會傳遞給電子。Hartung博士通過測量發現，事實並非如此。他發現，電子不僅獲得了預期的動量，而且還獲得了三分之一的光子動量，而按照傳統理論，這些光子動量應該進入原子核。

Hartung博士表示，這種新的發現是令人驚訝的，這種新的精密測量方法有望使人們對雷射的磁性成分在原子物理學中所扮演的角色有更深入的了解。

[1] Magnetic fields alter strong-field ionization. A. Hartung et al, 2019.

非洲發現1.28萬年前小行星撞地球證據

約1.28萬年前，北美長毛猛獁象等許多大型動物物種突然滅絕，與此同時，克勞維斯人也突然消失。此後，地球經歷全球性的氣候變化，一個長達1300年的氣候強變冷時期來臨，即新仙女木（Younger Dryas）期[1]。關於新仙女木期，一直存在著小行星撞擊地球導致大型動物滅絕的假說，近期，非洲大陸首次發現證據，支持這一假說。目前，該研究成果已在《非洲古生物學》雜誌發表[2]。

南非約翰尼斯堡威特沃特斯蘭德大學Francis Thackeray教授主導了這項研究。他們在南非普利托利亞以北的林波波省一個名為Wonderkrater的地方發現了一個引人注目的「鉑飆升（platinum spike）」現象，並從泥炭礦床鑽取的巖心中發現了一個距今大約12800年的樣本。根據這一富含鉑的歷史樣本，Thackeray教授表示：「在Wonderkrater發現的鉑的來源，理論上可能是在一次隕石撞擊後分散在大氣中的宇宙塵埃。我們的發現至少在一定程度上支持了極具爭議的新仙女木撞擊假說，即小行星撞擊地球的某個地方導致了全球範圍內的氣候變化，並在一定程度上導致了在更新世末期，也就是最後一個冰河時代之後的大型動物滅絕。」

Wonderkrater是世界上第30個有此類證據的地方，但卻是非洲首次發現證據支持的地方。Thackeray教授表示，「我們的證據與新仙女木撞擊假說完全一致。」非洲的這一發現預計將與世界其他地方的發現相結合，為新仙女木撞擊假說提供最終的證據支持。

[1] 百度百科

[2] https://eurekalert.org/pub_releases/2019-10/uotw-aes100219.php

為什麼沒有三足動物？

世界上沒有三條腿的動物，哪怕從動物化石中去追溯歷史也沒有發現三足動物存在的痕跡。哪些約束作用導致動物缺乏三足表型? 近期，一項發表於BioEssays雜誌的文章對這一問題進行了分析[1]。研究認為，動物在四肢發育成型之前，雙側對稱的身體結構就已經被遺傳信息編碼，而這將極大地限制任何三足表型的出現。

加州大學戴維斯分校的Tracy J. Thomson進行了這項研究，他認為遺傳因素而不是穩定性劣勢是限制任何三足表型出現的最主要原因。

Thomson表示，如果一個動物要進化出三足表型，那麼這種表現型就需要在四足動物、兩足動物或任何其他動物中產生一種選擇優勢，或者至少不具有主要的劣勢。雖然在陸地環境中，三足表型更須克服許多與重力作用有關的障礙，例如其中任何一個附肢被抬起或開始快速運動時，動物的重心在剩下的兩個附肢上變得不平衡，但是這種情況可能不會造成太大的劣勢，因為動物的腳通常是平面結構，與地面的廣泛接觸，使得骨骼肌肉系統將幫助動物保持平衡。

Thomson認為，關於三足表型的研究，在啟發生物多樣性領域進步的同時，也為仿生機器人帶來靈感。現今人們已經製造出了各種功能齊全的三足機器人，雖然這些機器人設計和製造的目的不是研究生物的三足表型本身，但它們仍然為展示一個三足動物如何運動提出了一種假想模型。

[1] Three‐Legged Locomotion and the Constraints on Limb Number: Why Tripeds Don’t Have a Leg to Stand On. Tracy J. Thomson, 2019.

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