放射性同位素的治疗力量为摧毁性地使用原子能提供了自我救赎

1947年5月，以深度分析著称的期刊《科利尔》（Collier‘s）推出一个特别专题：“人与原子：揭开一个黄金时代”。在这一栏目下，有科学记者阿尔弗雷德·梅塞尔（Alfred Q. Maisel）撰写的一篇题为《医疗红利》的文章。文章配了一张引人注目的拼合照片：一位男子从轮椅上站起来，在蘑菇云的辐射环绕下欣喜若狂。这不是讽刺性质的画面，这篇文章意在盛赞原子能即将带来的医学益处。“原子弹研究的首个良性结果，已经成为医学科学家的新工具，有望治愈迄今为止不可治愈的疾病（癌症的代名词）。会有失败的情况，但工作刚刚开始，研究人员普遍充满希望。”这希望从何而来呢？放射性同位素。正如梅塞尔所解释的那样：“因为对于科学家来说，在与疼痛和死亡的永久战斗中，放射性同位素是强有力的工具，它甚至可能是撬开一扇曾经紧闭着的大门的手段，由此理解生命的内在进程。”

《科利尔》杂志中《医疗红利》一文的配图

对于放射性同位素的治疗力量，这种乐观主义想法是对四十年来致力于将放射性用于治疗这一承诺的更新和强化。居里夫妇在1898年发现了镭，临床医生在20世纪初年开始使用（部分地沿着X射线医学使用的模式）。医生们用镭来治疗从痤疮到痔疮的不同疾病，但其主要医疗用途是用于癌症，作为手术疗法的替代或补充。它的治疗价值没有受到权威部门的严格监管。在20世纪20年代出售的许多药剂中，镭都是成分之一，包括一种名为“镭钍水”（Radithor）的流行药，这种药曾经让有钱的社会名人伊本·拜尔斯（Eben M. Byers）中毒身亡。镭也进入工业领域，导致其价格在第一次大战期间达到每微克180美元。它在荧光喷涂料中得到广泛使用，这让医生们认识到摄入镭造成的危害。给表盘做喷涂的年轻女工的死亡悲剧，让人们明白镭的危险就在身边。

在20世纪30年代，人工制造的放射性同位素（最初从小中子源、而后从回旋加速器中获取）迅速地被用于医学研究和治疗。同位素是主元素下的不同变体，其中子数量不同。稳定同位素的质量不同，但是不会衰变。放射性同位素（也称为放射性核素）在化学成分上与其他同位素相同，但是它不稳定并且会衰变，释放出可检测到的辐射。一些放射性同位素是天然出现的，另外一些放射性同位素则可以采用以中子或其他粒子撞击元素的方式人为地生产出来。

在伯克利，对放射性同位素的研究与实验性治疗携手并进——从放射钠和放射磷开始。物理学家欧内斯特·劳伦斯（E. O. Lawrence）在1934年宣称，在他的伯克利实验室中生产的放射钠，其性能“优于那些治疗癌症的镭”。钠-24 可以用食盐制造出来，这使得其成本非常之低。在1936年，约瑟夫·汉密尔顿（Joseph Hamilton）给白血病患者服用钠-24。尽管这些患者的状况没有改善，但是也没有出现不良效果。基于这些临床试验中明确显示出的安全性（或者说，至少没有中毒症状），汉密尔顿启动了一项更大规模的关于人体对钠吸收程度的研究：让健康的实验对象服用钠-24，作为一种示踪剂。绝大多数实验对象，包括汉密尔顿本人，要口服80-200微居里（同位素的质量单位）的放射性钠。实验对象一只手上拿着盖革计数器（对辐射进行测数），另一只手拿起放射性盐溶液饮下。几分钟以后，放射性活动会出现在手上：在人体摄入放射性盐溶液后，盖革计数器上的轻微咔嚓声会体现人体中的放射性活动，这被当作“吸收的指标”。类似的展示成为劳伦斯在全国进行巡回公共演讲的内容，他本人把这些展示说成是“杂耍”。

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临床医学上日益增加的对放射性同位素的需求，被“曼哈顿计划”所打断——该计划让那些以回旋加速器为基础的物理学重新以原子能的军事用途为导向，为生产钚而建的核反应堆，使工业规模生产放射性同位素成为可能。但是，只有特定的军事人员和科学家才知道它们的存在。在战后，曾经在“曼哈顿计划”中工作过的科学家们游说政府从军事控制下“解放原子”，以便让民用科学、医学和工业从中受益。放射性同位素分配计划，变成了原子能的民用新取向的第一份宣言。

在日本施放原子弹爆炸造成的可怕的人员伤亡，并没有减少风行当时的新希望：放射性材料这一新资源会给医学带来突破。如果说有任何影响的话，那便是原子能的新规模提高了人们的期望值。正如医学物理学家罗布利·埃文斯（Robley D. Evans）在1946年的《大西洋月刊》上发文断言（并没有证据）的那样：“清楚的事实是，仅通过医学进步，原子能拯救的生命数量已经超过在广岛和长崎被夺走的。”次年，众议员埃弗雷特·麦金利·德克森（Everett M. Dirksen）说服美国国会拨款500万美元给美国原子能委员会（The United States Atomic Energy Comission，简称AEC）用于癌症研究，因为放射性材料构成“整个癌症问题的关键点”。正如他指出的：“如果我们要在原子能领域花费数亿美元来完善一种致死手段，那么何不用这笔钱中小小的一部分来开发一种保护生命的工具。”放射性同位素似乎为摧毁性地使用原子能提供了一种自我救赎方式。

用同位素治愈癌症的希望，基于同位素能对特定肿瘤定位并能进行体内辐射这一想法。1947年报道的一桩轰动性个案，让这一期待得到加强。一名被诊断患有甲状腺癌的患者，尽管在二十年前因为甲状腺亢进而切除了甲状腺，还是被使用碘-131进行治疗。放射性碘定位出若干个甲状腺腺癌的转移性癌细胞，多个肿瘤因此被探测到，而且这些肿瘤随着时间的推移在变小。正如梅塞尔在《科利尔》杂志上的那篇文章中所说的：“B先生的个案，是很久以来医学界最充满希望的事情，因为它展示了原子能的两个用处：作为示踪探测器及体内医疗子弹，在整个美国的实验室和医院当中，许多不同方式的应用在涌现。”

第二次世界大战后，“曼哈顿计划”的设施被转移到一个新设立的民用政府机构“原子能委员会”的管辖之下。原子能委员会负责和平时期的原子能开发，以及继续制造核武器。甚至在新机构成立之前，“曼哈顿计划”的领导人就决定让其原来的大型反应堆（橡树岭的X-10反应堆）变成一个生产放射性同位素的设施，其目标是供应民用机构的需求。1946年8月，第一批放射性同位素从橡树岭运出来。到1955年，美国原子能委员会已经向国内外购买者发送了近6.4万件放射性同位素——这些产品被发往实验室、医院和公司。这一数字要比最终端的用户数量低出许多倍，因为许多批量出货都发给了批发公司，而这些公司制作放射性化合物以及放射性药物用于零售。同位素部门负责人估计，仅在1956年一年，就有5万件放射性同位素货品达到最终用户手上。在美国原子能委员会计划的第一个十年期间，超过1万份公开发表的科学研究成果的取得，使用了放射性同位素。这些放射性同位素绝大多数来自橡树岭反应堆，那曾经是“曼哈顿计划”的一部分。

工人们向橡树岭的X-10反应堆装铀燃

使用放射性同位素，可以有两种方式。（1）与镭一样，它们可以用作辐射源，例如癌症治疗。（2）更具创新性的是，放射性同位素可用作分子示踪剂。许多领域的生物学家使用放射性同位素来追踪关键分子的运动和化学转化，描绘贯穿细胞、有机体、生态群落的物质和能量循环。放射性同位素能让科学家看到以前看不见的分子过程，所以也经常被拿来与显微镜相比较。美国原子能委员会1948年的半年度报告强调了放射性同位素的革命性特征：“作为示踪剂，它们证明了这是自17世纪发明显微镜以来最有用的新研究工具，事实上，它们代表了所有科学进步中最罕见的东西：一种新的感知模式。”

我自己在从事历史研究时，也把同位素当成“示踪剂”。我在《原子的生命》（Life Atomic）一书中，把放射性同位素作为历史示踪剂，分析它们如何被引入科学研究系统、如何传播，以及造成了哪些科学新发展。我跟踪在美国和世界各地的政府设施、实验室和医院里放射性同位素的行踪，用这种方式，让二战后围绕着生物学和医学的政治及认识论为人所见。从在分子意义上认识生命这一问题而言，放射性同位素是战后时期认知探求中的关键性因素。我将以若干个案为例来阐述美国政府对放射性同位素的供应，给二战后的科学研究带来多么大的影响。

本文摘自《物质、物质性与历史书写》第五讲，有少量删改，标题为编者所拟，澎湃新闻经出版方授权刊载。