马桶盖：盖？还是不盖？

几年前一个令人印象深刻的研究结论如下：

纽约大学菲利普-泰尔诺博士指出，如果冲水时马桶盖打开，马桶内的瞬间气旋最高可以将病菌或微生物带到6米高的空中，并悬浮在空气中长达几小时，进而落在墙壁和牙刷、漱口杯、毛巾上。现在大部分家庭中，如厕、洗漱、淋浴都在卫生间里进行，牙刷、漱口杯、毛巾等与马桶共处一室，自然很容易受到细菌污染。因此，应养成冲水时盖上马桶盖的习惯。

对此研究的全面解读 ：从两篇2012年发布的医学综述里引用的众多论文来看，抽水产生的气旋与微生物的传播确实有着一定的关联，冲水时盖上马桶盖这个习惯也值得提倡^[1][2]。

不过，这些研究在社交平台上传播时，研究中很多关键的信息——哪些微生物可能通过这个途径进行传播？这些微生物传播的范围究竟有多大？传播扩散后的微生物对人体有多少潜在的危害？——被忽略，只压缩成一个简单结论，而且增加了“马桶内的瞬间气旋最高可以将病菌或微生物带到6米高的空中，并悬浮在空气中长达几小时”这些研究中没有提及的细节。

不是所有的微生物都有条件扶摇而上

只有那些天赋异禀的微生物才能借马桶气旋的东风。2005年的一项研究发现在马桶中培养的沙门氏菌能够聚集成一种叫“生物膜”的结构，牢牢地植根于下水道中。由于有这么一个细菌的“储备”，在实验结束的12天后，人们依旧能在马桶中发现它们的身影^[3]。这也增大了它们借抽水气旋传播的可能。而另一些微生物无力往深处发展，就将目光投向了相反的方向。早在1980年，科学家们就发现那些细胞内含有较多脂质的细菌更容易富集在水体的表面^[4]。倘若有气旋能将水中的微生物带起，它们将是微生物中的急先锋。

不过，这些微生物本身的特性并不足以让它们从马桶中传播到空气里，气旋威力的大小也决定了传播范围的大小。有意思的是，至今为止人们对这种气旋的物理特性还是一知半解，唯一可以确定的一点是，这种气旋会随着马桶类型的不同而发生改变。

由于实验中采取的微生物不同，传播范围也各有所异（实验马桶多为“虹吸式”）。大肠杆菌会在冲水后的2个小时内集中分布在以马桶为中心直径约1米的范围内^[5]，沙门氏菌能在30分钟内扩散到同样的范围^[3]，而梭状芽孢杆菌则主要在60分钟内聚集在马桶坐圈到马桶上25厘米的范围内^[1]。

在一些观察较久的实验中，微生物能够以极低的浓度扩散到整个卫生间（墙上的培养皿只有20%有细菌生长，单个培养皿中最多长了5个菌落；浴缸内的培养皿只有5%有细菌生长，不过单个培养皿中最多长了大于100个菌落），这也与含有微生物的液滴与空气的混合、扩散有关。

不过在这些研究中，并没有微生物扩散到6米高度（作者吐槽：要找一个房高超过6米的卫生间也挺难的……）的记录。至于这些微生物能在空气中停留多久，更是没有定论。

警惕但无需恐慌

在一些极端的情况下，通过马桶气旋传播的微生物可能对人体的健康造成影响。结核杆菌的脂质较多，容易在马桶残水的上层积聚。当人的肠胃道感染结核杆菌后会引起腹泻，造成其再次传播。不过据估计，这只占总体感染病例的5%不到^[6]。

另一种可能通过马桶气旋传播的微生物则家喻户晓——SARS 病毒。一项关于2003年香港淘大花园SARS爆发的报告推测可能是最初发病的SARS病人的排泄物通过楼层里的下水道和排气扇迅速扩散，造成了整栋楼内SARS的爆发^[7]。

不过这些或是极端情况，或是尚未证实的研究猜测，日常生活中由马桶气旋带来的潜在危害可能没有那么大。另外，无论哪一种微生物想要致病都需要有一定的“致病剂量”。在上文提到的实验中，研究人员都将微生物与粪便或培养液均匀混合成悬浮液而进行测试，这种情况自然有助于微生物的传播。在实际生活中，只有腹泻或呕吐接近实验中的条件。换言之，正常情况下的便溺只会更限制微生物的传播，空气中的浓度也会更低。

不过，空气中通过气旋悬浮起来的微生物浓度能依据种类的不同而有上百倍的差距，因此马桶气旋带出的具体微生物的是否能够致病还有待未来进一步的研究。

马桶“进化”的利与弊

【图1：3种不同的马桶类型。左上为最初的冲水马桶，右上为无马桶盖的“无框式”马桶。下为最常见的“虹吸式”马桶以及其工作原理 （图片来自网络）。】

最早的冲水马桶 （图1左上）依靠水流下冲的重力顶开底部的阀门进行冲洗，由于其下部的管道结构较为简单，产生的气流也比较大，现多已淘汰。

在美国，“虹吸式”马桶（图1下）在20世纪70年代逐渐替代第一类冲水马桶成为家庭马桶，目前国内家庭马桶也多使用“虹吸式”。当设计师们将排水口改成了“虹吸式”后 ，同样用于冲洗的水流带起的微生物大约只有前者的1/14 ^[8]。

最新的“无框式”马桶（图1右上）在公共场所（比如学校、医院）中更为多见。这种马桶取消了顶盖的设计，抬高了坐圈的高度，以期让脏垢无处藏身，殊不知藏匿的微生物是少了，气旋溅起的液体却变多了 ^[1]。与“无框式”马桶相比，“虹吸式”马桶冲水时产生的气旋更小。

【图2：“虹吸式”马桶（A）与“无框式”马桶（B）溅水程度的比较 [1]。】

最后，还有一些其他措施可以减少通过气旋传播的微生物。最简单的方法莫过于在冲水时盖上马桶盖了。这项简单的方法能够将飞溅的微生物含量减少到不盖盖子时的1/12 ^[1]。此外，定期用消毒水清洗马桶和水箱也能够限制马桶内微生物的残留。

结论 ：从已有的研究结果来看，有些微生物更容易在马桶周边积聚。马桶冲水时的气旋的确能够造成微生物的传播。虽然这些微生物的传播范围、时长尚且未知，但在冲马桶时盖上马桶盖，定期用消毒水清理马桶和水箱，确实能够帮我们减少潜在的健康危险。

参考资料:

[1] E.L. Best et al. Journal of Hospital Infection 80 (2012) 1-5

[2] D.L. Johnson et al. American Journal of Infection Control (2012) xxx 1-5

[3] Barker J, Jones MV. The potential spread of infection caused by aerosol contamination of surfaces after flushing a domestic toilet. J Appl Microbiol 2005;99:339-47

[4] Hejkal TW, Larock PA, Winchester JW. Water-to-air fractionation of bacteria. Appl Environ Microbiol 1980;39:335-8

[5] Gerba CP, Wallis C, Melnick JL. Microbiological hazards of household toilets: droplet production and the fate of residual organisms. Appl Microbiol 1975;30: 229-37

[6] Sheer TA, Coyle WJ. Gastrointestinal tuberculosis. Curr Gastroenterol Rep 2003; 5:273-8.

[7] Hong Kong Special Administrative Unit Department of Health. Outbreak of sever acute respiratory syndrome (SARS) at Amoy Gardens, Kowloon Bay, Hong Kong: mainfindings of the investigation. Hong Kong Special Administrative Region Department of Health 2011. March 29, 2011. Available （from:http://www.info.gov.hk/info/SARS/pdf/amoy_e.pdf. Accessed Mart 29, 2010.）

[8] Bound WH, Atkinson RI. Bacterial aerosol from water closets: a comparison of two types of pan and two types of cover. Lancet 1966;1:1369-70

亚马逊为何聘用一名修车工管理云帝国？(转)

[导读]汉密尔顿是一位文艺复兴式的黑客，他想要“黑”掉一切，这就是亚马逊想要他的原因。

詹姆斯·汉密尔顿在自己的游艇上(腾讯科技配图)

腾讯科技讯（童云）北京时间2月21日消息，《连线》杂志网络版近日刊载文章称，设计日益复杂的数据中心“帝国”是亚马逊网络服务背后的推动力，这项服务不啻于一场革命。但是，伴随这种巨大成功而来的是一整套的计算问题，而身为亚马逊“杰出工程师”的詹姆斯·汉密尔顿正是负责解决这些问题的主要人物之一。

以下是这篇文章的全文：

在 2011年8月份某个阴雨连绵的周一，北弗吉尼亚一个1000万瓦特的变压器发生爆炸，在整个电网中带来了庞大的突增瞬间电压，对亚马逊位于弗吉尼亚州阿什伯恩（Ashburn）的一个数据中心造成了重创，导致这个数据中心的主电源关闭。在大约15分钟以后，詹姆斯·汉密尔顿（James Hamilton）恰好驶入了这个数据中心的停车场。

对阿什伯恩数据中心来说，汉密尔顿在那个时刻到来只是一个意外的惊喜。汉密尔顿是亚马逊的“杰出工程师”，他管理着该公司设计日益复杂的数据中心“帝国”，这个庞大的帝国是亚马逊网络服务（Amazon Web Services）背后的推动力——这项服务不啻于一场革命，它所聚集的在线服务为全球范围内的诸多公司提供运算能力，包括全球最大的在线视频服务提供商 Netflix、图片社交网站Pinterest和云存储服务提供商Dropbox等。

当汉密尔顿和他的团队赶到时，这个数据中心的备用发电机已经启动；但由于某种原因，备用发电机的电力未能传输到数据中心内部的服务器。汉密尔顿到达时，这些服务器已经耗尽了电池系统的大部分电力，这个系统的功能是在断电时暂时维持服务器的运行。“我们抵达时，服务器正开始宕机。”哈密尔顿在最近于拉斯维加斯召开的一次亚马逊会议上发表讲话时回忆道。“那真是太烦人了，太烦人了。”

“太烦人了”这种表述已经是婉转的说法。汉密尔顿的工作是用他冷静的头脑去应对这种情况，以及找出办法避免未来出现类似的问题。他和他的团队最终认识到，对于亚马逊来说，当时向数据中心服务器提供备用电力的发电机是不适用的——在数据中心里，像这样的宕机是永远都不能发生的。今天，这家公司已经设计了自己的电力装置，这种装置使用可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）。“我们已经拥有多家开关装置提供商。”汉密尔顿在拉斯维加斯会议上说道。“我们已经对所有这些提供商的PLC程序设计进行了仔细检查，也对我们所有的开关装置进行了编码复核。”

当亚马逊在2006年推出 EC2和S3网络服务时，这些服务令运算行业发生了改变。大型服务器厂商——其中最引人注目的是Sun Microsystems——此前一直都在筹划一个想法，那就是以类似于公用事业公司出售水或电力的方式来出售计算能力；但令所有人都感到大吃一惊的是，到最后却是亚马逊这家图书和CD零售商成功开发出了一整套服务，让市场乐意付钱购买。在七年以后的今天，这家公司正在运营一项价值巨亿的云计算业务，从知名云计算公司Rackspace到惠普等许多公司都想要复制亚马逊的成功。

但是，伴随这种巨大成功而来的是一整套的计算问题，而汉密尔顿正是负责解决这些问题的主要人物之一，他正在努力反思，想要建设云计算时代的数据中心。在很大程度上与其他两家云计算巨头——谷歌(微博)和微软—— 相似的是，亚马逊也几乎并未透露这家公司有关数据中心工作的细节，将其视为最重要的商业秘密。但是，鉴于汉密尔顿的崇高地位，他是亚马逊员工中为数不多地获许在博客上发表自己重大想法的人之一。现在，这位拥有一半加拿大血统的亚马逊工程师已经在业界建立起了配电系统专家的名声。

“他真的非常内行。”Netflix的云架构负责人阿德里安·柯克罗夫特（Adrian Cockcroft）说道，这家公司是亚马逊最引人瞩目的客户。“他从事这个领域的工作已经有很长时间，设计了很多有趣的东西。”

对 Netflix来说，亚马逊“即付即用”的计算服务是最理想的选择。在每个周日的晚上，到Netflix网站上观看电影的用户人数会大幅增加；然后到下个周一时，这些用户中的大多数都会突然消失。通过与亚马逊之间的合作，这家公司能在需要的时候获得必需的资源，在不需要的时候释放资源。但是，柯克罗夫特和 Netflix还必须相信，亚马逊有能力始终维持其庞大的数据中心的正常运作，而且价格也远低于Netflix自己运营数据中心的费用。这就是汉密尔顿负责的领域。

当苹果称其将建设一个占地100英亩（约合0.4平方千米）的太阳能电厂，来为该公司在北卡罗来纳州梅登（Maiden）运营的规模庞大的数据中心提供清洁能源时，大多数人都情不自禁地想要将其视为“上帝的绿色地球”（God’s Green Earth）那种美好未来的重大胜利。但汉密尔顿并不这么想。

“我就是算不过这笔账来。”他在去年写道。“我很想知道，这种庞大的太阳能电厂是否只是糟糕的想法和纯粹的营销。这种项目对环境的影响是肉眼可见的。”

汉密尔顿不是营销人员，而是一名工程师，只会从工程师的角度出发来看待问题。他指出，太阳能电厂必须庞大到令人觉得荒谬可笑的程度，才能大幅降低苹果规模巨大的数据中心将给周边环境所带来的压力。他极力主张，虽然苹果计划建设的这个太阳能电厂占地多达100英亩，但很可能只能提供运营数据中心所需要的4%左右的电力。

根据汉密尔顿的计算，如果想要为占地50万平方英尺（约合4.6万平方米）的数据中心提供全部电力，那么就需要建设一个1.81亿平方英尺（约合16.8平方千米）的太阳能电厂。“有很多方法能从根本上降低数据中心对环境造成的影响，同时又不需要占用如此之多的土地。”汉密尔顿说道。“我会首选降低配电、冷却、存储、网络和服务器的效率和提高整体利用率，来作为降低数据中心行业对环境造成之影响的最好方法。”

从法拉利到数据中心

当去年11月份我们在拉斯维加斯碰到汉密尔顿时，他和妻子珍妮佛·汉密尔顿（Jennifer Hamilton）还有他的猫“喷火”（Spitfire）刚刚在无边的大海上度过了11天，驾驶着他们的游艇“狄罗娜”（Dirona）号从旧金山开到了夏威夷。汉密尔顿并非人们眼中传统意义上的典型工程师，他还是一名“船夫”——他甚至会生活在船上，偶尔才会停泊到亚马逊网络服务西雅图总部附近的贝尔海港码头（Bell Harbor Marina）——而在此以前，他还曾做过汽车修理师，专业修理兰博基尼和法拉利。

在二十世纪八十年代，汉密尔顿从修车转向数据库行业，曾致力于开发IBM的 DB2数据库和微软SQL Server。NetFlix的柯克罗夫特几年以前曾在加利福尼亚州阿西洛玛（Asilomar）跟汉密尔顿碰面，这次会议是只有接到邀请函的人士才能出席的，其联合创始人是吉姆·格雷（Jim Gray）。格雷是数据中心领域中传奇性的专家，业界经常会把他与汉密尔顿相提并论。格雷和汉密尔顿一样都很热爱大海——悲哀的是，格雷六年前在加利福尼亚州北部的海面上消失无踪——两人曾在供职于IBM时一同推进了数据库研究的边界，随后汉密尔顿跳槽到了微软。

但在微软供职时，汉密尔顿对数据中心着了迷，在一个名为“数据中心未来”（Data Center Futures）的研究团队中担任建筑工程师。在2009年，他跳槽到亚马逊，负责类似的公司，不过许多细节仍旧都不为人所知，原因是亚马逊和微软都不愿公布有关数据中心的秘密。当我们询问微软数据中心集团主管大卫·高蒂耶（David Gauthier）他是否认识汉密尔顿时，他回答道：“是的，我确实花了很多时间跟汉密尔顿一起合作，随后他离开了微软”，但随后就拒绝透露更多事情。

但我们时不时地会听说汉密尔顿正在如何改变数据中心世界的故事。当汉密尔顿供职于微软时，曾有报道称他是微软发展模块化数据中心计划背后的推动力之一。当我们在拉斯维加斯跟汉密尔顿一起喝啤酒时，他证实亚马逊目前正在设计自己的服务器，目的是在自身庞大的数据中心帝国中削减成本。

在过去几年时间里，汉密尔顿一直都在华盛顿大学发表客座演讲，内容涉及一系列有关数据中心设计和效率的“惊人言论”，华盛顿大学计算机系教授艾德·拉佐斯卡（Ed Lazowska）说道。但拉佐斯卡强调指出，这些言论只能代表汉密尔顿工作内容的“冰山一角”，他的工作非常“宽泛深远”——同样的词他还曾用在失踪的格雷身上。

文艺复兴式的黑客

在大约四年以前，詹姆斯夫妇卖掉了自己的房子、汽车和大多数身外之物，搬到了“狄罗娜”号上。现在，当汉密尔顿停泊在西雅图时，他会骑自行车去亚马逊总部，通过亚马逊Amazon Prime服务购物，在当地的UPS办事处收邮件。但他不会一直都滞留在西雅图，有时他会驾船开往夏威夷，然后在那里工作。

简而言之，汉密尔顿“黑”了自己的生活。他会重新思考自己的生活，然后将其变得焕然一新。汉密尔顿是那种想要“黑”掉一切的人，这就是亚马逊想要他的原因。

亚马逊已经在全球范围内建立了诸多数据中心，从巴西到新加坡到爱尔兰，可以说是无处不在。去年，亚马逊在科技和内容领域中花费了45亿美元资金；虽然亚马逊并未透露该公司在数据中心业务上花了多少钱，但在2012年增加的16亿美元科技和内容支出中，亚马逊网络服务占据了多数比例。由于涉及数十亿美元的庞大资金，因此亚马逊一定需要有人能维持数据中心的运作，而且要维持尽可能有效的运作。

拉佐斯卡说道，这种人才是可遇不可求的。“即使是在微软、亚马逊和谷歌这样的大型公司中，也只有很少人能真正理解你需要把重点放在哪里。如果你的目标是想要尽可能地以成本效益良好的方式来运营数据中心，那么需要朝着什么方向努力呢？”

而詹姆斯·汉密尔顿正是这样的人才之一。

睡得越多，死得越快吗？

”在取得确凿科学证据的情况下，批判性阅读，谨慎地赞同“

流言： 【惊人！睡得越多死得越快】每天仅睡六七个小时的人，比每天睡超过8小时，或少于4小时的人死亡率要低很多。睡得过多和吃得过饱都是一个道理，吃得八分饱，也许才是最健康的。因此，即使到点之后还觉得困，你也应该说服自己别再赖在床上了。

真相： 人的一生有很大一部分时间在睡眠中度过。熬夜加班缺乏睡眠让人精神不振，不少人都深有体会，但要说“每天睡超过8小时死亡率反而高”，可能不少人都会觉得不可思议。不过，美国癌症协会（ American Cancer Society ）领导的一项大型研究确实发现在长达6年的追踪时间内，每晚睡8个小时的人竟比每晚睡7个小时的人有着更高的死亡率。

 

这项名为“第二期癌症预防研究”（Cancer Prevention Research II）的研究目的在于搞清不同的环境因素和生活习性在癌症发病上起的作用，因此饮食、烟酒史、家族患病情况等信息都会被一一记录下来，而睡眠时间正是其中的参数之一。

这是一项大样本的调查，研究总共收集了116万人的数据，受试者中最年轻的有30岁，最年长的有102岁。在调查问卷中，受试者需要如实填写自己每晚的平均睡眠时间，并在四舍五入近似到小时后录入数据库。6年之后，调查人员对这些受试者进行了回访，统计出了健在者和死亡者的名单，以此来计算每一个具有不同睡眠时长的群体的死亡率。最后的结果我们已经在开头提到了——在排除了其他环境因素、生活习惯和健康状况的影响后，平均每晚睡眠7个小时的人有着最低的死亡率，其次则是每晚睡6个小时的人，而每晚睡眠8个小时的人的死亡率竟要比每晚睡7个小时的人高出12% 。

【不同睡眠时间对女性（左）和男性（右）死亡风险率的影响。风险率以每晚睡眠7小时的群体死亡率为基准，数值每高0.1则意味着死亡率高10%^[1]。】

除了睡眠时间长短，失眠是否对健康有影响也是容易勾起人们兴趣的话题。这项研究通过调查每名受试者在过去一个月中失眠的次数，对失眠与健康的关系也做了研究。令人感到惊讶的是，失眠对死亡率只有很小的影响，失眠次数的多寡（从不失眠到每月失眠10次以上）也与相应群体的死亡率无关。然而在失眠频度相同的情况下，长期使用安眠药助眠会使每天睡眠7-10个小时的群体的死亡率明显上升。

如果说“长期使用安眠药会影响人的健康”尚且好理解，那么“每天睡眠7小时而不是8小时才对健康有益”以及“失眠对人体的健康无害”这两个观点无疑颠覆了很多朋友的三观。对于这项研究的解读真能证实这两个结论吗？研究论文的第一作者，来自加州大学圣迭戈分校的克里普克教授（ Daniel F. Kripke）对此的评价很是谨慎^[2]。

关于第一点，虽然睡眠时长和受试者6年内的死亡率呈现出极强的相关性，但之间的因果关系尚未得到证明。仅依靠目前已知的知识仍然无法确认究竟是睡眠时长导致了死亡率的不同，还是由于某些短期内致死率高的隐疾影响了人体的睡眠时长。无论是哪一种可能，其中的机理都有待阐明。关于第二点，很多时候的所谓 “失眠”并不是真正的缺乏睡眠。仔细算来，许多受试者的睡眠时间依旧在正常人的睡眠范围之内。此外，研究仅仅考虑了失眠频度对短期死亡率的影响，诸如犯困、情绪沮丧或注意力不集中等问题并没有在这项研究中得到重视。在对“失眠”做出明确的定义，并检视失眠对人体的其他影响之前，断言失眠对人体的健康无害显然为时过早^[4]。

结论： 因为最近几周压力大没睡好而担心自己的健康？没有必要，而长期服用安眠药助眠可能更是得不偿失。虽然在阐明睡眠和健康之间的作用机理之前把每天的闹钟拨快一个小时并不是什么明智的做法，但这项研究至少告诉我们或许人类并不需要那么多的睡眠。

参考资料：

[1] Mortality associated with sleep duration and insomnia, Kripke et al., Arch Gen Psychiatry. 2002;59(2):131-136

[2] Sleep less, live longer?

[3] Cancer Prevention Study Overviews

[4] Can sleep be bad for you? Can insomnia be good? Buysse and Ganquli, Arch Gen Psychiatry. 2002 Feb;59(2):137-8

[5]图片来自：scopeblog.stanford.edu

美国两只实验老鼠大脑被植入微芯片后心心相印

方网3月2日消息：据英国《每日邮报》网站2月28日报道，科学家称，他们日前成功进行了一系列实验，通过把微芯片植入老鼠大脑中用于控制交流的部位，促使其产生“心灵感应”。这将为人类“读心”科技领域的进一步发展开辟广阔前景。上述研究成果发表在最新一期的国际学术期刊《科学报告》(Scientific Reports)上。

 

 

老鼠“编码器”（左）位于美国，老鼠“解码器”（右）远在巴西

　　来自美国北卡罗来纳州杜克大学的科研组介绍称，实验期间，两只老鼠大脑中被植入微芯片。 www.6park.com

　　“被称为‘编码器’的老鼠此前接受过训练，会根据光源信号按压正确的操作杆，从而找到水喝。而另一只老鼠‘解码器’并未受训，它对光源这一信号毫无反应，只能根据大脑指令作出动作。实验开始后，我们设定假若‘解码器’也能够按压正确的操作杆，那么‘编码器’寻水的时间就能延长70%。随后我们惊奇地发现，为了得到奖励，‘编码器’通过微芯片向‘解码器’发出了如何寻水的大脑信号，而且信号越来越清晰。而且，当‘解码器’的动作出错时，‘编码器’会调整自己的大脑功能和肢体行为，从而确保同伴能够作出正确的反应。”科研组负责人米格尔·尼科莱利斯博士认为，上述实验结果表明这对老鼠之间存在“行为协作”，它们能够产生一种原始的“心灵反应”。

　　为了令实验结果更为准确、更加令人信服，同样的实验又在另一对老鼠身上上演。其中不同的是，这次两只老鼠不是分处紧邻的两个笼子，而是分处两个国家一只位于美国，另一只远在巴西。

　　尽管距离遥远，但科学家们仍能利用仪器记录“编码器”的大脑信号、通过互联网将其传递给“解码器”。不出所料地，“解码器”依据“编码器”发出的大脑信号作出了正确的动作。

　　尼科莱里斯称，上述发现首次揭示了动物间的行为信息交流可以通过大脑信号而非其他常规方式实现。

晨起一支烟，患癌几率增 (转)

注解： 晨起和晚睡前是体内代谢环境发生变化最比较剧烈的时候，多重代谢途径都在调整，这时抽烟的话，会对一天的身体状况产生巨大影响。现代医学科技虽然不能有效的找到相关证据，但是从逻辑上推算是成立的。”

吸烟有害健康，大家都知道，但戒烟不易，烟民们还是冒着风险享受烟草。而且与烟草分离一夜后，一些烟民们觉得晨起的这一支烟特别宝贵，让他们赛过活神仙。

可是，烟民们，早晨起床后很快就开始抽烟，会大大增加你罹患肺癌及头颈部癌症的危险哦！所以，如果无法戒除烟瘾，最好调整下自己的吸烟习惯，尽可能减少吸烟对健康的损害吧。

起床就抽烟，患癌危险大增

起床后就开始犯烟瘾，刚睁眼就想要伸手打开烟盒抽烟？且等一下……全球影响因子（Impact Factor）最高的学术杂志《癌症》（Cancer）最近连续发表两篇论文指出：起床后很快就开始吸烟将显著增加罹患肺癌及头颈部癌症的危险^[1][2]。

大家都知道吸烟有害健康，这个所谓“起床后早吸烟更有害”的结论看上去有些“五十步笑百步”。但统计结果却真切地告诉我们，你是起床后半小时内就吸烟还是1小时后再吸烟，罹患癌症机率有非常显著的差异。

研究通过比较近5000名患肺癌的烟民、约1000名患头颈部癌症的烟民和健康烟民的数据发现：起床后半小时内开始吸烟的烟民患头颈部癌症的机率比起床至少1小时后才开始抽烟的烟民足足高出6成；而患肺癌的机率更是高出8成！起床后半小时至1小时内抽烟的烟民患上述癌症的危险亦明显高于较晚抽烟的烟民。如果将已戒烟的既往烟民剔除的话，早起就吸烟这一习惯对“现役”烟民的疾病发病率的危险度要比上述数据更高^[1][2]。

机制虽不明，但结论很“坚固”

研究人员认为这两项研究的结论非常“坚固”，推广到白人（该研究受试人群主要为白人；不同人种某种癌症的发病率不同）肯定没问题。但科学家们并不确定在统计结果的背后究竟隐藏着何种机制。

有观点认为，起床后立即吸烟的都是那些老烟鬼，他们吸烟量本身就很大，因此患癌症危险度也高。科学家们也发现，那些起床后吸烟较晚的烟民血液中可替宁（尼古丁代谢产物）浓度更低，似乎暗示着这些烟民吸烟量相对较少^[2]。

但多项研究发现起床后吸烟时间同平日吸烟量并无关联[3]，因此，这一实验中起床后吸烟时间对肺癌及头颈部癌症而言是一个独立的危险因素，并不受吸烟数量的影响^[1][2]。

在试图通过烟瘾与平日吸烟量来解释起床后吸烟时间对罹患癌症机率的影响的观点被证否之后，另一种观点越来越得到更多重视，即基因对吸烟的重要影响。 例如胆碱能尼古丁受体基因15q25就对吸烟习惯及尼古丁依赖有着重要作用，因而它也进一步影响到了与吸烟有关的癌症发病率^[1]。

尽管起床后吸烟的习惯究竟与哪个基因有关尚未被发现，但当问题的关键是“基因”时，那些习惯晨起一支烟的烟民们难免会感到沮丧。先天的因素无法改变，习惯早起就吸烟的人是否只好放任自流了呢？

现实未必如此惨淡。尽管基因确实对人类行为有影响，但是我们仍然应当看到，社会环境对行为的作用在某种程度上远大于基因。所以，只要下定决心再辅之以外界环境的干预，戒掉晨起一支烟的习惯，甚至是戒烟，并非不可能完成的任务。即使存在相关易感基因，它的影响也会被降至最低。

烟草致癌≠尼古丁致癌

烟草内主要致癌物是亚甲基亚硝胺（NNAL），烟草中的尼古丁以及尼古丁的代谢产物可替宁在低浓度情况下并不致癌。一般吸烟摄入的尼古丁含量远低于尼古丁的中毒剂量^[4]。目前市场上某些帮助戒烟的尼古丁替代产品即是给烟民少量的尼古丁从而帮助其戒烟。

尼古丁虽不致癌，但尿液中它的代谢物可替宁的浓度与NNAL有着非常高的相关性。换句话说，尼古丁让人成瘾，烟瘾大，吸烟量就大，不可避免地会摄入大量的NNAL、一氧化碳以及其他大量有害物质,从而造成对健康的不利影响^[5]。2002年科学家就已经发现吸烟会增加抗癌基因P53突变失活率^[6]（P53的突变失活与癌症的发生密切相关），进一步从基因水平对“吸烟致癌说”给予佐证。

8%的美国白人烟民可能死于肺癌，烟民们可能认为这个机率并不高，但非烟民只有1%的“中奖率”^[7]。美国90%的男性肺癌与80%的女性肺癌的发生都与吸烟密切相关^[8]。美国癌症学会在其网站上明确指出大量吸烟是肺癌最重要的独立高危因素；同时流行病学研究已经证明，抽烟不利健康以及会增加各种疾病（尤其是呼吸系统疾病）发病率^[9]。

参考文献

[1] Muscat, J.E., et al., Nicotine dependence phenotype and lung cancer risk. Cancer, 2011.

[2]  Muscat, J.E., et al., Nicotine dependence phenotype, time to first cigarette, and risk of head and neck cancer. Cancer, 2011.

[3] Grainge MJ, Shahab L, Hammond D, O’Connor RJ, McNeill A. First cigarette on waking and time of day as predictors of puffing behaviour in UK adult smokers. Drug Alcohol Depend.2009;101:191-195.

[4] Nicotine

[5] Joseph AM, Hecht SS, Murphy SE, et al. Relationships between cigarette consumption and biomarkers of tobacco toxin exposure. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2005;14:2963-2968

[6] Gerd P Pfeifer et al., Tobacco smoke carcinogens, DNA damage and p53 mutations in smoking-associated cancers, Oncogene. 2002;21:48 7435-7451

[7] Smoking Does Not Cause Lung Cancer（http://www.journaloftheoretics.com/editorials/vol-1/e1-4.htm）

[8] 2004 Surgeon General's Report - The Health Consequences of Smoking

[9] Tobacco Facts

新技术可修剪DNA导入人体细胞：艾滋病或将治愈 （转）

一种简便、精确而且廉价的DNA(脱氧核糖核酸)修剪技术将革命性地改变遗传医学的面貌。在目前的遗传疾病治疗中，替换缺陷基因的方法极少，而且都十分昂贵和复杂。新的技术能够将修剪的DNA导入人体细胞，为遗传疾病甚至是艾滋病的治愈带来了希望。

　

图：人类细胞中的基因组是RNA（核糖核酸）编程的，而来自细菌的Cas9酶可以作为基因组工程的发动机

　来自加州大学伯克利分校霍华德·休斯医学研究所的珍妮弗·端娜(Jennifer Doudna)和马丁·季聂克(Martin Jinek)，以及瑞典分子感染医学实验室的艾曼纽·夏邦杰(Emmanuelle Charpentier)于去年共同发表了研究成果。在《自然-生物技术》杂志的2012年回顾中，该文章被称为一篇“力作”。

　　这一评价是基于研究团队在2012年6月28日发表于《科学》杂志上的论文作出的。在论文中，研究者描述了一种精确定位并切割细菌DNA的方法。近期发表在《科学快讯》(Science Express，属《科学》杂志的网上预先出版和报道服务)上的两篇新文章指出，这一技术也能够应用在人体细胞中。珍妮弗·端娜及其团队关于人体细胞中实验成功的研究报告，也将于近日在开放获取期刊《eLife》上发表。

　　“修饰生物体基因组特定部分的能力，对我们进一步深入理解生物学十分必要，”珍妮弗·端娜说，“然而，在动物和人体中进行这种修饰的技术都遇到了瓶颈，无论是实验研究还是临床治疗的发展。新技术将突破这种瓶颈，因为它意味着任何人都能通过这种基因组的编辑和重组，将基因变化导入哺乳动物的细胞，甚至很有可能导入其他真核生物的细胞中。”珍妮弗·端娜目前是加州大学伯克利分校的分子和细胞生物学兼化学教授，同时也是哈佛·休斯医学研究所的研究员。

　　“这无疑将是一个重大突破，”哈佛医学院遗传学教授乔治·丘奇(George Church)在发表于《科学快讯》的文章中写道，“将会有许多人开始应用和练习这一技术，因为它更加容易实施，而且比其他技术精简百倍。”

　　“从我们收到的反馈来看，这项技术很可能在动物和植物基因组工程研究中带来革命性的改变，”在劳伦斯伯克利国家实验室同样拥有职位的珍妮弗·端娜说，“它很容易进行编码，而且在未来很可能像聚合酶链式反应(PCR)技术一样成功。”PCR技术是生物学研究和遗传医学中的革命性突破，能够轻松地将特定的DNA片段扩增数百万倍，极大推动了生命科学的发展。

　　“巡航导弹”

　　不久之前的两项进展，锌指核酸酶(zinc-finger nucleases，ZFNs)和转录激活因子样效应物核酸酶(Transcription Activator-Like Effector Nucleases，TALEN)都获得了众多关注，并一起被《科学》杂志评为2012年的十大科学突破之一。《科学》杂志中将这两种酶称为“巡航导弹”，因为它们使科学家能定位基因组中的特定部位，并能准确修剪DNA片段。

　　通过这些技术，研究者可以精确地切割并去除DNA片段，将替换的DNA片段导入细胞，插入到相应的位置。由此，医生可以将存在缺陷或者变异的基因替换为正常的基因拷贝。一家名为Sangamo Biosciences的临床生物制药公司已经开始尝试。在该公司的研究中，感染艾滋病毒的患者在接受了特定基因的替换之后，显示出了抗艾滋病的效果。

　　锌指核酸酶和TALEN技术都需要合成一种新的基因，用于编码与所修改DNA新位点对应的蛋白质。相比之下，新技术中所用的蛋白质只需要一个小的RNA分子就能编码。在《科学快讯》杂志的文章中，乔治·丘奇将新技术所用的Cas9酶与TALEN做了比较，在向哺乳动物细胞插入基因的过程中，前者比后者的效率要高5倍。

　　Cas9酶-RNA的复合物比TALEN更容易合成，而且更为小巧，这使它很容易被导入细胞中，甚至可以同时进行数百个基因的剪切。与其他技术相比，该复合物的毒性也更低。“现在谈论这种技术(对TALENs和锌指核酸酶)的胜利还为时过早，”乔治·丘奇说，“但它看起来很有前景。”

　　基于细菌的免疫系统

　　珍妮弗·端娜是在研究细菌免疫系统的过程中发现Cas9酶的。在这种酶的帮助下，细菌能够利用剪切DNA片段的方法对抗病毒。病毒的DNA片段被细菌剪切，并接入自身的DNA中，之后细菌合成相应的RNA片段，用于结合病毒并抑制其活性。

　　数年前，加州大学伯克利分校的地球和行星科学教授吉尔·班菲尔德(Jill Banfield)将这种病毒防御机制介绍给了珍妮弗·端娜。受其启发，端娜开始专注研究细胞利用RNA的机制。通常情况下，细胞以DNA为模板合成RNA，之后再由RNA合成蛋白质。

　　珍妮弗·端娜及其团队发现了酶-RNA复合物切割DNA的细节：Cas9酶与两个短链RNA结合形成复合物，之后通过RNA序列与DNA中的特定区域结合。科学家后来简化了该系统，只用一个RNA片段就能定位并剪切细菌DNA的特定区域。“与数十年来其他基因工程中所用的技术相比，新技术的美妙之处在于它只需要一种酶，”端娜说，“这种酶不需要在你想定位的每个位点上都进行改变，你只需要用不同的转录RNA对它重新编码，而这一点很容易设计并实现。”

　　近期的研究显示，这种细菌防御系统在人体细胞中也同样能成功运作。“从模糊的细菌免疫系统到一项极具潜力的技术，这将改变我们研究和操纵哺乳动物细胞，以及其他类型动植物细胞的方式，”珍妮弗·端娜说，“这代表了基础科学在影响人类健康的重大发现中所扮演的重要角色。”