在约翰·希亚和约翰·格雷科的时代，巨大的普惠飞机制造厂弥漫着油雾，这些油雾从研磨机中喷出，覆盖了天花板和工人，工人们回到家时浑身都浸透了刺鼻的机油。工厂车间里点缀着装满溶剂的脱脂池，用于清洗发动机零件；工人们使用溶剂喷壶来清洁他们的手和衣服。希亚在康涅狄格州北黑文占地一百万平方英尺的工厂里花了 34 年时间研磨发动机叶片和导叶。1999 年，56 岁的他被诊断出患有脑癌。六个月后，希亚的朋友兼同事格雷科得知他患有同样的疾病：多形性胶质母细胞瘤，最具侵袭性的脑肿瘤类型。在希亚被诊断出患病一年后，两人都去世了，但他们的遗孀已经开始质疑，在这家世界顶级喷气发动机制造商之一，这种致命癌症的病例数量似乎异常之多。
始于 2001 年对北黑文工厂明显脑癌群发案例的调查——在过去十年中，工人们中出现了 13 例原发性恶性脑肿瘤病例，其中 11 例为胶质母细胞瘤——现已发展成为有史以来规模最大的工作场所健康研究。由匹兹堡大学的首席研究员加里·马什和伊利诺伊大学芝加哥分校的努尔坦·埃斯曼领导的团队正在进行细致的侦探工作，以解决一个复杂的难题：首先，研究人员必须追踪在普惠公司八家工厂近 25 万名员工中，尚未公开数量的脑癌病例，时间跨度长达 50 年，然后尽可能地确定可能导致肿瘤的原因，方法是重建工人接触一系列潜在有毒物质的情况。该小组预计在 2008 年上半年发布初步调查结果，并在 2009 年发布最终结果。
马什和埃斯曼在后勤方面面临的艰巨任务说明了这种工作场所流行病学的难度，它涉及多个工厂的多种接触。研究人员能否就过去普惠公司工人身上发生的事情提供具体的答案，也将受到不完整的科学理解的限制，这包括对脑肿瘤诱因以及工业中使用的许多化学品的毒性的理解。普惠公司的这项研究使用了最先进的技术，可能会为这两个主题带来新的曙光。这项调查还强调了一个事实，即确定工作场所毒物的安全暴露量在很大程度上仍然是当前的一个问题。
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美国国家职业安全与健康研究所估计，每年约有 49,000 名美国人因与工作相关的疾病过早死亡，是工伤事故死亡人数的八倍多。然而，大多数联邦工作场所暴露限值都是基于 20 世纪 60 年代的科学。因此，美国环境保护署较新的工厂外空气中化学物质安全水平指南可能比职业安全与健康管理局 (OSHA) 设定的工厂内空气管理规定低 45,000 倍。政治和经济，而不是科学的局限性，可能是更新工人健康保护的最大障碍。因此，普惠公司的调查也说明了，如果存在政治意愿，将最好的现代科学应用于使工作场所安全的任务，职业流行病学可能会做得更好。
收集证据
当她们的丈夫被诊断出患有同一种罕见肿瘤时，卡罗尔·希亚和凯特·格雷科对脑癌或流行病学一无所知。但这似乎是一个不太可能的巧合，因此她们开始向普惠公司询问答案：有多少其他工人患有脑癌？可能是什么原因造成的？到 2001 年 8 月，康涅狄格州公共卫生部的一项调查发现，在过去 10 年中，北黑文工厂的工人中胶质母细胞瘤的发病率是预期发病率的 2.8 到 7 倍，具体取决于假设。
当时，州卫生部门要求普惠公司（该公司拒绝就本文发表评论）聘请一位独立的流行病学家进行进一步调查。该公司转向了匹兹堡大学公共卫生研究生院的生物统计学家马什。马什专门从事他所说的“繁琐且劳动密集型”的工作场所健康调查，通常涉及数万名员工和多个工作场所。他立即联系了擅长评估和重建工作场所暴露情况的专家埃斯曼，他经常与埃斯曼合作。
两人最初专注于 2002 年关闭的北黑文工厂。但当他们了解到该公司在其位于东哈特福德的主要工厂也进行了类似于北黑文工厂的研磨工作，并在康涅狄格州的其他工厂进行了不同类型的工作时，他们决定研究该州所有八家现有的和已倒闭的工厂。因此，一项最初预计覆盖约 10 万名员工的研究，发展成为一项耗资 1200 万美元、为期七年的调查，调查对象是 1952 年至 2001 年期间近 25 万名工人。
马什解释说，更大的项目有两个科学优势：更高的统计功效，这降低了假阴性结果的可能性，并增加了检测到细微模式的可能性；以及对工作实践、暴露和健康结果更好的内部比较。职业流行病学常常受到所谓的健康工人效应的影响——错误地将一组工人的疾病发病率与包括因病无法工作的人在内的普通人群的疾病发病率进行比较。将普惠公司工人的亚组相互比较应该会产生更准确的图景。
但这项研究的庞大规模也代表了研究人员面临的最大挑战之一。在项目经理珍妮·布坎尼奇的领导下，匹兹堡大学的员工和承包商在普惠公司现场花费了一年时间，扫描了 50 万页人事档案，并将它们摘要到一个员工生命状态信息数据库中。然后，布坎尼奇开始通过国家数据库追踪大约 266,000 个名字——统称为队列——以查看哪些员工已经死亡，以及死于什么原因。一位计算机程序员编写了一个从工会会员名册中抽样姓名的协议，布坎尼奇将其与队列进行核对，以查看是否有人遗漏。她还必须纠正数据库条目中日期不合理的情况：例如，一名员工显然在出生前或死后被雇用。“队列文件非常干净，”布坎尼奇说——错误率低于 0.1%——“但仍然有几百个错误需要您查找和解决。”在消除这些错误并进一步完善数据库后，该队列现在包含约 224,000 名工人。
与此同时，病例管理员兹布·博内曼一直在寻找脑癌病例。他将整个队列通过国家死亡索引和社会保障死亡索引进行了搜索。他还在继续联系全国各州的癌症登记处，询问队列中是否有任何名字与脑肿瘤患者的记录相符。一旦找到匹配项，博内曼就会尝试通过在线数据库追踪近亲。有些登记处是死胡同。有些感觉更像是爱丽丝梦游仙境的兔子洞：在华盛顿州，博内曼提交了六轮申请材料，以获取有关癌症患者的信息，其中包括一份因提及州癌症登记处而不是州卫生部门（癌症登记处所在地）而被拒绝的文件。一旦博内曼找到病例的近亲，或者偶尔找到一位患有脑癌的人，他就会发出一封信，询问是否愿意参与研究：电话采访、医疗记录以及分析该人脑肿瘤组织的许可。
寻找病例是研究的第一部分——死亡率分析——的一部分，这将确定普惠公司工人总体上以及各个亚组中是否存在高于预期的脑癌或其他疾病的发病率。第二部分是一项嵌套病例对照研究，其中研究人员将每个脑癌病例与普惠公司年龄、性别和入职年份相同的未患脑癌的员工进行匹配。通过比较他们的医疗和工作史，包括埃斯曼在伊利诺伊大学芝加哥分校正在开发的暴露评估，研究人员希望发现可以解释为什么脑肿瘤发生在某些人身上而不是发生在另一些人身上的模式。
在研究的第三个方面，匹兹堡大学的神经肿瘤学家弗兰克·利伯曼正在研究普惠公司员工脑肿瘤组织中的基因突变。如果他发现独特的模式，这可能表明普惠公司的肿瘤不是随机的，而是有一些共同的
原因。
这里的一些科学技术相当新颖。利伯曼正在研究石蜡包埋的肿瘤组织，这些组织已在普惠公司癌症患者接受手术的医院中储存多年。直到最近，这意味着他将仅限于允许每个样本仅检查 15 到 20 个已知与肿瘤生长相关的基因变化的方法。现在，由于技术的进步，他还可以使用以前仅适用于新鲜组织的微阵列技术，这使他能够一次检查数千个基因，寻找微小的突变以及整个基因的重复或缺失。“你可以寻找[基因活动]模式的变化，”他说，“而不仅仅是特定基因的上下变化。”
利伯曼正在将这些图谱与美国国家癌症研究所的数据库以及他匹兹堡诊所的脑肿瘤患者样本（作为对照）进行比较。“这是一项非常强大的技术，”他表示，部分原因是研究人员“不必在一开始就对哪些基因重要抱有假设。”
利伯曼在匹兹堡大学的同事伊曼纽拉·泰奥利使用类似的分子技术来识别特定已知致癌物造成的 DNA 损伤。这两个小组正在合作进行一项试点工作，以收集普惠公司患有脑癌的工人的正常组织；他们希望检测到该组织中的任何分子变化，并将它们与埃斯曼团队在普惠公司发现的暴露致癌物相关联。原则上，这些有毒物质暴露的指纹可能代表癌症的早期步骤。利伯曼警告说，这些策略背后的科学“仍然非常年轻”。“我们正在努力利用流行病学规模庞大和复杂性所提供的机会，尽可能多地获取有关脑癌可能诱因的信息。但正在使用的技术，从深刻的意义上来说，本身仍然是实验性的。”
工业考古学
埃斯曼芝加哥团队的工作不那么实验性，但也同样意义重大。该小组花了五年时间深入研究普惠公司从 20 世纪 50 年代到 90 年代的运营情况，试图弄清楚员工接触了什么物质以及接触水平是多少。“如果数据不存在，就必须重建，”埃斯曼说，他是伊利诺伊大学芝加哥分校公共卫生学院环境与职业健康科学教授。“这几乎就像工业考古学。”
如果团队知道他们在寻找什么，挖掘工作会更容易。科学家们长期以来一直怀疑某些脑癌的职业来源。但唯一被证实的病因是电离辐射，普惠公司的一些业务确实会产生电离辐射。除此之外，嫌疑名单来自之前的研究，这些研究发现，与某些金属、机油和溶剂打交道的人患脑癌的几率很高，但这些研究尚未得到一致的重复。
埃斯曼的团队正在根据普惠公司的记录，将 320,000 个职位名称精简为可管理的更广泛的职位类别。对于每个类别，研究人员然后尝试量化工人在不同时期接触可疑物质的情况。
但这些数字只是相对的。“重要的是把事情弄对顺序，”埃斯曼说。如果研究人员估计特定暴露量为 10 个单位，“您不知道它是否真的是 6 或 12——但它肯定不是 100。”由于没有测量数据，研究人员从对工厂工人和工程师的访谈中推断。他们还使用了大量公司提供的数据，例如采购记录（用于材料使用量）、20 世纪 70 年代的时间效率研究（用于在任何给定任务上花费的时间）、内部出版物，其标题晦涩难懂，例如多功能工程和制造能力，以及普惠公司多年来可能进行的任何空气采样。
最后一个信息来源听起来像是重建暴露情况的丰富矿脉。但埃斯曼指出，它比看起来更棘手。一位流行病学家试图评估整个劳动力的暴露情况，会从每个工作组中随机抽样，并记录班次之间或每天的变化。一位被召集来解决问题（例如呼吸道疾病）的工业卫生学家，只会对“问题”区域进行采样，并且只会考虑记录到的可疑物质的最高水平。
研究员史蒂夫·莱西说，工业卫生教科书指导未来的从业人员采集全方位的样本，他向伊利诺伊大学芝加哥分校的研究生教授这些技术。“但那不是现实。”罗杰·汉考克是团队的另一位成员，他在私营部门从事工业卫生工作四分之一世纪，他知道现实：“您带着一辆装满[测试]设备的行李车到达一家工厂，您有一周的时间。也许他们在那一周只运行一次该流程，因此您只有一次机会采集该样本。如果最高样本低于关注水平，那么您就不会采集更多样本。”
对于大多数公司来说，“低于关注水平”意味着符合法律法规。如果工作场所符合 OSHA 标准，那就足够了。但学术研究人员和医学教科书认识到，对 OSHA 来说足够好的东西并不总是足以保护工人的健康。
美国政府工业卫生学家会议委员会主席特里·戈登承认，确定安全暴露限值并非易事，该委员会发布化学品的自愿暴露限值。与 OSHA 一样，他的约 20 名志愿者小组不进行原创研究，而是依赖已发表的研究。动物毒理学调查及其受控的实验室条件比真实的人接触未知数量和组合的各种物质（无论是在工作中还是在工作之外）的模糊流行病学更整洁。但动物研究的清晰性也是一个弱点：它们一次测量一种化学物质的影响，而工作场所通常包含多种有毒物质。“人体数据始终优于毒理学，”戈登说，他是纽约大学环境医学系教授和研究员。但“对于人体数据，通常没有足够的暴露数据，而且暴露信息通常没有与健康影响联系起来。”
普惠公司的研究人员正在尽最大努力避免这些缺陷，但他们认识到一些使这项研究“繁琐”的因素，正如马什所说的那样。由于博内曼从州癌症登记处获得的信息不完整，他可能会遗漏脑癌病例。在他找到的病例中，只有 41% 的人同意参与；马什希望至少有 60% 的人参与，以确保科学有效性。马什还指出，虽然参与者对医疗史和生活方式的回忆在“更广泛的层面上相当好，但当您深入到任何细节层面时，它就会崩溃。”而伊利诺伊大学芝加哥分校团队的暴露重建，尽管非常彻底，但仍然只是对几十年前在车间（此后已关闭或彻底清理）发生的事情的估计。
朝着正确方向迈出一步
经过七年和 1200 万美元的投入，普惠公司的研究很可能会像许多其他工作场所健康调查一样，以无定论告终。研究人员表示，这种现象源于科学的难度。像所有流行病学研究一样，这项研究最多只能证明暴露与健康影响之间的关联，而不是严格的因果关系。检测癌症等疾病的病因尤其困难，因为癌症通常在冒犯性暴露发生几十年后才出现。而且，找到致癌物的明确安全暴露水平可能是不可能的。
许多研究人员可能很乐意拥有 1200 万美元用于可能在更短时间内产生更清晰结果的研究，但普惠公司的数百万美元可能不会以其他方式用于工作场所健康研究。即使这项研究永远无法为它提出的所有问题提供明确的答案，这项努力也绝不会是浪费时间和金钱。
首先，普惠公司的家属有可能得到某种答案。“我从项目开始的第一天就参与了这个项目，”匹兹堡大学项目经理布坎尼奇说。“我们终于能够告诉这些工人一些事情——这已经是很长时间了。”
无论具体结果如何，该项目或许也能够告诉我们其他人一些事情。它正在产生的大量新数据可能有助于解开多种毒性暴露的复杂性，并可能有助于，用利伯曼的话说，理解“脑肿瘤如何开始的基本生物学”。此外，这项研究前所未有的范围正在推动管理大量信息的新技术。例如，伊利诺伊大学芝加哥分校团队正在构建地理信息系统 (GIS) 数据库，该数据库将使团队成员能够绘制工厂运营在时间和空间上的分布图。埃斯曼说，这种技术可能对任何空间关系重要的研究都有用，例如考古学或工业工程。
因此，这次对康涅狄格州工业过去的考古学探索可能会产生工具和信息，以帮助未来的工人和脑癌患者。通过这样做，它可能有助于降低美国人和健康工作场所之间存在的科学障碍。减少非科学障碍将需要一套不同的工具。
“我们社会中仍然存在的最大的可预防健康和安全风险不成比例地发生在美国工作场所，”前 OSHA 健康标准主管亚当·芬克尔在去年 5 月致众议院劳动力保护小组委员会主席、加利福尼亚州众议员林恩·伍尔西的一封信中写道。“解决方案不是抱怨需要做好科学，而是简单地回到做好科学，就像 OSHA 过去所做的那样。”
OSHA 落后了
普惠公司研究团队成员罗杰·汉考克说：“请理解这一点：今天的 OSHA 标准‘是 1968 年最新的毒理学数据’。”他不是在开玩笑。OSHA 于 1971 年开业，其法定任务是：“尽可能确保全国每位工人和妇女都享有安全和健康的工作条件。”它一举通过了约 400 种化学物质的容许暴露限值 (PEL)，直接从自愿性行业标准中提取。这些标准是由非营利性美国政府工业卫生学家会议 (ACGIH) 在 1968 年制定的。在 20 世纪 70 年代的剩余时间里，OSHA 为其他九种物质制定了新的暴露限值。
但在接下来的十年里，PEL 快车变成了火车残骸。1980 年，美国最高法院推翻了一项 OSHA 标准，该标准将苯的容许水平降低了一个数量级，称该机构必须证明其法规将防止“重大危害风险”。法院没有定义“重大风险”，但暗示每 1,000 名暴露工人中额外死亡一人可能很重要，而十亿分之一则不重要。从那时起，OSHA 就将千分之一的数字视为最严格的标准。一些 PEL 允许更大的风险：例如，根据法院命令发布的 2006 年六价铬限值，根据 OSHA 的估计，对应于每 1,000 人中有 35 到 45 人患癌症的风险。
1987 年，OSHA 对其空气污染物限值进行了全面更新。不到两年后，它发布了 376 种化学物质的 PEL。其中一半以上是对 1971 年原始清单上的物质收紧的标准；其余的是新监管的物质。但工业界和劳工界都对该法律提出质疑，1992 年，一家联邦上诉法院驳回了该法律，裁定 OSHA 必须为每种物质执行单独的规则制定程序。它从未这样做过。
尽管存在科学上的困难，但 ACGIH 仍在继续每年发布约 20 到 40 个自愿暴露限值，称为 TLV（阈限值）。因此，TLV 现在涵盖了 700 多种化学物质，而 OSHA 监管的化学物质约为 400 种。“永无止境，因为总是有更多信息，”领导 TLV 工作的特里·戈登说。“我们是志愿者，正在尽最大努力。如果 OSHA 拿起球并继续前进，那将是美好的一天。”
在书面回复大众科学的问题时，OSHA 强调“更新暴露限值并非易事。”满足国会和法院施加的负担需要“广泛的研究”和“大量资源，以充分描述修订后的 PEL 对员工健康风险的影响，并评估可行性，以确保修订后的标准是必要的，将在保护员工免受工作场所健康危害方面有效，并且雇主可以实现。”对于六价铬，OSHA 表示，它根据“规则制定记录中的所有证据”采用了“可行的最低水平”。
但在一些曾在那里工作过的人看来，OSHA 可以做得更好。工业卫生学家哈里·埃廷格领导了里根时代更新空气污染物限值的努力。“大多数 PEL 仍然可以追溯到 1968 年，这真是令人尴尬，”他惊呼道。他认为完美是优秀的敌人。“我曾试图说服劳工，他们起诉我们是疯了。他们想要完美。完美是不存在的。”
对于另一位前 OSHA 官员亚当·芬克尔来说，问题在于优先事项。“大多数了解内情的人都会同意，职业健康[占]与工作相关的死亡人数的 80% 到 90%，”芬克尔说，他从 1995 年到 2000 年担任该机构的健康标准主管。然而，“重点始终放在安全上”而不是健康上。他自己在呼吁人们关注 OSHA 自身检查员面临的工作场所健康危害后被迫离职；该机构最终同意以六位数的金额和解他的举报人索赔。他认为，“该机构只是必须赶上 20 世纪后期的科学，而不是驯服完美主义倾向。有太多单一物质，我们知道工人接触到的量比他们应该接触到的量高 1,000 倍。”芬克尔说，有这么多唾手可得的成果，OSHA 的首要任务应该是“老式工业卫生”。
无论如何，OSHA 表示更新工人健康保护所必需的“广泛研究”和“大量资源”必须来自某个地方。通常，那些将受到这些法规约束的行业利益集团是为研究付费的人。在工作场所健康方面，美国国家职业安全与健康研究所的研究预算一直停滞不前或在下降。制造商不仅与政府监管作斗争；他们还起诉独立的 ACGIH，试图阻止其发布不具约束力的暴露限值。