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化學殘留、疑似致癌物讓人心惶惶?劑量才是關鍵!—食安基本功(上)

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託,泛科學企劃執行

諮詢專家/姜至剛 醫師 │ 國立臺灣大學 毒理學研究所 副教授
採訪/雷雅淇、李德庭
整理/李霜茹

近年來 N 次的食安事件,使得大家只要一講到食品安全就感到十分緊張,擔心哪個常吃的食品會不會又有什麼問題;而每當媒體又報導某食物中含有「殘留化學物質」、「疑似致癌物」,就會全民情緒激動,要求下架。

可是,到底什麼是「毒」呢?毒理學之父 Paracelsus 先生(1493-1541)有一句名言:「所有化學物質都有毒,世界上沒有不毒的化學物質。」很恐怖吧?但他話還沒說完,「但依使用劑量的多寡,可區分為毒物或藥物。」也就是許多專家學者努力向大家解釋的:劑量決定毒性!當我們詢問一種物質有沒有毒的時候,「劑量」是決定答案的關鍵。

Paracelsus 也是歷史上著名的煉金師與占星師,動畫《鋼之煉金術師》主角愛德華的父親便是以 Paracelsus 的父親馮 · 霍恩海姆命名。圖/ Hugo Bürkner, wikipedia CC License

無害的東西怎麼會變毒藥?

這邊先來兩個最極端的例子。

1. 就算是人體必需的「水」,短時間內飲用過量還是會中毒

人類腎臟最大利尿能力約為每分鐘 16 毫升(或者說 1 公升/小時),超過這個量,過多的水分會使細胞開始膨脹,造成細胞脫水、鹽分(鈉離子)濃度降低,使體內電解質不平衡。當血液中的鈉含量降到低於約 120mEq/L 時,會出現頭痛、噁心等症狀,若更嚴重則可能導致呼吸困難甚至死亡。

2. 劇毒的「砒霜」也能入藥

文學作品和民間傳說中都常出現的毒藥 ──「砒霜」,主成分其實是最具商業價值的砷化合物:三氧化二砷。台灣早在 2002年就已核准三氧化二砷藥物 Asadin上市,在醫學上常常被應用於急性前骨髓細胞白血病(APL)的治療。

看似無味無毒的人類生存必須物質,超過安全範圍仍會致命;「壞東西」若拿捏正確,也能成為救命仙丹。這背後的概念便是「劑量決定毒性」!

重點來了,這個「劑量」要如何訂定?到底誰說了算?

所以我說,那個「安全容許量」呢?

大家應該都在新聞上看過某食品的化學物質(通常是指食品添加物)或農藥殘留被驗出「超標」,「標」指的就是法律上規定的「安全容許量」。

在台灣,我們的《食品安全衛生管理法》對食品中之食品添加物等有「安全容許量」的相關規定,而這個「量」經常是參考世界各國標準所訂定。參考的對象,包含聯合國糧食和農業組織世界衛生組織大會在 1963 年組成的食品法典委員會(Codex Alimentarius Commission, CAC),以及世界衛生組織(WHO)所召開的專家會議。

我這邊展示一個參考劑量的計算公式,但你先不要害怕!

被這個公式嚇到的朋友,先拍拍自己胸口說不要害怕,給個機會,因為它其實很好懂。

首先,參考劑量的英文是 Reference Dose,縮寫為 RfD。而公式的分子 NOAEL(non-observed-adverse-effect level),代表的是「無觀察到危害反應的劑量」。

NOAEL 由科學家經過動物實驗取得,亦即某物質對實驗動物「沒產生危害反應」的劑量。不過,這個 NOAEL 值並不會直接拿來應用在食品安全上喔!NOAEL 還要再經過一些微調才會變身「參考劑量」,也就是下方分母要處理的部分。

看起來有點複雜的分母:科學家們在取得 NOAEL 之後,還會考慮很多事,像是實驗動物和人類的差距、人類之間的個體差異(老人和小孩可能比較敏感嘛),這些因素會被列為不確定因子(uncertainty factor,簡稱 UF);考慮完 UF 之後,謹慎的科學家還會加入不確定係數(modifying factor,簡稱 MF),例如實驗偏差、非長期實驗等,才形成這個公式。而從動物實驗取得的 NOAEL 要推估到人體,至少還要除以 100 到 1000(甚至更多),才會是參考劑量。

從動物實驗中得到「無觀察到危害反應的劑量」之後,還要轉化為適用於人體的參考劑量。圖/tiburi @pixabay, CC0 Public Domain

得到了參考劑量之後,主管機關會根據它來訂定法規上的「安全容許量」,也就是大家在新聞上出現的「標」。

制定時,會把握「安全容許量(容許食品中殘留的劑量)× 膳食平均值(國人平均都吃多少)< RfD(參考劑量)」原則,也就是總共吃下去的殘留物質,不可以超過經實驗取得的參考劑量。在這個安全容許量之下,就算有殘留,長期食用也不太可能對人體造成危害。

好的,塞了這麼多名詞,來幫各位整理一下它們的關係:食品的安全容許量是根據給人體的參考劑量與膳食平均值等條件而定;而參考劑量則是根據 NOAEL 與 UF、MF 等因素微調而成。因此「安全容許量」是經歷許多實驗及考量而設定的標準,大家可以對這標準有信心。

接下來,談談眾人聞之色變的「致癌物」

毒理研究將上述的「參考劑量」看作人類暴露在非致癌物下的「閥值」,也就是對人類身體造成不好影響的門檻。只要在門檻之下,就是所謂的安全劑量。

但那是非致癌物的範疇,當我們談到致癌物,就沒有這個安全門檻囉!因為科學家們認為,人只要暴露在致癌物之下,不論劑量多低,就一定會有健康風險的產生,關鍵在於這個健康風險有沒有大到讓你致癌。基本上,如果產生的風險低於百萬分之一,就是一般大眾與毒理學中較能接受的風險程度。

不過,到底要怎麼分辨致癌物跟非致癌物啊?依舊十分偉大的科學家研究出一套標準,判定該化學物質是不是具有致癌性,目前 WHO 下的國際癌症研究中心(IARC)有一套國際上最常被引用的標準。

# 第一類:對人體有明確致癌性的物質或混合物。

# 第二類-A:雖然在人類流行病學研究上的證據有限,但於動物實驗上確定是致癌物,也有發現細胞的致癌機制。

# 第二類-B:雖然和 2A 類一樣有動物實驗的證據,但還不確定致癌機制,因此 B 類證據會比 A 類薄弱些。

# 第三類:沒有足夠的資料可以證明是致癌物。

# 第四類:依據現有的證據,認定對人類可能沒有致癌性(可以注意一下,IARC 的敘述是「Probably not carcinogenic」)。

看完表格和敘述後各位有沒有發現,在 IARC 的表格中,致癌物分類的依據在於不同實驗的「證據」。換句話說,這個分類並不是「物質的致癌程度」,而是 IARC 對「這個物質是致癌物」的「信心程度」

所以,我們不見得能說「三類就是比二類安全(沒有致癌風險)」,因為或許有一天,原本在第三類的致癌物會被找到足夠證據,重新分配到第一類也說不定。

加工紅肉等同砒霜,好可怕?

2015 年十月底,IARC 宣布把火腿、香腸等「加工紅肉」列入第一類致癌物;牛、豬、羊等「紅肉」列為第二類(2A)致癌物,曾造成大眾一陣譁然,甚至出現「世衛組織:致癌風險加工肉等同砒霜、紅肉等同除草劑」這樣的新聞。

很顯然地,這個驚悚的標題就是忽略了「劑量」。微小劑量的砒霜就會對人體造成危害,那培根也是嗎?我吃一口紅肉跟吃一口除草劑,結果會是一樣的嗎?別忘了,前面反覆說明致癌物的分類標準是「證據」,並非被分在同一類的物質,就會在同樣的條件下跨越那條「百萬分之一」的致癌風險線。是否致癌,重點還是在劑量。

另外也要提醒大家,癌症是「多點激發」,是很多致癌因子交互影響而致病,人體對毒物的反應機制包含了「吸收、分佈、代謝、排出」,除了吃的東西,我們的作息、運動等生活習慣也會影響癌症的發生機率。

跟我唸一次:劑量決定毒性

不論是致癌物還是非致癌物,劑量都是決定毒性的關鍵。下次再有人恐嚇你「吃某某東西會致癌」,你就可以得意地算數學給他看,到底有沒有達到會致癌的風險程度;或是又有人在節目或網路上說「某某食品竟然驗出了殘留物」時,也不妨試著自己檢視「是有驗出,但有沒有超標呢?」,別只能恐慌地什麼都不敢吃了。


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關於作者

衛生福利部食品藥物管理署

衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx