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B 肝疫苗及台灣的肝炎聖戰——疫苗科學的里程碑(三)

miss9_96
・2021/05/27 ・4764字 ・閱讀時間約 9 分鐘

科學終會勝利。Science will win.

人工蛋白質疫苗是疫苗科學的第四個里程碑。上世紀的八零年代,臺灣的政治家和科學家合作,讓小孩子們遠離了癌症,B 型肝炎疫苗的開發,不僅是疫苗科學的重大里程碑,更挽救了世世代代台灣人的健康。當年一群台灣科學家、政治家的堅持,讓 1986 年後出生的台灣囝仔,遠離肝癌。

自 18 世紀起,牛痘、狂犬病、小兒麻痺病毒等,各種病毒一個個地被做成疫苗。然而,這些疫苗的抗原,都必須「養出整顆病毒」。對於難以培養,或僅在人體內存活的病毒,要開發疫苗,仍無法可解

而科學家也從卡特事件的悲劇了解到,面對高毒性的病毒,若使用整顆病毒做為抗原,仍有相當的風險。然而,抗體並非辨認整顆病毒,而是辨認其表面蛋白質的部分結構。換言之,若能找到可激發抗體的蛋白質,就可做為疫苗抗原,進而避免使用整顆病毒;而這項突破,發生在上世紀 80 年代的 B 型肝炎疫苗。

肝炎患者體內的標誌

讓我們把時間拉回到 1965 年,那時美國科學家巴魯克·布隆伯格(Baruch Blumberg)發現有種蛋白質十分獨特,僅在肝炎患者體內被發現,而不存在健康人體內 [1]。之後它被證實為 B 型肝炎病毒的表面蛋白,也就是 B 型肝炎表面抗原(HBsAg)。

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B 型肝炎病毒感染細胞後,被劫持的細胞不只產生病毒顆粒(直徑約 42 nm)外,也會產出僅由 B 型肝炎表面抗原組成、直徑約 22 nm 的蛋白質顆粒。而 B 型肝炎表面抗原不僅在分佈在病毒表面,更是病毒結合、入侵肝細胞的關鍵蛋白 [2]。換言之,若能用 B 型肝炎表面抗原作為疫苗,訓練白血球產生辨認抗原的抗體;不僅能咬住病毒,更能黏在抗原身上,阻止病毒侵入細胞;因此 B 型肝炎表面抗原可能是肝炎疫苗的最佳設計。

B 型肝炎病毒和 B 型肝炎表面抗原卡通示意圖、電子顯微鏡圖。圖/《Cell》, 《Nature Reviews Disease Primers

1968 年,布隆伯格和歐文·米爾曼(Irving Millman)為了開發 B 型肝炎疫苗,開始著手研究生產純化 HBsAg 的方法 [1],並於七零年代逐步進入臨床試驗。然而,當時生產 HBsAg 的方式,是收集 B 肝患者的血清,經過分離、加熱、化學藥劑消毒後再製成疫苗。而在耗費大量財力、人力的臨床試驗階段,大型藥廠開始接手;法國巴斯德、美國默克藥廠分別在 1975 和 1978 年,針對成人進行臨床試驗。此時飽受 B 肝病毒摧殘的台灣,也正在關注著藥廠的試驗。

試驗的隔年,兩藥廠的疫苗都誘發出驚人的保護力(超過 80%)[3, 4],並在 1981 年,巴斯德和默克藥廠皆獲得母國發出銷售許可,B 型肝炎疫苗成為人類史上第一支蛋白質類型疫苗 [5]。但可惜的是,儘管該技術的 B 肝疫苗在 1981 年上市,但高昂的成本(原料為病患血液,採集、純化、消毒等需大量成本,且血液來源不穩定),加上同時間爆發的愛滋病引起大眾對血液製品的恐慌,已注定此疫苗無法有良好的商業模式。

有鑑於此,構思一種全新技術,讓細胞生產出純粹、乾淨的人工蛋白,是突破的必要手段。此時,逐漸興起的重組 DNA 技術成了希望。

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人類,你渴望抗原嗎?重組 DNA、人工蛋白

1973 年,人類開始學會組合兩種生物的 DNA、塞進細胞,叫它做出人工蛋白。1979 年,威廉·拉特(William Rutter)等成功地將 HBsAg 的雙股 DNA 基因,轉殖塞進大腸桿菌。三年後的 1982 年,同個團隊將 HBsAg 剪輯入酵母菌的質體,並成功地讓酵母菌分泌 HBsAg(選擇酵母菌的原因,可能是酵母菌的生產效率較大腸桿菌高,也可能是酵母菌更接近人體細胞,可進行更複雜的蛋白質修飾)。酵母菌可高產能地分泌出 HBsAg,更重要的是,從電子顯微鏡底下觀察到 HBsAg 自然地形成直徑 22 nm 的蛋白質顆粒,可誘發人體高效的免疫反應 [2]。1986 年是人類疫苗史上重要的里程碑,基因工程製造的 B 型肝炎疫苗正式上市。此類不含 DNA 或 RNA 的蛋白質類型疫苗,是疫苗發展的巨大突破。它幫助人類征服無法培養出病毒的疾病,並且不含 DNA 或 RNA 的特性,更減輕了民眾的接種疑慮。酵母菌製程的 B 型肝炎疫苗可工業化生產的特性,保護了無數的人類,讓他們免於肝炎、肝硬化,甚至肝癌的命運。

對抗「家族的詛咒」——台灣的肝炎聖戰

上個世紀,B 型肝炎在台灣狂妄地肆虐,幾乎所有人都曾被病毒感染、約 20% 終身帶有病毒台灣的 B 肝傳染有家族群聚性,父母極易傳染給子女 [6],一代傳給一代,B 肝→肝硬化→肝癌的詛咒纏繞家族、仿彿永無止境。

B 型肝炎是獨特的傳染病,僅在東亞、非洲諸國擁有高盛行率,主要是由帶病毒的父母傳染給嬰兒;因此若要募集高風險的嬰幼兒,進行 B 型肝炎疫苗的臨床試驗,不可能在低盛行率的歐美地區執行,僅能在台灣等國尋找願意合作的家庭。

因此當藥廠尚在進行成人的臨床試驗時(1980年),在台研究 B 型肝炎的畢思理博士(R. Palmer Beasley)團隊和默克藥廠接觸,準備在台灣進行嬰幼兒的 B 肝疫苗試驗。然而,卻遭到輿論和媒體莫大的阻礙。

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當年台灣的醫藥法規不成熟,並沒有訂立臨床試驗法規,因此畢思理團隊只能在幼稚園向父母諮詢,尋求同意後對兒童施打。未料消息曝光後,媒體開始指責研究團隊拿台灣小孩當天竺鼠、為何讓洋人在台灣做試驗等,甚至衛生署也扛不住輿論、擋下了試驗用的疫苗,畢思理團隊只得暫停了計畫 [5]

各國慢性B型肝炎的盛行率,圖中英文字為病毒的亞型。圖/《Nature Reviews Disease Primers

為了根絕 B 肝而四處奔走的先輩們

當時畢思理博士在台深耕已久、對台灣 B 肝有卓越貢獻(陳建仁、涂醒哲博士皆曾加入其團隊)。透過牽線,他向當時李國鼎政務委員介紹 B 肝疫苗;李國鼎認定此疫苗對台灣未來極為重要,即安排團隊再向最高決策者-孫運璿行政院院長說明。簡報之後,孫運璿大受震撼,認同對台灣之重要性。

而李國鼎亦將當時仍在 WHO(世界衛生組織)任職的許子秋挖角回來,在 1981 年接任衛生署長。許子秋熟稔疫苗政策,早在 1965 年就透過私人情誼,從日本募得 50 萬份的小兒麻痺疫苗捐贈給台灣民眾(另一趣聞:傳聞許子秋聽到女兒正在彈《給愛麗絲》與《少女的祈禱》,因此用此兩曲做為垃圾車的音樂)。就此,B 肝疫苗在台灣政治面的障礙漸被移除 [5]。1983 年,台灣的嬰兒 B 肝疫苗臨床結果發佈在頂級醫學期刊《柳葉刀(The Lancet)》,疫苗保護效果超過九成,而無疫苗的嬰兒,幾乎全都被病毒感染 [5]。有了本土兒童的臨床結果,全面接種的政策價值更漸鮮明。

在李國鼎支持下,衛生署長許子秋等官員策劃、推動全國性新生兒的保護計畫。時任防疫處科長的許須美,和地方衛生局的科長、承辦員合作,解決在地的問題(如:發現最前線的冰箱內儲存多種藥品。為避免多次開啟、影響冷藏溫度,直接購置 B 肝疫苗專用冰箱),完成徹底的衛教和施行 [5]時任中研院研究員周成功、榮總內科蘇益仁醫師等,透過本土科學雜誌-《科學月刊》撰寫科普文章,正反並陳、簡潔地說明 B 肝疫苗的利弊、國際標準等 [7]。鑽研肝炎多年的學者-宋瑞樓、陳定信醫師,也走出研究室,上遍臺灣大小廣播、電視節目,甚至用台語介紹 B 肝疫苗,透過淺顯易懂的語言,告訴廣大民眾為什麼新生兒要施打 B 型肝炎疫苗 [8]

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公衛政策成效有目共睹,台灣兒童肝癌不再

1984 年,計畫先向高風險孕婦的新生兒接種,在 1986 年,新生兒全面施打;1990 年起,國小一年級以前的兒童,都可以免費施打 B 型肝炎疫苗 [5, 6]。台灣兒童們逐年、計畫地接種 B 肝疫苗,冀望此世代的孩子們長大、成年後,肝癌不再威脅他們。

這場肝炎聖戰,立基於本土學者扎實的研究、歐美科學家的牽線、政治家的遠見、前線官員的落地執行力,再加上無數人的宣導,B 肝疫苗的抗癌威力,終於在十多年後的這群台灣小孩們身上,被證實了。

1997 年,推動新生兒公費接種政策後第 13 年,至高學術地位的《新英格蘭醫學期刊(The New England Journal of Medicine)》,向全球公開了台灣 B 肝疫苗的卓越成效 [9]。如下圖,歸功於宣導和第一線公衛醫療的徹底執行,1986 年的全面施打後,幾乎所有的新生兒都接種疫苗;而 1990 年後開始讓國小一年級以下幼兒免費施打的政策,也讓六歲兒童的疫苗覆蓋率快速拉高到九成以上。而 1990 年以後的六歲兒童(1984 年首批接種疫苗嬰兒,長到六歲)病毒帶原比例,也巨幅地下降。

新生兒接種疫苗、免疫球蛋白之比例(當時的接種策略會搭配免疫球蛋白);6 歲兒童接種疫苗、病毒表面抗原陽性率(應指被父母傳染後,6 歲時體內仍有病毒、緩慢地在小孩肝細胞裡複製)。圖/參考文獻 9

徹底執行疫苗政策、幾近完美的覆蓋率,所帶來的首項成果,是讓台灣兒童遠離了兒童肝癌。如下圖,在 1984 年後出生的小孩,兒童肝癌幾乎被消除殆盡,因幼兒肝癌而心碎的台灣家庭也逐漸不再 [9]

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1984 年(B 肝疫苗接種政策)之前、之後的 6~9 歲兒童,每十萬人的肝癌發生率。圖/參考文獻 9

政策推動的二十多年後,成人族群也逐漸看到成效。肝癌發生率在近年開始看到下降的趨勢,而慢性肝炎、肝硬化,也漸漸地退出國人十大死因 [10](註:各項數據下降之因,包含新療法、健康意識提升等,無法完全歸因於單一策略)。

到了今天,當年站在 B 肝疫苗風口的台灣學者、政治家們,已陸續離世。他們著眼於台灣未來,即使早知道不可能活著看見堅持的成果,依然秉持著科學和對台灣未來的熱愛,推動 B 肝疫苗。因為他們對科學的堅持,纏繞台灣家庭的 B 肝詛咒已經解開;在可見的未來裡,肝癌也許真的會因為他們的貢獻、變成罕見疾病。

上圖:1979-2015 年,肝癌發病率(每 100,000 人)。藍線:男性;紅線:女性;黑線:全體。下圖:台灣十大死因中,慢性肝炎、肝硬化的排名(2001-2015 年);底部數字為接受 B 型肝炎治療患者累計人數(2004-2015 年)。圖/參考文獻 10

系列文章

參考文獻

  1. Farah Huzair, Steve Sturdy (2017) Biotechnology and the transformation of vaccine innovation: The case of the hepatitis B vaccines 1968–2000. Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences Part C: Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences. https://doi.org/10.1016/j.shpsc.2017.05.004
  2. Mirella Bucci (2020) First recombinant DNA vaccine for HBV. Nature
  3. P. Maupas, P. Coursaget, A. Goudeau, J. Drucker, P. Bagros (1976) Immunisation against hepatitis B in man. The Lancet. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(76)93023-3
  4. Wolf Szmuness, M.D., Cladd E. Stevens, M.D., Edward J. Harley, M.S., Edith A. Zang, Ph.D., William R. Oleszko, Ph.D., Daniel C. William, M.D., Richard Sadovsky, M.D., John M. Morrison, and Aaron Kellner, M.D. (1980) Hepatitis B Vaccine — Demonstration of Efficacy in a Controlled Clinical Trial in a High-Risk Population in the United States. The New England Journal of Medicine. DOI: 10.1056/NEJM198010093031501
  5. 楊玉齡, 羅時成 (1999) 肝炎聖戰:台灣公共衛生史上的大勝利。天下文化
  6. 許須美 (1998) 台灣B型肝炎疫苗史。疫情報導
  7. 《科學月刊》第135期,台灣地區的肝炎及肝癌。第136期,對肝炎疫苗的幾點看法、乙型肝炎疫苗問題面面觀、世界衛生組織對乙型肝炎疫苗製作標準的建議
  8. 中央研究院院士陳定信專訪。衛福季刊。2018/12
  9. Mei-Hwei Chang, M.D., Chien-Jen Chen, Sc.D., Mei-Shu Lai, M.D., Hsu-Mei Hsu, M.P.H., Tzee-Chung Wu, M.D., Man-Shan Kong, M.D., Der-Cherng Liang, M.D., Wen-Yi Shau, M.D., and Ding-Shinn Chen, M.D. for the Taiwan Childhood Hepatoma Study Group (1997) Universal Hepatitis B Vaccination in Taiwan and the Incidence of Hepatocellular Carcinoma in Children. The New England Journal of Medicine. DOI: 10.1056/NEJM199706263362602
  10. Chun-Jen Liu and Pei-Jer Chen (2020) Elimination of Hepatitis B in Highly Endemic Settings: Lessons Learned in Taiwan and Challenges Ahead. Viruses. https://doi.org/10.3390/v12080815
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蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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異體幹細胞移植後必讀:GvHD 發生原因、症狀與治療一次看懂
careonline_96
・2025/11/27 ・3766字 ・閱讀時間約 7 分鐘

異體幹細胞移植(骨髓移植)患者必看!移植物抗宿主疾病(GvHD)常見五問 血液專科醫師詳解

「那是一位30多歲的女性患者,因為急性骨髓性白血病(Acute Myeloid Leukemia,簡稱AML)接受異體幹細胞移植(俗稱骨髓移植)。」臺大癌醫中心血液腫瘤部劉家豪醫師表示,「移植一年後,該名患者發生慢性移植物抗宿主疾病(Graft-versus-Host Disease,簡稱GvHD),並發生皮膚硬化的狀況,硬化的皮膚如同一層囹圄一樣禁錮著患者身體,使她無法靈活活動,甚至無法蹲下、沒辦法使用蹲式廁所。」

劉家豪醫師說,因為第一線類固醇治療成效有限,經過討論後,患者決定接受標靶藥物。終於控制慢性移植物抗宿主疾病(GvHD),硬皮症的狀況也終於獲得改善,今日已可正常活動,重拾自己的生活品質。

第一問:移植物抗宿主疾病(GvHD)是異體造血幹細胞移植(骨髓移植)「必要之惡」?為何會發生?

血液疾病的患者,因為自身造血功能出了差錯,如再生不良性貧血或骨髓化生不良症候群,或是罹患白血病或抗藥性淋巴癌,需要捐者的免疫系統的抗癌效果,就可能需要進行進行異體幹細胞移植(骨髓移植)。劉家豪醫師形容,異體骨髓移植後除了換掉舊的骨髓,隨著捐者的骨髓進入病患體內,製造所有的白血球,重建免疫系統,就像進駐一批全新的警察,會在血液裡巡邏,看到癌細胞就會予以殲滅,即進行一種癌症免疫療法。但這些警察也可能看到其他器官不是自己的,而攻擊患者的器官,進而產生『移植物抗宿主疾病(GvHD)』,俗稱為『反排斥』。

捐贈者與受贈者的細胞都具有獨特的人類白血球抗原(Human Leukocyte Antigen,簡稱HLA)其有如門禁卡,可以幫助警察系統辨認該細胞是不是「自己人」。異體幹細胞移植(骨髓移植)前,都會檢測HLA。捐贈者與受贈者的完全相符,反排斥機會較低。現在因為藥物等的進步,HLA配對不合或半相合的捐贈者移植也可以執行且日益增多的,因此這類反排斥也日益增多。

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但因為反排斥的發生,表示捐贈者免疫系統開始活躍殲滅癌細胞,因此沒有反排斥發生的病患,癌症反而復發機會可能較高。這種額外的抗癌的效果,是骨髓幹細胞移植擁有與其他固態器官移植最大不同之處,其是治癌的一個手段。現在的醫學還無法做到讓捐者的免疫系統,只攻擊癌細胞而不攻擊宿主。劉家豪醫師鼓勵,「所以這個反排斥又稱為必要之惡。有時臨床上停掉抗排斥藥後仍沒有反排斥發生時,甚至會採取輸注淋巴球等手段,來刻意誘發輕微的反排斥,以降低復發率,提升患者移植的成功率。因為移植後最大的敵人反而是復發,也就是癌症本身。」因此在患者與家屬得知發生反排斥時,反而有些人不會覺得不開心。

第二問:如何減少重症移植物抗宿主疾病(GvHD)的發生?

劉家豪醫師說明,既然反排斥為必要之惡,但又不要太嚴重,若過度嚴重的反排斥又可能致命,所以如何控制反排斥有一點發生,卻不要太嚴重,就像當年米飯廣告詞「有點黏又不要太黏」,有發生反排斥又不要太多反排斥,就是醫師要傷腦筋和密切調整的部分。

如何減少重症的反排斥的發生呢? 密切觀察,早期發現異狀,跟醫師保持聯繫是重要的。一些骨髓移植中心會設立移植個案管理師,24小時隨時讓病患通報可能的症狀。增加衛教資訊,讓病患和家屬知道GvHD的表現有哪些,要觀察的項目有哪些也是努力的目標。總之,早期診斷早期治療,是減少其演變成過度重症反排斥的關鍵。

第三問:哪些時間點可能會發生移植物抗宿主疾病(GvHD)?

過去移植物抗宿主疾病(GvHD)的分類方式,是以異體幹細胞移植(骨髓移植)後100天為界限,100天內發生屬於急性,100天以後則為慢性。劉家豪醫師說,今日不再單純的以天數為判斷標準,而是更精準的依據臨床表現區分。因為在臨床上,有些患者在移植後40至50天就會發生慢性移植物抗宿主疾病(GvHD);相反地,超過100天仍可能出現急性表現。因此,患者可能同時發生急性與慢性移植物抗宿主疾病(GvHD)。

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劉家豪醫師也詳述急性與慢性移植物抗宿主疾病(GvHD)兩者的差異:

  • 急性移植物抗宿主疾病(GvHD):常侵犯三個主要器官皮膚、腸道、肝臟。皮膚會出現紅疹或皮疹,腸道受影響會導致腹瀉、噁心、嘔吐,肝臟受影響會使膽紅素升高而出現黃疸。其中腹瀉最危險,須立即通報。
  • 慢性移植物抗宿主疾病(GvHD):侵犯器官範圍更廣,例如肺臟、口腔、眼睛、皮膚、指甲等。肺臟受影響會導致呼吸困難;口腔可能出現發炎、白色斑塊、潰瘍,對辛辣刺激食物敏感;眼睛可能會有乾澀、異物感、甚至角膜潰瘍、影響視力;皮膚會出現色素不均、乾燥,甚至少見的皮膚關節緊繃的硬皮症;指甲會變薄、斷裂;私密陰道或陰莖可能乾澀發炎,造成性交疼痛等。程度和發生率不一,發生可以很少很輕微也可以很多和嚴重。
什麼是植物抗宿主疾病

第四問:如何及早發現慢性移植物抗宿主疾病(GvHD)?

因為相比於急性移植物抗宿主疾病(GvHD)容易在短時間內造成生命威脅,患者普遍都有謹慎面對的共識;但慢性移植物抗宿主疾病(GvHD)初期的影響輕微、緩慢,容易被患者輕視。慢性反排斥較多只是影響生活品質,但其中唯一延誤發現,到晚期較可能發生生命危險的是肺部GvHD,其發生率很低,但因為進展緩慢,可能在發生呼吸困難等嚴重症狀後,才會在回診告知。但那時候肺功能檢查往往已經過度惡化,即使用藥,也已較難顯著恢復。劉家豪醫師說,現在我們強調早期偵測的重要性,除了病患要警覺,肺活量在運動中變化而告知醫護以外,醫師定期檢查也可以早期抓出肺部反排斥。

劉家豪醫師強調「三吹四請」是揪出慢性移植物抗宿主疾病(GvHD)的關鍵:

  • 「三吹」:指的是骨髓移植後一年內,患者要每三個月定期接受肺功能檢查,避免肺功能惡化而不自知
  • 「四請」:請留意肺功能、皮膚、眼睛、口腔這四個最容易產生病灶的部位。如果出現咳嗽、喘、皮膚緊繃、眼睛乾澀、口腔發炎潰瘍等症狀,要及早告知醫師。
「三吹四請」提防移植物抗宿主疾病

第五問:如何治療慢性移植物抗宿主疾病(GvHD)?

移植物抗宿主疾病(GvHD)的第一線治療以類固醇為主角,和需要時加上排斥藥物。但仍有不少患者控制成效不佳或對類固醇依賴。長期使用類固醇之下,患者可能會增加感染、骨質疏鬆、股骨頭壞死、白內障、月亮臉、肌肉病變等的機會。劉家豪醫師說,治療反應不佳,或是無法降低類固醇劑量的患者也無須恐慌,在第二線治療已有健保標靶藥物可能可以使用,能在更安全的狀況下,幫助患者控制慢性移植物抗宿主疾病(GvHD)。及早發現、積極治療能夠幫助緩解症狀,改善生活品質。

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也提醒,除了藥物治療外,患者也要留意日常照護,包括對皮膚反排斥做好敏感皮膚的防曬、乾燥皮膚的保濕;對眼睛反排斥做好眼睫毛周圍的清潔、減少風吹和過度用眼,及尋求眼科醫師的協助;對口腔反排斥減少辛辣刺激食物、用不刺激的兒童牙膏、定期口腔檢查觀察口腔黏膜病變;對於肺部排斥,規律的運動可以及早偵測到肺活量的降低和不正常的喘;對於生殖器官的反排斥,尋求婦產科或泌尿科的協助,如潤滑液、女性荷爾蒙凝膠等。及務必依照指示用藥、按時回診,如果有出現任何症狀,都要盡快告知醫師或管理師,並積極接受治療!

移植物抗宿主疾病治療重點

筆記重點整理

  • 異體造血幹細胞移植(骨髓移植)後,因為捐者的免疫系統可能攻擊接受者,發生移植物抗宿主疾病(GvHD)。但這可能是必要之惡,是治癌的一個手段,可以降低復發率。
  • 移植物抗宿主疾病(GvHD)分為急性或慢性,兩者可能同時發生。前者常侵犯三個主要器官皮膚、腸道、肝臟;皮膚可能會出現紅疹,腸道會有腹瀉、嘔吐,肝臟會有黃疸等症狀。慢性GvHD侵犯器官範圍更廣,例如肺臟、口腔、眼睛、皮膚、指甲等。
  • 請掌握「三吹四請」,「三吹」指的是異體幹細胞移植(骨髓移植)後一年內,每三個月接受一次肺功能檢查;「四請」則是請留意肺功能、皮膚、眼睛、口腔這四個最容易受到影響的部位,如果出現咳嗽、喘、皮膚緊繃、眼睛乾澀、口腔發炎等症狀,要及早告知醫師。
  • 針對慢性移植物抗宿主疾病(GvHD),第一線治療以類固醇為主,但有患者治療成效不佳;若長期用藥,也要小心感染、骨質疏鬆、月亮臉、股骨頭壞死等副作用。但治療反應不佳,或是無法降低類固醇劑量的患者,今日在第二線治療已有標靶藥物可使用,能夠在更安全的狀況下,幫助患者控制慢性移植物抗宿主疾病(GvHD)。
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沒有症狀也不能大意!30 歲後女性都該注意的子宮頸癌預警指南
careonline_96
・2025/06/18 ・2608字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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圖 / 照護線上

「即使完全沒症狀,也一定要接受子宮頸癌篩檢!」隨著羅氏診斷女性健檢週活動開跑,林口長庚婦產部教授張廷彰醫師如此表示。根據衛生福利部國民健康署 111 年癌症登記報告,子宮頸癌長期位居女性癌症死因前十名,儘管政府長年推動篩檢政策,仍有約 20% 至 30% 的患者在確診時已屬中晚期(二期以上)[1]。近年政府積極推動 HPV 疫苗,但許多 30 歲以上女性仍屬「疫苗空窗世代」,未能在黃金施打年齡接種疫苗,此類族群更應建立定期檢查習慣。

「早期發現對子宮頸癌非常重要!」張廷彰強調,若能及時接受標準治療,一期子宮頸癌的五年存活率可超過 90%,如果進展至中晚期子宮頸癌,便可能會需要接受大範圍手術,再搭配放射治療或全身性治療,對工作及生活造成影響,存活率也比較差。

預防子宮頸癌
圖 / 照護線上

遠離子宮頸癌威脅,三道防線守護健康

子宮頸癌的發生多與人類乳突病毒(Human Papillomavirus, HPV)的感染有關,主要經由性接觸傳染,或透過接觸帶有病毒的物品造成間接感染。張廷彰指出,多數人感染後沒有明顯症狀,甚至可能自行痊癒,但有部分人感染高風險HPV後,因體質因素無法清除病毒,造成高風險HPV持續感染,持續的定義為達半年以上,進而演變為子宮頸癌前病變或癌症。

由於HPV感染與初期病變通常無明顯症狀,許多女性容易忽略定期篩檢的重要性,若等到出現異常出血等明顯警訊時,多已進展為子宮頸癌,往往已錯過早期治療的最佳時機。因此,張廷彰強調女性應透過「三道健康防線」及早防治:第一,建立安全性行為觀念;第二,接種HPV疫苗;第三,定期接受子宮頸癌篩檢,包括抹片與高危HPV DNA檢測,才能有效攔截疾病於早期,守住自身健康防線。

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子宮頸抹片搭配HPV DNA檢測篩檢更完善
圖 / 照護線上

子宮頸抹片搭配HPV DNA檢測 助精準掌握健康風險

目前子宮頸癌的篩檢方式主要有兩種:子宮頸抹片檢查與高風險HPV DNA檢測。抹片檢查是透過顯微鏡觀察子宮頸細胞型態,檢視是否有可疑性的癌細胞存在;而高危HPV DNA檢測則是利用基因技術分析是否有感染高風險型HPV,能在病變尚未發生前就偵測出潛在風險,讓防線更提前。

張廷彰醫師建議女性可搭配兩種篩檢方式使用,以提升篩檢準確度。若HPV DNA檢測結果為陰性,代表近期感染風險較低,可每五年再進行一次篩檢,不僅能減少不必要的頻繁檢查,也能更早掌握健康風險、規劃後續追蹤。

此外,目前政府亦有相關補助政策,鼓勵女性善加利用公費資源以守護健康:

  • 25至29歲婦女:每三年一次免費子宮頸抹片檢查
  • 30歲以上婦女:每年一次免費子宮頸抹片檢查
  • 當年度年齡為35歲、45歲、65歲女性可接受一次免費HPV DNA檢測

透過這些篩檢工具與政策支持,女性可更有效掌握自身健康,及早防範子宮頸癌風險。

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子宮頸癌高風險族群要注意
圖 / 照護線上

9 大子宮頸癌高風險族群要注意!醫:定期檢查遠離威脅

除了公費補助對象為,高風險族群應每年做一次子宮頸抹片檢查,也建議搭配高危人類乳突病毒 HPV DNA 檢測。高風險族群包括未曾接種過HPV疫苗、較早發生性行為、有多重性伴侶、HIV 感染、接受器官移植、使用免疫抑制劑、有家族病史、反覆陰道感染、抽菸或飲酒者等。即使沒有症狀,也應該定期接受子宮頸癌篩檢,才能及早處理。

張廷彰醫師表示,自 2025 年起國民健康署擴大補助子宮頸癌篩檢,符合公費篩檢條件的女性朋友務必好好把握,若未符合資格也可自費進行篩檢,守住健康防線,也呼籲民眾「挺身而出守護健康」,主動提醒身邊女性來一場健康篩檢約會!

筆記重點整理

  • 早期發現對子宮頸癌非常重要,若能及時接受標準治療,一期子宮頸癌的五年存活率可超過 90%,如果進展至中晚期子宮頸癌,可能會需要接受大範圍手術,再搭配放射治療或全身性治療,對工作及生活造成影響,存活率也比較差。
  • 子宮頸癌的發生大多與人類乳突病毒(HPV)感染有關,HPV 第 16、18 型屬於高危險人類乳突病毒,可能導致子宮頸癌前病變、子宮頸癌以及男女外生殖器癌;低危險人類乳突病毒則可能會引起生殖器疣(菜花)。
  • 預防子宮頸癌有三道關鍵防線,包括安全性行為、接種人類乳突病毒 HPV 疫苗、定期接受子宮頸癌篩檢。過去,子宮頸癌篩檢主要仰賴子宮頸抹片檢查近年來許多國家已開始採用 HPV DNA 檢測,因為HPV DNA 檢測能更準確預測未來罹患癌症的風險。
  • 自 2025 年起衛生福利部國民健康署擴大子宮頸癌篩檢,除了子宮頸抹片檢查,還納入 HPV DNA 檢測。在子宮頸抹片檢查部分,25 歲至 29 歲婦女,每 3 年 1 次子宮頸抹片檢查;30 歲以上婦女,每年 1 次子宮頸抹片檢查。當年度為 35 歲、45 歲、65 歲的女性,可接受 1 次人類乳突病毒 HPV DNA 檢測。

參考資料:

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