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飲用水含氟,你吞得下嗎?

謝伯讓_96
・2016/07/05 ・3587字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 547 ・八年級

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大家或許認為,飲用水含氟有益牙齒健康已經是科學認證的事實,但是實際上,飲用水添加氟對健康的確切影響,即使在科學界中也還是充滿爭議,相關的社會抗爭活動甚至有長達將近 70 年的歷史,而且至今仍未平息。

以下就幫大家整理介紹一下其中的爭議和秘辛。

一切從牙齒上的科羅拉多褐斑開始…

這一切根源,都要從約 120 年前開始說起。在二十世紀初期,美國科羅拉多州的科羅拉多泉市(Colorado Springs)和馬尼圖泉市(Manitou Springs)出現了許多奇特的病例。這些病人的牙齒上出現明顯的褐斑,而且通常都是發生在小孩身上。

這個現象驚動了當地的牙醫師馬凱(Frederick McKay)和研究人員布萊克(G.V. Black),在經過三十年鍥而不捨的追蹤調查後,終於發現這種「科羅拉多褐斑」(Colorado Brown Stain)是因為當地飲用水中的含氟量過高所致。

這項研究在當時還伴隨著另一個意外發現,就是牙齒上帶有「科羅拉多褐斑」的小孩,其蛀牙率似乎都明顯較低。當時美國國家牙科研究中心主任迪恩(Henry Trendley Dean)經過實驗後發現,飲用水中含有 1 mg/L 的氟最能夠預防齲齒,並且較不會產生科羅拉多褐斑。同一時間,其他研究中心的研究結果似乎也都證實了飲用水加氟可以預防齲齒。

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由於當時這些研究成果的影響力甚大,美國政府便在 1950 年採用了迪恩的標準,開始執行飲用水加氟的「集體醫療」(mass-medication)行為。 但沒想到的是,這些早期研究在後來被發現了許多缺陷,例如統計上的瑕疵和採樣偏誤[1]。

只可惜,美國飲用水加氟的政策早就木已成舟,而從此開始,相關的抗爭與辯論總是到處可見。在執行了飲用水加氟後的數十年間,全美各地針對此議題出現了成百上千次公投,而且多數都是反方獲勝。

飲用水加氟有什麼爭議?

既然飲用水加氟有所爭議,那我們是不是該看看相關權威機構的說法呢?以下我們就先從各國政府以及權威機構開始,逐一分析正反雙方的證據與論點:

一、多數政府、醫療與國際組織的全面背書?

從權威機構的音量來看,正方(支持飲用水加氟)的分貝明顯較高。有許多政府和相關組織都願意為飲用水含氟背書,其中包括世界衛生組織、世界牙醫聯盟、以及美澳加等國的牙醫協會。在飲用水中人工加氟的國家,也有包括美澳加等將近 30 個國家。

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多年以來,在美加強勢文化與經濟旋風的席捲之下,好像他們的一切作為都產生了莫名的正當性,反對飲用水加氟的反方也因此很難被人聽見。但是事實上,聲音較小的反方其實並不算少。

畢竟,全世界 196 個國家中,只有 30 個國家在飲用水中人工加氟。若是以統計人數來看,全球約只 5% 的人口在飲用加氟水,而且其中有半數以上的人都集中在北美地區。相較之下,歐洲地區幾乎有高達 98% 的民眾並不飲用加氟水。

如果再平衡報導一下反方,我們就可以發現更多反面案例。比方說,德國、芬蘭、丹麥、瑞典、中國、匈牙利、和以色列等 10 個國家現在都已明令禁止、拒絕或已停止在飲用水中人工加氟[2]。(台灣並未添加。)

二、健康效益的科學證據?

好啦,各國政府、醫療與國際組織的背書(或反對),那又怎樣?有一點科學背景或政治嗅覺的人都知道,各國政府和組織常常都是充滿權宜、利益優先地在無腦辦事,很多政策的執行也都是在缺乏研究與證據的情況下就盲目先行,然後出錯後才逐步修正。因此,光是看到美加等大國政府支持飲用水加氟就跟著盲從,顯然並不科學。

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那麼,我們現在就來看看科學證據怎麼說。

在科學證據的戰爭中,兩方人馬可以說是旗鼓相當。正方確實有不少研究指出,飲用水加氟真的有助於防治小孩齲齒[3, 4, 5, 6],但是,反方或中立方也有不少研究顯示飲用水加氟並無明確效益,尤其是對大人[7, 8]。

若把格局放大、並著眼於大型文獻回顧論文,我們就可以發現,關於飲用水加氟對民眾健康影響的大規模科學研究結果,基本上可以用一句話來總結,就是缺乏縝密的實驗和明確的正反證據[3, 9, 10, 11, 12, 13]。

值得注意的是,在這場爭議中,正反雙方在引用證據時常常會出現心理學上所謂的「確認偏誤」,也就是看到有利於己方立場的證據就拼命引用,結果導致兩方的論述看似都很科學、充滿證據,但事實上,這種科學引用偏誤卻只是加深雙方的誤解與溝通鴻溝而已。

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三、健康風險?

如果反方所持有的科學證據只是「飲用水加氟沒有明確的正面效益」,想必不該會有這麼強的氣勢和力量,由此可知,反方一定有許多更深刻的憂慮。事實上也沒錯,反對方最憂慮的兩點,就是「健康風險」以及「人權議題」。我們現在就先來看看可能的健康風險。

從健康風險上來看,反方可以說是在媒體版面上大獲全勝。反對飲用水加氟者最常提及的一個風險,就是高劑量氟對身體器官的可能危害,例如在牙齒上產生氟斑(就是科羅拉多褐斑)、並可能會影響骨骼和甲狀腺的正常發展和運作,或甚至是產生氟中毒。比方說,美國在 1990 年代就曾經發生過三起因為飲用水氟濃度意外過高,而導致急性氟中毒的事件。其中 1992 年發生於阿拉斯加的意外,就導致了 262 人中毒以及 1 人死亡[14]。

此外,追求健康和精神修行的人士也經常引用證據指出,高劑量氟可能會在大腦松果體中產生沈積物,並因此影響松果體的運作與退黑激素的正常運作[15],甚至導致性早熟以及睡眠失調[16]。

不過大家要注意的是,反方在提出氟對身體產生危害的證據時,通常都引用了「高劑量氟」的相關研究,然而,高劑量的氟畢竟很少出現在自然環境中。因此,雖然高劑量氟很毒,但是以此來反氟卻是有點岔題的一種亂入。畢竟,幾乎任何東西攝入過量都會中毒,連水喝多了都會水中毒了,更何況是氟呢。

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四、人權議題?

那人權議題又是怎麼回事呢?關於人權議題,主要就是主張「公共(健康)利益」以及主張「個人自由」之間的爭論。前者主張應該犧牲少許個人自由來保障公共(健康)利益,因此,政府可以在飲用水中加氟來讓強制讓人民飲用。

後者則認為,應該以個人自由為先,因此政府不能在公共飲用水中加氟來強迫人民飲用。

關於這一點爭議,基本上是見仁見智的倫理學議題。我自己的建議是,有鑒於飲用水加氟的健康效益仍然欠缺明確的科學正反證據,政府不應該在沒有告知民眾所有的相關資訊以及正反憂慮之前,就貿然強制執行飲用水加氟的「集體醫療」行為。

畢竟,有人就是不想喝氟水,不行嗎?市售的含氟牙膏目前已唾手可得,如果對氟防齲齒的科學研究有信心,那大家就去找牙醫塗氟、買含氟牙膏即可。對於那些不想被政府強迫喝氟水的人,就把自由還給他們吧。

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本文轉載自謝伯讓的腦科學世界 。

 

參考資料:

  1. Peckham, S., & Awofeso, N. (2014). Water Fluoridation: A Critical Review of the Physiological Effects of Ingested Fluoride as a Public Health Intervention. The Scientific World Journal, 2014, 293019. http://doi.org/10.1155/2014/293019
  2. http://www.fluoridation.com/c-country.htm
  3. Iheozor-Ejiofor, Z et al. (2015). “Water fluoridation for the prevention of dental caries.”. The Cochrane database of systematic reviews 6: CD010856. PMID 26092033.
  4. Parnell C et al. (2009). Water fluoridation. Eur Arch Paediatr Dent. 10(3):141–8. doi:10.1007/bf03262675. PMID 19772843.
  5. Truman BI et al. (2002). Reviews of evidence on interventions to prevent dental caries, oral and pharyngeal cancers, and sports-related craniofacial injuries [PDF]. Am J Prev Med. 23(1 Suppl):21–54. doi:10.1016/S0749-3797(02)00449-X. PMID 12091093.
  6. Griffin SO et al. (2007). Effectiveness of fluoride in preventing caries in adults. J Dent Res. 86(5):410–5. doi:10.1177/154405910708600504. PMID 17452559.
  7. Fagin D. (2008). Second thoughts about fluoride. Sci Am.298(1):74–81. doi:10.1038/scientificamerican0108-74. PMID 18225698.
  8. National Research Council. Fluoride in Drinking Water: A Scientific Review of EPA’s Standards. Washington, DC: National Academies Press; 2006. ISBN 0-309-10128-X. Lay summary: NRC, 2006.
  9. SCHER (2010). http://ec.europa.eu/health/scientific_committees/opinions_layman/fluoridation/en/l-3/5.htm#0
  10. “Introduction to the SCHER opinion on Fluoridation”. European Commission Scientific Committee on Health and Environmental Risks (SCHER). 2011.
  11. Centre for Reviews and Dissemination What the ‘York Review’ on the fluoridation of drinking water really found, University of York, York, United Kingdom. Originally released : 28 October 2003.
  12. Calman K. Beyond the ‘nanny state’: stewardship and public health. Public Health. 2009;123(1):e6–e10. doi:10.1016/j.puhe.2008.10.025. PMID 19135693. Lay summary: Nuffield Council on Bioethics, 2007-11-13.
  13. McDonagh MS, et al. (2000). Systematic review of water fluoridation [PDF]. BMJ. 321(7265):855–9. doi:10.1136/bmj.321.7265.855. PMID 11021861. PMC 27492.
  14. Balbus JM, Lang ME. (2001). Is the water safe for my baby? Pediatr Clin North Am. 48(5):1129–52, viii. doi:10.1016/S0031-3955(05)70365-5. PMID 11579665.
  15. Kunz D, et al. (1999). A new concept for melatonin deficit: on pineal calcification and melatonin excretion. Neuropsychopharmacology 21(6):765-72.
  16. Mahlberg R, et al. (2009). Degree of pineal calcification (DOC) is associated with polysomnographic sleep measures in primary insomnia patients. Sleep Med. 10(4):439-45.
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謝伯讓_96
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美國達特茅斯學院認知神經科學博士,麻省理工學院腦與認知科學系博士後研究員。曾任杜克─新加坡國立大學醫學院助理教授、腦與意識實驗室主任,現為國立台灣大學心理系副教授。研究主題為人腦如何感知世界。 部落格:The Cry of All。 著作:《都是大腦搞的鬼》《大腦簡史》

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AI 可以設計散熱,但誰敢讓它出貨?林唯耕談算力背後的物理現實
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/08/20 ・2819字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 高柏科技 合作,泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時,曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏,那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓,引來眾多師生抗議。

「從此以後,我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中,帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言:在理論模型中,氨是太空熱控系統的理想介質;但在現實的辦公大樓裡,它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯,但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險,以及必須為後果負責的工程師。

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高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ,曾任職於美國 OAO 工程部熱流組,深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球,他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心:當晶片運算速度無止境攀升,那股伴隨而生的熱,究竟該往哪裡去?

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗,彷彿進步毫無邊界。然而,每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護。在物理現實面前,再動聽的發表會敘事也必須低頭。

晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護 / 圖片:envato

回顧個人電腦發展早期,晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後,鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級,其實更像是對空間的極限勒索:晶片功率翻倍,發熱源的面積卻沒變大,機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出,散熱設計的核心只有三要素:功率、熱源面積與空間限制。他舉例,在標準的 1U 機箱中,若發熱面積約為三十乘三十毫米,氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數,而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於,風扇轉速提升的背後,是噪音、電力損耗與空間占用。

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因此,「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫,而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱,卻也將新的挑戰帶入機房:漏液風險、流道堵塞、材料相容性,以及維運時的難度。工程的進步,本質上鮮少是徹底消滅問題,更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的,不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人,是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中,沒有空氣能讓風扇製造對流;受光面溫度破百度,陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射,以及熱管與環路型熱管(LHP)來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱,冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力:在他設定的特定條件下,實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能;但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變,移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦(kW)。他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此,太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度,偏好無馬達幫浦的被動式設計;但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度,往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒:技術是否「先進」,與它是否「適合」當下的場景,始終是兩回事。

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他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。/圖片:envato

好論文,為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」,而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作,還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據,在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時,也曾遇過實驗數據無法複製,或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠,而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝,高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」,每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作,並指派專業人才在過程中持續微調、校正,確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測,但由於儀器預設以「水」校正,換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算,卻發現缺乏重複性,數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面,改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證,才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號,而在於那段不夠優雅的挫折:假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻,企業需要的不只是會算數的人才,而是能洞察研究何時「走鐘」,並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

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林唯耕坦言,過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」,進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽,卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計,若無法穩定生產或贏得客戶信任,也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案,誰來負責出貨?

訪談尾聲,主持人國威提出了一個時代難題:假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計,企業該選擇全面擁抱 AI 的速度,還是保留緩慢但穩定的工程驗證,以規避潛在的失效風險?

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是:兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案;但工程師仍須實作原型,進行嚴苛的性能與可靠度測試,最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺,而是基於一項事實:AI 的資料庫裡,通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節,且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代,最稀缺的未必是熟練下指令(Prompt)的人,而是具備這種能力的人:能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來,並且願意為最終的量產品質負起責任。

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大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中,雲端是由龐大的機房架構而成,裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張,都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值,就是不讓這筆物理帳單,被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

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牙齒再生時代來臨:日本新藥解開基因封印,喚醒第三副真牙 【挺健康】
PanSci_96
・2026/01/21 ・251690字 ・閱讀時間約 524 分鐘

本文由 AI 協助生成

你有過蛀牙的經驗嗎?或者,你是否曾因為意外、牙周病而失去一顆恆牙?在現行的醫療常識中,人類這副原本「原廠設定」就相當吝嗇的身體,一旦恆牙脫落,遊戲就宣告結束。我們別無選擇,只能花費高昂的代價,接受鑽骨、鎖螺絲的植牙手術,或是配戴異物感極重的假牙。

這讓我們不禁羨慕海洋中的頂級掠食者——鯊魚。鯊魚的口腔宛如一座全自動化的牙齒工廠,舊的牙齒一旦受損脫落,後方新的牙齒便會像傳送帶上的產品一樣,源源不絕地遞補上來。這種「無限續杯」的能力,曾被認為是人類演化上永遠無法跨越的鴻溝。

然而,一項源自日本京都大學與北野醫院的突破性研究,正在改寫這個生物學定論。科學家發現,人類並非「沒有」再生的能力,而是這項能力被一個基因鎖給「封印」了。只要透過一種特殊的抗體藥物,就能解除這個封印,喚醒沈睡在牙齦深處的「第三代牙胚」。這聽起來像是科幻小說,但隨著動物實驗的成功與人體臨床試驗的啟動,我們正站在牙科醫學從「修補時代」邁向「再生時代」的歷史轉折點上。

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被演化封印的遺產:為何我們只有兩副牙齒?

在大自然的演化光譜中,動物的換牙機制大相徑庭。像鯊魚、鱷魚這類生物,被稱為「多換牙動物」(Polyphyodont)。牠們擁有功能性的牙板與受到高度保護的幹細胞生態位(Stem Cell Niche),確保了牙齒的無限供應。反觀人類,屬於「雙套牙動物」(Diphyodont),基因程式嚴格設定我們一生只有兩次機會:20 顆乳牙與 32 顆恆牙。

長久以來,科學界認為人類在恆牙長出後,製造牙齒的工廠就徹底關閉了。但最新的組織學證據顯示,事實並非如此絕望。在恆牙的舌側,其實殘留著一種名為「繼承恆牙板殘餘」(Rudimentary Successional Dental Lamina)的組織。這就像是手機出廠時其實內建了隱藏版的高階功能,但在系統層級被鎖住了一樣。人類其實具備生成「第三代牙胚」的硬體潛能。

為什麼演化要鎖住這個功能?科學家推測,這是一種為了生存而做出的取捨。為了維持上下顎骨骼的穩定性,避免骨頭因為過度活躍的生長訊號而失控,導致骨質增生或畸形,人體演化出一套強力的抑制機制,強制將這個開關「關閉」。我們失去再生能力,換來了精確穩定的咬合結構。

演化的封印:鯊魚的無限再生工廠 vs. 人類被鎖住的備用牙胚。
演化的封印:鯊魚的無限再生工廠 vs. 人類被鎖住的備用牙胚。圖 / AI 生成。

現行醫療的極限:再昂貴的植牙也只是「義肢」

既然身體選擇了封印,我們何必強行解開?現代牙科的植牙技術不是已經相當成熟了嗎?

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事實上,無論是活動假牙還是被視為黃金標準的鈦合金人工植牙,本質上都屬於「修補」而非「再生」。人工植牙雖然能透過骨整合(Osseointegration)獲得穩固的支撐,但它永遠缺乏一個關鍵構造——牙周膜(Periodontal Ligament)。

牙周膜就像是牙齒穿的「氣墊鞋」,不僅能緩衝咬合時的巨大衝擊力,保護顎骨,更佈滿了敏銳的神經受器,提供我們咀嚼時的口感與本體感覺。失去了牙周膜的植牙,就像是穿著硬底木屐走在柏油路上,「硬碰硬」的震動會直接傳導至骨骼。這也是為何許多植牙患者在咬硬物時,總會感到一種死硬、不自然的異物感。

此外,對於先天性缺牙的兒童而言,植牙更是一個充滿風險的選項。因為植體會像釘子一樣死死固定在骨頭裡,阻礙顎骨隨年齡增長的正常發育,這使得許多病童在成年之前,只能忍受缺牙或配戴活動假牙的身心折磨。因此,尋找一種「非破壞性」、能長出具備天然牙周膜的真牙技術,成為了再生醫學的聖杯。

解開基因煞車:TRG-035 抗體藥物的運作機制

日本京都大學高橋克教授團隊的研究突破,並不在於試圖「創造」生命,而在於「釋放」潛能。不同於過去再生醫學試圖在實驗室培養幹細胞再植入人體的複雜思路(加法),這項新技術採取的是精妙的「減法」策略。

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身體裡的煞車與油門

要理解這款代號為 TRG-035 的新藥如何運作,我們可以將牙齒的生長想像成駕駛一輛超級跑車。在我們體內,有一種名為 BMP(骨型態發生蛋白) 的信號分子,它是促進生長的「油門」。當油門被踩下,牙胚細胞就會接收到指令,開始分裂、分化。

然而,為了防止車輛失控(例如長出過多牙齒或骨頭畸形),身體同時配置了一個煞車系統,這就是 USAG-1 蛋白質。研究發現,在恆牙發育完成後,USAG-1 會大量表現,它會緊緊結合住 BMP,死死地踩住煞車,阻斷生長信號。這就是為什麼我們的第三副牙齒始終處於沈睡狀態。

精密的分子剪刀

TRG-035 是一種單株抗體藥物,它的作用就像是一把精密的「分子剪刀」或「阻斷劑」。當藥物進入體內(透過靜脈注射),它會特異性地結合 USAG-1 蛋白。

這等於是強制將那隻踩在煞車上的腳搬開。當 USAG-1 被藥物結合後,它就無法再去抑制 BMP。於是,被壓抑已久的 BMP 生長信號(油門)重新暢通,沈睡在牙板深處的幹細胞接收到訊號,便會重啟發育程式。這種機制的精妙之處在於,它並不需要外源性的幹細胞,而是依賴人體自身的修復力。

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從老鼠到雪貂:關鍵的臨床前證據

任何偉大的理論都需要堅實的證據支撐。研究團隊首先在基因改造的缺牙小鼠身上取得了成功,證明移除 USAG-1 的抑制確實能讓停滯的牙胚恢復生長。然而,小鼠與人類的生理構造仍有差異。為了證明這項技術對人類同樣有效,科學家找來了關鍵的動物模型——雪貂(Ferret)。

為什麼是雪貂?因為雪貂在演化上與人類一樣,都是「雙套牙動物」,擁有一樣的換牙模式。如果在雪貂身上有效,轉化到人類成功的機率將大幅提升。

發表於《Science Advances》的研究結果令人振奮:研究人員僅對雪貂進行了單次的藥物靜脈注射,雪貂便在恆牙列之外,成功長出了一顆額外的牙齒。經過顯微 CT 與組織學分析,這顆再生牙絕非畸形的鈣化視窗,它擁有完整的琺瑯質、象牙質,內部更有血管與神經分佈。這證明了只要精準鬆開煞車,雙套牙動物的身體完全有能力按照原本的藍圖,蓋出一顆功能完美的真牙。

迷思、現實與未來:我們離普及還有多遠?

隨著媒體的熱烈報導,許多人誤以為這是一種能讓人像鯊魚一樣無限長牙的「神藥」。然而,作為權威的醫學科普,我們必須釐清科學的邊界與現實。

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備用種子理論:不是無限再生

TRG-035 的核心機制是「喚醒」,而非「無中生有」。這就是所謂的「備用種子理論」(Spare Seed Theory)。人體內殘留的第三代牙胚數量是有限的,通常對應每一顆恆牙只有一個潛在的備份。這是一次性的救援機會。一旦這個備用牙胚被藥物喚醒、長成牙齒,若未來這顆再生牙又蛀壞了,由於該位置的牙板幹細胞已經耗盡,就無法再次再生。因此,這與鯊魚擁有永久性幹細胞工廠的無限再生機制有本質上的不同。

臨床試驗的三步走戰略

目前,這項技術正嚴謹地按照藥物開發的流程推進:

  • Phase 1 安全性測試(現正進行中): 2024 年 9 月起,京都大學醫院已開始對 30 名 30-64 歲的健康缺牙男性進行試驗。現階段的首要目標是確認藥物在人體內的代謝安全性,例如是否會影響全身骨骼密度(畢竟 BMP 也控制骨骼生長),而非立即追求長出牙齒。
  • Phase 2 搶救黃金窗口(預計 2025-2028): 下一步將鎖定 2-7 歲患有先天性無齒症(Anodontia)的兒童。這些孩子的牙胚通常只是發育停滯。在發育期的「黃金窗口」介入,藥物的成功率最高,具有「雪中送炭」的重大醫療價值。
  • Phase 3 與未來應用(展望 2030): 團隊的目標是在 2030 年讓藥物上市,初期將作為針對罕見疾病的「孤兒藥」。

成人的挑戰:種子還在嗎?

對於廣大因蛀牙或牙周病缺牙的成年人來說,最大的變數在於「年齡」。隨著年歲增長,我們牙齦深處的牙板殘餘可能會逐漸鈣化、退化甚至消失。如果「種子」已經枯死,施再多的肥料(藥物)也無法發芽。因此,未來的臨床應用可能會搭配影像診斷技術,先確認患者體內是否仍存有活性的牙胚種子,才能進行治療。

結語:終結植牙時代的序章

TRG-035 的出現,標誌著牙科治療思維的巨大典範轉移。我們不再僅僅是依賴金屬與陶瓷來修補破損的身體,而是開始學習如何解開演化的封印,引導身體自我修復。

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雖然距離大眾能隨意去診所「打針長牙」的日子還有一段路要走,且這項技術有其適用的生理極限,但對於那些天生就沒有牙齒的孩子,以及無數渴望重獲天然咀嚼感的患者來說,這不再是遙不可及的科幻夢想,而是正在逐步實現的科學現實。2030 年,或許我們將見證人類重新定義「牙齒壽命」的歷史時刻。

參考文獻

  • Murashima-Suginami, A., et al. (2021). Anti–USAG-1 therapy for tooth regeneration through enhanced BMP signaling. Science Advances, 7(7).
  • Kyoto University. (2021). New drug to regenerate lost teeth. Kyoto University Research News.
  • Takahashi, K., et al. (2025). TRG035: Toregem BioPharma Anti-USAG-1 for Tooth Regeneration. Dentinova.
  • Toregem BioPharma. (2024). Toregem’s Anti-USAG-1 Antibody “TRG035” designated as an Orphan Medicinal Product.
  • Japan Registry of Clinical Trials (jRCT). (2024). Phase I clinical trial of TRG-035.
  • Popa, E. M., et al. (2019). Revitalising the rudimentary replacement dentition in the mouse. Development, 146(3).
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受孕季節決定易瘦體質?最新研究揭開人體雙重燃脂機制【挺健康】
PanSci_96
・2026/01/13 ・774988字 ・閱讀時間約 1614 分鐘

本文由 AI 協助生成

你身邊是否也有這樣的「神人」:他們從不忌口,炸雞、甜點來者不拒,卻始終保持精實的身材;而你,即便謹慎計算每一卡熱量,甚至覺得「喝水都會胖」,體重計上的數字依然紋風不動?

長久以來,我們習慣將這種差異歸咎於命運,或是籠統地稱之為「代謝好」。但醫學界的最新研究告訴我們,這可能不僅僅是運氣。你的燃脂模式,很可能在你出生之前——甚至在父母受孕的那一刻——就已經被寫進了身體的「設定檔」裡。

這不是一篇要你認命的文章,恰恰相反。當我們剝開「熱量加減法」的表象,深入細胞層次,我們會發現人體是一套精密但可被調控的系統。從 2025 年最新的《Nature Metabolism》研究,到顛覆認知的「雙引擎」燃脂理論,本文將帶你深入代謝的黑盒子,解開那些關於胖瘦的終極祕密。

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被誤解的脂肪:從倉庫到暖爐

在談論代謝之前,我們必須先為「脂肪」平反。在傳統觀念中,脂肪被視為健康的大敵,是囤積在腹部、大腿,不僅影響美觀更威脅心血管的累贅。然而,這種觀點只看對了一半。人體內的脂肪組織並非單一型態,它們在代謝光譜上扮演著截然不同的角色。

我們最熟悉的,是白色脂肪(White Adipose Tissue, WAT)。它的結構就像一個巨大的油滴倉庫,細胞核被擠到邊緣,主要功能是儲存能量、保護內臟以及保暖。這就是那個讓我們恨得牙癢癢的「贅肉」。

但人體內還隱藏著另一種脂肪——棕色脂肪(Brown Adipose Tissue, BAT)。它的細胞內充滿了粒線體(Mitochondria),這些微小的胞器富含鐵質,賦予了組織棕褐色的外觀。棕色脂肪的功能不是儲存,而是「燃燒」。它就像身體裡的內建暖爐,透過一種稱為 UCP1(解偶聯蛋白1)的機制,將能量直接轉化為熱能散發出去。

白色脂肪(倉庫)與棕色脂肪(暖爐)的細胞結構差異。
白色脂肪(倉庫)與棕色脂肪(暖爐)的細胞結構差異。圖 / AI 生成

過去醫學界認為,棕色脂肪僅存在於嬰兒時期,用來幫助無法顫抖產熱的新生兒維持體溫,隨著年齡增長會逐漸消失。但現代影像醫學證實,成年人的鎖骨、頸部及脊椎旁,仍殘存著約 50 至 80 公克的棕色脂肪。別小看這區區幾十公克,一旦它被完全喚醒,一年能燃燒掉相當於 4.1 公斤的純脂肪。因此,減重的關鍵或許不在於如何「餓死」白色脂肪,而在於如何「喚醒」棕色脂肪。

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出生前的設定:冬天製造的孩子自帶外掛?

既然棕色脂肪如此關鍵,為什麼每個人的活性差異如此巨大?2025 年發表於權威期刊《Nature Metabolism》的一項研究,為我們揭開了驚人的「季節性設定」之謎。

來自蘇黎世理工學院的研究團隊分析了數千名成年人的數據,發現了一個奇特的規律:在寒冷季節(深秋至冬季)受孕的人,成年後體內的棕色脂肪活性顯著較高,且身體質量指數(BMI)更容易維持在健康範圍。

請注意,這裡強調的是「受孕季節」,而非出生季節。這意味著,當精子與卵子結合的那一刻,外部環境的溫度訊息就已經開始形塑胚胎未來的代謝藍圖。

表觀遺傳:父母給你的軟體更新

這聽起來像是玄學,但在生物學上,這被稱為「表觀遺傳學(Epigenetics)」。如果不把 DNA 視為不可更改的硬體,表觀遺傳就是控制硬體運作的「軟體」或「設定檔」。

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2018 年發表於《Nature Medicine》的一項小鼠研究進一步證實了這個機制中的「父親效應」。研究發現,當雄性小鼠在交配前經歷一段時間的低溫刺激,牠們精子中的 DNA 甲基化程度會發生改變。這種改變就像是在基因這本書上貼了特殊的標籤,告訴下一代的細胞:「外在環境很冷,必須加強燃燒效能以求生存。」

於是,這些「冬天製造」的後代,天生就被安裝了「高代謝版本」的驅動程式,牠們對低溫的耐受力更強,且在高脂飲食下更不容易發胖。這解釋了為什麼有些人彷彿自帶「燃脂外掛」——他們的代謝韌性,源自於父母對環境的適應性遺傳。

雙引擎理論:人體隱藏的備用發電機

長期以來,科學家認為棕色脂肪的產熱完全依賴於線粒體中的 UCP1 蛋白。這就像是我們認為房子裡只有一台中央空調(UCP1)在調節溫度。然而,生物學家卻遇到了一個悖論:當實驗小鼠的 UCP1 基因被剔除後,牠們雖然在極寒環境中容易失溫,但在一般室溫下卻沒有變得特別肥胖。這暗示著,身體一定還有另一套我們不知道的燃脂系統在運作。

2025 年刊登於《Nature》封面的重磅研究,終於找到了這第二套引擎。這套系統並不在線粒體內,而是位於細胞的另一個胞器——過氧化物酶體(Peroxisome)。

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這套備用引擎的核心是一種名為 ACOX2 的酵素。它的運作方式非常巧妙,利用一種特殊的脂肪酸(mmBCFA)進行合成與分解的循環。這個過程看似徒勞無功(Futile Cycle),實際上卻能有效地消耗能量並釋放熱能。

人體代謝的「雙引擎」概念:主引擎 UCP1 與備用引擎 ACOX2。
人體代謝的「雙引擎」概念:主引擎 UCP1 與備用引擎 ACOX2。圖 / AI 生成

如果將 UCP1 比喻為高效能的中央空調,那麼 ACOX2 系統就像是藏在儲藏室裡的備用發電機。當主系統失效或負荷過重時,備用系統就會啟動,確保代謝不至於崩潰。這個發現之所以令人振奮,是因為它暗示了肥胖治療的新方向:如果我們能開發出藥物同時啟動這兩套引擎,或許就能突破目前的減重瓶頸。

BCAA 悖論:健身聖品還是代謝毒藥?

了解了燃脂引擎的運作,我們必須回頭檢視日常的燃料輸入。這裡存在一個令大眾困惑的「BCAA 悖論」。

支鏈胺基酸(BCAA)是健身房裡的明星補給品,被認為能促進肌肉合成。然而,在臨床醫學的數據庫中,血液中高濃度的 BCAA 卻是胰島素阻抗、肥胖以及第二型糖尿病的強烈預警指標。為什麼同樣的物質,既是增肌聖品又是代謝毒藥?

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關鍵在於你的「引擎」是否開啟。研究顯示,活躍的棕色脂肪是 BCAA 的主要代謝場所。當你的棕色脂肪(尤其是 UCP1 和 ACOX2 系統)處於活化狀態時,攝入的 BCAA 會被迅速抓進細胞內燃燒產熱,甚至轉化為抗氧化物質(如穀胱甘肽 GSH),保護身體免受發炎侵害。

反之,如果你的棕色脂肪處於休眠狀態(引擎熄火),攝入過量的 BCAA 就會像塞車一樣堆積在血液中,干擾胰島素訊號,最終導致代謝混亂。這就像是往一輛熄火的車子裡猛灌賽車燃油,結果只會導致油管堵塞。

當代挑戰:減重藥物的雙面刃

在討論如何啟動代謝時,我們無法忽視當前最熱門的話題——GLP-1 受體促效劑(俗稱瘦瘦針)。這類藥物透過抑制食慾展現了強大的減重效果,但在老年醫學與代謝健康的視角下,它也帶來了隱憂。

臨床數據(如 STEP 1 研究)顯示,這類藥物雖然能顯著降低體重,但減去的重量中,高達 40% 可能來自於珍貴的肌肉與骨骼組織(瘦體組織)。對於年輕人來說或許尚可恢復,但對於老年人,這種「醫源性肌少症」可能導致骨折風險增加與代謝基底的永久性崩塌。

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未來的科學目標,是尋找像抑制 KLF-15 蛋白這樣的路徑,直接解除脂肪細胞的「煞車」,讓白色脂肪轉化為米色脂肪,而不僅僅是透過抑制食慾來減重。但在那一天到來之前,任何減重手段都必須以「保護肌肉」為最高原則。

行動處方:如何重啟你的代謝程式?

雖然我們無法改變受孕的季節,也不能重寫父母遺傳的表觀密碼,但好消息是,代謝系統具有高度的可塑性。以下是根據最新科學實證,能幫助你「手動開啟」燃脂雙引擎的三步行動:

1. 安全的冷刺激(Cold Exposure)

不需要像苦行僧一樣泡冰塊浴。丹麥的研究指出,每週累計 11 分鐘的冷暴露就能有效活化棕色脂肪。最簡單的做法是在每天洗澡結束前,將水溫調低(約 15-19°C),沖淋頸部與背部 30 秒至 1 分鐘。這能刺激正腎上腺素分泌,喚醒沈睡的 UCP1 引擎。

2. 原型蛋白與 Omega-3

為了避免 BCAA 堆積造成的代謝堵塞,飲食應以富含 Omega-3 的魚類和原型蛋白質為主。Omega-3 被證實能輔助棕色脂肪的活化,並減少發炎反應,讓「備用引擎」ACOX2 的運作更順暢。減少高劑量合成 BCAA 補給品的使用,除非你的運動強度足以消耗它們。

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3. 重量訓練:穩固代謝的基石

這是最關鍵的一步。肌肉不僅是儲存糖分的倉庫,運動時肌肉分泌的「鳶尾素(Irisin)」更是促使白色脂肪轉化為米色脂肪的關鍵信號。特別是對於使用藥物減重或年長者,阻力訓練是防止代謝崩盤的唯一解方。

你不是代謝差,只是引擎還沒開

醫學研究不斷推進,讓我們看見了代謝的複雜性與繼承性。是的,這世界或許存在著某種「不公平」,有些人確實因為受孕季節或遺傳優勢,起跑點就比別人前面。但人體設計最美妙之處,在於它預留了備用系統與可塑空間。

減重不該是一場與食慾的無盡搏鬥,而是一場精密的系統調校。透過理解冷熱機制、選擇正確燃料、並維持肌肉引擎的運轉,你依然有機會改寫自己的代謝程式。記住,你的身體隨時準備好為你燃燒,它只是在等待你轉動那把正確的鑰匙。

參考資料

  • Sun, W., et al. (2025). Winter conception and brown fat activity in humans. Nature Metabolism.
  • Sun, W., et al. (2018). Paternal cold exposure and offspring metabolism. Nature Medicine.
  • Li, Y., et al. (2025). Identification of ACOX2/mmBCFA as an alternative thermogenic pathway. Nature.
  • Yoneshiro, T., et al. (2019). BCAA catabolism in brown fat controls energy homeostasis through SLC25A44. Nature.
  • Wilding, J. P. H., et al. (2021). Once-Weekly Semaglutide in Adults with Overweight or Obesity (STEP 1). The New England Journal of Medicine.
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