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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)

衛生福利部食品藥物管理署_96
・2017/04/13 ・3399字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 553 ・八年級

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。

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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」!

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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與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。

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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」。

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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。

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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。

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# 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。

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加工紅肉等同砒霜,好可怕?

圖/Wilson Hui @Flickr

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。


參考資料

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衛生福利部食品藥物管理署_96
65 篇文章 ・ 25 位粉絲
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

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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 Panasonic 合作,泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享,不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上,「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水,但過不了幾天,馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑,甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢(黏質沙雷氏菌)。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」,讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看,世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制,並非打造完全不沾染髒污的材質,而是調整表面的物理與化學屬性,使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力,透過日常水流沖刷,便能輕易地將髒污帶走。

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為什麼污垢「黏不住」? 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」,我們得先像偵探一樣,拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇:

  1. 水垢與礦物沉積*1:我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時,這些離子會逐漸結晶析出,變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
  2. 生物膜與有機物*2:包含尿液中的無機鹽、油脂殘留,以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物,所組成的黏滑防禦大本營。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」,前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼,材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢?答案就藏在「表面能(Surface Energy)」與「濕潤性(Wettability)」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時,水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠,還是迅速攤平開來?這取決於表面的特性:

  • 疏水路線(Hydrophobic)*1:具備低表面能的疏水表面,能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠,當水珠滾動滑落時,就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走,這就是著名的「自清潔效應」。
  • 親水路線(Hydrophilic / Superhydrophilic)*2:相反地,極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子,在材料最外層形成一層薄薄的「水化層(Hydration Layer)」。這層水化層就像是實體的液體盾牌,讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底,只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻:傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆,髒污就像攀岩者,需要找到落腳點並用力撐住才能攀附;而我們做的是抽掉把手點,或是在把手上塗上潤滑油,讓髒污找不到施力點,自然難以停留。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢,下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢,在微生物學中被稱為「生物膜(Biofilm)」。細菌並不是孤立生長的,當單顆細菌落在表面後,如果覺得環境舒適,它就會開始分泌胞外聚合物(EPS),這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起,並築起堅固的防禦堡壘,這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出,要阻止生物膜形成,除了化學上的抗菌,材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論(Attachment Point Theory)」:

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  1. 粗糙與微孔洞表面:如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞,細菌(體積通常約 1 到 3 微米)就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點,還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
  2. 極致平滑與微結構表面:相反地,如果材料表面做到極致平滑,完全沒有微米級的缺陷;或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構,細菌的足跡構造(如鞭毛或纖毛)就無法在表面找到穩固的「接觸附著點(Contact Points)」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時,它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外,現代衛浴結構在設計時,也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角,等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何,我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系:【材料層(低附著力)】+【結構層(無縫平滑)】+【動態流體層(泡沫與水流剪切力)】= 高效清潔!

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例,就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表:

1. 材料層:有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」(以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料,這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩)。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性,水滴不易長時間攤平停留;材質堅固、不易破裂,耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試,這種素材配合泡沫洗淨,在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌,從源頭阻斷細菌定殖。

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2. 結構層:無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上,A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計,減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫,並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計:

  • 泡沫防護:在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層,有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺;
  • 外圍防護:馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔,防止液體延著外壁滴落至地板;
  • 測漏防護:便座與馬桶本體採用不外露的防護設計,避免液體從縫隙飛濺滲漏。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

3. 動態流體層:雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時,A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污,再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙,徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著,配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」,利用旋轉產生的流體剪切力,一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外,Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技,釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污,維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆,但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計,到微觀幾何的附著點控制,再到流體力學的水流沖刷,一座現代抗污馬桶的演進,縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而,A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破,展示了材料科學的另一種聰明思維:不靠強酸強鹼硬打,而是透過物理與化學邏輯,將「污垢固著」的機率降到最低。

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當材料科學與現代衛浴技術結合,刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持,我們得以從繁重的家務勞動中解放,享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文:A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文:Brushing up functional materials

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瘦瘦針賣到缺貨,我們卻越來越胖?揭開把你「設計」成易胖體質的超加工食品真相
PanSci_96
・2026/09/26 ・2476字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 AI 協助生成,內容經編輯審閱。

這幾年,「瘦瘦針」紅到缺貨,大家為了減肥搶破頭。但奇怪的是,我們一邊瘋狂減重,另一邊,台灣青少年的肥胖率卻在過去二十年翻了兩倍。究竟是什麼在不知不覺中把我們餵胖?這一集,就讓挺健康鄭丁靚醫師帶我們看懂,那些隱藏在日常飲食中、把你「設計」成易胖體質的超加工食品真相。

為什麼少油少鹽、控制熱量還是胖?關鍵在「加工程度」

過去的減重觀念總告訴我們:「要維持熱量赤字」、「少油少鹽少糖」。但科學家發現,人體可不是單純的熱量計算機,同樣的營養成分,包裝成不同的形式,身體的吸收和反應完全不一樣!

2019 年,美國國衛院(NIH)進行了一項堪稱「作弊級」的經典實驗。研究人員將 20 位健康的成年人關進代謝病房四周,並將他們分為兩組,提供營養素(糖、脂肪、纖維等)完全一模一樣的菜單,唯一的差別在於「食物的加工程度」:一組吃超加工食品,一組吃未加工的原型食物。兩週後兩組互換菜單,且受試者可以不受限制地無限量進食(吃到飽)。

結果令人驚訝:在吃「超加工食品」的那兩週,受試者每天不知不覺多攝取了約 500 大卡!僅僅兩週,平均胖了近 0.9 公斤;而換成吃原型食物時,同一批人卻瘦了 0.9 公斤。這證明了,即使營養素完全相同,超加工食品本身就會促使我們吃下更多。這也是為什麼 2026 年初美國發布的《2025–2030 飲食指南》將核心主軸定為「吃真正的食物(Eat Real Food)」,史上第一次將「限制高度加工食品」明確列入公共衛生指引。

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你不是貪吃,而是被超加工食品給「設計」了

為什麼超加工食品會讓我們吃不停?這要從「食物基質(Food Matrix)」說起。

完整的食物需要你咀嚼、胃部研磨、腸道慢慢分解,這些過程不是浪費時間,而是身體用來判斷「我吃飽了沒」的訊號。當食物的外殼被破壞,被打碎、提煉、甚至加入人工乳化劑重新組合後,這些飽足訊號就被破壞了。你吃得又快又順,大腦還來不及接收到「飽了」的訊號,你就已經吃過量了。

耶魯大學的 Dana Small 教授團隊曾做過一項實驗,發現受試者的大腦對「脂肪+碳水化合物」組合的食物反應最強,甚至願意花更多錢購買。但在自然界中,這種高脂高碳水並存的食物幾乎不存在(連母乳也僅有約 3.5% 的脂肪和 7% 的碳水)。然而,典型的超加工零食卻往往含有近 24% 脂肪與 57% 碳水。這意味著,當你面對超加工食品時,你對抗的不是自己的意志力,而是一場早就被食品工業精心算計好的「極樂點(Bliss point)」遊戲。

可怕的不是毒,而是排擠健康的「取代效應」

超加工食品最傷人的,其實不是它「加了什麼毒」,而是它「擠掉了什麼」。這在營養學上稱為「取代效應(Displacement)」。

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你的胃容量和每餐能吃的份量是固定的,當餐盤裡多放了一塊微波炸雞塊,就少了一口富含纖維的燙青菜。2025 年《刺胳針(The Lancet)》發表了集結 43 位國際學者的系列論文,直指超加工食品會排擠原型食物,進而增加心血管疾病與全因死亡風險。新加坡一份追蹤了 25 年的華人世代研究也指出,即便在超加工食品佔比不高的華人飲食中,攝取最多的一群與最少的一群相比,全因死亡風險與心血管死亡風險依然顯著較高。

這個危機正在台灣真實上演。根據台灣國民營養健康狀況變遷調查,16 到 18 歲青少年飲食中,原型食物佔熱量的比例,從 1993 年的 55%,下滑到 2011 年的 39%。同期間,男學生的肥胖率從 7.9% 飆升至 19.7%,翻了兩倍半。我們的下一代,餐桌上的原型食物正一格一格地被超加工食品佔據。

拒絕被綁架!奪回餐盤的三個實戰守則

聽到這裡先別恐慌,「加工」不等於「超加工」。豆腐、無糖優格、冷凍蔬菜都經過加工,它們安全且營養。真正的超加工食品是那些被拆解重組,加了各種香料、色素、乳化劑等「你家廚房不會出現的成分」的食品。

想要擺脫超加工食品的綁架,不妨從以下三個日常生活中的小改變開始:

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第一,戒除手搖飲:液體熱量不會帶來飽足感,卻會迅速拉高血糖。一杯 700 c.c. 的半糖手搖飲往往就逼近一天的糖分建議上限,加上珍珠、椰果等超加工配料,絕對是防禦力最弱的健康破口。

第二,小心超商即食品與成分表:微波便當、飯糰雖然方便,卻常暗藏高鈉與多種添加物。購買前翻到背面看成分表,台灣法規規定成分須「由含量多到少」排列。如果前三名被糖、精製澱粉、精製油脂佔據,或是有一堆你唸不出來的化學名詞,請默默把它放回架上。

第三,遠離加工火鍋料:火鍋本身是很好的水煮烹調法,但請多夾肉片、海鮮與蔬菜,少吃貢丸、魚餃、蟹肉棒等蛋白質含量遠低於外表承諾的超加工品,並減少使用高度加工的沾醬。

結語:Keep it Real,吃真正的食物

食品加工技術(如巴氏殺菌、冷鏈冷藏)讓人類得以延長壽命、對抗飢荒,加工本身從來不是壞事,有時更能幫助牙口不好的長輩攝取足夠營養。真正的問題在於,當加工的目的是為了讓你停不下來、不知不覺吃下過多熱量時,它便成了健康的隱形殺手。

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我們不需要追求 100% 完美的飲食,偶爾因為生活忙碌吃一頓微波食品也不必有深深的罪惡感。但從今天起,試著練習看懂成分表,把原本屬於土地的「真食物」一點一滴請回餐桌。記住一個最簡單的原則:如果你阿嬤都認不出它是什麼食物,那就盡量少吃點吧!

參考資料

  1. Hall KD, et al. Ultra-Processed Diets Cause Excess Calorie Intake and Weight Gain: An Inpatient Randomized Controlled Trial of Ad Libitum Food Intake. Cell Metabolism. 2019;30(1):67-77.
  2. Monteiro CA, Scrinis G, Baker P, et al. The Lancet Series on Ultra-Processed Foods and Human Health. The Lancet. 2025;406.
  3. USDA & HHS. Dietary Guidelines for Americans, 2025–2030. 2026年1月7日發布.
  4. Chen YC, et al. Secular trend towards ultra-processed food consumption and expenditure compromises dietary quality among Taiwanese adolescents. Food & Nutrition Research. 2018;62.

延伸閱讀|實證醫學專欄|循證長壽、失智預防、更年期、睡眠科學|叮噹醫師
以同儕評審論文為根據的長壽科學深度解析。睡眠科學、光線生物學、更年期醫學、認知儲備、失智早期檢測。

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不抽菸也會得肺癌?PM2.5 如何「叫醒」沉睡的癌細胞?
PanSci_96
・2024/06/25 ・4403字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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不好意思,你很可能會得這種癌症。其實,我也是。

它就是台灣十大癌症榜首,肺癌。

現在,根據 2023 年 11 月衛福部發布的最新統計數字,肺癌一年的新增病人數已經超越大腸直腸癌,成為台灣每年癌症發生人數之最,堪稱臺灣人的「國民病」。

可怕的是,肺癌在癌症之中有三個之最:死亡率最高、發現時已經是晚期的比例最高、醫藥費也最高。現在再加上發生人數最高,堪稱從癌症四冠王。

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你說肺癌是抽菸的人的事?錯!台灣抽菸人口比例在全球排名 30,比日本、韓國、中國和多數歐洲國家都還低!顯然抽菸並不是肺癌的唯一主因!那難道是二手菸?還是空污惹的禍?還是台灣人的基因天生脆弱?我們到底要怎麼做才能遠離肺癌?

臺灣人的肺癌特別在哪?癌症和基因有關嗎?

根據衛福部國健署的說法,肺癌人數的增加,其實與 2022 年 7 月開始推動肺癌篩檢的政策有關。

隨著篩檢量的上升,近年內肺癌的確診人數預期還會再往上。

原來是因為篩檢量啊,那就不用擔心了。但換個角度想,這才是肺癌最可怕的地方,它可能已經存在在很多人身體裡,而我們卻沒能發現它。肺癌早期幾乎沒有症狀,高達 50% 的患者發現時已經是第 4 期。屆時不只肺部遍布腫瘤,癌細胞可能還轉移到大腦、骨頭等器官,讓治療變得加倍困難。

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對付肺癌,最關鍵點是愈早發現愈好。按照國健署統計,如果第 1 期就發現,5 年存活率可達九成以上,第 2 期發現降為六成,第 3 期存活率大約三成,一旦到第 4 期,僅僅剩下一成。

當然,最好的方法,就是做好預防,打從一開始就不讓癌細胞誕生。

那麼我們就要先了解問題到底是出在環境,還是你、我身體中的基因? 過去關於肺癌的遺傳研究,多半以歐美國家為主,套用到我們身上總有些牛頭不對馬嘴。幸好,我這裡一份以臺灣人為主角的大規模研究報告,將為我們揭露答案。

這份研究是由中央研究院團隊主導,結合臺灣大學、臺北醫學大學、臺中榮總等單位的研究,還登上生物領域頂尖期刊《Cell》2020 年 7 月的封面故事。非常具有權威性,不能不看。

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同時,這也是全球第一次完整剖析東亞地區肺癌的成因。他們的主題很明確:「為什麼不吸菸也會得肺癌?」

在西方,肺癌病人裡面只有 20% 左右的人不吸菸。但是在臺灣,卻有超過一半的肺癌病人都不抽菸,顯示有其他致癌要素潛伏在基因裡作怪。另外,臺灣肺癌病人的男女比例和西方人也大不同,臺灣女性通常更容易罹患肺癌。 為了瞭解肺癌,研究團隊取得肺癌病人的腫瘤和正常組織,解讀 DNA 序列和蛋白質表現量,最後鑑定出 5 種和西方人明顯不同的變異特徵。

其中最受關注的,是一種 APOBEC 變異,因為它有可能是臺灣女性為什麼容易罹患肺癌的關鍵。

這種變異特徵屬於內生性的,也就是人體機制自然產生的 bug。

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APOBEC 不是指單一基因,它是細胞內負責編輯 mRNA 的一組酵素,包含 11 個成員。主要功用是把胞嘧啶核苷酸(C)轉變尿嘧啶核苷酸(U)。簡單來說,APOBEC 原本是細胞正常活動的一環。但因為它有改寫核酸序列的能力,在 DNA 修復過程同時活躍時,就很有可能出事。這就像是一個創意豐富的阿嬤,看到破損的古畫,就在沒和別人討論的情況下上去東湊西補,用自己的方式重新修復了這件藝術。一個與原本不同的突變細胞可能就這樣產生了。

APOBEC 變異在臺灣女性病人身上特別明顯,舉例來說,60 歲以下沒有吸菸的女性患者,就有高達四分之三有這種變異特徵。研究團隊認為,APOBEC 出錯造成的基因變異可能是導致女性肺癌的關鍵。 除了內生性變異,另外一個容易導致肺癌發生的,就是周遭環境中的致癌物。

致癌物有哪些?

研究團隊總結出 5 種肺癌危險物質:烷化劑、輻射線、亞硝胺(Nitrosamine)、多環芳香烴(PAHs),還有硝基多環芳香烴(Nitro-PAHs)。

其中,亞硝胺類化合物主要來自食品添加物和防腐劑,多環芳香烴大多來自抽菸和二手菸,硝基多環芳香烴則是透過汽機車廢氣和 PM2.5 等毒害肺部。

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圖/unsplash

他們進一步分析,大略來說,女性在不同年紀,致癌因素也有差異。60 歲以下的女性肺癌病人,APOBEC 特徵的影響比較明顯;70 歲以上的女性患者,和環境致癌物的相關度比較高。 既然找到致癌原因,我們該如何著手預防呢?你知道肺癌,其實有疫苗可打!?

空氣污染和肺癌有關嗎?有沒有癌症疫苗?

想預防肺癌,有 2 種對策,一種是「打疫苗」,一種是「抗發炎」。

是的,你沒聽錯,英國牛津大學、跟佛朗西斯.克里克研究所,還有倫敦大學學院在 2024 年 3 月下旬公布,他們正在研發一款預防性的肺癌疫苗,就叫 LungVax。它所使用的技術,和過往牛津大學協同阿斯特捷利康藥廠製造 COVID-19 AZ 疫苗時的方法相似。

他們已經募到一筆 170 萬英鎊的經費,預計未來兩年資金陸續全數到位,第一批打算先試生產 3000 劑。不過,關於這款肺癌疫苗,目前透露的消息還不多,我們挺健康會持續追蹤這方面研究的進展。

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在疫苗出來之前,我們還有第二個對策:抗發炎。發炎和肺癌有什麼關係呢?這就要先回到一個問題:為什麼空污會提高得肺癌的機率呢?

一個很直觀又有力的推測是,空污會導致肺部細胞 DNA 突變,因此而催生出腫瘤。

圖/unsplash

但是修但幾勒,科學要嚴謹,不能只看結果。科學史上發生過很多次表象和真實截然不同的事件,空污和肺癌會不會也是這樣?

2023 年 4 月《Nature》的一篇封面故事,明確地說:Yes!肺癌真的和我們想的不一樣。

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其實早在 1947 年,就有以色列生化學家貝倫布魯姆(Isaac Berenblum)質疑主流觀點,他提出的新假設是:除了 DNA 突變以外,癌細胞還需要其他條件才能坐大。用白話說,就是肺癌是個會兩段變身的遊戲副本頭目,正常細胞先發生變異,接著再由某個條件「扣下扳機」,突變細胞才會壯大成腫瘤。

也就是説,只要攔住任一個階段,就有機會能防範肺癌。假如這論點正確,全球肺癌防治的方向將會直角轉彎。

《Nature》的研究支持這個假說,扭轉了過去 70 多年來的看法。在這項里程碑研究中,臺灣也是要角。

時間回到 2020 年,《Nature Genetics》上發表了一份針對 20 種致癌物質的研究報告,包括鈷、三氯丙烷和異丙苯等,但注意,這研究指出這些致癌物大多沒有增加實驗鼠的 DNA 變異量。

這個現象實在太違反直覺,過了 3 年,疑團還是懸而未決。直到《Nature》的跨國研究出爐,才解開部分謎底。

英國倫敦佛朗西斯.克利克研究所主導 2023 年的一項研究,他們鎖定對象為肺腺癌。肺腺癌是典型「不吸菸的肺癌」,台灣每 4 個肺癌病人就有 3 人是肺腺癌,尤其是女性肺腺癌患者有高達九成不抽菸。 為了抽絲剝繭探明空污和肺癌的關係,研究團隊聚焦在肺腺癌患者常發生的表皮生長因子受體基因變異,縮寫 EGFR。他們收集英國、加拿大、韓國和臺灣四國大約 3 萬 3 千名帶有 EGFR 突變的病人資料,進行深入分析,並且發現 PM2.5 和肺腺癌發生率有顯著關聯。研究團隊進一步用小鼠做試驗,把小鼠分成吸入和未吸入 PM2.5 兩組,結果發現吸入組更容易長出惡性腫瘤。

圖/pexels

到目前為止都還不算太意外,然而,團隊切下肺部細胞、分析 DNA 以後發現,DNA 的突變量居然沒有明顯增加!但是有另一件事發生了:堆積在肺的 PM2.5 顆粒會吸引免疫細胞從身體各處聚集過來,並分泌一種叫做 IL-1β 的發炎因子,導致肺組織發炎。

這下子有趣了,根據克利克研究所團隊的檢驗結果,估計每 60 萬個肺部細胞有 1 個帶有 EGFR 突變,這些細胞在發炎環境裡會快馬加鞭生長。相反的,當他們給小鼠注射抑制 IL-1β 的抗體,肺癌發病率就跟著下降。 《Nature》一篇評論引述美國加州大學舊金山分校分子腫瘤學專家波曼(Allan Balmain)的看法。他總結說,空污致癌的主要機制,可能不是因為空污誘發了新突變,而是持續發炎會刺激原本已帶有突變的細胞生長。換句話說,本來在熟睡的壞細胞會被發炎反應「叫醒」。

這會給肺癌防治帶來巨大衝擊,這樣一來,問題就從「用公衛或醫療方法防止 DNA 變異」變成了「如何抑制發炎」。

人體的細胞每天不斷分裂,用新細胞替換老舊細胞。但是這就像工廠生產線,良率無法百分百,組裝幾十萬產品難免會做出幾件瑕疵品,也就是帶有基因突變的細胞。換句話說,從自然界角度來看,DNA 變異是一種自發現象,醫療手段實際上幾乎不可能阻止。

但是,降低發炎卻是有可能做到的,例如注射抑制 IL-1β 因子的抗體。不過,就公共衛生來說,要給幾千萬人施打抗發炎因子藥物根本不切實際,因為太花錢,而且也可能造成其他的副作用。 波曼在《Nature》評論裡建議,透過簡易可行的飲食方式來降低體內發炎,或許有機會減少某些癌症的風險。這也就是說,科學家應該重新回來審視,怎樣把每天的生活點滴點石成金變成防癌手段。

圖/unsplash

這也等於預告了肺癌的下一階段研究方向,除了內科、外科醫療科技持續精進,尋求預防惡性疾病的最佳飲食要素,也成為聚焦重點。

也想問問你,關於肺癌,你最看好的下一個突破是什麼呢?

  1. 希望有篩檢技術 2.0,不但百發百中,如果連X光都不必照,只要抽血就能順便驗出有沒有癌細胞,那該多好。
  2. 當然是癌症疫苗,最好是能一勞永逸。
  3. 科學證實有效的抗發炎防癌食物組合,我一定立刻加入菜單,不過還是希望味道要好吃啦。

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