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翻開覆蓋的陷阱卡:「石綿」健康的隱形殺手

行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2017/11/08 ・3164字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 536 ・七年級

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託,泛科學企劃執行

文/陳衍達 │自由寫手

2017.12.1編按:文章最末段有進行修改,詳請請看文末編按。

今天要來和大家談談石綿(asbestos)。政府從 1989 年開始便逐步禁止其輸入與使用,明年(2018 年 1 月 1 日)起更將全面禁用,我們對石綿的認識頂多就是舊版國中小課本(洩漏年紀了嗚),在自然課實驗加熱時使用的石綿網,不過現在其實也多以陶瓷纖維網取代。

但前陣子卻出現了一則新聞:《工業發展史中的致命粉塵:臺灣石綿職業病可能在 2020-2030年達到高峰》,看到這樣的標題,你或許有以下的困惑:我們不是已經不用石綿了嗎,為何高峰是在這麼多年以後?石綿的職業病是什麼?學者們又是如何預測到石綿職業病發生的高峰的?

石綿主要成分其實類似沙子,它的致病性來自於粉碎的石綿會形成很細緻的粉塵,如果吸入肺中會累積無法排除,累積達到一定數量並長時間在肺中作用,便可能會引發「石綿沉著症」嚴重影響肺部功能;在臨床上石綿已經證實與許多種癌症有直接關聯,包括惡性間皮瘤、肺癌、喉癌、卵巢癌等。其中惡性間皮瘤為罕見癌症,與接觸石綿關聯性極大。

燒不掉的棉花

在回答這些疑問以前,我們先來認識石綿,了解為何它會潛伏在你我周圍?石綿(Asbestos)其實是六大類結晶呈纖維狀的矽酸鹽類礦物總稱,主要出現在海洋地殼經推擠抬升出海平面的蛇綠岩套中,從原礦中剝離之後呈棉絮狀,帶點緞面織品的光澤;常見的種類有蛇紋石系的白石綿,與角閃石系的青石綿和褐石綿。它耐熱防火、隔熱、吸音、絕緣、耐酸鹼而且輕盈柔軟,在工程上是性能相當優良的材料。

石綿從原礦中剝離之後呈棉絮狀。圖/ Aram Dulyan @ Wikimedia, CC0

考古紀錄顯示早在西元前,芬蘭東部尤奧湖(Juojärvi)一帶的居民便會使用直閃石系的石綿加強廚具的性能;最早的文獻紀載則在古羅馬時期,賽普勒斯的特羅多斯山(Τρόοδος,Troodos)是古代重要的石綿產區,當時會將石綿用作燈芯或製成可「用火清潔」的織品如衣物或桌巾。十九世紀中葉,隨著歐美發現多處新礦場,以及各種用途的開發,石綿開始大量進入人們的日常生活中。白石綿可混紡進紗線製成「防火毯」或者舞台的布簾,另外鍋爐管線的絕熱夾層、建築中的防火吸音塗料以及剎車來令片包材也多會用到白石綿;褐石綿則較常混入水泥中製成石綿浪板及石綿瓦,是質輕、防火又吸音的建材。

石綿是性質優良的建材,圖為風化後露出鬆散棉絮的石綿板。圖/ Bill Bradley @ Wikimedia, CC

翻開石綿這張覆蓋的陷阱卡

但到了十九世紀末,發生在石綿產業相關工作者的肺部疾病逐漸引起關注。1899 年,英國倫敦的 H. M. Murray 醫生首次在一名罹患肺纖維化的年輕石綿磚工人的肺部切片中,發現石綿纖維;但在這之後又過了二十多年,石綿肺症(asbestosis)一詞才首次問世。1918 年,美國的勞動統計顯示石綿作業者早死的風險異常高;1928 年,一份英國勞動部的流行病學調查更指出,年資 20 年以上的石綿作業勞工,肺部纖維化的發生率超過八成。直至 1960 年代,石綿和石綿肺症、肺癌以及間皮細胞瘤(mesothelioma)等疾病之間的關聯性才逐漸廣為人知及接受。

三種石綿相關疾病的潛伏期都在 20 年以上,其中間皮細胞瘤的潛伏期約 30-40 年,加上間皮細胞瘤較少因暴露石綿以外的物質而致病,由此可推估石綿相關的職業病大約在石綿使用高峰期之後 30-40 年的 2020-2030 年達到高峰。

儘管歐美政府已經意識到石綿可能造成的危害,但這麼好用的材料仍讓人們難以割捨,直到 1970 年代才逐步減產及限制進口(只有英國在 1932 年就開始「管制」石綿使用)。國際癌症研究總署(International Agency for Research on Cancer, IARC) 在 1987 年將所有種類的石綿列為第一級致癌物,禁用石綿才變成國際共識,但在這期間已有數以萬計的勞工因石綿而罹病甚至死亡。

石綿被國際癌症研究總署IARC列為第一級致癌物。圖/ Clker-Free-Vector-Images @ Pixabay, CC0

熱門產業帶來的後遺症

鏡頭拉回到了臺灣:二戰時期,日本和國民政府曾在花蓮進行過小規模的石綿開採;而後在 1960 年代,隨著都市化及工業化的需求,臺灣開始大量進口石綿,並在 1980 年代達到高峰。除了礦場及工廠勞工的職業暴露以外,推動十大建設時拆船業蓬勃發展,船隻上含有石綿的鍋爐管線也讓工作者在不知不覺中暴露在石綿纖維的危害之中。

雖然目前石綿已經幾乎被禁用了,舊建築中的殘存石綿,仍是目前最普遍的暴露疑慮。2017年11月澳洲國立大學(Australian National University)發表於於《 Lancet Public Health》的研究《Risk of cancer associated with residential exposure to asbestos insulation: a whole-population cohort study.》於1983~2013年間調查了澳洲首都地區(ACT)超過一百萬人後發現,生活在含有石綿建材的房屋中的男性罹患間皮瘤的風險跟未暴露者相比增加了2.5倍,在研究調查的285名診斷為間皮瘤的患者中,有七名居住在有石綿建材的建築當中。但回到台灣,到底有多少影響還需要後續更多的研究和追蹤,如果真的仍居住在還有石綿的建物中擔心相關風險的話可以與有關單位聯絡,需拆卸時也要做好適當的防護措施喔。

2017.12.1編按:本文最末句原文為「那麼,我們究竟能怎麼防範日常生活中的石綿暴露呢?事實上,只要不去破壞建材,石綿纖維基本上不會被釋放出來;如有需要拆除,儘量在不破壞建材的情況下整塊卸下,並做好適當防護就可以了喔!」與 2017/11/2 於《 Lancet Public Health》發表的研究《Risk of cancer associated with residential exposure to asbestos insulation: a whole-population cohort study》內容有出入,因此將文字調整為現在的版本,謝謝網友的指正與補充資料。

參考資料:

  1. 環保署公告-〈環保署將逐步禁止石綿用於石綿瓦製造〉
  2. 環保署公告-〈環保署提前全面禁用石綿之時程〉
  3. 《Ophiolite Concept and the Evolution of Geological Thought》-〈History of asbestos discovery and use and asbestos-related disease in context with the occurrence of asbestos within ophiolite complexes〉
  4. EnvironmentalChemistry.com-〈A Brief History of Asbestos Use and Associated Health Risks〉
  5. 英國獨立報-〈It took 80 years to act〉
  6. IARC monograph supplement No. 7
  7. 臺灣職業安全健康連線-〈石綿的健康危害與臺灣現況〉
  8. 美國國家有毒物質和疾病登記中心-Asbestos Toxicity
  9. 營建署公告-〈未損傷的既有居家石綿建材,不會對人體健康造成影響〉
  10. 國家毒物研究中心─石綿

 

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行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
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行政院環境保護署毒物及化學物質局,落實毒物及化學物質之源頭管理及勾稽查核,從源頭預防管控食安風險,追蹤有害化學物質,維護國民健康。 網站:https://www.tcsb.gov.tw/


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》