本文為國民健康署廣告，泛科學企劃執行

• 文/林宇軒

「吸菸有害健康啊！」無論你是不是癮君子，大概都聽過不少次。

多數人都知道抽菸有害身體健康，癮君子們更是聽到耳朵長繭，都還是戒不掉。戒菸這麼困難，那使用一些紙菸的替代品，像是加熱式菸品或是電子煙，會不會比較好呢？替代品真的比較好嗎？

請跟著我們一起看看，目前科學研究上的證據，加熱式菸品和電子煙，到底是壞人，還是包著糖衣的假面？

讓人陶醉的惡魔：尼古丁

在開始討論紙菸替代品的優劣之前，要先來了解一下，為什麼會說抽菸不好，到底不好在哪裡？

尼古丁是紙菸之所以這麼令人陶醉的主要原因，點燃以後飄起的那一縷縷白煙，充滿了讓人感受到無比放鬆的尼古丁分子。當尼古丁被吸入體內以後，透過血液循環到達神經系統，尼古丁會與神經細胞上、負責接收訊號的乙醯膽鹼受體結合，牢牢抓住受體，不容易被代謝掉。而且尼古丁和該受體還結合得特別緊，半衰期長達 2 小時，不像神經傳遞物質 ── 乙醯膽鹼 ── 很快就被清除掉，半衰期大概只有短短的 1 分鐘左右 [1]。

也就是說尼古丁的存在，會讓神經細胞覺得：「哇！我一直收到很多獎勵訊號。」進而刺激大腦分泌多巴胺，讓我們感覺放鬆、產生幸福的滋味。

只不過這樣會讓神經系統處在活躍狀態的時間太長，為了避免神經系統受不了，吸菸者的神經細胞就會產生更多的乙醯膽鹼受體，降低神經細胞的敏感度，讓神經細胞比較不那麼興奮。

反之，如果停止吸入尼古丁，神經細胞便感覺不太到原有的神經傳遞物質，就會出現戒斷症狀：注意力不集中、情緒低落、煩躁、易怒等。隨著抽菸的次數增加，這個抑制的機制會讓原本的吸菸量變得越來越無法放鬆、產生愉悅感，讓許多原本只要抽一支菸就可以撐一兩週的人，到後來每次只能撐個一、兩小時，就必須再點下一根了。

許多人以為，抽菸要抽很多次才會上癮，但尼古丁最厲害的就是，只要吸一次，大腦結構就被改變了。研究發現給予大鼠一根菸的尼古丁量，就足以讓大腦 88% 的受體與尼古丁結合 [2]。另一篇研究調查了美國七年級青少年的吸菸經驗，62% 的青少年表示他們只抽過一次，就出現了戒斷症狀 [3]，也就是說，只要一根菸，大腦就開始啟動抑制機制，帶你邁向成癮之路。

吸菸有什麼糟的？

吸菸會造成身體的危害可不是亂說的，菸草本身就含有一些致癌物。菸草中最致癌的莫過於這三種分子：N- 亞硝基降菸鹼 (NNN) 和它的代謝產物 (NNAL)，以及 4-甲基亞硝胺 -1-3-（吡）啶基 -1-丁酮 (NNK)。這幾項都已經有許多研究指出，會導致肺癌、胰臟癌、食道癌與口腔癌的罹患率風險提高 [4]。

除此之外，在菸草燃燒的過程中，還會產生焦油。焦油的外觀看起來是黑色粘稠的液體，所以你會在一些阻止你買菸的廣告上看到黑掉的肺部，那個就是把焦油吸進肺部之後的樣子。焦油當中包含了許多的致癌物，包括許多的多環芳香烴，這些含有苯環的複雜分子，很多都會刺激氣管、支氣管和肺部，而且是致癌物質，還會增加罹患肺癌和口腔癌的風險。

舉例來說，BPDE(Benzo(a)pyrene diol epoxide，一種環芳香烴碳氫化合物)，這個分子進到細胞內之後，會附著到細胞中 p53 基因的位置，造成基因受損，最終導致肺癌。1996 年，科學家在紙菸中找到這個分子，並在《科學》期刊中發表這篇論文，這個研究說明了燃燒菸草產生的致癌物與人類癌症有直接的關聯性[5]。（延伸閱讀：菸草致癌研究風雲：科學家與菸草商的鬥智—《p53：破解癌症密碼的基因》）

那尼古丁呢？目前關於尼古丁對人體的危害證據還很分歧，部分研究結果認為看不出來尼古丁對成人有明顯的影響 [6]，然而也有一些研究持相反看法，認為長期暴露於尼古丁煙霧的安全性仍屬未知 [7]。不過，倒是不少研究認為，尼古丁對青少年的神經系統影響比成人更大，比成人更容易成癮 [8,9]，對胎兒和幼兒就更不用說了，甚至可能會影響孩童的腦部發育 [10]。然而，光是尼古丁讓人們成癮的特性，就已經會大大地提高暴露於前述幾種致癌物的風險，完全不能說菸草中的尼古丁無害。

用加熱式菸品就可以了？

既然燃燒會產生致癌的焦油，而吸菸只是需要尼古丁帶來的愉悅感，那麼不把菸草點燃總行了吧？國外有一些加熱式菸品，是將菸草柱插入加熱用的金屬片中，並以電池充電來加熱菸草柱，當溫度夠高的時候，菸草中的「有感」成分能被蒸出來吸食。

加熱式菸品少了燃燒這個步驟，因此其中的致癌物質 ── 焦油 ── 也可能減少 [11]，而尼古丁還是會被蒸出來，只不過攝入的尼古丁含量可能因此會比抽一般的紙菸來的低，可能會導致許多人吸食頻率增加，那麼菸草中本身所含有的那些致癌物質，可能反而會吸得比原本抽紙菸來的更多，健康的風險可能不減反增。

那沒有菸草的電子煙又如何？

另外一種非燃燒式的菸品就是電子煙。電子煙的運作方式，是將菸商製造的煙油加入電子煙的容器中，再透過電池將線圈加熱，線圈會加熱煙油使其氣化，而使用者就是吸食煙油氣化後產生的蒸氣。

電子煙在美國青少年族群中的使用率近年快速攀升，是因為電子煙有更濃的煙霧讓視覺效果更好、味道較佳、較強的喉韻 (throat hit)、出於好奇等因素 [15]，許多電子煙商看準這點還紛紛推出各種不同口味的產品，製造噱頭吸引年輕人嘗試。

許多電子煙製造商宣稱不含尼古丁，可以減少成癮的可能，但是衛福部 2016 年抽樣調查三千多件電子煙產品的結果，發現有近八成的產品含有尼古丁 [16]，根本無法避免成癮，還會讓使用者更容易沉溺其中。有研究發現，使用電子煙的青少年，日後抽紙菸的比率大幅提高 6 倍之多 [17]。

不過，電子煙標榜沒有燃燒的過程，所以不會產生焦油，而且電子煙並沒有使用菸草，不含有菸草中所含有的那些致癌物。但是，這並不代表煙油就很安全，煙油的溶劑中含有許多致癌的化學物質，例如：苯、環氧乙烷、丙烯腈、丙烯醛、丙烯醯胺等致癌物，研究發現電子煙使用者的尿液中，這些致癌物的代謝物顯著高於不吸菸者，根本無法說電子煙無害 [18]，而且青少年吸菸者嘗試吸電子煙後，最終很容易同時使用紙菸和電子煙，根本雪上加霜 [19]。

更可怕的是，電子煙和加熱式菸品的電池還有可能在不啟動的狀態下，從你的口袋中爆炸，光是在美國就已經發生過很多起案例。看看下面新聞影片的連結，你能想像，要是電子煙是在嘴裡爆炸，那該有多可怕？（延伸閱讀：電子煙爆炸案並非個案 研究：爆炸意外次數比你想得多 – 地球圖輯隊）

朋友，抽任何一種菸都沒有比較安全啊！

總結來看，加熱式菸品和一般燃燒紙菸一樣有焦油和尼古丁的危害，反而會讓癮君子情不自禁的抽更多；而電子煙雖然沒有了菸草，但仍可能含尼古丁，且多出了更多種致癌物，成癮性也沒有比較低。更可怕的是這兩種的電池還有可能會突然爆炸，完全無法說這兩種紙菸替代品比較安全。

目前，台灣還沒有正式准許這些替代性菸品進口，許多人會違法偷偷從國外買進來。對於不想戒菸的癮君子來說，這些替代性產品的危害根本不重要；而對於想戒除尼古丁成癮的人來說，目前也沒有明確證據指出，替代性菸品是有效的方法；但是那些產品的酷炫與新鮮感，對於未曾吸菸的青少年來說，會是踏入菸品世界的敲門磚，一旦開始使用，就會越抽越多，對健康產生越多危害，減少吸菸人口的目標，大概也會越來越遠了。

參考文獻：

1. Benowitz, N. L., Jacob, P. I. I. I., Jones, R. T., & Rosenberg, J. (1982). Interindividual variability in the metabolism and cardiovascular effects of nicotine in man. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 221(2), 368-372.
2. Brody, A. L., Mandelkern, M. A., London, E. D., Olmstead, R. E., Farahi, J., Scheibal, D., … & Koren, A. O. (2006). Cigarette smoking saturates brain α4β2 nicotinic acetylcholine receptors. Archives of general psychiatry, 63(8), 907-914.
3. DiFranza, J. R., Rigotti, N. A., McNeill, A. D., Ockene, J. K., Savageau, J. A., St Cyr, D., & Coleman, M. (2000). Initial symptoms of nicotine dependence in adolescents. Tobacco control, 9(3), 313-319.
4. Xue, J., Yang, S., & Seng, S. (2014). Mechanisms of cancer induction by tobacco-specific NNK and NNN. Cancers, 6(2), 1138-1156.
5. Denissenko, M. F., Pao, A., Tang, M. S., & Pfeifer, G. P. (1996). Preferential formation of benzo [a] pyrene adducts at lung cancer mutational hotspots in P53. Science, 274(5286), 430-432.
6. Dinakar, C., & O’Connor, G. T. (2016). The health effects of electronic cigarettes. New England Journal of Medicine, 375(14), 1372-1381.
7. Franck, C., Filion, K. B., Kimmelman, J., Grad, R., & Eisenberg, M. J. (2016). Ethical considerations of e-cigarette use for tobacco harm reduction. Respiratory research, 17(1), 53.
8. US Department of Health and Human Services. (2014). The health consequences of smoking—50 years of progress: a report of the Surgeon General. Atlanta, GA: US Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Chronic Disease Prevention and Health Promotion, Office on Smoking and Health, 17.
9. Holliday, E., & Gould, T. J. (2016). Nicotine, adolescence, and stress: a review of how stress can modulate the negative consequences of adolescent nicotine abuse. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 65, 173-184.
10. Holbrook, B. D. (2016). The effects of nicotine on human fetal development. Birth Defects Research Part C: Embryo Today: Reviews, 108(2), 181-192.
11. Mallock, N., Böss, L., Burk, R., Danziger, M., Welsch, T., Hahn, H., … & Hutzler, C. (2018). Levels of selected analytes in the emissions of “heat not burn” tobacco products that are relevant to assess human health risks. Archives of toxicology, 1-5.
12. McNeill, A., Brose, L. S., Calder, R., Bauld, L., & Robson, D. (2018). Evidence review of e-cigarettes and heated tobacco products 2018. A report commissioned by Public Health England. London: Public Health England, 6. (Link)
13. Benowitz, N. L., & Fraiman, J. B. (2017). Cardiovascular effects of electronic cigarettes. Nature Reviews Cardiology, 14(8), 447.
14. “Scientists describe problems in Philip Morris e-cigarette experiments”, Reuters News, 2017 Dec. 20
15. Krishnan-Sarin, S., Morean, M., Kong, G., Bold, K. W., Camenga, D. R., Cavallo, D. A., … & Wu, R. (2017). E-cigarettes and “dripping” among high-school youth. Pediatrics, 139(3), e20163224.
16. 電子煙、加熱式菸品你應該知道的30問 – 國民健康署
17. Barrington-Trimis, J. L., Urman, R., Berhane, K., Unger, J. B., Cruz, T. B., Pentz, M. A., … & McConnell, R. (2016). E-cigarettes and future cigarette use. Pediatrics, 138(1), e20160379.
18. Rubinstein, M. L., Delucchi, K., Benowitz, N. L., & Ramo, D. E. (2018). Adolescent exposure to toxic volatile organic chemicals from e-cigarettes. Pediatrics, 141(4), e20173557.
19. Best, C., Haseen, F., Currie, D., Ozakinci, G., MacKintosh, A. M., Stead, M., … & Frank, J. (2018). Relationship between trying an electronic cigarette and subsequent cigarette experimentation in Scottish adolescents: a cohort study. Tobacco control, 27(4), 373-378.

延伸閱讀：

1. 電子煙、加熱式菸品你應該知道的30問 – 國民健康署

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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。

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。

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。

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