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從吸管限用開始,我們該如何拯救被塑膠淹沒的海洋?

活躍星系核_96
・2019/06/30 ・4512字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 539 ・八年級

文/顏寧|綠色和平海洋專案主任

G20 高峰會剛落幕,各國領袖達成共識,致力在 2050 年前消除海洋垃圾,推動各國立法減塑。七月一日,臺灣將開始全亞洲第一個吸管限令:包括公部門、私立學校、百貨業與連鎖速食業內用皆不得提供吸管。預估一年可減少一億根吸管、約 1% 的吸管使用量。另環保署也將以此評估,決定是否明年擴大至外帶飲料與手搖杯業者。

塑膠垃圾對生物的影響:誤食、纏繞、改變生態系

網路上一則倒楣海龜鼻孔插進吸管,最後被救傷人員拔出的影片引發熱議。拔除過程中海龜痛苦不堪的畫面,不只讓人為之鼻酸,更掀起全球的拒用塑膠吸管熱潮。塑膠製品無法在自然環境中分解,一旦製造,至少會留存環境百年,造成許多生物因此纏繞或誤食,引發受傷、生病甚至死亡。

去年六月,鳥友在宜蘭大溪漁港拍到一隻鳳頭燕鷗,嘴喙上卡著一根塑膠吸管。今年同樣在燕鷗繁殖季節,又在蘭陽溪口發現一隻鳳頭燕鷗嘴喙卡著一個拉西環1,久久無法掙脫。從海洋保育署今年第一季的海龜及鯨豚通報救傷統計來看,漁業誤捕、漁業廢棄物與人造塑膠垃圾,已成為海洋生物擱淺死亡的主因之一 。而除了海鳥、海龜與鯨豚類容易獲得人們較多關注,其實越來越多魚類與無脊椎生物也因塑膠垃圾受害。

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所有常用的塑膠都不是生物可分解的,它們會因陽光紫外線照射、風跟海浪等外力作用,裂解成不到 5 公釐的細小塑膠碎片。研究指出,每年最多有 1270 萬噸塑膠垃圾排入海中,相當於每分鐘一卡車的垃圾,源源不絕的往海裡倒 3。其中 47% 是塑膠包裝和一次用的製品,材質以聚乙烯(polyethylene,簡稱PE)和聚丙烯(polypropylene,簡稱PP)為大宗。4 這些塑膠碎片分佈的範圍無遠弗屆,從極地到熱帶、從海水表面、沿岸到海洋最深處的馬里亞納海溝,都有微塑膠的蹤跡。

 

今年國家地理雜誌六月份的封面故事〈誰吃了海洋微塑膠〉,報導美國海洋與大氣總署(NOAA)的科學家,在夏威夷外海油狀物區域做仔稚魚研究的駭人發現。簡單說,仔稚魚是新生的魚寶寶,經常聚集在油狀物匯集的海上覓食,而了解仔稚魚是研究漁業和魚群狀態非常重要的一環,不過因為仔稚魚又小又脆弱,使得仔稚魚的研究困難重重。研究人員驚訝的發現,在海面油狀物裡微塑膠濃度超高,微塑膠的量是仔稚魚的七倍以上,意謂著仔稚魚一張嘴就會吃到塑膠。

對新生仔稚魚來說,能吃到東西代表能多活一天,但若第一餐吃下的是塑膠,牠們可能等不到下一餐。雖然目前對魚類吃下塑膠所造成的傷害,科學界還沒有定論。但從實驗室裡的檢驗,讓科學家得以推測魚類的食慾、反應和成長速度都會受到影響;而仔稚魚生存狀態的細微變化,會轉為整體魚群的巨大變化,連帶影響到上層的食物鏈。

臺灣海生館副館長陳德豪帶領研究團隊,在恆春半島海域採集 117 隻珊瑚礁與洄游性魚種,發現九成五的魚類腸胃裡都有微塑膠,每隻魚體內至少有 5 個塑膠碎片,體型最大的鬼頭刀甚至有 32 個。另外,研究團隊也觀察海生館救傷收容的 21 隻海龜。從綠蠵龜、橄蠵龜和玳瑁的糞便裡,發現水果網袋、塑膠袋、糖果包裝紙、橡皮筋等,每隻海龜都吃下了數量不等的海洋廢棄物,比例高達百分之百,無一倖免。

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受到塑膠污染影響的不只是野生動物,就連人類也開始受到大量消費塑膠製品的後果。世界自然基金會(WWF)的最新報告指出,平均每人每週吃下 5 公克的微塑膠,相當於每個禮拜吃掉一張信用卡。微塑膠無所不在,我們呼吸的空氣、我們吃的食物,以及我們喝的水都有微塑膠。那我們還能怎麼辦?面對不斷宣洩而下的水流,最重要的是關緊水龍頭的決心。

為什麼要從塑膠吸管禁起?

臺灣人一年用 30 億根吸管,算起來平均每人三天用一根,一天就有 800 萬根。雖然吸管在技術上是可以回收的,但可回收吸管的縣市只占少數5,要回收還需先沖洗乾淨,否則不但細菌孳生,更會影響回收品質。另外,吸管體積小質量輕,雖然技術上可回收,但回收利潤低,不足支付分類成本,經濟上沒有回收價值。

現行的機制底下,塑膠吸管回收並不符合經濟價值。 Image by Ulrike Leone from Pixabay

從在地環保團體過去十多年來的淨灘數據,吸管加上手搖杯、塑膠袋與免洗餐具等,總是蟬聯淨灘垃圾前五名。南非學者研究數個與開普敦城市不同距離的海灘發現,越輕、體積越小的垃圾,尤其是塑膠袋和食品包裝袋,因浮力小,主要聚集在鄰近城市區域的海岸上,不容易漂到太遠的地方。6換句話說,這些日常飲食相關,多半是聚乙烯或聚丙烯材質的一次用塑膠製品,主要來自於本地的消費,而不是從國外海漂而來。它們隨著河流或排水溝散溢到環境,最後擱淺在海岸上。

用得多卻回收不易,最好的方式還是減少使用。包括綠色和平在內等數個關心海廢議題的環保團體,與環保署共組海廢治理平台,在去年公佈的海廢治理行動方案中,特別將吸管、塑膠袋、免洗餐具與手搖杯納入減塑時程表中,從現在開始以限用、收費逐步走向 2030 年全面禁用。速食龍頭麥當勞率先停止提供塑膠吸管,改用就口杯鼓勵民眾直接喝。新的就口杯蓋,比起原本杯蓋加上吸管少了 0.4 克,麥當勞評估可減少 16% 塑膠。臺灣肯德基也跟進,鼓勵民眾撕開封膜飲用,預計一年減少 2 萬 5 千公斤塑膠量。

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海灘上和日常飲食相關的一次用塑膠製品,由於質地較輕,主要是在地的產物,而不是從國外海漂而來。Image by Jasmin Sessler from Pixabay

生物可分解塑膠為什麼不好用?

減塑政策推得沸沸揚揚,在消費者改變習慣之前,替代材質常是各方辯論的焦點。的確,市面上有具有潛力的替代材料,最普遍的生物可分解材質 PLA 與新興的 PHA 兩者都是可自然分解的塑膠,分解後最後剩下二氧化碳、水與其他殘留物。PLA 是利用玉米、木薯、麥桿和稻稈等植物中的澱粉和纖維素,經發酵後產生乳酸,將乳酸聚合,形成聚乳酸 (polylactic acid 或 polylactide,簡稱 PLA)。PHA則是厭氧菌合成的聚合物,好處是 PHA 可以在海洋中分解7,且 PHA 比 PLA 更耐熱,PLA 耐熱性只有 60 度,PHA 可耐熱到 140 度,比 PLA 更適合盛裝熱食。

實際上,這些「替代材質」最棘手的問題其實是:

(1)其實,可自然分解不是那麼「自然」,而是需要特定情境。PLA必需在工業堆肥的環境中才能分解,也就是高溫(60 度)、高濕與厭氧菌的環境下,可能在 60 天內可分解九成。但若環境條件不同,分解時間會更久(90 天到 180 天都有可能),分解程度也可能受到影響。而 PHA 在海中分解的速度也跟溫度、深度與菌種多寡有關。

(2)PLA 外觀與一般塑膠無異,消費者根本無法分辨。

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(3)最後,PHA 雖比 PLA 耐熱、分解條件較寬鬆,但因為生產成本過高,目前還無法大量生產。

(4)目前 PLA 主要來源為玉米,可能面臨基因改造與競爭糧食種植的其他問題。

減塑政策與塑膠產業的拉鋸戰

臺灣的吸管禁令,先限制四大場所內用不提供塑膠吸管,雖然還沒有全面禁用,但已射出亞洲的第一箭。其他國家像蘇格蘭、萬那杜、牙買加、英格蘭(2020)和歐盟(2021)也陸續喊出禁用包括吸管在內的一次用塑膠製品。在國家層級之外,還有美國西雅圖、紐約、舊金山與加拿大溫哥華等城市,由當地市政府通過禁用吸管法案。

塑膠產品這麼多,該怎麼處理才能夠有效的減塑呢?Image by meineresterampe from Pixabay

不過,可別小看美國石化產業的遊說手腕,像佛羅里達就堅決不向減塑運動低頭,即使州內至少 10 個海灘小鎮都已開始實施吸管禁令,議會仍通過「在未來五年內都不准禁用塑膠吸管」的法案8。 另外,星巴克雖然是最早喊出全球分店都停用塑膠吸管,但比起原來的杯蓋加吸管,新推出的寶寶杯蓋重量卻不減反增9 。作為全球飲品企業巨頭,建議星巴克可以多向臺灣麥當勞學習,也期待臺灣麥當勞能鼓勵其他地區分店跟進,全力減塑。

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塑膠吸管限用,減塑的下一步呢?

縱觀各國,處理減塑最普遍的作法是對塑膠袋的管制,作法包括直接禁用、禁止一定厚度或付費取得。但塑膠產品這麼多,一項一項禁,真的來得及挽救我們的海洋?國際上腳步最快的是歐盟,與其分別設定個別塑膠製品的減量時程,直接魄力喊出 2021 年廣泛禁用 10 項海灘上常見的塑膠製品,以及寶特瓶的回收率需在 2025 年達到九成。而擁有全球最長海岸線的加拿大受到歐盟鼓舞,同樣訂定最快在 2021 年,禁用如塑膠袋、吸管、塑膠餐具杯碟與攪拌棒等有害的一次用塑膠製品。10最近加州也跳脫過往與石化業者和塑膠製造業者,在保麗龍餐盒、塑膠袋和塑膠吸管戰場上的較勁,提出在 2030 年減少 75% 一次用塑膠包裝與製品的法案。11

「如果我們要修補這個系統,我們需要實際提出一個系統性的解決之道。」

——「東西的故事(Story of Stuff)」倡議總監史提夫.威爾森(Stiv Wilson)

立法絕不是萬能,但是法令規範是最有效率的方式,配合後續的執法與民眾消費習慣改變,才是真正能降低塑膠使用量的關鍵。根據聯合國的統計,以目前實施減塑或限塑的國家來看,30%的國家在法律上路的第一年,塑膠袋的消費就顯著下降;但也有 20% 的國家沒什麼變化,原因是缺乏執法,以及缺乏民眾可負擔的替代產品。甚至,後者的國家還因此誕生塑膠袋走私與黑市的需求,或是以法律沒有規範的厚塑膠袋企圖規避。

臺灣已公布四項一次用製品的減量時程表。圖/環保署一次用產品源頭減量宣導網

臺灣已跨出吸管限用的第一步,雖造成小小不便,仍有許多民意支持。相較於其他國家,目前臺灣已公布四項一次用製品的減量時程表,臺灣絕對有潛力作為亞洲的減塑領袖。未來我們也期待看到環保署能加快腳步,以歐盟為目標,並加強環境教育,鼓勵循環經濟的創新設計與服務,讓臺灣擺脫濫用塑膠的惡名。

參考資料與註解:

  1. 拉西環是洗滌塔的填充濾材,英文為 raschig ring(拉西環)或 packing(填充球、環保球、生化球)。濕式洗滌塔是一種將污染氣體大面積與液體接觸後,把有毒物質留在水中,乾淨空氣排放出去的裝置。焚化爐跟化工廠的煙囪都會安裝洗滌塔,以滿足排放標準。
  2. 三月擱淺的柯氏喙鯨胃裡有大量塑膠垃圾。海龜的部分,全台一共有 103 隻海龜通報案件,其中 82 隻已經死亡,19 隻是漁業誤捕,還有 3 隻遭廢棄漁網和漁線纏繞。
  3. J. R. Jambeck, R. Geyer, C. Wilcox, T. R. Siegler, M. Perryman, A. Andrady, R. Narayan & K. L. Law (2015). Plastic waste inputs from land into the ocean. Science 347, 768–771.
  4. Geyer, Roland, Jenna R. Jambeck, and Kara Lavender Law (2017). Production, use, and fate of all plastics ever made. Science Advances 3, e1700782.
  5. 根據中央社(2018)報導,目前可回收吸管縣市如下:新北市、基隆市、南投縣、嘉義市、台南市、金門縣。
  6. Fazey, F.M.C. and Peter G. Ryan (2016) Debris size and buoyancy influence the dispersal distance of stranded litter. Marine Pollution Bulletin (110): 371-377.
  7. Gross RA, Kalra B (2002) Biodegradable polymers for the environment. Science
    297:803–807.
  8. Florida lawmakers pass bill prohibiting plastic straw bans in cities
  9. 依星巴克杯子大小不同,原本杯蓋加吸管重量為 3.23 與 3.55 克,新的寶寶杯蓋分別是 3.55 與 4.11 克
  10. Canada to ban harmful single-use plastics and hold companies responsible for plastic waste
  11. California Circular Economy and Plastic Pollution Reduction Act.(2019-2020)
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文與  益福生醫 合作,泛科學企劃執行

昨晚,你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎?這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾,甚至在腦海中數了幾百隻羊,大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程,讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇:你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠,我們得先認識身體的一套精密防衛系統:下視丘-垂體-腎上腺軸(HPA axis) 。這套系統原本是演化給我們的禮物,讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時,能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動,腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙),這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性,讓我們在危機中保持清醒 。

然而,現代人的「劍齒虎」不再是野獸,而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

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在理想的狀態下,人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後,身體會進入「修復模式」,此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點,讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素(Melatonin)接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號,它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素(Orexin)神經元,幫助大腦順利關閉覺醒開關。

對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態 / 圖片來源:envato

然而,當壓力介入時,這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出,長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化,使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌,更會讓食慾素在深夜裡持續活化,強迫大腦維持在「高覺醒狀態(Hyperarousal)」。 這種令人崩潰的狀態就是,明明你已經累到不行,但大腦卻像停不下來的發電機!

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升,而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸,分泌更多皮質醇來試圖消炎,高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期(REM),導致睡眠品質變得低弱又破碎,最終形成「壓力-發炎-失眠」的惡行循環。也就是說,你不是在跟睡眠上的意志力作對,而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關:PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局,科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系:腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」,而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便,更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話,直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」(Psychobiotics)。

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腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」/圖片來源:益福生醫

在眾多研究菌株中,發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發,累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」(First Night Effect, FNE),也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難,俗稱認床。科學家在進行實驗時發現,補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期(NREM)的睡眠長度,且入睡更快,起床後也更容易清醒。更重要的是,不同於常見的藥物助眠手段(如抗組織胺藥物 DIPH)容易造成快速動眼期(REM)剝奪或導致睡眠破碎化,PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力,它能有效縮短入睡所需的時間,並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現,即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理(Heat-treated),轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」(Postbiotics),其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點,讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中,科學家觀察到一個耐人尋味的現象:當詢問受試者的主觀感受時,往往會遇到強大的「安慰劑效應」,無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人,主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相,讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而,客觀的生理數據(Biomarkers)卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後,實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人(84.6%)出現了夜間褪黑激素分泌增加,且壓力荷爾蒙(皮質醇)顯著下降,這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統,而不僅僅是心理安慰。

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最值得關注的是,對於那些失眠指數較高(ISI ≧ 8)的族群,這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後,不僅生理標記改善,連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間,以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠:構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息,而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠,關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石,始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境,到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統,並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現,身體便能更順暢地啟動睡眠開關,回歸自然的運作節律。

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與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持,每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始,為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作,泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡,乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生;但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視,那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」(IPF),其預後往往不太樂觀,確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先,我們得先破解一個迷思:肺纖維化並不是單一疾病,而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」,腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象,患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕,像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是,IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化,是兩種完全不同的概念。

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IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉 / 圖示來源:shutterstock

肺部為何會變成「菜瓜布」?

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布?這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織,就是肺部間質組織(interstitium)的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍,包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下,肺部損傷後會啟動修復機制,並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內,這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號,導致負責修復工作的「纖維母細胞」(fibroblasts)被過度活化,進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織,最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現,這個過程之所以棘手,在於它是一個「惡性循環」,肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ,它們相互加乘,演變成難以阻斷的強大破壞力。

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雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸,特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外,患有自體免疫疾病(如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎,)的患者,他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人,必須特別警覺。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。/ 圖示來源:shutterstock

打斷惡性循環的挑戰,為何只對抗「纖維化」還不夠?

面對這個不可逆的疾病,醫學界長年束手無策,直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥:Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺,首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而,這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望,卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看,這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題:既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊,那麼,我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略,從而更有效地打斷這個惡性循環?

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找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題,科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素:磷酸二酯酶 4B(PDE4B)

為什麼鎖定它?讓我們看看它的「雙重作用」機制:

  1. 關鍵位置: PDE4B 同時存在於免疫細胞(與發炎有關)與纖維母細胞(與纖維化有關)當中。
  2. 作用機制: PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP(環磷酸腺苷) 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
  3. 雙重抑制: 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性,細胞內的 cAMP 就不會被分解,濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞,同時產生抗發炎抗纖維化的雙重效應。

簡單來說,鎖定並抑制 PDE4B,就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程,有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來,全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗,我們相信,在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後,期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

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最後,我們必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手,雖然現有的治療手段能延緩惡化,但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織,因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。/ 圖示來源:


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海洋盛宴——抹香鯨落
黑潮海洋文教基金會_96
・2023/11/05 ・3099字 ・閱讀時間約 6 分鐘

  • 文 胡潔曦|黑潮海洋文教基金會 鯨豚保育研究員
  • 本文轉載自黑潮海洋文化基金會《海洋盛宴——抹香鯨落》,歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持黑潮喔!
圖一、抹香鯨舉尾下潛

編按:本文主要內容與圖片摘錄、翻譯自文獻Three-year investigations into sperm whale-fall ecosystems in Japan,期望在頻繁目擊抹香鯨的 7 月,跟大家分享抹香鯨落的研究。

生存在深海中並非容易的事,由於深海裡缺乏陽光與有機物質,許多生物是藉著海水表層落入深海的有機物質維生。當鯨豚死亡後沉入海底,這段過程、遺體以及過程中所形成的生態系均可被稱為「鯨落」。鯨落可以說是生命的延續之源,而這些殞落至海底的鯨豚有如「金山銀山」,不僅能提供大量的有機物,同時也將許多硫化物帶入海底,造福許多海洋生命,因此也有一句話說:「鯨落,萬物生」。這篇文章透過閱讀國外文獻與整理,希望跟大家分享抹香鯨死亡之後的貢獻!

圖二、世界目前已知的鯨落位置,Implant=人工鯨落  Fossil=鯨落化石  Natural=自然鯨落(Li et al. 2022

故事的開始——集體擱淺在日本的抹香鯨

在 2002 年 1 月,日本的西南海岸發生了一起集體擱淺,共發現了 14 隻抹香鯨,而其中 12 隻抹香鯨被綁上水泥塊後,被當地政府沉入了 Nomamisaki 岬角周邊深度大約兩、三百公尺的海裡,形成了多座人工鯨落。當時有許多學者對於抹香鯨落感到好奇,究竟牠們會吸引來哪些生物?而抹香鯨龐大的遺體會需要花費多長時間分解呢?透過這項研究,或許能讓人們對大型齒鯨落的分解過程更加瞭解。

圖三、編號 12 之抹香鯨在 2003 年之手繪插圖(Fujiwara et al. 2007

事實上,在 2002 年以前,多數的鯨落研究出自於美國的加利福尼亞州外海,並以鬚鯨為主要研究對象,而這些鯨落的深度幾乎都落在一、兩千公尺深,比起這次抹香鯨落群的深度深了非常多。而這次大量出現在日本西南海域的多座人工鯨落有著種種獨特性,包含了:深度淺、是大型齒鯨的鯨落等等,也讓學者們充滿好奇心。

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究竟要如何長期觀察抹香鯨落呢?

閱讀至此,不知道讀者們是否有一項疑問?在兩三百公尺深的海裡,既缺乏可見光,同時也承受著數十倍的大氣壓,在這樣的條件下到底要如何觀察抹香鯨落呢?「ROV——水下探測載具」即是這個研究的一大助手,能夠幫助科學家們突破這些困難,不僅能在深海中蒐集珍貴的影像,也可以完成採集的工作。而在團隊耗費了 3 年運用水下載具追蹤其中的五隻抹香鯨後,他們也有了些有趣的收穫,透過圖四可以看到這段時間抹香鯨的外觀變化。

圖四、編號 12 之抹香鯨 a. 2003 年 7 月  b. 2004 年 7 月  c. 2005 年 7 月利用水下探測載具拍攝影像(Fujiwara et al. 2007

經過數年的追蹤後,研究團隊發現,抹香鯨落歷經分解的速度堪稱飛快!根據 2003 年的鯨落研究,學者將鯨豚分解的過程定義為下述四個階段(Smith and Baco 2003),而第一個階段到最後階段可能會歷時數年甚至到數十年,當鯨豚的遺體越大,可能耗時越長:

  1. 移動清道夫階段(Mobile-scavenger):生物會快速消耗掉鯨豚體表上的肉與脂肪。
  2. 機會主義者階段(Enrichment opportunist):生物開始進駐鯨豚裸露的骨頭及周邊富含營養的底層泥沙上。
  3. 化能自養階段(Sulphophilic):骨骼釋放硫化物,供養海洋中依靠硫化物維生的生物。
  4. 骨礁階段(Reef):在所有有機物質被消耗之後,即會進入骨礁的階段。

註解:上述中文名詞翻譯參考自國家地理頻道及國立海洋科技博物館 鯨落展區。

鯨落最快被消耗掉的部分是身上的肉跟脂肪,而這份文獻研究的 5 座抹香鯨落,肉跟脂肪在經過 1 年之後已幾乎被消耗殆盡;經過 1.5 年之後,抹香鯨落已進入化能自養階段,骨骼開始釋放硫化物質;有些大型鯨落從化能自養階段轉為骨礁期要歷經數十年,根據這項研究發現,部分抹香鯨落竟在 3 年後就能夠進入骨礁期,身上所有的有機質都被消耗殆盡,而這樣的進度相較於過去鬚鯨落的研究是非常快的!研究人員初步推測,可能是因為此處的平均水溫相較其他鯨落研究的海域高,生物分解的速度比較快。

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抹香鯨落上意想不到的生物多樣性

這次的研究共有發現超過百種生物聚集在抹香鯨落周邊,包含軟體動物門、多毛綱與甲殼綱的生物等,在 1.5 年後,貽貝是抹香鯨骨骼上最為豐富的生物類群(圖五)。而抹香鯨落整體的生物多樣性在到達 3.5 年時來到高峰,紀錄中共有八十多種生物出現。

圖五、位在抹香鯨脊椎骨的貽貝(Fujiwara et al. 2007

除了確認抹香鯨的腐化速度之外,研究人員也會在探測載具每次下海時採集底部的泥沙,經分析發現,抹香鯨身體下方泥沙中的硫化物濃度,隨著鯨落分解的時間越久,濃度也會逐漸提高,並吸引來大量仰賴硫化物生存的生物。為了進一步確認周遭環境的生物是否與抹香鯨身上的有差異,研究人員也將抹香鯨 10 米以內與外的生物做了比較,發現鯨落 10 米以外的物種與鯨落上的生物完全沒有重疊,也證明了鯨落的出現確實吸引來許多的生物。

鯨落,萬物生

鯨落的各個分解階段吸引了許多生物造訪,肉與脂肪等在幾個月內快速地被消耗掉,有機碎屑也能讓周邊海底的富含養分,而抹香鯨骨能釋放硫化物數年,部分大型鯨甚至可能長達數十年。「鯨落,萬物生」,在鯨豚生命的最後一章,牠們的身體緩緩沉入海底,成為了大量生物的食物來源。至 2022 年為止,目前世界已知鯨落共有約 160 座,也希望隨科技進步,人們能更深入認識鯨落為環境帶來的影響。

影片分享:美國於2019年在NOAA保護區發現的深海鯨落

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參考資料

  1. Fujiwara, Y., Kawato, M., Yamamoto, T., Yamanaka, T., Sato-Okoshi, W., Noda, C., Tsuchida, S., Komai, T., Cubelio, S.S., Sasaki, T., Jacobsen, K., Kubokawa, K., Fujikura, K., Maruyama, T., Furushima, Y., Okoshi, K., Miyake, H., Miyazaki, M., Nogi, Y., Yatabe, A. and Okutani, T. (2007), Three-year investigations into sperm whale-fall ecosystems in Japan. Marine Ecology, 28: 219-232.
    https://doi.org/10.1111/j.1439-0485.2007.00150.x
  2. Li Q, Liu Y, Li G, Wang Z, Zheng Z, Sun Y, Lei N, Li Q and Zhang W (2022) Review of the Impact of Whale Fall on Biodiversity in Deep-Sea Ecosystems. Front. Ecol. Evol. 10:885572. doi: 10.3389/fevo.2022.885572
  3. https://oceanservice.noaa.gov/facts/whale-fall.html
  4. https://natgeomedia.com/environment/article/content-6001.html
  5. https://www.soest.hawaii.edu/oceanography/faculty/csmith/Files/Smith%20and%20Baco%202003.pdf
  6. http://hi.people.com.cn/BIG5/n2/2020/0409/c228872-33936490.html
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黑潮海洋文教基金會_96
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  黑潮海洋文教基金會,1998年於花蓮成立,是臺灣第一個為「鯨豚與海洋」發聲的民間非營利組織。最初以鯨豚調查為開端,多年來深耕於海洋議題、環境教育與科學調查,如同一股陸地上的黑潮洋流溫暖而堅定,期許每個臺灣人的心中都有一片海洋。