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疫情中開箱臺灣航空產業,讓我學到的 7 件事——《我的青航時代》暑期航空營

PanSci_96
・2020/10/08 ・5709字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 513 ・六年級

文 / 泛科學編輯部

本文由我的青航時代-2020航發會×暑期航空營 委託,泛科學企劃執行

「COVID-19 這個肉眼看不見的魔咒降臨,航空產業成為首座被攻下的王國,王國裡的人們原本的熙來攘往愕然而止,歡笑與喧鬧被鎖進幽冥空間裡,再也聽不見……」儘管疫情癱瘓航空業已不是新聞,但當我看著桃園機場的航班狀態螢幕,顯示滿面的「取消 Canceled」「取消 Canceled」「取消 Canceled」時,過往來機場的興奮記憶與進入視網膜上的現實、寂靜的大廳,產生難以名狀的衝突,不受控的想像力頓時模擬出了一個奇幻異世界,而自己就是那穿越到異世界的徬徨路人角色。

還好,有年輕勇者接受了召喚,也穿越來到這疫情中的異世界。他們各個身懷絕技、對異世界頗有研究、毫不畏懼,對航空產業王國更是充滿熱情與掩藏不住的愛。將他們召喚來的正是中華航空事業發展基金會。此刻時間是週一早上 9 點半,30 名大學生與研究生即將展開一場史無前例的台灣航空產業之旅。

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Lesson 1:讓一架飛機動起來,靠的是工程;讓無數架飛機飛起來,靠的是產業

說史無前例,是真的。這是中華航空事業發展基金會(簡稱航發會)第一次於暑期舉辦專為大學以上學生設計的深度航空營。由於疫情衝擊,全球航空業嚴重受創,好在台灣防疫有成,因此航發會與泛科學團隊合作,對外徵召航發勇者。從 317 位報名者當中,評選出了兩梯共 60 名年輕同學,他們大多對飛航有一定的認識,但第一堂課,還是要從最基礎的問題開始:飛機是怎麼飛起來的?

這是航發會第一次在暑期舉辦深度航空營。

不,飛機不是靠魔法飛起來的,也不是單靠白努利定律,而是靠許多人的群策群力。朝陽大學航空機械系盧衍良副教授說,所謂的「民航」並不只是旅客坐的飛機。除了商用航空運輸服務外,也包含各類空中作業,像是照相、測量、搜救、農業使用,訓練飛行等。而引領全球民航產業走向的兩大機構,分別為國際民航組織 (ICAO) 以及國際航空運輸協會。前者隸屬於聯合國轄下,後者則是由航空公司、旅行社等同業公會組成。雖分屬不同單位,但兩者關係密不可分,就連辦公室地點也同樣位於加拿大蒙特婁,是隔壁鄰居。

透過盧教授條理分明又幽默的解說,我們學到航空貨物集散站、航空站地勤業、空廚業各有學問。「航空人員」與「航空從業人員」屬於不同的圈圈,前者必須擁有民航局檢定證,後者也要通過不同的專業考核。駕駛員、管制員、簽派員、載重平衡工程師、航務員等職業目前的職涯狀況與學習途徑,更讓懷抱飛航夢的大家聽得筆記狂抄。

對了,那你知道許多玩家在玩的無人機屬於哪一類嗎?自己去找答案吧!

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Lesson 1.5:桃園機場不打烊

透過盧副教授的分享,航發勇者們對航空產業整體有了更厚實立體的想像,也對接下來與各產業中堅的現場面對面更加期待。帶著不同以往的視角,我們在機場人員的帶領下「進入」了本來熟悉卻又陌生的「桃園國際機場」。巡禮中,儘管看見疫情之下空蕩寂寥的機場,但更感受到在這樣的「非日常」中,仍然不懈怠的航空從業人員們的「日常」。

Lesson 2:機師的帥你看得到,機師的付出你看不到

搭上機捷,來到一站之隔的華航園區,一行人快步走過慶祝華航 60 週年的美麗壁畫,卻無暇停步拍照,因為在教室裡丁常皓機師已待整以暇,要好好替我們上一課。在令人嚮往的職業排行榜上,機師絕對名列前茅;但如果你知道他們通過檢定考試必須要念跟自己等身高的書(不是躺著,是站著的身高喔,而且機師都很高)、因為排班總是不能跟親友在節日相聚、每年都要進行一~二次嚴格身體檢查、更要面對無止境的時差折磨,你仍然一如往昔的嚮往嗎?現場的勇者們看來完全沒有被嚇到呢。

機師的工作雖然令人嚮往,卻有極高的要求,也需配合工作做出調整。

目前要當上飛行員有三種方式,分別為:考取航空公司培訓機師,由航空公司出資進行飛行訓練。再者是自訓,也就是自行在飛行學校完成飛行訓練,取得商用駕駛員執照 (Commercial Pilot License, CPL) 後,應聘至國內外航空公司。第三種則是加入空軍,退役後至航空公司擔任飛行員。(延伸閱讀:HOW TO 成為飛行員)不論是哪一種都不容易,而且飛行員除了不斷地考試和維持健康之外,更重要的人格特質是守紀律、善於溝通協調,能團隊合作並保有工作熱誠的心理素質。

了解機師,更要了他們的產地。接著我們輪流參觀對機師很重要的模擬機,分為固態跟動態。固態模擬機看似簡單,但由於隨便一個按鈕就是幾千美元,試乘時不免心跳加速,有如吊橋效應不知是緊張還是愛。動態模擬機更是難得一見,就連華航內部都很少人能進來參觀,機師們在裡頭模擬各種麻煩的狀況,我們在外頭不斷拍照驚嘆,同時也才知道原來還有專門製作模擬機的公司,感覺得出來這也刺激了不少同學有新的發展志向。

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Lesson 3:天空的秩序,航管員來守護

回到桃園機場,大夥忍不住嘰嘰喳喳討論起來,就算剛剛聽到機師訓練要花那麼長時間訓練、讀那麼多專業書籍,給眾人留下深刻印象的丁機師依舊成為全民偶像。不過緊接著身著清麗套裝的飛航管制員李怡璇,旋即吸引了眾人的注意力。飛行可不只靠機師,要正常安全起降,飛航管制員更是功不可沒。

曾幫交通部林佳龍部長上課的李怡璇管制員,從基礎開始與我們介紹管制員的防守範圍:天空!臺灣有 11 個民方塔台、2 個近場台以及 1 個區管中心,分別管制不同階段的飛航,就像是接力賽一樣(延伸閱讀:HOW TO 讓飛機安全起降),在航程中絕對不能掉棒。同樣是飛航管制員,根據負責工作不同有不同的「席位」,工作特性也不同。有的瞬間壓力大、有的需要和多方單位協調,但令人印象深刻的是飛航管制員的強記能力跟快速反應能力,每個人都如同人肉航管百科,得背下來的航空用語實在是太~多~啦~!而且還要能在極短時間反應,要是想成為飛航管制員,得先看看自己有沒有這樣的決心。

想成為飛航管制員?先把這些都背下來!(設計對白)

Lesson 4:什麼?全世界每10架飛機就有9架有來自台灣的零件!

航空產業之旅的第二天,一行人一大早從台北搭乘高鐵到台中,再轉乘巴士,目的地就是位於西屯區的漢翔公司。說到漢翔,老台中人會記得它的前身「航發中心」,也肯定知道經國號戰機。如今的漢翔在歷經 30 年的轉型,以台灣航空製造業一哥的姿態呈現在眾人面前。就在我們參訪的期間,漢翔在總統見證下成立了 F-16 亞洲維修中心;不論是飛機迷或是軍武迷都知道,這對台灣來說多麽重要。儘管由於疫情,漢翔的一翼,亦即民航機業務訂單,受到巨大影響;但另一翼,則肩負起重要的國機自造任務。新一代教練機、模擬機的需求,讓漢翔有機會帶領台灣航空製造的國家隊,需才孔亟的漢翔也藉機會大力徵才,歡迎來參訪的航發勇者加入漢翔。

而對於這群勇者們來說,今天最興奮的莫過於可以直接摸到各種飛機零件、引擎和發動機吧。首先由陳益盛副廠長替大家上一堂扎實到不行的飛機維修入門,讓麻瓜如我算是大致明白發動機的各種類型跟運作邏輯,機翼與機身的設計目的跟作用。也讓我們一窺工程師的日常。接著到零件展示室,大夥就像是到了貓咪咖啡店一樣,只不過狂吸猛摸的不是貓,而是各種由漢翔開發製造的零件。可惜這次沒能到漢翔在高雄岡山的製造廠區,不過要是真的去了,肯定要 high 翻了。

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我吸的不是貓,是零件!

Lesson 4.5:神秘的中山科學研究院第一研究所

下午,我們前往就在隔壁的國家中山科學研究院航空研究所。其實它的成立比中山科學院本身還要來得久遠,可回溯至民國初年。本為一體的中科院航空所與漢翔,如今在各級教練機的開發上密切合作,在中科院的能量展示館內,各種無人機、軍用飛行器到動力系統和模擬訓練系統的核心技術歷程,都讓大家興奮不已。而能親自坐上球型砲塔模擬器,面向 16 片螢幕組成的大畫面,進行射擊任務,更是高潮中的高潮。並帶著滿滿的收穫回到台北。

Lesson 5:這次疫情只是航空產業快速發展的一個小波瀾⋯⋯嗎?

到了航空探索之旅的最後一天,我們來到位於台北市內的松山機場與民航局。由於搭著捷運就可以抵達,加上又已經是最後一天,於是與前兩天比起來,勇者不免有點沒那麼興奮。但這一點低落感很快就被驚喜地打破。

航空發展的未來是什麼呢?COVID-19 這隻黑天鵝就算飛走,留下的航空產業會是斷羽的鵝毛還是一顆金蛋呢?國立台灣海洋大學航運管理學系的顏進儒教授,從自己與空運的關係,深入產業核心,為我們介紹他對未來的評估與建議的因應。

顏教授認為,對空運長期的發展來說,這次疫情只是小波瀾。經濟成長與燃油價格才是影響空運產業發展的直接因子,而科技發展(雙引擎取代多引擎、長距離航線增加、燃油效率提高、機內無線上網)、營運模式的改變(如低成本航空的出現、亞太地區包機市場成長)等,是不容忽視的轉機。從此延伸,隨著東南亞人口集中,具有直航價值的大城市持續誕生,軸輻式營運架構改變,也必然要檢討臺灣若能作為地區發展軸心,需要採取怎樣的空運策略。

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Lesson 6:對拿雷射筆射機師眼睛、在管制區玩無人機的人,我只想說

鄰近台北市區的松山機場,一直以來都不讓人陌生。但進到航管區對所有勇者來說都是第一次!首先,松山機場航務組為我們介紹了那些想得到、想像不到的航管區「不速之客」。小的有在跑道上莫名其妙出現的絲巾、工具和工具箱,大到攔都攔不住的鳥和貓貓狗狗等,當然偶爾還有防不勝防的惡意干擾,比如從外頭拿雷射筆干擾飛行員、或是在管制區玩無人機的人。而航管員則要像是偵探加上特務一樣,緊密監控管制區的一舉一動,預防任何潛在危機。像是機場草坪除草,就會讓許多小蟲跑出來,接著就會引來鳥群,造成安全問題,因此絕對不能輕忽。

為了飛機的起降安全,航管員就像是偵探一樣,嚴密監控管制區的一切。

雖然國際線受疫情所阻,但從松山機場來往離島的國內班機可是熱鬧滾滾,於是經過了層層關卡,部分勇者們非常幸運地在飛機起降的空檔,踏上平常只有飛機才能親密接觸的跑道;雖然在上面的時間不到一分鐘,但對喜愛飛機的人來說大概是人生中相當高能的時光了。

之後,我們更拜訪了機場裡另一群特殊的守護天使:消防隊。十多位肌肉噴張的猛男消防員將他們全套消防裝備給我們穿,還大方地讓我們進入要價 3000 萬、外形科幻的新一代消防車,試射強力水柱。隊長表示,他們的精實訓練讓他們能在 3 分鐘內,駕駛消防車到達機場的任何角落,而勇者們在平地上花 10 分鐘還穿不好的全身設備,他們得在疾駛的車上就著裝完成。

別小看消防員的裝備!要迅速著裝完成可不簡單。

Lesson 6.5:各位觀眾,到了 SOAR 的時候了

一趟沒想到的機場跑道兜風,加上一場沒料到的機場消防演示,讓所有人驚喜連連。不過接下來就是考驗的時刻了。回到民航局的演講廳,眾勇者需要各自在 3 分鐘內詠唱出咒語……啊不對,是透過短講的方式,針對航空產業,利用 SOAR 翱翔分析法–強項 (Strengths)、機會 (Opportunities)、目標 (Aspirations)、與預期結果 (Results)——來說服四位大魔導師……啊不對,是航空產業的專家,自己在過去三天的學習,以及為何自己就是航空產業未來發展最需要的人才。

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眾勇者的詠唱(誤)時間!

在顏進儒教授、華航資深副總高星潢、長榮首席副總何慶生三位評審面前,各有專長的勇者們各抒己見、多元紛陳。有理科背景同學想運用人工智慧優化飛航管制流程、也有文科背景同學比較台日兩地的航空社群知識推廣作法,更有幾位針對機場在疫情下的困境,提出了大改造的新想法。

最後,在交通部王國材次長、民航局林國顯局長、航發會主任秘書鄭賜榮等多位貴賓的見證下,獲得了結業證明,從菜鳥勇者進階為……沒那麼菜的勇者。每位航發勇者的未來肯定還有波折,就像航空產業本身一樣,但內心的熱情跟大腦的知識是沒人能奪走的寶貝。

Lesson 7:飛向台東!20 位優秀學員前往台東安捷飛行訓練中心

經過短短三天的異世界航空王國之旅,每一位航發勇者已脫胎換骨,躍躍欲試。不過時辰已到……什麼?還有?透過嚴格評分選出的 20 名勇者們在休息了幾天後,正式搭上飛機踏上新的旅程。一行人這次的目的地是位於台東的安捷飛航訓練中心,成立六年的安捷是台灣第一所飛行學校,配有單、雙引擎教練機,也有對應的飛行模擬機;他們也有不少的學員考到商用駕駛員執照,而後成為被航空公司聘雇的飛行員。9 月 12 日的重頭戲便是實際登上固態模擬機,面對擬真的機場跑道場景螢幕,並在副駕駛座上教官的陪同下,每位勇者練習至少兩次降落,增加了駕駛飛機的身體記憶!未來若再到機場看著飛機起降,想必會對飛航人員多敬佩了幾分啊。

登上模擬機試飛吧!

恭喜你,學到了許多奇妙的新知識

在疫情當頭下,初探航空產業,真的是難得的體驗。雖然我只是跟著勇者踏上旅程的路人,但這一趟下來也大有斬獲。在閃電短講結束後,許多位同學都強烈表示未來一定會推薦給學弟妹來參加,看著這群原本陌生的年輕人在三天內因為航空的愛形成的牽絆,讓我都羨慕了起來。我心想,若能持續每年舉辦,幾年後讓之前參加過且如願進入航空產業的勇者,來與新人交流,絕對讓人感動。

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對航空產業而言,這是最壞的時代,也是最好的時代,是信仰的時期,也是懷疑的時期。但若你跟我一樣走過這一遭,信仰肯定加值到滿啊!

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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

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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

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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美國將玉米乙醇列入 SAF 前瞻政策,它真的能拯救燃料業的高碳排處境嗎?
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・2024/09/06 ・2633字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 美國穀物協會 委託,泛科學企劃執行。

你加過「酒精汽油」嗎?

2007 年,從台北的八座加油站開始,民眾可以在特定加油站選加「E3 酒精汽油」。

所謂的 E3,指的是汽油中有百分之 3 改為酒精。如果你在其他國家的加油站看到 E10、E27、E100 等等的標示,則代表不同濃度,最高到百分之百的酒精。例如美國、英國、印度、菲律賓等國家已經開放到 E10,巴西則有 E27 和百分之百酒精的 E100 選項可以選擇。

圖片來源:Hanskeuken / Wikipedia

為什麼要加酒精呢?

單論玉米乙醇來說,碳排放趨近於零。為什麼呢?因為從玉米吸收二氧化碳與水進行光合作、生長、成熟,接著被採收,發酵成為玉米乙醇,最後燃燒成二氧化碳與水蒸氣回到大氣中。這一整趟碳循環與水循環,淨排放都是 0,是個零碳的好燃料來源。

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當然,我們無法忽略的是燃料運輸、儲藏、以及製造生產設備時產生的碳足跡。即使如此,美國農業部經過評估分析,2017 發表的報告指出,玉米乙醇生命週期的碳排放量比汽油少了 43%。

「玉米乙醇」納入 SAF(永續航空燃料)前瞻性指引的選項之一

航空業占了全球碳排的 2.5%,而根據國際民用航空組織(ICAO)的預測,這個數字還會成長,2050 年全球航空碳排放量將會來到 2015 年的兩倍。這也使得以生質原料為首的「永續航空燃料」SAF,開始成為航空業減碳的關鍵,及投資者關注的新興科技。

只要燃料的生產符合永續,都可被歸類為 SAF。目前美國材料和試驗協會規範的 SAF 包含以合成方式製造的合成石蠟煤油 FT-SPK、透過發酵與合成製造的異鏈烷烴 SIP。以及近年討論度很高,以食用油為原料進行氫化的 HEFA,以及酒精航空燃料 ATJ(alcohol-to-jet)。

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每種燃料的原料都不相同,因此需要的技術突破也不同。例如 HEFA 是將食用油重新再造成可用的航空燃料,因此製造商會從百萬間餐廳蒐集廢棄食用油,再進行「氫化」。

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就引擎來說,我們當然也希望用到穩定的油。因此需要氫化來將植物油轉化為如同動物油般的飽和脂肪酸。氫化會打斷雙鍵,以氫原子佔據這些鍵結,讓氫在脂肪酸上「飽和」。此時因為穩定性提高,不易氧化,適合保存並減少對引擎的負擔。

至於酒精加工為酒精航空燃料 ATJ 的流程。乙醇會先進行脫水為乙烯,接著聚合成約 6~16 碳原子長度的長鏈烯烴。最後一樣進行氫化打斷雙鍵,成為長鏈烷烴,性質幾乎與傳統航空燃料一模一樣。

ATJ 和 HEFA 雖然都會經過氫化,但 ATJ 的反應中所需要的氫氣大約只有一半。另外,HEFA 取用的油品來源來自餐廳,雖然是幫助廢油循環使用的好方法,但供應多少比較不穩定。相對的,因為 ATJ 來源是玉米等穀物,通常農地會種植專門的玉米品種進行生質乙醇的生產,因此來源相對穩定。

但不論是哪一種 SAF,都有積極發展的價值。而航空業也不斷有新消息,例如阿聯酋航空在 2023 年也成功讓波音 777 以 100% 的 SAF 燃料完成飛行,締下創舉。

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汽車業也需要作出重要改變

根據長年推動低碳交通的國際組織 SLoCaT 分析,在所有交通工具的碳排放中,航空業佔了其中的 12%,而公路交通則占了 77%。沒錯,航空業雖然佔了全球碳排的 2.5%,但真正最大宗的碳排來源,還是我們的汽車載具。

但是這個新燃料會不會傷害我們的引擎呢?有人擔心,酒精可能會吸收空氣中的水氣,對機械設備造成影響?

其實也不用那麼擔心,畢竟酒精汽油已經不只是使用一、二十年的東西了。美國聯邦政府早在 1978 就透過免除 E10 的汽油燃料稅,來推廣添加百分之 10 酒精的低碳汽油。也就是說,酒精汽油的上路試驗已經快要 50 年。

有那麼多的研究數據在路上跑,當然不能錯過這個機會。美國國家可再生能源實驗室也持續進行調查,結果發現,由於 E10 汽油摻雜的比例非常低,和傳統汽油的化學性質差異非常小,這 50 年來的車輛,只要符合國際標準製造,都與 E10 汽油完全相容。

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解惑:這些生質酒精的來源原料是否符合永續的精神嗎?

在環保議題裡,這種原本以為是一片好心,最後卻是環境災難的案例還不少。玉米乙醇也一樣有相關規範,例如歐盟在再生能源指令 RED II 明確說明,生質乙醇等生物燃料確實有持續性,但必須符合「永續」的標準,並且因為使用的原料是穀物,因此需要確保不會影響糧食供應。

好消息是,隨著目標變明確,專門生產生質酒精的玉米需求增加,這也帶動品種的改良。在美國,玉米產量連年提高,種植總面積卻緩步下降,避開了與糧爭地的問題。

另外,單位面積產量增加,也進一步降低收穫與運輸的複雜度,總碳排量也觀察到下降的趨勢,讓低碳汽油真正名實相符。

隨著航空業對永續航空燃料的需求抬頭,低碳汽油等生質燃料或許值得我們再次審視。看看除了鋰電池車、氫能車以外,生質燃料車,是否也是個值得加碼投資的方向?

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參考資料

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