養出寶寶的免疫力！HMO 母乳寡糖與核苷酸是母乳保護力的關鍵

本文由 高柏科技 合作，泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時，曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏，那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓，引來眾多師生抗議。

「從此以後，我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中，帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言：在理論模型中，氨是太空熱控系統的理想介質；但在現實的辦公大樓裡，它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯，但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險，以及必須為後果負責的工程師。

高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ，曾任職於美國 OAO 工程部熱流組，深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球，他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心：當晶片運算速度無止境攀升，那股伴隨而生的熱，究竟該往哪裡去？

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗，彷彿進步毫無邊界。然而，每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化，一旦設備過熱，系統便會降頻保護。在物理現實面前，再動聽的發表會敘事也必須低頭。

回顧個人電腦發展早期，晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後，鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級，其實更像是對空間的極限勒索：晶片功率翻倍，發熱源的面積卻沒變大，機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出，散熱設計的核心只有三要素：功率、熱源面積與空間限制。他舉例，在標準的 1U 機箱中，若發熱面積約為三十乘三十毫米，氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數，而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於，風扇轉速提升的背後，是噪音、電力損耗與空間占用。

因此，「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫，而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱，卻也將新的挑戰帶入機房：漏液風險、流道堵塞、材料相容性，以及維運時的難度。工程的進步，本質上鮮少是徹底消滅問題，更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的，不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人，是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中，沒有空氣能讓風扇製造對流；受光面溫度破百度，陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射，以及熱管與環路型熱管（LHP）來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱，冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力：在他設定的特定條件下，實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能；但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變，移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦（kW）。他強調「每秒」的觀念，因為散熱談的是動態流動速率，而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此，太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度，偏好無馬達幫浦的被動式設計；但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度，往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒：技術是否「先進」，與它是否「適合」當下的場景，始終是兩回事。

好論文，為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」，而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作，還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據，在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時，也曾遇過實驗數據無法複製，或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠，而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝，高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」，每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作，並指派專業人才在過程中持續微調、校正，確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測，但由於儀器預設以「水」校正，換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算，卻發現缺乏重複性，數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面，改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證，才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號，而在於那段不夠優雅的挫折：假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻，企業需要的不只是會算數的人才，而是能洞察研究何時「走鐘」，並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

林唯耕坦言，過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」，進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽，卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計，若無法穩定生產或贏得客戶信任，也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案，誰來負責出貨？

訪談尾聲，主持人國威提出了一個時代難題：假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計，企業該選擇全面擁抱 AI 的速度，還是保留緩慢但穩定的工程驗證，以規避潛在的失效風險？

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是：兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案；但工程師仍須實作原型，進行嚴苛的性能與可靠度測試，最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺，而是基於一項事實：AI 的資料庫裡，通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節，且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代，最稀缺的未必是熟練下指令（Prompt）的人，而是具備這種能力的人：能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來，並且願意為最終的量產品質負起責任。

大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中，雲端是由龐大的機房架構而成，裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張，都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值，就是不讓這筆物理帳單，被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

• 文／林芸寬、張愷丰、張庭瑀、郭亮均、林詠真 

最新研究：寵物與新生兒健康的密切關聯

現代家庭飼養寵物的比例逐年上升，貓狗已成為人類最親密的夥伴。農業部最新（2023）的資料發現，臺灣飼養貓狗的比例上升，家犬較上一期（2021）增加 19%；家貓較上一期增加 50%。然而，許多新手父母常擔心，飼養貓狗可能會影響新生兒的健康，像是引發呼吸道過敏等疾病，但近期的科學研究提供了相對令人安心的解答。 

科學家發現，飼養貓狗也許有益家庭中新生兒的健康。最新研究證實，家中貓狗不僅能增添樂趣，更能減少新生兒感染呼吸道疾病的機率。早在 2012 年，就有芬蘭研究團隊追蹤鄉村地區 397 名新生兒，自出生到一歲的健康狀況，發現有飼養貓狗家庭中的新生兒，較少感染呼吸道疾病。研究詳實記錄貓狗與新生兒的互動頻率，及其對新生兒健康的影響。

腸道菌相的力量：微生物如何提升寶寶免疫力

今（2024）年聖路易華盛頓大學兒科團隊發表在《Pediatrics》的最新研究，分析新生兒的就醫紀錄，並透過對父母的訪談，探討「親餵母乳」、「家中飼養貓狗」、「新生兒醫療需求」三者間的關係。研究發現，親餵母乳且家中有飼養貓狗的新生兒，出生六個月內對醫療服務的需求相對較低。華盛頓大學團隊推測，這可能是貓狗身上的微生物 ，增加了環境中微生物多樣性，並影響新生兒的免疫力。 

環境中微生物多樣性，與新生兒免疫力的關係為何？至今仍是未解的問題，但根據現有的研究，這很可能與新生兒體內「腸道菌相」的差異有關。「腸道菌相」是胃腸道中的微生物群落，由細菌、病毒和真菌組成，它們在我們的免疫系統發展中扮演了重要角色，特別是在生命的早期階段，對腸道的健康和功能有著深遠的影響。

為何養狗的新生兒感染率更低？

2023 年的一項研究，進一步探討環境中微生物多樣性與新生兒免疫力之間的關係，揭示腸道菌相的多樣性在在影響了新生兒的健康。研究顯示，家中飼養狗的新生兒，其腸道中的梭桿菌、科林氏菌和瘤胃球菌等菌群明顯較多，這些菌種的豐富性有助於免疫系統的發育，也可能有助於減少新生兒過敏與氣喘的風險。

有趣的是，這份研究也提到，對於喝配方奶的新生兒而言，其腸道菌相的組成與養狗有關，「與狗接觸」可能成為他們獲取環境微生物的替代途徑，補充因缺乏母乳餵養而缺少的微生物，從而幫助免疫系統的發展。

目前研究雖無法直接證實接觸貓狗可以增強免疫力，但可以確定的是，接觸貓狗的小孩，腸道內的微生物多樣性高，也比較不容易生病，新手父母可以不用太擔心養狗對小孩發育的影響。同時，與狗接觸還能改變嬰兒腸道中的微生物組成，這或許有助於減少呼吸道疾病的發生風險。

資料來源： 

1. https://www.moa.gov.tw/theme_data.php?theme=news&sub_theme=agri&id=9418
2. https://publications.aap.org/pediatrics/article/130/2/211/29895/Respiratory-Tra ct-Illnesses-During-the-First-Year
3. https://www.nature.com/articles/s41390-024-03200-9
4. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/cea.14303

• 作者／ 照護線上編輯部
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「疫苗是人類醫療史上非常重大的成就！」台大醫院小兒部感染科呂俊毅主任表示，「因為疫苗可以讓人跳過被感染的過程，就能對特定傳染性疾病產生免疫力，減少感染引起的重症與死亡。」

在過去很多嚴重的疾病，例如天花、小兒麻痺等，都在疫苗普及後，得到控制、甚至根除。呂俊毅醫師指出，現在的兒童在出生後都會依照時程施打各種疫苗，幫助小朋友能夠平安、健康的長大。

疫苗是維護健康非常重要的一環，呂俊毅醫師表示，隨著疫苗科技越來越進步，能夠利用疫苗預防的疾病也越來越多，現在不只兒童，成年人也需要施打許多疫苗。

因為成年人和兒童好發的疾病不一樣，需要接種的疫苗也有所不同。呂俊毅醫師說，例如流感疫苗不管兒童或成人，都需要每年施打；至於小兒麻痺疫苗，只要在小時候接種即可。

隨著年紀越來越大，我們的免疫力會越來越下降，而且經常伴隨糖尿病、高血壓、高血脂、腎臟病、心血管疾病等慢性病，使得一些年輕人不容易得到的傳染性疾病，在老年人就容易發生，且可能產生嚴重併發症，所以需要額外的保護。

帶狀疱疹發作，恐引發嚴重神經痛後遺症

帶狀疱疹是老年人容易遭遇的問題，帶狀疱疹是由水痘—帶狀疱疹病毒（Varicella-Zoster virus）感染所造成的疾病，呂俊毅醫師解釋，小時候感染水痘病毒會長水痘，在水痘康復後，病毒會潛伏在身體裡面。等到年紀較大、免疫力下降時，病毒會再度活化，長出帶狀疱疹。

帶狀疱疹發作時，往往是在單側體表有一個區域發紅、冒出水泡，而且造成刺痛、灼熱、麻癢等不適。呂俊毅醫師說，對老人家而言是常見的困擾，因為帶狀疱疹發作時會很痛，但在水泡好了之後有些患者還會出現後遺症，持續痛很久，稱作「帶狀疱疹後神經痛」。

帶狀疱疹後神經痛可能很嚴重，痛到難以入眠，影響生活品質，而且有可能會持續數個月至數年之久。呂俊毅醫師說，施打帶狀疱疹疫苗，有助預防帶狀疱疹後神經痛。目前有兩種帶狀疱疹疫苗，50 歲以上或屬於高危險群之民眾可以考慮接種；無論是否得過水痘或帶狀疱疹，都能夠施打。

善用疫苗，預防重症

流感是由流行性感冒病毒引起的傳染病，可能導致頭痛、發高燒、全身痠痛，症狀會比一般感冒嚴重許多。呂俊毅醫師說，兒童與老人在得到流感後，容易併發肺炎、腦炎、心肌炎等嚴重併發症，可能導致死亡。

接種流感疫苗，有助預防流感，並降低重症發生的機率，呂俊毅醫師說，由於流行性感冒病毒容易產生變異，每年流行的病毒株皆不太一樣，而且流感疫苗產生的免疫力會慢慢消退，所以每年都要施打流感疫苗，才能獲得保護力。

肺炎鏈球菌也是很重要的疫苗，呂俊毅醫師指出，兒童與老人都是肺炎鏈球菌的易感族群，感染肺炎鏈球菌後，容易引發中耳炎、肺炎、腦膜炎、敗血症等。

國內外在推動兒童肺炎鏈球菌疫苗接種之後，成效相當顯著，呂俊毅醫師說，過去常見的肺炎、敗血症、腦膜炎等，都減少許多。65 歲以上或屬於高危險群的民眾，建議施打肺炎鏈球菌疫苗。

研究顯示，新冠肺炎 COVID-19 疫苗可以降低重症發生的機率、減少死亡率，符合接種資格的民眾，也建議要及早接種新冠肺炎疫苗。

預防傳染性疾病，請你這樣做

為了預防傳染性疾病，我們要依照建議施打疫苗，並且戴口罩、勤洗手，盡量避開人潮，降低接觸病原的機會。呂俊毅醫師提醒，日常生活中，要有均衡營養、充足睡眠、規律運動，把血糖、血壓、血脂控制達標，讓身體維持在較健康的狀態，才有較好的免疫力。

小朋友要按照兒童健康手冊的規劃依序接種各種疫苗，呂俊毅醫師說，至於成年人可以和您的醫師討論，根據建議接種，流感、帶狀疱疹、肺炎鏈球菌、破傷風、百日咳、A 型肝炎、人類乳突病毒等疫苗，讓身體能夠預做準備，擁有保護力，才能在遭到感染的時候，減輕疾病嚴重度、降低死亡風險！

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寶寶還在肚子裡的時候會由臍帶供應大部分養分及少部分藉由胎兒嘴巴吃羊水供給營養，一旦出生後，便得開始進食，透過母乳或配方奶獲得各種營養。母乳中因蘊含牛奶或配方奶所缺乏的活性物質與免疫因子等營養素，被各界視為哺餵寶寶的最佳來源。義大醫院兒童醫學部楊生湳教授指出，母乳的成份包括水、蛋白質、母乳寡醣、脂質、乳糖等，除了提供蛋白質、能量，特別的是母乳還具多項能夠幫助寶寶生長發育、健康成長的重要成份，一直是營養學界關注的焦點。隨著技術進步，母乳中的重要成份陸續被發現，對於寶寶的生長、神經功能、免疫功能等都有幫助。

中國醫藥大學兒童醫院兒童腸胃科主任陳安琪醫師分享，我們可以發現喝一般配方奶的寶寶比喝母奶的寶寶容易生病、拉肚子與感冒，遭到呼吸道病毒感染的風險更是母奶寶寶的兩倍。這是因為母乳具有多種特殊成份，能夠對寶寶發揮保護作用。近年來許多專家學者都朝這個方向研究，歷經 20 年，發現母乳中第三大成分的母乳寡醣（Human Milk Oligosaccharides, HMOs）扮演免疫力養成的關鍵角色。

母乳保護力關鍵：HMO母乳寡醣與核苷酸幫助先天免疫與後天免疫

楊生湳教授表示 HMO 母乳寡醣是母乳中的重要成份，含量比脂質還要多。目前已知的 HMO 母乳寡醣約有兩百種，其中含量最豐富的是 2′ – 岩藻糖基乳糖（2′-FL HMO，2′-Fucosyllactose）。

HMO 母乳寡醣是腸道菌叢的營養品，也就是益菌生，有利於腸道菌叢的養成與發展，陳安琪醫師解釋，腸道菌叢長得好，可以預防壞菌過度增生，幫助腸胃蠕動，減少寶寶腸絞痛、躁動、脹氣、哭鬧等狀況。

我們的身體具有雙重保護系統，分別是先天免疫與後天免疫，楊生湳教授解釋，先天免疫系統會佈署在腸道黏膜、呼吸道黏膜、血液中，當發現細菌入侵時，先天免疫系統便會啟動，消滅入侵者。後天免疫系統則會辨識、記憶入侵的病原體，然後製造出相對應的抗體。

進入腸胃道的細菌通常會先附著在黏膜細胞上，然後再經由細胞間隙侵入人體。因為 HMO 母乳寡醣的分子結構與腸道表面上的受體分子結構相似，所以當腸胃道中存在 HMO 母乳寡醣時，細菌會與 HMO 母乳寡醣結合，而降低附著在黏膜細胞、侵入人體的機會，發揮先天保護作用。

陳安琪醫師分析，HMO 母乳寡醣可以降低輪狀病毒對寶寶的危害。對早產兒來說，在母乳哺育推行後，壞死性腸炎的發生機會有明顯降低，HMO 母乳寡醣在預防壞死性腸炎佔有一定程度重要角色！

「腸胃道是一道天然防線，人體的免疫細胞，有超過 7 成都在腸胃道，所以腸胃道健康，與免疫系統非常有關係。」陳安琪醫師說，「母乳中的 HMO 母乳寡醣與核苷酸可以參與免疫調節，有助免疫系統發展。」

「寶寶剛出生的時候，免疫力較弱，我們都希望寶寶的免疫系統趕快發展起來，」楊生湳教授說，「工廠需要原料才能製造產品，而核苷酸便是 DNA 的重要原料，身體要製造細胞、血球、合成抗體都需要核苷酸。提供足夠的核苷酸，對寶寶很有幫助。」

母乳中的核苷酸濃度大約是 68 – 72 mg/dL，陳安琪醫師解釋，曾經有研究發現如果讓寶寶攝取含有類似母乳濃度核苷酸的配方奶，有助提高腸胃道裡的 IgA 免疫球蛋白分泌量，約增加 23% 分泌濃度 [3]。IgA 是一種對抗細菌、病毒的重要免疫球蛋白，倘若 IgA 的量提升，對抗細菌、病毒的能力會較佳。另外，在為寶寶常規接種流行性感冒嗜血桿菌疫苗後，足量的核苷酸，也有助於增加流行性感冒嗜血桿菌抗體的含量，給寶寶更好的防護。

寶寶免疫力養成小撇步 – 「攝取貼近母乳的成分營養」、「良好運動刺激」，延續母乳保護力

「大家常說，母乳最好！母乳最好！」楊生湳教授提醒，「但是，後面要記得加上第二句，就是『媽媽妳要準備好！』，媽媽們務必攝取均衡、充足的營養，而且千萬不可以抽菸、喝酒、每天熬夜。先把身體照顧好，才有辦法分泌高品質的母乳。」

如果因為種種因素，不得已需要配方奶銜接時，家長們一定要多加留意，楊生湳教授提醒，請務必選擇國家核准的產品、較有信譽的品牌，而且配方奶的成分多種，盡量挑選接近母乳的成分，諸如 HMO 母乳寡醣、核苷酸等，幫助銜接母乳的保護力。

陳安琪醫師補充，營養攝取相當重要外，讓寶寶養成規律作息，並培養良好適度的運動刺激，以利免疫細胞正常代謝，以鞏固免疫系統的成熟與發展，若有哺育不了解的問題，記得跟醫師討論喔！

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資料來源：

• Reverri E, et al. Review of the Clinical Experiences of Feeding Infants Formula Containing the Human Milk Oligosaccharide 2’-Fucosyllactose, Nutrients 2018, 10 (10), 1346
• Marriage BJ, et al. Infants fed a lower calorie formula with 2’-FL show growth and 2’-FL uptake like breastfed infants. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2015;61(6):649-6583. Yau, KIT, et al. Effect of Nucleotides on Diarrhea and Immune Responses in Healthy Term Infants in Taiwan, Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition. 2003; 36 (1) : 37 – 42