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新興菸品怎麼管?各國的管制方法與科學說明

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/25 ・3542字 ・閱讀時間約 7 分鐘

在路上,偶爾會看到有人抽電子煙、加熱菸等新興菸品。或許,你曾聽說新興菸品對身體的危害較低,讓老菸槍的抽菸習慣改變;也有一些民眾擔心,這種方便又酷炫的抽煙/菸方式,可能會吸引更多人使用新興菸品。

目前,臺灣的《菸害防制法》修正草案正在進行中,打算將新興菸品併入法案列管。世界各國因應國情而有不同程度的管制:有些將新興菸品列為傳統菸品的替代物,有些則是鼓勵有抽菸習慣的使用者改用新興菸品。

現在,就讓我們來看看修正草案到底寫了些什麼,以及其他國家是依據什麼原則,來制定管理電子煙與加熱菸的相關法令吧!

修正草案的菸品分類

《菸害防制法》修正草案將菸分為「菸品」與「類菸品」兩類:「菸品」是指產品本身含有看得見的菸草或具有類似性質的天然植物,「類菸品」則是改變天然植物的物理型態,再製成可以模仿菸品使用的產品。

目前市面上的一般香菸,是直接燃燒菸草,修法後屬於「菸品」,而加熱菸是烤菸草,修法後同樣屬於「菸品」,與一般香菸同列納管。

電子煙是將菸草精油(可能不含尼古丁)霧化後吸入,屬於「類菸品」,而《菸害防制法》修正草案的規範之一,就是「禁止類菸品」。

上述產品都會對身體產生不良影響,關於各式菸品的差別,請參考:加熱式菸品?電子煙?傻傻分不清楚

圖一、在《菸害防制法》修正草案中,將菸分為「菸品」與「類菸品」

各國對新興菸品的規範

WHO 建議先確認各國管制架構與邏輯,再進行產品分類之法制作業。從 WHO 的定義來看,法規上將其歸類為傳統菸品,而不宜另創分類,且加熱菸管制模式應與傳統菸品相同[1]

美國食藥署 FDA 規定引入美國市場的新菸草產品,必須顯示出對公眾健康的淨收益。在考量這種公眾健康影響時,與可燃香菸相比,產品對使用者造成的風險必須較小。另外,如果一種產品引起更多人開始使用有害的菸草,或導致更少人停止吸菸,那麼該產品必須被拒之門外[2]

目前美國、英國、歐盟、紐西蘭、日本都將加熱菸列管。至於電子煙外型酷炫、煙油經過調味,恐讓更多青少年抽電子煙的擔憂呢?讓我們先來看看美國疾病管制暨預防中心(CDC)和歐盟的看法:

  • 美國 CDC 的青少年危害健康行為調查(YRBSS)數據顯示,比起無調味電子煙,青少年較常抽調味電子煙。目前即使美國已核准多種電子煙上市,但仍禁止販售電子煙或煙彈給青少年。
  • 歐盟衛生、環境與新興風險科學委員會(SCHEER)的資料顯示,電⼦煙正迅速成為歐盟青少年的新流行。2012 到 2017 年間,⽤⼾數量從 7.2% 增加到 14.6%,而青少年使⽤調味電⼦煙的⽐例更⾼,因為青少年認為經過調味的比較無害。

目前,各國的目標大都在於降低菸害,有的國家鼓勵以電子煙作為紙菸的替代:

  • 2021 年,美國 FDA 通過了雷諾霧化器公司(RJR Vapor Company)提出的菸草產品上市前申請(PMTA)。該款電子煙能減少使用者接觸有害物質,可是 FDA 只核准有菸草味的煙油,調味煙油則因潛在的青少年濫用問題而遭到拒絕。
  • 英國沒有禁止電子煙,只禁止電子煙的行銷廣告,並嚴格要求廠商回報使用情況。近年來,青少年使用電子煙的比例逐漸上升。
  • 紐西蘭政府為推行 2025 年無菸行動計畫,鼓勵試圖戒菸的民眾改用電子煙,目標是在 2025 年將抽菸人數降到總人口的 5%。

電子煙是否有害?

對電子煙是否比香菸還要更不好的看法分歧,衛福部國民健康署在 2022 年 9 月新聞稿中表示,美國一個成年人的大型研究發現,未使用紙菸但使用電子煙的人比都沒有使用紙菸及電子煙的人,高出 4.36 倍罹患肺部疾病的風險,而有使用紙菸且使用電子煙的雙重使用者,比有使用紙菸但未使用電子煙的人高出 1.47 倍罹患肺部疾病的風險,顯示使用電子煙和香菸一樣是與肺部疾病相關的危險因子。

此外,使用電子煙會增加室內環境空氣中顆粒物和尼古丁濃度。電子煙對尼古丁的暴露變化很大,並且取決於產品特性(包括設備和電子煙油特性),以及設備操作方式。除了尼古丁外,大多數電子煙產品還會包含並釋放出潛在有毒物質。
另一派的看法,例如英國衛生部 PHE 對電子煙看法聲明,用替代性尼古丁傳送設備如尼古丁電子煙,可在減輕吸菸造成的巨大健康負擔上發揮關鍵作用。

而食品、消費品與環境中化學毒性委員會 (the Committee on Toxicity of Chemicals in Food, Consumer Products and the Environment, COT) 的一項安全審查指出,電子煙對健康造成負面影響的風險遠低於紙菸。審查發現,暴露於顆粒物和尼古丁可能也會與負面健康影響有關,但對吸入調味成分的影響尚不確定。

加熱菸品是否有害?

無論電子煙還是加熱菸,在美國 FDA 的說明中,都會再三強調「減少有害物質產生」,且會註明「所有菸草製品都是有害的」,這到底是怎麼回事呢?

我們先看研究:在一項隨機對照研究中,研究團隊將 301 位受試者分為「持續吸菸組」、「戒菸組」、「改用 glo 加熱菸組」、「從不吸菸組」,進行為期 360 日的研究。結果顯示,加熱菸 glo 產生的有害物質比一般菸品來得少,且抽菸者體內的有害物質量,也在改抽加熱菸後顯著下降,因此研究者認為,glo 對身體的危害少於一般香菸。

圖二、加熱菸品實驗。資料來源/Springer

上述是菸商進行的研究,我們來看美國 FDA 如何解讀另一項加熱菸研究數據。關於相關研究的詮釋,我們可以參考 FDA 審核加熱菸 IQOS 的過程。2018 年, IQOS 以相似的研究與論述,向 FDA 提出菸草產品上市前申請(PMTA)。然而,菸草製品科學諮詢委員會(TPSAC)駁回了申請 ,理由如下:

  1. 從實驗數據來看,IQOS 確實能顯著減少身體接觸有害化學物質,但不代表能顯著降低發病率與死亡率。
  2. 實驗數據不支持「IQOS 能降低菸草相關疾病風險」的說法。
  3. 實驗數據不支持「改用 IQOS 會比吸一般菸帶來的傷害更小」的說法。

2019 年, IQOS 再次提出上市前申請。這次,FDA 以「能減少有害物質暴露(reduced exposure)」為由通過申請,並限制在「不能修改風險訊息」的情況下販售。為此,IQOS 進一步提出菸草產品風險修改(MRTP)的申請,並在2020年通過,能夠在產品說明中加上「能減少有害物質暴露」的字樣。FDA 認為有充分的證據說明該產品能減少有害物質的產生、減少身體接觸有害物質的機會。

至於 IQOS 是否能「減少對人體的風險(reduced risk)」,則還在持續評估中。

不過,直到 2022 年,新一代的 IQOS3 問世後,也還沒有足夠的證據讓 FDA 認為加熱菸能減少對人體的風險。從這個角度來看,WHO 與 FDA 的看法大致上相同,那就是:新興菸品釋出的有害物質確實較紙菸少,但對於人體的影響,或者說是否能「減害」,則需要更多實驗數據支持。

總結

綜合來說,各國為了達到菸草減害(tobacco harm reduction),紛紛透過各種方式鼓勵人們不要抽香菸。有研究指出和原本的香菸燃燒所釋放出的有害物質相比,加熱菸和電子煙的確比較少,但是否還有其他有毒物質,及其所造成的傷害降低或更安全,還需要長期觀察、研究。

目前,世界各國因應國情有不同程度的管制,從保守地列為傳統菸品的替代品,到鼓勵使用者轉換都有。看完這些說明,你認為臺灣適合站在管制光譜的哪一點上呢?

註解

  • 註 1:新興菸品健康危害研議。P165。
  • 註 2:新興菸品健康危害研議。P155。

參考資料

  1. Friedman, A. S. (2021). A difference-in-differences analysis of youth smoking and a ban on sales of flavored tobacco products in San Francisco, California. JAMA pediatrics, 175(8), 863-865.
  2. Final Opinion on electronic cigarettes
  3. Goldenson, N. I., Leventhal, A. M., Simpson, K. A., & Barrington-Trimis, J. L. (2019). A review of the use and appeal of flavored electronic cigarettes. Current addiction reports, 6(2), 98-113.
  4. Zare, S., Nemati, M., & Zheng, Y. (2018). A systematic review of consumer preference for e-cigarette attributes: flavor, nicotine strength, and type. PloS one, 13(3), e0194145.
  5. FDA Permits Marketing of E-Cigarette Products, Marking First Authorization of Its Kind by the Agency
  6. Part 4: Electronic cigarette use (vaping) – NHS Digital
  7. Smoking, Drinking and Drug Use among Young People in England, 2021 – NHS Digital
  8. The facts of vaping
  9. History of Smokefree Aotearoa 2025 | Ministry of Health NZ
  10. Learn about vaping | Health Promotion Agency Smokefree
  11. Gale, N., McEwan, M., Hardie, G., Proctor, C. J., & Murphy, J. (2022). Changes in biomarkers of exposure and biomarkers of potential harm after 360 days in smokers who either continue to smoke, switch to a tobacco heating product or quit smoking. Internal and emergency medicine, 17(7), 2017-2030.
  12. Mallock, N., Pieper, E., Hutzler, C., Henkler-Stephani, F., & Luch, A. (2019). Heated tobacco products: a review of current knowledge and initial assessments. Frontiers in Public Health, 7, 287.
  13. FDA’s Tobacco Panel Rejects Reduced-Risk Claims for Philip Morris’ iQOS | Convenience Store News
  14. Philip Morris Products S.A. Modified Risk Tobacco Product (MRTP) Applications | FDA
  15. Heated tobacco products: information sheet – 2nd edition
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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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鑑識故事系列:韓男跨國尼古丁謀殺詐保案
胡中行_96
・2023/08/28 ・1718字 ・閱讀時間約 3 分鐘

2017 年 4 月 25 日,一對韓國的新婚夫婦,前往日本大阪度蜜月。[1, 2]22 歲的丈夫聲稱,發現 19 歲的妻子倒臥旅館浴室地板,毫無意識。急救團隊 1 小時後趕抵現場,判斷女子呼吸心跳停止,但仍將她送醫。女子才到醫院,就被宣告死亡。[3]

日本大阪市景。圖/Nomadic Julien on Unsplash

證物

根據男子的說法,妻子生前有割腕等憂鬱的症狀,而且會喝酒及服用不明藥物。日本警方查扣浴室衛生紙架上的針筒;以及房間裡,裝著雙氧水的綠瓶子與同色紙盒。[註1]男子解釋,針筒的用途為混合電子菸的菸油。既然他也說亡妻不抽菸,[3]那東西大概是他的。

驗屍

大阪市立大學的法醫團隊,於估計的死亡時間後 36 小時,進行驗屍:女子高 159 公分,重 45.3 公斤。外觀上,背部有暗紅紫的屍斑與瘀點;臉龐與瞼結膜鬱血;雙臂因注射而皮下出血。電腦斷層掃描顯示肺水腫,且周邊輕微氣腫。從解剖可見心臟裡的血液呈深紅,無血塊;腦部水腫;肺臟及其他諸多內臟鬱血;[3]而負責氣體交換的肺實質出血。[3, 4]另外,有些胃部的食物殘渣,跑進她的細支氣管。[3]

女子的右臂注射處。圖/參考資料 3,Figure 1a(CC BY 4.0)

法醫團隊採集了多種體液送驗,其中心臟左邊血液的白血球介素-6(interleukin-6);以及心包液和腦脊髓液的兒茶酚胺(catecholamine)濃度超標。前者意味早期系統性發炎;後者表示藥物中毒。此外,大量尼古丁(nicotine)遍佈大腦等諸多內臟、某些體液,還有注射處一帶;而其代謝物可替寧(cotinine),主要是在肌肉、內臟和注射處附近,測量得到。至於血液等各種體液裡的過氧化氫(hydrogen peroxide;H2O2),即雙氧水有效成份,濃度均未超出正常範圍。[3]

死因

尼古丁能經由呼吸道、消化道或血管等途徑,進入人體。[註2]女子的胃裡,沒驗到太多。抽菸的話,血液中的濃度,幾分鐘內便能上升至 10 ng/mL。不過,檢驗結果遠超過該數字,所以應該是注射所致。隨血液流動的尼古丁,會率先湧向腦部,因為該處佈滿菸鹼型乙醯膽鹼受體(nicotinic acetylcholine receptors),之後才去其他器官。當肝臟代謝尼古丁,短短 1 小時內產生的可替寧,濃度即能達到尼古丁的 2 至 4 倍。尼古丁的半衰期為 20 分鐘到 2 小時;而可替寧則是 20 個鐘頭,它會在體內停留較長的時間,才經腎臟代謝,然後跟著尿液排出。由於這名女子的所有檢體中,尼古丁的含量皆高過可替寧,因此可以推測她注射不久便死亡。[3]

判刑

男子經亡妻的家屬同意,於日本火化遺體後返鄉。韓國警方則請國際刑警組織幫忙,從日本取得驗屍報告;並於男子住處找到籌劃謀殺的日記。[5]2018 年 3 月 28 日,世宗市的警察逮捕男子,指控他毒死妻子,好詐領 1.5 億韓圓(美金 14 萬零 187 元)的保險金。[2]事實上,這不是他第一次以此手法殺人。警察發現男子曾於 2016 年 12 月 20 日,將尼古丁摻入飲料給當時的女友喝。所幸後者覺得味道奇怪,沒喝完而逃過一劫。[5]2018 年 8 月 30 日,大田市的法庭駁回其協助妻子自殺的說法,認為男子的行為「破壞了社會基本價值」,判處他無期徒刑,以儆效尤。[2]

  

備註

  1. 原個案報告的摘要,說警察還找到尼古丁菸油;描述事件的段落,卻只提及針筒和雙氧水,而且沒講針筒裡有無菸油。[3]
  2. 儘管注射處的尼古丁濃度甚高,法醫團隊依舊在論文中,分析食用和吸入的假設性情形。不過,沒有解釋如何排除尼古丁貼片等,經皮膚吸收的可能。

參考資料

  1. Lim CW. (28 MAR 2018) ‘Man arrested for killing newly-married wife with nicotine for death benefit’. Aju Korea Daily (아주경제).
  2. Lim CW. (31 AUG 2018) ‘Husband sentenced to life for killing wife with lethal dose of nicotine’. Aju Korea Daily (아주경제).
  3. Aoki Y, Ikeda T, Tani N, et al. (2020) ‘Evaluation of the distribution of nicotine intravenous injection: an adult autopsy case report with a review of literature’. International Journal of Legal Medicine, 134, 243–249.
  4. Chaudhry R, Bordoni B. (25 JUL 2022) ‘Anatomy, Thorax, Lungs’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  5. Chung C. (28 MAR 2018) ‘Man investigated for killing newlywed wife with nicotine’. The Korea Herald (코리아헤럴드).
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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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不只傷害呼吸系統,電子煙可能導致「勃起障礙」?
Aaron H._96
・2021/12/23 ・1935字 ・閱讀時間約 4 分鐘

電子煙最早的雛形是由中國的藥劑師韓力,在 2002 年左右改良而成的產品,2003 年上市後,藉著「幫助戒菸」、「無害且不上癮」的行銷故事,迅速攻占了紙菸的市場。有許多青少年和上班族受到電子煙廠商的行銷影響,誤以為電子煙不過是完全無害的水霧,因此在各國的佔有率都快速上升。

電子煙的組成

電子煙通常分為煙液和加熱裝置兩部分。

煙液又稱為煙油,通常含有丙二醇、植物甘油和水,某些煙油為了降低抽菸者的戒斷症狀,裡頭甚至加了尼古丁。為了行銷電子煙,多數廠商也會在煙液中加入各種咖啡、薄荷等香料,營造相對無害的形象。而加熱裝置則類似車內的點煙器,負責點燃煙油,產生氣體。

各國政府在一開始對於電子煙並沒有任何監管措施,可以自由地在實體和網路平台上進行買賣,甚至有許多商家出於新鮮感,進行電子煙的改裝,讓不少使用者吸入混合香料和大麻萃取物的氣體。直到 2019 年,美國出現疑似使用電子煙死亡的案例之後,各界開始大量回報多起與電子煙有關的傷害事件[2],醫學界才開始正視電子煙的可能危害。

電子煙通常分為煙油和加熱裝置兩部分,加熱裝置負責點燃煙油,產生氣體。圖/Pixabay

煙油成分對呼吸道的傷害

電子煙最常見的傷害,就是各種物質氣化後,對呼吸系統造成的刺激。煙油中的丙二醇和甘油,可以讓尼古丁和風味劑保持分散,避免沉澱。不過丙二醇會刺激眼睛和呼吸道;長時間重複吸入體內,也會影響中樞神經系統。加熱汽化後,丙二醇會產生致癌物環氧丙烷,甘油加熱後則會產生丙烯醛,刺激呼吸道。另外電子煙和紙菸一樣也含有焦油、甲醛和乙醛等致癌物。

早期的煙油因為品質管制不夠完整,製造品質差異極大,實際的尼古丁濃度與添加物含量,通常與標籤上註明的有極大差異。美國疾病控制中心(CDC)在 2019 年 10 月 3 日發佈的《使用電子煙或霧化煙相關的急性肺損傷》[1]中認為,他們收集了許多煙油樣本發現,這些煙油含有各種添加物,燃燒後造成肺損傷的成分難以預期,恐怕並非是單一成分的效果。

不只傷害呼吸系統,還會造成性功能障礙

醫學界早就知道尼古丁對於血管的風險,那號稱能夠取代紙菸的電子煙,也會有類似的風險嗎?2021 年 11 月美國預防醫學期刊刊登了一篇來自紐約大學的研究,回顧了 2016 – 2018 「第四波煙草與健康的人口評估報告」[3]中的資料,重新檢視了電子煙與性功能障礙(尤其是勃起困難)的關係。

該研究囊括了 45,971 名 18 歲以上的美國成人,並針對其中 13,711 名超過 20 歲的成年男性調查有關於勃起障礙的狀況。研究另外也對數據進行第二種分析,排除 65 歲以上曾經有心血管疾病的族群(這個族群罹患勃起障礙的比例偏高),想要看看電子煙對年輕人的勃起功能是否有影響。

結果在 20 到 65 歲的成年男性,整體而言,每天使用電子煙的族群比起從未使用電子煙的族群,多了 2.41 倍的人有勃起困難。如果先前有心臟血管疾病的患者,使用電子煙的族群也會比未使用電子煙的族群,有將近 1.69 倍的人出現勃起困難的現象。

這篇報告是目前第一篇證實電子煙與勃起障礙有關的報告。所以電子煙的危害不僅僅集中在對呼吸系統的反覆刺激,導致發炎,甚至是癌化。電子煙中的尼古丁,也會對全身的血管造成危害。尼古丁會使體內微血管收縮,而陰莖勃起需要海綿體充血,體內尼古丁含量上升,會使海綿體中微細的微血管網收縮,無法留住更多血液,造成勃起困難。[4]

電子煙無法幫助戒菸,可能反而吸更多

根據衛生福利部國民健康署,在 2019 年公布的《青少年吸菸行為調查結果》報告,至少有三萬六千名高中職學生受到朋友的影響,已經有使用電子煙的經驗。電子煙市場競爭激烈,市面上的煙油有八成都含有某種程度的尼古丁,更有許多是來路不明,只在朋友之間傳遞的地下煙油,更無法追蹤裡面的成分是否如產品所宣稱,因此並沒有「比較安全」的電子煙。

越來越多研究顯示[5],抽電子煙不但無法幫助戒菸,還可能因為味道香甜,反倒吸入尼古丁的劑量更高,甚至成為同時使用紙菸與電子煙的多重使用者。截至目前為止,並沒有足夠的證據發現電子煙可以安全且有效的幫助戒菸,也一樣有二手煙的危害。

參考文獻

  1. Bekki K, Uchiyama S, Ohta K, Inaba Y, Nakagome H, Kunugita N. Carbonyl compounds generated from electronic cigarettes. Int J Environ Res Public Health 2014;11:11192-200
  2. Outbreak of Lung Injury Associated with E-Cigarette Use, or Vaping. https://www.cdc.gov/tobacco/basic_information/e-cigarettes/severe-lung-disease.html
  3. Population Assessment of Tobacco and Health (PATH) study [United States] public-use files. NIH, National Addiction & HIV Data Archive Program, October 21, 2020
  4. Biebel MG. Burnett AL. Sadeghi-Nejad H. Male sexual function and smoking. Sex Med Rev. 2016; 4: 366-375 https://doi.org/10.1016/j.sxmr.2016.05.001
  5. 電子菸也傷身,響應 531 世界無菸日,戒煙就對了。
Aaron H._96
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非典型醫學人,既寫作也翻譯,長期沉迷醫療與科技領域。