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生命三角—地震避難處選擇的爭議

科學月刊_96
・2011/06/20 ・5917字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 526 ・七年級

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為有效減低生命財產損失,必須落實地震防災教育。日前關於生命三角的討論沸沸揚揚,但此法與傳統躲在桌子下的作法大相逕庭,吾人如何抉擇?

劉坤松

日本東北外海3月11日下午發生日本有史以來最大的地震,震央位於三陸外海,震源深度24公里,地震規模達9.0,其釋放出的能量相當於1萬5848顆原子彈威力,是921大地震的355倍。引發超過30公尺高的大海嘯,並造成房屋倒塌和核電廠、煉油廠起火,二萬多人失蹤死亡,滿目瘡痍,慘不忍睹,甚至包括台灣、紐西蘭、智利等太平洋沿岸30多國也都發布海嘯警報。此外,更令人心驚的是核電廠爆炸起火,輻射外洩,恐釀成人類浩劫,不僅喚起了台灣全民及政府的災害警覺,也觸動了我們的危機神經。

圖一:道格是美國國際救援小組(ARTI)的成立者,也是地震生命三角理論的創始者,他參與過世界各地許多重大災害的救援行動。

反觀台灣,同樣地位於環太平洋地震帶上,歷年來遭受許多重大的災害性地震。1999年的921地震造成2456人死亡,房屋毀損達10萬6685棟;這些地震提醒我們在劇烈的板塊碰撞帶上,未來仍可能再次面臨類似921之大地震,這是我們應有的認知,也就是,地震是台灣居民無法避免,勢必一再發生,而且必須面對的重大天然災害。因此,為有效減低人民生命財產損失,除了加強地震防災科技之研究與應用推廣外,地震防災教育的落實更是不可或缺。

既然地震防護那麼重要,我們該如何做呢?對於地震發生時的應變,最近聽聞美國道格庫普先生(Doug Copp,圖一)所極力提倡的「生命三角」(Triangle of Life)理論,建議民眾躲在桌子旁、沙發旁或牆角,此與傳統的躲在桌子下的作法(圖二),截然不同。但是,這一套避難理論並沒有獲得官方的認同,內政部消防署也特別發新聞稿,建議優先躲在堅固的桌下。到底,地震發生時如何應變是最適當的,本文將做分析比較及探討。

什麼是生命三角?

在網路及媒體宣揚所謂的〈正確的地震保命法〉中,提及「地震來時,你躲在哪裡?如果你依照小時候老師教我們的方法乖乖躲在桌子底下、床舖底下,那麼,我必須告訴你, 你的傷亡率,高達98%!! 那該怎麼辦? 美國國際搜救隊長教你正確的躲避位置。」。〈正確的地震保命法〉是美國國際救難總隊隊長道格庫普在民國86年到中華民國搜救總隊所做的演講,但一直到九二一地震後,這篇演講才受重視。沈寂多年後,最近又因日本的311大地震後在網路廣為流傳。道格是世界上最有經驗的救援小組——美國國際救援小組(American Rescue Team International, ARTI)的首席救援者。從1985年墨西哥地震至今,幾乎參與了每一次重大的救援工作,曾經和來自60多個不同國家成立的各種救援小組一起工作過,也曾經在875個倒塌的建築物裡爬進爬出。

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圖二:傳統的地震防護方法建議躲在桌子下。

在1996年,道格及美國國際救援小組、土耳其政府等聯合製作了「生命三角」求生方法的研究影片。模擬摧毀了一座學校和一個裡面有20個人體模型的房屋。其中10個人體模型用「蹲下和掩護」方法,另外10個模型使用「生命三角」求生方法。結果顯示那些用「蹲下和掩護」方法的人存活率是零,而那些使用「生命三角」的人能夠達到100%存活率。

道格所稱的「生命三角」,是指當建築物倒塌時,落在物體或家具上的屋頂或樓版重力會撞擊到這些物體,使得靠近它們的地方會留下一個空間。這個空間就是「生命三角」(圖三)。當物體越大、越堅固時,被擠壓的部分就越小,而所遺留下的空間就越大,於是利用這個空間的人可免於受傷的機會就越大。

國內外地震避難處的選擇

台灣

針對上述道格所主張生命三角理論,內政部消防署特別於100年4月11日發出新聞稿,摘錄部份內容如下:

圖三:道格所稱的「生命三角」示意圖。

近日網路流傳美國道格庫普先生所提「生命三角」理論,建議民眾遇到地震,應躲在桌子旁、沙發旁或牆角,而不是傳統的躲在桌子下。但是,這一套避難理論並沒有獲得各國官方的認同,主要是因為地震發生的情境、人員身處的場所環境,以及世界各國的建物耐震結構均不相同,並無法以一概全。

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由於重大地震發生瞬間,人員所處之地面或樓地板會劇烈搖晃,第一時間內並不容易立即離開現場,所以,遇到地震瞬間一定要先保持冷靜,避免身體遭受外物傷害,尤其是頭部的受傷。地震同時會造成室內的天花板、電燈、吊扇、窗戶玻璃等掉落的危險,以及大型家具之移動或倒塌,例如無固定住之電視、書櫃、鋼琴等,上述情況都有可能造成人員的傷害。屆時身體躲在堅固桌子,所形成的空間會比「生命三角」要安全。因此,人員在室內避難時,建議優先躲在堅固桌下,而躲在桌子下時,可握住桌腳,當桌子隨地震移動時,桌下的人可隨之移動,形成較佳的防護屏障,避免受傷。

此外,主管地震監測的中央氣象局,有關地震防護的建議則是地震時室內的人員應立即打開出入的門,隨手抓個墊子等保護頭部,儘速躲在堅固家具、桌子下,或靠建築物中央的牆站著。切勿靠近窗戶,以防玻璃震破。綜合消防署及中央氣象局的資料,地震時國內的防護方式還是躲在桌子下。

日本

圖四:「日本強震即時警報之學校防災教育」的影片可看出,日本教授仍然教育日本學童要躲在桌下來避震。

日本素來是地震的耐震及防震技術與觀念最先進的國家,筆者在民國96年9月參加國家災害防救科技中心所主辦的「台日強震即時警報系統技術交流研討會」中,有一主題為「日本強震即時警報之學校防災教育」的影片仍然教育日本學童要躲在桌下來避震,在筆者的提問其對美國國際搜救隊長的主張時,日本教授仍堅持原先躲在桌下的做法,如圖四所示。此外在日本東京消防廳網頁地震安全十要點中的第一點亦強調地震時優先保護自己,並躲在桌下的做法。

美國

美國也是地震科技及研究執牛耳之國家,尤其美西加州更是地震頻繁,地震災害潛勢相當高的地區。由一份美國內政部地質調查所、紅十字會、加州地質調查所、南加州地震中心、聯邦緊急管理局(FEMA)等單位共同發行的地震防護手冊:「保護您的家庭,應付地震-地震安全的七個步驟」中的第五步驟:在地震中保護,在室內的做法是蹲下、藏身和抓牢,即蹲到地面,在結實的辦公桌或桌子下面藏身,繼續抓牢,直到地震停止,如圖五所示。

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圖五:美國地震防護手冊:「在室內的做法是蹲下、藏身和 抓牢」。

綜合以上資訊,國內、日本及美國對於地震避難處的選擇顯然與道格庫普地震避難處選擇的主張有所差異,那麼民眾該如何遵循呢?

道格庫普「生命三角」理論的分析

首先我們來了解道格庫普的理論,有無缺失?筆者在美國國際救援小組網站看過道格等所製作「生命三角」求生方法的研究影片(圖六)。

片中模擬摧毀了一個裡面有20個人體模型的房屋。結果顯示那些用「蹲下和掩護」方法的人存活率是零,而那些使用「生命三角」的人能夠達到100%存活率。但該影片在模擬大樓倒塌時,是直接倒塌,樓版直接往下覆蓋,在道格的模擬中並未先做水平方向樓版的搖動,與真實地震引起樓版的反應有所差距。我們要了解當近距離的大地震來時,是先上下振動(P波引起的),然後是S波及表面波引起更強烈的水平方向的振動,此時非結構物的櫃子、家具、冰箱等如未事先做好固定的準備,則會移動或滑動撞擊甚至壓擠旁邊掩蔽的人體,造成人體的直接傷害。因此,如果要採用道格所稱的「生命三角」理論時,必須先做好地震前的準備工作,筆者稱為「三重四得」(取諧音三從四德)。(表一)

另外,在道格「生命三角」求生方法的家具所要扮演的角色,其實就是類似柱子的功能,去支撐或擋住樓版或橫梁的直接往下覆蓋,但先前條件是此家具是固定不動的,才能有類似結構物元件的支撐作用。但以國人目前地震前的準備來看,「三重四得」這部分是欠缺的。因此若採取生命三角法可能會未蒙其利,先受其害。

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圖六:道格的美國國際救援小組網站提供各式介紹生命三角理論的影片,強調其可行性。

國內外傳統躲在桌下做法的分析

至於國內外傳統躲在桌下的做法,也具爭議處。倡導躲在桌下的理由是避免身體遭受外物傷害,尤其是頭部的受傷,因為地震會造成室內天花板、電燈、吊扇、窗戶玻璃等掉落的危險。屆時身體躲在堅固桌子,所形成的空間會比「生命三角」要安全。因此,人員在室內避難時,建議優先躲在堅固桌下,而躲在桌子下時,可握住桌腳,當桌子隨地震移動時,桌下的人可隨之移動,形成較佳的防護屏障,避免受傷。但是躲在桌下的做法,當建築物樓版因強震倒塌時,會將桌子壓毀,人如果躲在桌下,反而壓縮了逃生空間,變成人肉三明治?尤其是學校的課桌能不能承受的起教室樓版倒塌落下的重量,實在值得懷疑?

較適當安全避難處選擇的分析

以作者的看法說明如下:早期要求學生在防震演習中,躲在課桌下,其原因是要避開因地震造成天花板落下的物品(燈管、電風扇、玻璃、剝落混凝土塊等)對學生頭部的重擊,並未進一步考慮到整個樓板會塌陷下來,直接壓傷學童,畢竟這樣的地震少之又少,那這樣的強震民眾及學生如何判斷呢?建築物樓板因強震倒塌時,會將桌子壓毀,人如果躲在桌下,反而壓縮了逃生空間,如果人以低姿勢躲在桌旁,桌子可以緩衝倒塌物品的力道,而且旁邊可製造一生存空間。

在經歷過921地震後,我們知道如果地震是發生在白天上學時刻,則學校教室的建築結構是無法保護學童的。因此不怕一萬只求萬一,我們依經驗及往例,彙總的做法是:「躲避在課桌椅旁,背向窗戶,身體姿勢放低,並用書包保護頭部,避免被碎玻璃或是懸掛物品、其它高處掉落的物品如燈具、電風扇、剝落混凝土塊等掉落擊中」。

實際避難還是要因地制宜。地震時很難找到可以保護自己而且絕對安全的地點,但是在相對安全的地點避難,一定可以大大減少傷亡的發生。另外,在家中或辦公室則必須要先做好地震前的準備工作,「三重四得」,固定好家具,再加上道格的「生命三角」,才能見效。此作法類似於有專家學者所提倡家中衛生間,因周圍有較多的承重牆,為室內相對安全的避難地點之一,如圖七所示。

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圖七:大樓內之衛生間是承重牆較多的地方,為室內相對安全的避難地點之一。

安全避難處的選擇(室內及屋外)

對於地震發生時的應變,不論身處何處,都應立即選擇一安全的避難處,避開危險區域,趨吉避凶。然而,何處是安全的避難處,哪裡又是危險的區域。我們在此作一探討及說明。

地震時很難找到可以保護自己而且絕對安全的地點,有一些原則可以讓我們找到相對安全的地點,先談室內的避難原則有二:一、堅固桌子的旁邊,大柱旁、牆角。理由是避免被掉落的物品打傷,這些地點可以躲避吊燈、破碎玻璃、傾倒的櫥櫃等掉落物的傷害。二、衛生間(廁所)等承重牆較多,跨度較小的地方,並且要避開外牆體等薄弱部位。

至於屋外的避難原則,地震來時要不要衝到屋外?由於每個人所處空間的情況不同,會有不同的考量與反應,有一些原則可決定逃生方式。通常在一樓的人比較有可能逃至戶外,如果戶外有空曠地,例如公園,或身處學校的一樓教室,外有空地,這時可選擇逃至戶外。但如果在都會區大樓的一樓,要衝過騎樓,逃至屋外,則要考慮招牌、花盆掉落的危險以及會不會有車輛衝出,人行道的空間夠不夠大以避開大樓掉落的東西。通常二樓以上的人比較沒有可能逃至戶外,只能就地避難。

如果你待的地方是有潛在危險的,這時要儘量放低身子,緩慢移動到安全的地方。

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地震時預防火災的處理

地震時如果選擇就地躲避,則首先要做好預防火災的處理,即使是被壓住或困住了,無法立即逃生,但還有機會等待救援人員的救助而不會被衍生的火勢燒死、嗆死或烤死。在地震所引起之二次災害中,以火災最為可怕了。地震時因劇烈的地面振動,會使瓦斯管斷裂或是使瓦斯桶傾倒、電線鬆斷,外洩的瓦斯若碰上電線走火或火爐、瓦斯爐移位,以致於引起火災。同時也因地面振動使水管破裂,而無水源可救火,倘若地震發生於人囗密集的住宅區,火勢將一發不可收拾,迅速蔓延,造成極大的人員傷亡與財產損失。

地震時逃生或避難的原則

地震發生時,保持鎮定、正確的反應與防護是保證生命安全、減少人員傷亡的關鍵。逃生或避難應先後遵循的幾個原則,說明如下:

一、保持鎮定,判斷地震大小及遠近。
二、決定戶外逃生或室內就地躲避。
三、戶外逃生勿慌張進出建築物,除非有逃生的時間以及立即的危險,否則不要跑出室外。
四、室內就地躲避:
(一)火的處理:先關閉爐火、瓦斯、使用中的電源如電熨斗,烤麵包機等電器用品,立刻拔掉插頭以防止火災。如有起火情形,迅速滅火。
(二)如時間許可,也立刻將門窗打開,以免地震過後門窗扭曲變形,無法開啟逃生。
(三)備好地震緊急包、尋找堅固庇護點,如堅實的家具旁、樑柱之角隅或牆角,以軟墊或雙手護頭,身體姿勢放低,避免被碎玻璃如窗戶、鏡子或是懸掛物品、其它高處掉落的碎裂物給擊中。
(四)主震過後,應迅速撤至戶外,離開危險區域,高層人員應盡量避免乘坐電梯。注意安全門、出口樓梯人群擁擠所造成的傷害。
地震時我們可能正在家裡、辦公室、車上、海邊或山上,也可能正在學校、百貨公司、戲院等人很多的地方,所要採取的臨震反應措施均不相同。

結語

大地震所帶來的災難雖無法避免,但我們如能事前有計畫,臨事時能處理得當,應可將災害減至最低程度。而在地震發生時極為短暫且可能驚慌混亂的情形下,臨震反應與緊急避難疏散必須靠平時的準備與常規性的演練教育才能落實,才能做出正確且有效的反應,而真正達到減災的目的。希冀透過本文有關地震防災教育的傳授,普及讀者地震防災常識,加強對於地震災害的認識及防範,並提升防災知識智能,以有效適當的地震防護反應,減低地震災害所造成的生命財產損失。

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關於「地震時逃生或避難的原則」、「三重四得」、「地震危險區域」等的更多細節,請參閱筆者著作《地震存亡關鍵》

參考資料

  1. 美國國際救援小組(ARTI)網站:http://www.amerrescue.org/
  2. 中央氣象局資訊服務網站 http://www.cwb.gov.tw/
  3. 日本東京消防廳http://www.tfd.metro.tokyo.jp/index.html
  4. 內政部消防署100年4月11日新聞稿「地震避難逃生要領 保持冷靜避免受傷」。
  5. Protecting Your Family From Earthquakes— The Seven Steps to Earthquake Safety, U.S. Geological Survey, 2007.
  6. 劉坤松,《地震存亡關鍵》,五南圖書出版股份有限公司,2010年。

本文作者為劉坤松:任教高苑科技大學通識教育中心暨防災研究中心。原發表於科學月刊498期2011.6月號

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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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地震之島的生存法則!921地震教育園區揭開台灣的防災祕密
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/09/20 ・4553字 ・閱讀時間約 9 分鐘

為什麼台灣會像坐在搖搖椅上,總是時不時地晃動?這個問題或許有些令人不安,但卻是我們生活在這片土地上的現實。根據氣象署統計,台灣每年有 40,000 次以上的地震,其中有感地震超過 1,000 次。2024年4月3日,花蓮的大地震發生後,台灣就經歷了超過 1,000 次餘震,這些數據被視覺化後形成的圖像,宛如台北101大樓般高聳穿雲,再次引發了全球對台灣地震頻繁性的關注。

地震發生後,許多外國媒體擔心半導體產業會受影響,但更讓他們稱奇的是,台灣竟然能在這麼大的地震之下,將傷害降到這麼低,並迅速恢復。不禁讓人想問,自從 25 年前的 921大地震以來,台灣經歷了哪些改變?哪些地方可能再發生大地震?如果只是遲早,我們該如何做好更萬全的準備?

要找到這些問題的答案,最合適的地點就在一座從地震遺跡中冒出的主題博物館:國立自然科學博物館的 921地震教育園區。

圖:跑道捕捉了地震的瞬間 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

下一個大地震在哪、何時?先聽斷層說了什麼

1999年9月21日凌晨1點47分,台灣發生了一場規模7.3的大地震,震央在南投縣集集鎮,全台 5 萬棟房子遭震垮,罹難人數超過 2,400 人。其中,台中霧峰光復國中校區因車籠埔斷層通過,地面隆起2.6公尺,多棟校舍損毀。政府決定在此設立921地震教育園區,保留這段震撼人心的歷史,並作為防災教育的重要基地。園區內兩處地震遺跡依特性設置為「車籠埔斷層保存館」和「地震工程教育館」。

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車籠埔斷層保存館建於原操場位置,為了保存地表破裂及巨大抬升,所以整體設計不採用樑柱結構,而是由82根長12公尺、寬2.4公尺、重約10噸的預鑄預力混凝板組成,外觀為曲線造型,技術難度極高,屬國內外首見,並榮獲多項建築獎。而地震工程教育館保留了原光復國中受損校舍,讓民眾親眼見證地震的驚人破壞力,進一步強調建築結構與安全的重要性。毀損教室旁設有由園區與「國家地震工程研究中心」共同策劃的展示館,透過互動展示,讓參觀者親手操作,學習地震工程相關知識。

國立自然科學博物館地質學組研究員蔣正興博士表示,面積上,台灣是一個狹長的小島,卻擁有高達近4000公尺的山脈,彰顯了板塊激烈擠壓、地質活動極為活躍的背景。回顧過去一百年的地震歷史,從1906年的梅山地震、1935年的新竹-台中地震,到1999年的921大地震,都發生在台灣西部,與西部的活動斷層有密切關聯,震源位於淺層,加上人口密度較高,因此對台灣西部造成了嚴重的災情。

而台灣東部是板塊劇烈擠壓的區域,地震震源分佈更廣。與西部相比,雖然東部地震更頻繁,但由於人口密度相對較低,災情相對較少。此外,台灣東北部和外海也是地震多發區,尤其是菲律賓海板塊往北隱沒至歐亞板塊的隱沒地震帶,至沖繩海槽向北延伸,甚至可能影響到台北下方,發生直下型地震,這種地震因震源位於城市正下方,危害特別大,加上台北市房屋非常老舊,若發生直下型地震,災情將非常嚴重。

除了台北市,蔣正興博士指出在台灣西部,我們特別需要關注的就是彰化斷層的影響,該斷層曾於1848年發生巨大錯動。此外,我們也需要留意西南部的地震風險,如 1906 年的梅山地震。此兩條活動斷層距今皆已超過 100 年沒活動了。至於東部,因為存在眾多活動斷層,當然也需要持續注意。

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我們之所以擔心某些斷層,是因為這些區域可能已經累積了相當多的能量,一旦達到臨界點,就會釋放,進而引發地震。地質學家通常會沿著斷層挖掘,尋找過去地震的證據,如受構造擾動沉積物的變化,然後透過定年技術來確定地震發生的時間點,估算出斷層的地震週期,然而,這些數字的計算過程非常複雜,需要綜合大量數據。

挑戰在於,有些斷層的活動時間非常久遠,要找到活動證據並不容易。例如,1906年的梅山地震,即使不算久遠,但挖掘出相關斷層的具體位置仍然困難,更不用說那些數百年才活動一次的斷層,如台北的山腳斷層,因為上頭覆蓋了大量沉積物,要找到並研究這些斷層更加困難。

儘管我們很難預測哪個斷層會再次活動,我們仍然可以預先對這些構造做風險評估,從過往地震事件中找到應變之道。而 921 地震教育園區,就是那個可以發現應變之道的地方。

圖:北棟教室毀損區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

921 後的 25 年

在園區服務已 11 年的黃英哲擔任志工輔導員,常代表園區到各地進行地震防災宣導。他細數 921 之後,台灣進行的六大改革。制定災害防救法,取代了總統緊急命令。修訂了建築法規,推動斷層帶禁限建與傳統校舍建築改建。組建災難搜救隊伍,在面對未來災害時能更加自主應對。為保存文化資產,增設了歷史建築類別,確保具有保存價值的建築物得到妥善照料。

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最後,則是推行防災教育。黃英哲表示,除了在學校定期進行防災演練,提升防災意識外,更建立了921地震教育園區,不僅作為教育場所,也是跨部門合作的平台,例如與交通部氣象署、災害防救辦公室、教育部等單位合作,進行全面的防災教育。園區內保留了斷層線的舊址,讓遊客能夠直觀地了解地震的破壞力,最具可看性;然而除此之外,園區也是 921 地震相關文物和資料的重要儲存地,為未來的地震研究提供了寶貴的資源。

堪稱園區元老,在園區服務將近 19 年,主要負責日語解說工作的陳婉茹認為,園區最大的特色是保存了斷層造成的地景變化,如抬升的操場和毀壞的教室場景,讓造訪的每個人直觀地感受地震的威力,尤其是對於年輕的小朋友,即使他們沒有親身經歷過,也能透過這些真實的展示認識到地震帶來的危險與影響。

陳婉茹回憶,之前有爸媽帶著小學低年級的小朋友來參觀,原本小朋友並不認真聽講,到處跑來跑去,但當他看到隆起的操場,立刻大聲說這他在課本看過,後來便聚精會神地聽完 40 分鐘的解說。

圖:陳婉茹在第一線負責解說工作 / 圖片來源:921地震教育園區

除了每看必震撼的地景,園區也透過持續更新策展,邀請大家深入地震跟防災的各個面向。策展人黃惠瑛負責展示設計、活動規劃、教具設計等工作。她提到,去年推出的搜救犬特展和今年的「921震災啓示展」與她的個人經歷息息相關。921 大地震時的她還是一名台中女中的住宿生,當時她儘管驚恐,依舊背著腿軟的學姊下樓,讓她在策劃這些展覽時充滿了反思。

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在地震體驗平臺的設計中,黃惠瑛強調不僅要讓觀眾了解災害的破壞力,更希望觀眾能從中學到防災知識。她與設計師合作,一樓展示區採用了時光機的概念,運用輕鬆、童趣的風格,希望遊客保持積極心態。二樓的地震體驗平臺結合六軸震動臺和影片,讓遊客真實感受921地震的情境。她強調,這次展覽的目標是全民,設計上避免了血腥和悲傷的元素,旨在讓觀眾帶著正向的感受離開,並重視防災意識。

圖:地震體驗劇場 / 圖片來源:921地震教育園區

籌備今年展覽的最大挑戰是緊迫的時間。從五月開始,九月完成,為了迅速而有效地與設計師溝通,黃惠瑛使用了AI工具如ChatGPT與生成圖像工具,來加快與設計師溝通的過程。

圖:黃惠瑛與設計師於文件中討論設計/ 圖片來源:921地震教育園區

蔣正興博士說,當初學界建議在此設立地震教育園區,其中一位重要推手是法國地質學家安朔葉。他曾在台灣指導十位台灣博士生,這些博士後來成為地質研究的中堅力量。1999年921大地震後,安朔葉教授立刻趕到台灣,認為光復國中是全球研究斷層和地震的最佳觀察點,建議必須保存。為紀念園區今年成立20週年,在斷層館的展示更新中,便特別強調安朔葉的貢獻與當時的操場圖。

此外,作為 20 週年的相關活動,今年九月也將與日本野島斷層保存館簽署合作備忘錄(MOU),強化合作並展示台日合作歷史。另一重頭戲則是向日本兵庫縣人與自然博物館主任研究員加藤茂弘致贈感謝狀,感謝他不遺餘力,長期協助園區斷層保存館的剖面展品保存工作。

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右圖:法國巴黎居禮大學安朔葉教授。左圖:兵庫縣立人與自然博物館主任研究員加藤茂弘
/ 圖片來源:921地震教育園區

前事不忘,後事之師

盡力保存斷層跟受創校舍,只因不想再重蹈覆徹。蔣正興博士表示,921地震發生在車籠埔斷層,其錯動形式成為全球地質研究的典範,尤其是在研究斷層帶災害方面。統計數據顯示,距離車籠埔斷層約100公尺內,住在上盤的罹難率約為1%,而下盤則約為0.6%。這說明住在斷層附近,特別是上盤,是非常危險的。由於台灣主要是逆斷層活動,這一數據清楚告訴我們,在上盤區域建設居住區應特別小心。

2018年花蓮米崙斷層地震就是一個例證。

在921地震後,政府在斷層帶兩側劃設了「地質敏感區」。因為斷層活動週期較長,全球大部分地區難以測試劃設敏感區的有效性,但台灣不同,斷層活動十分頻繁。例如 1951 年,米崙斷層造成縱谷地震,規模達 7.3,僅隔 67 年後,在 2018 年再次發生花蓮地震,這在全球是罕見的,也因此 2016 年劃設的地質敏感區,在 2018 年的地震中便發現,的確更容易發生地表破裂與建築受損,驗證了地質敏感區劃設的有效性。

圖:黃英哲表示曾來園區參訪的兒童寄來的問候信,是他認真工作的動力 / 圖片來源:921地震教育園區

在過去的20年裡,921地震教育園區不僅見證了台灣在防災教育上的進步,也承載著無數來訪者的情感與記憶。每一處地震遺跡,每一項展示,都在默默提醒我們,那段傷痛歷史並未走遠。然而,我們對抗自然的力量,並非源自恐懼,而是源自對生命的尊重與守護。當你走進這座園區,感受那因地震而隆起的操場,或是走過曾經遭受重創的教室,你會發現,這不僅僅是歷史的展示,更是我們每一個人的責任與使命。

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來吧,今年九月,走進921地震教育園區,一起在這裡找尋對未來的啓示,為台灣的下一代共同築起一個更堅固、更安全的家園。

圖:今年九月,走進921地震教育園區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

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