氟化物為什麼能保護牙齒？

本文與 BRITA 合作，泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎？

如果你回到兩百年前，試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水，可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐，氣味刺鼻，甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水，被戲稱為「流動的污水」，當時的人們雖然知道水不乾淨，但卻無力改變，導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

幸運的是，現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物，但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰，哪些技術真正有效？

濾水技術：從霍亂危機到高效濾芯

19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展，面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊，甚至未經處理的地下水，導致傳染病肆虐。

1854 年，英國醫生約翰·斯諾（John Snow）透過流行病學調查，發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關，這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度，促使公衛政策改革，加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初，英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒，成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率，這一技術迅速普及，成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾，尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後，惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年，後藤新平出任民政長官，他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設，對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題，他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓（William Kinnimond Burton） 來台，規劃現代化的供水設施。在雙方合作下，台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年，全台已有 16 座現代水廠，有效改善公共衛生，為台灣城市化奠定關鍵基礎。

進入 20 世紀，人們已經可以喝到看起來乾淨的水，但問題真的解決了嗎？ 科學家如今發現，水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物，甚至微量的內分泌干擾物，這些看不見、嚐不出的隱形污染，正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此，濾水技術迎來了一波科技革新，活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透（RO）等技術相繼問世，各有其專長：

• 活性碳吸附：去除氯氣、異味與部分有機污染物

• 離子交換樹脂：軟化水質，去除鈣鎂離子，減少水垢

• 微濾技術、逆滲透（RO）技術：攔截細菌與部分微生物，過濾重金屬與污染物等

這些技術相互搭配，能夠大幅提升飲水安全，然而，無論技術如何進步，濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯，決定了水質能否真正被淨化，而現代濾水器的競爭，正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是，最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能？

濾芯的壽命與更換頻率：濾水效能的關鍵時刻濾芯，雖然是濾水器中看不見的內部構件，卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例，其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂，能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質，並過濾鉛、銅等重金屬，同時軟化水質，提升口感。

然而，隨著市場需求的增長，非原廠濾芯也悄然湧現，這不僅影響濾水效果，更可能帶來健康風險。據消費者反映，同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯，顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全，建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯，避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙，正面則可看到 BRITA 商標，以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣，並且沒有拉環設計，底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節，才能確保濾芯發揮最佳過濾效果，讓每一口水都能保證潔淨安全。

不過，即便是正品濾芯，其效能也非永久不變。隨著使用時間增加，濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞，導致過濾效果減弱，濾水速度也可能變慢。而且，濾芯在拆封後便接觸到空氣，潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯，不僅會影響過濾效能，還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質，形成「過濾器悖論」（Filter Paradox）：本應淨化水質的裝置，反而成為污染源。為此，BRITA 建議每四週更換一次濾芯，以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題，BRITA 推出了三大智慧提醒機制，確保濾芯不會因過期使用而影響水質：

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈：即時監測濾芯狀況，顯示剩餘效能，讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒：掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間，自動提醒何時該更換，減少遺漏。

3. LINE 官方帳號自動通知：透過 LINE 推送更換提醒，確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天，濾芯已不僅僅是過濾裝置，更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備，成為了健康生活的關鍵。

濾水技術：不僅是進步，更是守護未來

人類對潔淨飲用水的追求，從未停止。19世紀，隨著城市化與工業化發展，水污染問題加劇並引發霍亂等疾病，促使濾水技術迅速發展。20世紀，氯消毒技術普及，進一步保障了水質安全。隨著科技進步，現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術，去除水中的污染物，讓每一口水更加潔淨與安全。

今天，消費者不再單純依賴公共供水系統，而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如，BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求，從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題，去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%，並通過 SGS 檢測，通過國家標準水質檢測「可生飲」，讓消費者能安心直飲。

然而，隨著環境污染問題的加劇，真正的挑戰在於如何減少水污染，並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具，更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備，它象徵著人類與自然的對話，提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利，更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源，且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

本文轉載自顯微觀點

DNA 損傷有多種類型，是導致癌症或遺傳性疾病的致病原因之一。其中，環丁烷嘧啶二聚體（cyclobutane-pyrimidine dimer ,CPD）是一種紫外線誘導的常見 DNA 損傷，影響 DNA 複製時的鹼基配對，如無法修復將導致突變。

生物體有不同的 DNA 修復機制，但其修復過程仍是未解之謎。中研院院士蔡明道率領的國際研究團隊，則應用序列飛秒晶體學（serial femtosecond crystallography, SFX），以 X 射線自由電子雷射（X-ray free electron laser, XFEL），在極短時間內捕捉光解酶酵素修復 DNA 損傷的過程和關鍵中間體結構，可說是首次在原子解析度下直擊 DNA 修復的完整過程。研究成果更登上今年 12 月發表的國際科學期刊《科學》（Science）。

雖然隨著X射線晶體學和冷凍電子顯微鏡技術的發展，科學家已經可以用原子等級的解析度分析許多酵素和酵素複合體的結構，然而這些方法只能捕捉反應開始或結束的單一瞬間，無法進一步觀察反應過程。

這次的研究利用 XFEL 技術，在極短（100 億分之一到 5000 分之一秒）的時間內，為 DNA 光解酶催化過程的多個反應中間體結構拍了 18 張照片，顯示了四個反應位點隨時間的變化。

團隊在皮秒（picosecond, ps）層次捕捉到電子轉移；皮秒到奈秒（nanosecond, ns）的範圍內修復 CPD 損傷，隨後參與催化酶部分的恢復；在 500 奈秒時形成完全還原的酶產物複合物。 最後，在 25 至 200 微秒（µs）內捕獲胸腺嘧啶鹼基的後翻轉中間體，雙鏈 DNA (dsDNA) 重新退火黏合。

阿秒（as）：10^-18 秒，目前實驗上能測量的最小時間尺度
飛秒（fs）：10^-15 秒
皮秒（ps）：10^-12 秒
奈秒（ns）：10^-9 秒
微秒（µs）：10^-6 秒
毫秒（ms）：10^-3 秒
秒（s）

蔡明道指出，這項研究直接以原子解析度觀察酵素反應的完整過程，不但促進結構生物學的發展，也開啟酵素學的新時代。且透過 XFEL 技術，可檢視酵素的反應中間體結構的全貌，進而提供後續應用機會，例如新藥物開發的潛在新靶點。

使用 XFEL 的 SFX 技術，約在十年前問世，主要用於以時間分辨結構的研究。

一般雷射使用將特定物質作為雷射介質，將其電子以能源（光）激發至激發態。當能階提高後的電子嘗試回到低能階狀態，便會釋放能量；再結合共振腔，產生能量相等、高同調性的雷射光。因此一般雷射有三個基本要素：增益介質（gain medium）、共振腔（optical resonator）和激發來源（pumping source）。

自由電子雷射（free electron laser ,FEL）則是利用聚頻磁鐵（undulator）或增頻磁鐵（wiggler）的磁場將高速前進的電子束多次改變方向，將動能轉為光子。

由於 FEL 不需要介質也不需要特定物質做居量反轉，不會被特定物質的能級限制波長，只要調整動能和磁鐵的參數就能改變雷射波長。因此涵蓋範圍從微波、遠紅外線、可見光到 X 射線等；XFEL 即是 X 射線波長的自由電子雷射。

X 射線可以用來研究晶體中原子排列的狀況，透過繞射圖像來判斷晶體中電子密度分布狀況，分析原子位置和化學鍵資訊，例如解開 DNA 雙股螺旋結構。但 X 射線波長短、對物質穿透力強大，也容易造成蛋白質晶體損傷。

XFEL 具有 X 射線波長特性，卻比以往的亮度高 10 億倍；而且脈衝持續時間短，就像超高速閃光燈，可以瞬間捕捉到原子運動和及快速的化學反應。

XFEL 提供極其明亮且短暫（約 10 fs）的 X 射線雷射，能在出現任何輻射損傷前從蛋白質微晶體中進行繞射（破壞前繞射），也就是繞射測量在樣品破壞之前就已經完成。

而透過繞射圖樣，那些容易被 X 射線輻射改變的蛋白質穩態結構便能被確定；與超快可見脈衝結合時，就能確定光誘導過程中的中間體。 全球提供 TR-SFX 的設施僅有五個，分別分布在美國、日本、德國、韓國和瑞士。本次蔡明道院士團隊的研究，則在日本 SACLA 和瑞士 SwissFEL 進行 XFEL；論文共同作者共有 69 位，分別來自世界各地的17個研究機構。

參考資料：

1. 中研院新聞稿：看到了！在原子解析度下直擊 DNA 光解酶酵素的修復過程
2. Vos M. H. (2023). Filming DNA repair at the atomic level. Science (New York, N.Y.), 382(6674), 996–997.
3. Maestre-Reyna, M., Wang, P. H., Nango, E., Hosokawa, Y., Saft, M., Furrer, A., Yang, C. H., Gusti Ngurah Putu, E. P., Wu, W. J., Emmerich, H. J., Caramello, N., Franz-Badur, S., Yang, C., Engilberge, S., Wranik, M., Glover, H. L., Weinert, T., Wu, H. Y., Lee, C. C., Huang, W. C., … Tsai, M. D. (2023). Visualizing the DNA repair process by a photolyase at atomic resolution. Science (New York, N.Y.), 382(6674), eadd7795.
4. Martin-Garcia, J. M., Conrad, C. E., Coe, J., Roy-Chowdhury, S., & Fromme, P. (2016). Serial femtosecond crystallography: A revolution in structural biology. Archives of biochemistry and biophysics, 602, 32–47.
5. 【理化學研究所】X射線自由電子雷射研究設施SACLA
6. 自由電子雷射器  雷射技術新里程碑
7. 維基百科：自由電子雷射器

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《晚期、轉移性乳癌治療對策，抗荷爾蒙治療與CDK46抑制劑口服標靶藥物解析（圖文懶人包）》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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乳癌是台灣女性發生率第一名的癌症，每年都有超過 10000 例新診斷的乳癌。不過，隨著醫學進步，乳癌的治療成效也不斷提升，讓許多患者可以獲得更好的預後與生活品質。由於乳癌可能在女性荷爾蒙的刺激下加速生長，因此，針對荷爾蒙受體的檢測與治療策略的制定，就顯得相當重要。

為了提升治療的精準度，醫療團隊通常會依據下列幾項指標來分型：荷爾蒙受體 ER（雌激素受體）、PR（黃體素受體）、癌症生長指數 Ki-67、以及 HER2（人類表皮生長因子受體 -2）。透過這些指標，可將乳癌分為幾種主要亞型，包括：管腔 A 型（Luminal A）、管腔 B1 型（Luminal B1）、管腔 B2 型（Luminal B2）、HER2 陽性型以及三陰性型。不同亞型的乳癌在治療反應及預後表現上都有差異，因此必須根據乳癌亞型擬定個人化治療策略。

「管腔 A 型（Luminal A）」具備 ER、PR 陽性以及 Ki-67 指數較低、HER2 陰性的特徵；這類病患的腫瘤通常成長速度較慢，對抗荷爾蒙治療也較敏感，預後相對較好。

「管腔 B1 型（Luminal B1）」同樣是 ER、PR 陽性，但 Ki-67 指數較高、HER2 陰性，意味著癌細胞增生速度偏快，但仍保有對抗荷爾蒙治療的反應。

「管腔 B2 型（Luminal B2）」則是 ER、PR 與 HER2 同時呈現陽性的狀態，這類病人除了可以考慮荷爾蒙治療外，針對 HER2 過度表現，也可能需要使用抗 HER2 的標靶藥物。

「HER2 陽性型」指 ER、PR 陰性但 HER2 陽性的患者；這一類患者過去預後較差，但現在因為針對 HER2 的標靶治療藥物相當進步，整體治療效果也比以往明顯提升。

「三陰性型」則是 ER、PR、HER2 三者皆為陰性，過往主要依賴化學治療，但是隨著新藥的發展，三陰性型乳癌的治療成效亦逐漸提升。

這幾種乳癌亞型中，最常見的是管腔 A 型與管腔 B1 型，兩者加起來約佔總病例的一半左右。它們的共同特點是 ER、PR 呈陽性、HER2 陰性，代表癌細胞對「抗荷爾蒙治療」通常有反應。抗荷爾蒙治療的原理在於阻斷女性荷爾蒙對乳癌細胞的刺激，減緩或中斷癌細胞的生長。

傳統上，如果病情需要，會視患者情況合併使用化學治療。近年來，CDK4/6 抑制劑口服標靶藥物的發展，讓患者有更好的治療選擇。不僅能更精準地抑制腫瘤生長，還能減少因化學治療帶來的不適、副作用，幫助患者在整體治療過程中保有較好的生活品質。

CDK4/6 抑制劑口服標靶藥物（例如 palbociclib、ribociclib、abemaciclib）是透過干擾細胞週期，阻斷癌細胞在分裂複製過程中的關鍵步驟。細胞週期素激酶（Cyclin-Dependent Kinases, CDK）是調控細胞分裂增殖的核心蛋白質，若這些蛋白質的活性被抑制，癌細胞就難以快速增殖，也能延後其對抗荷爾蒙治療產生抗藥性的時間。

透過抗荷爾蒙藥物與 CDK4/6 抑制劑的雙管齊下，可以顯著延長患者無疾病惡化存活期，並降低治療過程中常見副作用的強度。相較於副作用較強的化學治療，標靶治療相對温和，可維持較好的生活品質。此外這些 CDK4/6 抑制劑為口服藥物，患者不必頻繁到醫院接受點滴治療，相當便利，因而也能提升治療的順從度，確保療程順利進行。

CDK4/6 抑制劑口服標靶藥物適合用於符合條件的乳癌患者，包括（1）停經後的乳癌患者（包括自然停經、注射藥物導致的停經、或手術切除卵巢後形成的停經），（2）荷爾蒙受體陽性且 HER2 陰性的患者，以及（3）局部晚期或轉移性乳癌患者。由於部分患者年紀較輕，尚未自然停經，醫師也可能透過藥物或手術誘導停經，使其符合治療條件，進一步達到較佳的治療效果。

目前臨床上已核准三種 CDK4/6 抑制劑口服標靶藥物，包括：愛乳適（Ibrance, palbociclib）、擊癌利（Kisqali, ribociclib）與捷癌寧（Verzenio, abemaciclib）。這三款藥物均可應用於晚期乳癌的第一線或在經過其他治療後的第二線乃至後線治療，為許多已經擴散或無法單靠傳統治療控制的病患，提供了新的選擇。

值得關注的是，根據近期一項名為「P-Verify」的大規模真實世界研究[1]，研究團隊針對 HR+ / HER2- 轉移性乳癌患者，在接受 palbociclib、ribociclib 或 abemaciclib 加上芳香化酶抑制劑（AI）作為第一線治療時，觀察這些病人的整體存活期（OS）。該研究納入 9146 名患者，分析來自 280 個美國研究中心的數據，結果顯示，三種 CDK4/6 抑制劑在整體存活期方面並無顯著差異，與先前的隨機對照臨床試驗結論相符。林敬翰醫師指出由於回溯性研究無法隨機分配患者，可能存在選擇偏誤。因此，P-Verify 研究使用治療權重倒數機率（Stabilized inverse probability of treatment weighted, sIPTW）的校正方法，降低各個變數之間不平衡的狀態，幫助提升研究結果的可信度，而這樣大型的回溯性研究結果與實際臨床自身經驗相似，在使用 CDK4/6 抑制劑療效上並無顯著差別，主要差異於副作用處理，需要與主治醫師進行全方面的治療討論才能選擇適合的 CDK4/6 抑制劑。

根據國際乳癌治療指引，針對荷爾蒙受體陽性、HER2陰性的局部晚期或轉移性乳癌，抗荷爾蒙治療搭配使用 CDK4/6 抑制劑口服標靶藥物是一線標準治療。只要符合健保給付條件，醫師都會協助向健保申請使用，幫助延緩疾病的惡化，延後化學治療的介入時機，讓患者維持較佳的生活品質。

筆記重點整理

• 乳癌是台灣女性發生率第一名的癌症，醫療團隊會根據乳癌亞型擬定個人化治療策略，其中以管腔 A 型與管腔 B1 型是最為常見，它們的共同特點是 ER、PR 呈陽性、HER2 陰性，代表癌細胞對「抗荷爾蒙治療」通常有反應。
• 抗荷爾蒙治療的原理在於阻斷女性荷爾蒙對乳癌細胞的刺激，減緩或中斷癌細胞的生長。CDK4/6 抑制劑口服標靶藥物是透過干擾細胞週期，阻斷癌細胞在分裂複製過程中的關鍵步驟。讓癌細胞難以快速增殖，也能延後其對抗荷爾蒙治療產生抗藥性的時間。
• 透過抗荷爾蒙藥物與 CDK4/6 抑制劑的雙管齊下，可以顯著延長患者無疾病惡化存活期，並降低治療過程中常見副作用的強度。相較於副作用較強的化學治療，標靶治療相對温和，可維持較好的生活品質。此外這些 CDK4/6 抑制劑為口服藥物，患者不必頻繁到醫院接受點滴治療，相當便利，因而也能提升治療的順從度，確保療程順利進行。
• 根據近期一項名為「P-Verify」的大規模真實世界研究，研究團隊針對 HR+ / HER2- 轉移性乳癌患者，在接受 palbociclib、ribociclib 或 abemaciclib 加上芳香化酶抑制劑（AI）作為第一線治療時，觀察這些病人的整體存活期（OS）。結果顯示，三種 CDK4/6 抑制劑在整體存活期方面並無顯著差異，與先前的隨機對照臨床試驗結論相符。

參考資料：

• [1] Rugo HS, Layman RM, Lynce F, Liu X, Li B, McRoy L, Cohen AB, Estevez M, Curigliano G, Brufsky A. Comparative overall survival of CDK4/6 inhibitors plus an aromatase inhibitor in HR+/HER2- metastatic breast cancer in the US real-world setting. ESMO Open. 2025 Jan;10(1):104103. doi: 10.1016/j.esmoop.2024.104103. Epub 2025 Jan 3. PMID: 39754979; PMCID: PMC11758200.

• 本文轉載自 Care Online 照護線上《晚期、轉移性乳癌治療對策，抗荷爾蒙治療與CDK46抑制劑口服標靶藥物解析（圖文懶人包）》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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