百害還是有一利：菸草中的有益成分NAD1

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。

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。

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）。

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。

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。

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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。

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。

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。

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。

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。

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？

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，同時產生抗發炎與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。

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。

我有超棒的菸草，但你沒有！

法國兒歌〈我有超棒的菸草〉唱道：「我的菸盒裡有超棒的菸草。我有超棒的菸草，你沒有⋯⋯」超棒的！

我們讓天真的孩子知道抽菸能帶來愉悅感（雖然抽菸有害健康），以及要如何輕蔑地挖苦朋友（這菸超棒，但你沒有！）。

傳說這首兒歌的作者是作曲家暨詩人拉泰尼昂（Gabriel-Charles de Lattaignant, 1697–1779），這代表兩件事：當時菸草已經遍布法國，而且是最令人開心的作物之一。

發現菸草的尼古丁

菸草的學名是 Nicotiana tabacum，自十六世紀起引入法國。拉丁文屬名「Nicotiana」的取名緣由並不是因為菸草含有尼古丁（nicotine），正好相反，1828 年人類分離出尼古丁時，使用菸草的學名為這種惡名昭彰的物質命名。

而「Nicotiana」又來自菸草的「發現者」尼柯（Jean Nicot, 1530–1600）。這裡的引號十分必要。

首先，早在歐洲人之前，美洲印第安人自古以來都有使用菸草的習俗。接著，尼柯不是在亞馬遜發現菸草的人，他甚至從來沒離開歐洲！

尼柯只是將菸草引進法國。最後，雖然他享有引入這種害草的光環，但他甚至不是第一個引入菸草的人。他真的不是！尼柯偷走了另一個人的貢獻，真正引入菸草的人是個更富有冒險精神的修士，名字叫做特維（André Thevet, 1516–1592）。

特維才是真正的菸草引入者

特維的貢獻經常遭人遺忘。如果惡名昭彰的尼古丁叫做「特維丁」，那我們可能就比較記得他（不過黃夾竹桃糖苷的法文的確是「特維丁」，得名自拉丁文學名為「Thevetia」 的黃花夾竹桃──命名緣由的確就是特維）。凱撒的該還給凱撒，那特維的也該還給特維。

特維生於 1503 或 1504 年的法國西南小鎮安古蘭⋯⋯也 有可能是 1516 年（畢竟太久以前了，沒有人清楚）。他生於農家。

10 歲時，可憐的特維即便不樂意，仍然被送到修道院，之後成了修士。他曾短暫念過書，但沒念過植物學。很驚人嗎？他的這點缺陷瑕不掩瑜，畢竟他讀了不少名家鉅作，包括亞里士多德和托勒密等等。

此外，他尤其有著強烈的好奇心，十分渴望認識這廣大的世界。這並不意味著他想還俗，只是書籍和旅行都比修道院生活還來得有趣太多了。

如果你去了里約，別忘了帶點菸草回來

他從短程航行開始：義大利、巴勒斯坦、小亞細亞。特維回來時簡直興高采烈，而命運很快又帶給他另一個機會，得以參與一場宏大的冒險。

國王亨利二世派出軍官暨冒險家維爾蓋尼翁（Nicolas Durand de Villegagnon, 1510–1571），希望在巴西建立法國殖民地。

於是我們天真無邪的僧侶特維啟程前往南美洲，但他不是為了參加里約熱內盧的嘉年華，也不是要去度假勝地科帕卡巴納享受日晒，更不是要大跳森巴舞。

要記得，特維是名僧侶，而巴西也只是葡萄牙人在五十年前發現的一個新興地區。而且，新建立的殖民地將命名為「南極法蘭西」（France antarctique）。共有 600 名移民隨著維爾蓋尼翁和特維一起前往新大陸。

特維對他發現的一切事物都感到驚奇不已。他彷彿不停地低聲唱著名曲：「如果你去了里約，不要忘記登高望遠」。

他還將所有的新鮮事物稱為「singularitez」（特維自創的字，與「singularité」〔獨特性〕發音相同且拼寫相似）。

當時仍 是文藝復興時代，人類對世界的認識還相當有限，因而還請各位讀者海涵特維看似幼稚的傳奇行徑。

他履行冒險家的職責，蒐集不少樣本：植物、鳥類、昆蟲，甚至還有印第安人的武器、物品和一件羽毛長袍（當然不是為了嘉年華的扮裝，而是為了學術用途）。

有些人嘲笑不務正業的特維其實最想抱回家的是獎盃。別忘了，他在船上的職務其實是神父，而不是博物學家。但無論如何，他有著觀察入微的靈魂，並且渴望知識。可惜他在新殖民地的時光很快就落幕了⋯⋯

——本文摘自《植物遷徙的非凡冒險》，2023 年 6 月，時報出版，未經同意請勿轉載。

文/林佑（研究員/香港大學中醫藥學院理科碩士）

香煙對人體的危害似乎是不爭的事實。除了「吸菸有害身體健康」的宣傳以外，也強調菸草燃燒所產生的煙霧對人體潛在更大的危害，而且危害的不只是自己。

但有吸菸習慣的人仍然不少；對吸煙者來說最有說服力的理由不外乎是緩解壓力、提神醒腦。當吸煙後，短時間內令人緩解內心積壓的憂慮，苦腦和煩燥，且對於工作忙碌、三餐時間不定、常常通宵的都市人而言，可算是快速調節心理狀態和恢復精神活力的方法之一。

這種對神經系統影響的重要物質就是菸草主要成分–尼古丁。 但當長期攝取尼古丁成分，容易導致神經受體敏感度下降，往往需要提高攝取量來維持神經受體的刺激反應，久而久之，香煙內其它大量的毒性物質對人體健康的危害亦漸漸浮現。

菸草內含煙鹼、焦油、一氧化碳、氰化物等對健康有危害的物質，可能會提高罹患心臟病、癌症、增加細菌感染等風險。而二手煙比一手煙對人體的危害更大，由菸草燃燒所產生的煙霧內含千多種有毒物質，雖然還有很多還未被確定，但有至少超過400多種屬於致癌物質，而且部分的毒性物質可以增加細菌感染人體的風險，較具殺傷力的細菌名為耐受性金黃葡萄球菌（Mthicillin-resistant Staphylococcus aureus， MRSA）。有美國的研究發現， 接擉過煙霧的MRSA有較增強菌體活性， 被稱為「超級細菌」。牠對抗生素有更強的抵抗性以外，亦能降低人體免疫系統的殺滅能力，特別對巨噬細胞的防禦力和功擊力大大降低。由於MRSA活性的強弱與煙霧密度的高低呈正相向趨勢，顯示MRSA對煙霧濃度有強烈的依賴性，說明了煙霧確實可以強化MRSA細菌，並提高吸煙者感染率。

雖然吸煙對健康危害的報告眾多，有趣的是最新科學研究顯示了菸草也有有益的抗病物質，結果可能是你難以相信的。

 菸草有益的成分–NaD1

抑菌活性

來自澳洲拉籌伯大學分子科學研究所的 安德森（Marilyn A. Anderson）博士指出，在眾多的菸草屬植物當中，花菸草的一種抗微生物防禦素（plant defensins）提取物–「NaD1」擁有藥用價值。

NaD1具有殺蟲和抗菌（抑制細菌和真菌）作用，特別對人類病源性真菌，包括白色念珠菌（Candida albicans）和新型隱球菌（Cryptococcus neoformans）效果顯著。對NaD1的藥理學分析指出， 它能與菌體表面（菌壁上）的多種磷脂相互結合，（磷脂類包括：單磷脂酰肌醇-2-3氟磷酸鹽（phosphatidyl-inositol mono-/bis-/tri-phosphates），磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine）和磷脂酸（phospatidic acid））隨菌壁質膜穿透內層，並以一系統的信號傳導路徑影響菌體新陳代謝（降低細胞活力）與能量的釋放（破壞線粒體），最終誘導菌體白化而凋亡。儘管只是初步研究階段，但對人類病源性細菌的抑制作用是不爭的事實，NaD1是否對耐受性金黃葡萄球菌也有抑制作用呢？有待進一步研究。

抗癌活性

有趣的是，安德森博士還發現NaD1是一種強大的抗癌物質。它可以伸入癌細胞外層膜上的蛋白質内，撕裂其外膜結構，令癌細胞內容物流出致亡。NaD1最神奇之處是能與癌細胞受體相互結合， 且具高度專一性， 對人體細胞不會產生任何反應。NaD1有望作為針對癌細胞的標靶藥物， 祈望開發成化療與及抗生素的輔助制劑。

NaD1是一種天然防禦素

事實上，花菸草內NaD1成分只是其中一種植物防禦素的化學結構，隱藏於自然植物內的防禦素廣泛分布在十字花科、豆科和茄科屬植物的種子、花朵和葉片內。例子包括蘿蔔的提取物RsAFP2、苜蓿提取物 MsDef1和MtDef4、豌豆提取物 Psd1等。植物分泌防禦素的目的主要是為了防止植物在生長過程中受到病蟲侵害以致凋謝。

人類嘗試從植物體提取、純化、鑒定這些天然防禦素結構，並確定擁有生物醫學價值，如抑制蛋白質的合成、誘導生物酶活性和調節離子通道等功能。

NaD1分子結構

NaD1防禦素分子序列已經確定，並且列入科學數據文庫之中，其蛋白記錄編碼設定為1MR4。它是一種小分子量、鹼性及富含半胱胺酸的蛋白質，由45到54個胺基酸大小的多肽族群組成，包含10個半胱氨酸殘基，由2-6個雙硫鍵相互結合，形成一個緊密的折疊結構。

目前，對於NaD1立體構像已有初步了解， 即是分子編碼上的「同源性序列」（與其它防禦素相同的分子編號）與影響功能的「活性位點」（產生功效的結合位置）。然而其活性位點只能反映抗菌功能的相關序列，並未揭示抗癌功能的位置或範圍。

以下具體說明NaD1蛋白分子序列及其特徵：

1. 顯示NaD1與其它防禦素的相同序列以紅色標示。
2. 活性位點以螢光黃色標示（泛指抗菌活性的結合位置）。

研究結果實在令人諷刺，花菸草除了有致癌毒性，卻也有抗癌作用；有提升細菌感染風險，也有抗菌功能。雖然已經証實了花草煙內NaD1 蛋白具有抗菌和抗癌活性，但並不代表菸草對人體有益。因為NaD1只是植物體內的純化產物，要通過複雜的加工程序獲得，未經處理的菸草內含眾多雜質，特別在燃燒過程產生的大量有毒洐生物對人類的健康沒有任何好處。科學的發現還只是萬里長征的第一步。

參考來源：

1. Elisa K. McEachern， John H. Hwang， Katherine M. Sladewski， Shari Nicatia， Carola Dewitz， Denzil P. Mathew， Victor Nizet， Laura E. Crotty Alexander. Analysis of the Effects of Cigarette Smoke on Staphylococcal Virulence Phenotypes. Infection and Immunity， 2015; IAI.00303-15 DOI: 10.1128/IAI.00303-15
2.  Bleackley M R， Wiltshire J L， Perrine-Walker F， et al. Agp2p， the plasma membrane transregulator of polyamine uptake， regulates the antifungal activities of the plant defensin NaD1 and other cationic peptides[J]. Antimicrobial agents and chemotherapy， 2014， 58(5): 2688-2698.
3.  Vriens K， Cammue B， Thevissen K. Antifungal plant defensins: mechanisms of action and production[J]. Molecules， 2014， 19(8): 12280-12303.
4.  Tobacco plant has key to fighting cancer. La Trobe University [2/4/2014]
5.  植物中鹼性及富含半胱胺酸之蛋白質的功能和結構特性分析[J]. 2005.

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