香菸氣膠恐加劇帕金森氏癥病程 中山大學最新研究揭分子病理機制
氣膠科學研究中心主任王家蓁（右2）與醫學科技研究所教授范秀芳（左2）及研究團隊成員。照：中山大學提供
帕金森氏癥家族病史族群應遠離二手菸環境！國立中山大學氣膠科學研究中心跨領域研究團隊由中心主任，化學系教授王家蓁與醫學科技研究所教授范秀芳合作研究發現，香菸燃燒時所釋放煙霧中的氣膠懸浮微粒有逾8成為粒徑小於1微米的超細懸浮微粒（PM1），對健康危害甚鉅，恐加劇帕金森氏癥病程發展，成果發表於國際知名期刊ACS化學神經科學（ACS Chemical Neuroscience）。
生活中潛在著許多氣膠來源，從大自然氣膠如海洋飛沫、生質燃燒、火山、花粉、孢子氣膠到工業社會中各類空氣汙染所排放，不同來源的氣膠成分及粒徑大小均不同。中山大學氣膠科學研究中心主任王家蓁指出，氣膠是懸浮於空氣中微細粒子的統稱，一般又以粒徑小於2.5微米的PM2.5最為人熟知。香菸燃燒時所釋放的混合煙霧中就含有許多氣膠懸浮微粒，也是二手煙的重要成分，「採集香菸氣膠過程中發現，有逾80%重量百分比的香菸氣膠屬PM1超細懸浮微粒。」
王家蓁強調，不同粒徑的氣膠微粒經由呼吸進入人體後，會根據其粒徑大小及其他物化特性而沉降到呼吸系統的不同部位。顆粒較大的微粒（10微米以上）通常大都在上呼吸道沉積，顆粒愈小的微粒有愈大機會進入到肺部較深處，沉積於下呼吸道甚至肺泡區。有些PM1進入人體後甚至有機率穿透肺泡進入血液循環系統並影響其他器官，或是經由鼻腦通道，從嗅球區穿透血腦屏障，進入大腦中樞神經區域，影響腦神經細胞運作，甚至導致神經退化性疾病，或加劇其病程發展。一般醫療口罩並無法有效屏障過濾PM2.5甚至PM1微粒。
帕金森氏癥是除了阿茲海默癥之外最為常見的神經退化性疾病。許多研究發現帕金森氏癥與大腦中α-突觸核蛋白（α-Synuclein, α-Syn）之錯誤折疊並形成聚集體，進而導致神經細胞功能受損甚至死亡有關。中山大學醫科所教授范秀芳表示，團隊利用學界普遍接受的神經母細胞瘤細胞株SH-SY5Y，作為帕金森氏癥細胞模型，依不同粒徑範圍採集並萃取香菸氣膠，觀察SH-SY5Y細胞中的α-突觸核蛋白加入香菸氣膠萃取物後，其寡聚體化（oligomerization）和細胞存活率受到的影響。正常的α-突觸核蛋白以四聚體形式存在，但在氧化壓力下，會產生結構變化，形成堆疊的寡聚體以點狀分布於細胞中，同時伴隨自噬活性的降低。如果細胞自噬活性的清除能力降低，或產生大量堆疊蛋白來不及清除，累積在細胞內，造成毒性上升，導致神經細胞功能受損、死亡，沉澱釋出還會被鄰近細胞吞食，一同死亡，形成惡性循環。
范秀芳進一步指出，研究團隊利用自行建置之螢光交叉相關光譜（Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy，FCCS） 觀察到，α-突觸核蛋白和香菸氣膠成分結合後，加劇香菸氣膠萃取物引起細胞內毒性、氧化壓力、粒線體功能障礙和自噬調節失調，最終導致帕金森氏癥之細胞模型SH-SY5Y細胞死亡率增加。相較於過去研究多著墨於戶外空氣汙染氣膠對於神經退化疾病影響，中山大學研究團隊首次揭露二手菸中的重要成分，香菸氣膠對α-突觸核蛋白病理影響，並分粒徑大小進行研究，提供其影響神經退化性疾病分子機制的新觀點，也凸顯空氣汙染中的超細懸浮微粒對神經退化性疾病病程發展和管理的重要性。
研究團隊表示，過去雖有文獻指出尼古丁可降低帕金森氏癥發病機率或緩解抑制病程，但對照本次研究結果，顯示人體若暴露於二手菸環境，確實會造成帕金森氏癥神經細胞模型中α-突觸核蛋白所誘導的神經毒性變化與死亡。研究團隊也藉此提醒三大高風險族群，包括帕金森氏癥患者、早發性帕金森氏癥家族病史者，及熬夜作息不正常者，都應盡量避免吸菸或暴露於二手煙環境以降低罹病風險。此外，多攝取抗氧化飲食與多運動，都能增加細胞內抗氧化力，減緩氧化壓力可能造成之傷害。
中山大學香菸氣膠帕金森氏癥病理機制