文 / Nate Hsu
你知道，只是走在路上呼吸，甚至只是肌肤暴露在城市的空气中都有可能危害生命安全吗？许多研究已经证实空气中的悬浮微粒 (particulate matter; PM)，可能与人体特定的疾病发生有关，例如心血管疾病、肺炎、甚至是肺癌等 (注 1)。其中粒径小于 2.5 微米的微粒 (简称 PM2.5) 更已被WHO认定是一级致癌物。这种微米级的悬浮微粒极易由呼吸道进入人体而难以排除，因此，PM2.5 与肺癌的发生率有高度的关联性。除此之外，越来越多的研究发现，人体最大的器官-皮肤，更是首当其冲的攻击标的。
为什么 PM2.5 如此恐怖 ?
其实人体对悬浮微粒有一定程度的防护功能，例如10微米的微粒进入呼吸道时，可以经由咳嗽跟打喷嚏加以排除。但由于 PM2.5 粒径太小 (约头发直径的 24 分之 1)，能直接进入肺泡，随血液循环遍布全身。更糟的是，PM2.5 微粒往往负载金属元素、硝酸盐与硫酸盐等物质，进入体内后诱发大量自由基的生成，造成身体处于发炎的状态而引起相关疾病 (注 3)。另人震惊的是，科学家发现吸入 PM2.5 而诱发的大量自由基会引起细胞膜上 VE-cadherin 与 VEGFR2 复合体的分离，提高细胞通透性，使 PM2.5 更容易进入细胞，形成恶性循环 (注 4)。
全球付出现代化的代价
随着工业与都市化的发展，工厂与汽机车排放的废气是造成 PM2.5 的主因。根据 WHO 的标准，PM2.5 不得超过年平均 10 微克 / 每立方公尺或日平均 25 微克 / 每立方公尺。但 PM2.5 的污染在快速发展中的国家尤为严重，以中国的北京为例，西元 2000 至 2010 十年间，PM2.5 年平均浓度至少都在 71.9 微克 / 每立方公尺以上，但同时期美国最高也只到 13.6 微克 / 每立方公尺 (注 4)。台湾地区的现况是如何呢？根据环保署的资料显示，2014 年台湾的 PM2.5 年平均浓度是 WHO 标准的 2.5 倍，达 25 微克 / 每立方公尺，在南投、云林、高雄尤为严重。台大公卫学院林先和副教授的研究指出，2014 年台湾有 6282 个死亡案例与 PM2.5 有关，死亡的原因包含缺血性心脏病、中风、肺癌与慢性阻塞性肺病等 (注 5)。
PM2.5 对皮肤的伤害
皮肤是人体的最大器官，随时都在接触空气中的污染物质。PM2.5 轻则造成皮肤发炎性疾病生成，重则导致癌症的发生。PM2.5 进入细胞后会引起大量活性氧化物 (reactive oxygen species; ROS) 生成，进而造成DNA损伤、加速皮肤老化。此外，ROS会 活化转录因子 AP-1 与 NF-kB 的表现，刺激发炎相关的细胞激素分泌 (IL-1α、IL-6、IL-8 与 TNF-α)，造成粉刺 (acne)、异位性皮肤炎 (atopic dermatitis) 和疥疮 (psoriasis)。爱美的女性们特别要注意的是，ROS 也会促进基质金属蛋白酶 (matrix metalloproteinases; MMPs) 的表现，导致胶原蛋白的合成受阻，使肌肤弹性下降 (注 6)。尽管目前大众对 PM2.5 所造成的心肺影响多有认知，却仍缺乏对 PM2.5 的“危肌意识”。
悬浮微粒 (PM) 造成皮肤用药过度吸收？
氧苯酮 (oxybenzone) 与维 A 酸 (tretinoin) 分别是防晒乳与治疗青春痘、粉刺产品的成分，但不当使用可能会造成发炎红肿等现象。长庚大学团队发表在《Journal of Dermatological Science》的研究，指出悬浮微粒（PM）会破坏细胞的紧密连接 (tight junction)，导致皮肤药物的过度吸收。这个研究使用猪的模式来模拟PM对人类皮肤的影响，发现PM使猪皮对氧苯酮与维A酸的吸收相较于控制组增加 1.5倍 (注 7)。PM 造成药物过度吸收可能是空气品质不好时，间接导致皮肤发炎红肿的原因之一，但仍待更多研究佐证。
防止 PM2.5 对皮肤的伤害
氧化压力与发炎是 PM2.5 伤害皮肤的主要机制，除了基础清洁外，目前研究指出具抗氧化或抗发炎活性的成分较能帮助减少 PM2.5 对肌肤造成的伤害。韩国高丽大学医学院就发现咖啡酸苯乙酯 (caffeic acid phenethyl ester) 能抑制 NOX4 这种氧化酵素的基因表现，来减少柴油废气 (富含 PM2.5) 所引起的上皮细胞发炎 (注 8)。长庚大学医学院利用奈米颗粒包覆之类黄酮 – eupafolin 抑制环氧核酶 2 (cyclooxygenase 2) 与前列腺 E2 (prostaglandin E2)，进而降低 PM 对人类角质细胞造成之发炎反应 (注 9)，这些研究成果无疑是未来改善 PM2.5 相关皮肤疾病的曙光！
减少 PM2.5 ─ 从政策开始
只要观察市场上抗 PM2.5 相关产品的蓬勃发展，就能感受到民众对于 PM2.5 的担忧与不安。随着 PM2.5 浓度不降反升，科学界也积极筛选能减少 PM2.5 伤害之活性成分。然而，想解决此问题，势必还是得从源头做起，各国政府该如何兼顾产业与环境的发展、减少工厂与汽机车废气排放量，才是唯一杜绝根源、减少 PM2.5 的解答。
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参考文献：
1. Weihental et al., 2013. PM2.5, oxidant defence and cardiorespiratory health: a review. Environmental Health 12:40.
2. Guarnieri and Balmes, 2014. Outdoor air pollution and asthma. Lancet 383: 1581-62.
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5. Lo et al., 2016. Burden of disease attributable to ambient fine particulate matter exposure in Taiwan. Journal of the Formosan Medical Association.
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