文/國立臺灣大學 環境與職業健康科學研究所 劉貞佑副教授
維護全人類的健康挑戰來自多種因素,包括人們生理差異、社會醫療資源匱乏等,保護易感族群的健康,更是公共衛生的一大重點,其中,表基因(Epigenetics)的機制,揭示了環境因子對嬰幼兒健康的深遠影響。
表基因就像一場生命交響曲中的指揮家,基因序列是那份樂譜,記錄了所有旋律的可能性,樂譜保持不變,但基因表達如同交響曲的演奏,可以根據表基因的指揮,決定哪些音符該響起,哪些應該靜默,哪些旋律該激昂,哪些節奏需要柔和。每一段演奏,都因指揮的不同,演奏出了專屬於生命的樂章。表基因要如何指揮生命的樂章,並非一成不變的,生命在某些關鍵時刻,例如胚胎發育或受到環境影響時,就像交響樂團進行了大規模的「重新編曲」(reprogramming)。這種重新編曲的過程中,指揮家重新設定基因表達,擦掉舊有的記憶,為新篇章準備全新的旋律,這種調控能力,讓生命得以適應多變的環境。然而,不同的時空背景下,什麼樣的條件為「適合」,往往有不同的定義。二次世界大戰期間遭逢飢荒的胎兒,在子宮內經歷營養不足,藉由改變表基因的機制,優化體內資源的利用。可是,當出生後戰亂結束,物資以及糧食的供應不再貧乏,這種改變可能導致出生後的代謝或免疫功能失調,特別是增加肥胖、糖尿病等慢性病的風險。這些適應性反應反映了胎兒期環境對健康的長期影響,尤其是對易感族群如嬰幼兒而言。
表基因的研究告訴我們,環境可能改變基因的「開關」,讓基因表現不按常理啟動,幫助我們解釋為什麼嬰幼兒時期的環境暴露會對長大後的健康產生深遠影響。這些早期的環境壓力,如營養不足或塑化劑、重金屬和農藥殘留等化學物質暴露,可能透過影響表基因的方式留下長期的「健康印記」,因此,所造成的影響並不再侷限於暴露當下,特別是在嬰幼兒時期的暴露,即便暴露物移除,影響仍有可能會持續。以陶斯松為例,陶斯松在1965年作為滴滴涕(DDT; dichlorodiphenyltrichloroethane)的替代,是一種廣效性的殺蟲劑,可以用來防治蚊蟲以及農作物害蟲,一直被廣泛用在環境防治、居家以及農業上,陶斯松曾經是全世界大多數地區在殺蟲劑上的選擇,人們可能會因為直接食用使用陶斯松的農作物,或因食物間接受到環境用藥污染而暴露於陶斯松。使用陶斯松作為滴滴涕的替代,後來卻認為是一個「令人後悔的決定」。陶斯松原本的設計為針對害蟲的神經及生殖系統產生毒害,但在許多人類的調查研究仍指出潛在對人類的影響,陶斯松的暴露被發現會造成低出生體重、發炎及過敏反應,以及潛在影響發育的神經毒害物質,對神經等各系統都尚在發育的嬰幼兒來說,陶斯松對認知及行為的潛在影響成為重要的健康影響議題。鑒於其對健康可能造成的影響,美國自2000年起逐步淘汰陶斯松使用,並於2021年禁止其在糧食作物上的使用;臺灣在2021年開始逐步限制陶斯松的使用,並於2024年禁用。
然而,動物研究顯示,低劑量陶斯松暴露會導致某些神經行為症狀及基因表現的改變,即使停止暴露數個月甚至更久後,這些影響仍可能持續。我們在臺灣出生世代研究中發現,孕期陶斯松暴露與胎盤表基因變化之間存在關聯,考量表基因可能具有「健康印記」的特性,陶斯松對人們健康的影響是否會在禁用後便隨之消散,仍有待進一步研究。此外,危害物質的替代品是否就真正沒有危害?我想,歷史的軌跡提醒我們,任何政策與替代方案的制定都必須以長遠的健康影響為考量,謹慎評估其可能帶來的風險與效益。