第二章 文獻探討
2.1 生物性微粒之特性與健康危害
空氣中的生物性微粒（又稱生物氣膠），包括完整或部份微生物的碎片（如病毒、
細菌、真菌）、微生物所產生的代謝物、毒素，或其他任何源自於生物體的懸浮微粒 (ASHRAE 2005a & b; Burge and Rogers 2000)。人類每天的生活作息無可避免地會暴露於 大氣中的生物性微粒，不論是在戶外的直接暴露，或是接觸到經由通風進入室內的生物 性微粒。大氣中的生物性微粒一年四季都存在於世界各地的各種環境中，只有在大雪覆 蓋時濃度會較低。大氣中生物性微粒的暴露不只限於戶外，它們也會進入室內環境造成 影響，如果有適合生長的基質（如潮濕的建材或地毯），部份生物性微粒甚至會在室內 生長繁殖而成為室內污染的來源(Burge and Rogers 2000)。
生物性氣膠對人體的健康危害主要可分為三類：感染（Infection）、過敏（Allergy）
與中毒（Toxicity）(ASHRAE 2005a & b)。而大氣中的生物性成份所造成的健康危害以 呼吸道過敏性疾病為主（表一）。真菌孢子是數量最多、也最被廣泛認知的大氣中生物 性微粒之一，也是重要的戶外過敏原 (Burge and Rogers 2000)。近年來有研究指出，氣 喘症狀的惡化可能與大氣中生物性微粒的暴露有關 (Gergen et al. 1992; D'Amato et al.
1994; Burge and Rogers 2000)。在大氣中真菌孢子與呼吸道症狀方面，Lewis等人發現戶 外Cladosporium的孢子濃度與氣喘急診人次有正相關 (Lewis et al. 2000)。Neas等人的研 究中發現，108 個孩童之最大呼氣流速的改變 (Peak Expiratory Flow Rate, PEFRs)（一種 肺功能和支氣管壓迫的測量），和兩種真菌孢子(Cladosporium和Epicoccum)之高濃度暴 露有正相關 (Neas et al. 1996)。Delfino等人針對 12 個有氣喘的孩童進行之連續日誌記錄 研究(a time series diary study)中則發現，病童的每日氣喘症狀和戶外真菌孢子的濃度有 正相關 (Delfino et al. 1996)。此外，Cakmak等人進行一個大氣中真菌及花粉過敏原的濃 度與兒童結膜炎與鼻炎的研究，結果發現擔子菌孢子(basidiospores)增加 551 spores/m3或 猪草(ragweed)花粉增加 72 grains/m3，兒童結膜炎或鼻炎的每日急診人數會增加 10%
(p<0.01) (Cakmak et al. 2002)。
另一類型的研究則非直接調查暴露與疾病的相關，而是利用氣喘病人是否對特定過 敏原有皮膚測驗之過敏反應(skin test sensitivity)，進以了解氣喘和大氣中生物性微粒之 間的關連。但必須注意的是，此種相關性並不能代表氣喘症狀和過敏原的暴露有直接的 因果關係，因為一般有遺傳性過敏者（如氣喘病患）常會對多種過敏原產生過敏反應。
在 1994 年，Lehrer 等人在對 701 位美國及西歐的成年過敏性呼吸道疾病患者的研究中 發現，患有遺傳性過敏、氣喘、或患有氣喘且有過敏性鼻炎，與對擔子菌孢子粹取物 (basidiospore extracts)的皮膚過敏反應有顯著的正相關，但與只患有過敏性鼻炎則無關 (Lehrer et al. 1994)。擔子菌孢子是最常見的戶外致敏原，很少出現在室內。O’Hollaren
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等人的研究中指出，孩童或青少年氣喘患者，若對 Alternaria（一種常見戶外真菌）過 敏原有過敏性，是氣喘病發的危險因子(adjusted odds ratio: 189.5; 95% confidence interval:
6.5 - 5535.8) (O'Hollaren et al. 1991)。在台灣本土的研究中，Chen 和 Chuang 發現氣喘患 者（488 人）和健康的受試者（112 人）相較，前者對十種台北地區常見真菌之皮膚過 敏測試有較高的陽性反應率 (Chen and Chuan 1973)。另外，Chou 等人調查了 200 個患 有氣喘孩童的血清樣本對常見空氣中過敏原的敏感性(sensitivity)。Candida albican (14.0%) 和 Bermuda grass (8.0%) 分別是致敏性最高的真菌和花粉，而花粉的累積致敏 率(the accumulated sensitized rate) (10%)較真菌為低(21.5%) (Chou et al. 2002)。綜合以上 的研究結果可知，真菌過敏原在過敏性呼吸道疾病上扮演著重要的角色。
除了真菌孢子外，內毒素(endotoxin)是近年來相當受到研究學者重視的生物性微 粒。內毒素是革蘭氏陰性細菌細胞外膜上的一種成分，為具有熱安定性的脂多醣蛋白複 合物(lipopolysaccharide (LPS)-protein complex) (ASHRAE 2005b)。低濃度的內毒素暴露 會刺激人類免疫系統的反應，有可能會藉此促進免疫系統的適當發展 (Milton 1999)。在 稍高濃度的內毒素暴露下，可能會造成黏膜刺激、氣喘症狀的加重，以及非特定性建築 相關症狀(non-specific building related symptoms, BRS)的出現 (Gyntelberg et al. 1994;
Teeuw et al. 1994; Michel et al. 1996; Ross et al. 2000; Reynolds et al. 2001) 。如暴露於內 毒素濃度極高之職場環境中（如棉花工廠、猪舍、污水處理廠等等），常會造成呼吸道 及肺泡的發炎、呼吸道阻塞、胸悶、發燒及不適感等症狀 (Fogelmark et al. 1994;
Olenchock 1994; Milton 1999; Michel 2000) 。
雖然針對室內環境及職場內毒素分佈與健康危害的研究相當多，但是對於戶外內毒 素的監測相當少。Mueller-Anneling 等人以高流量採樣器在南加州進行大氣中內毒素之 調查，這篇研究是第一篇探討大氣中內毒素的研究，結果發現內毒素和PM10有顯著相 關，特別是在夏季，但是和其他空氣污染物間並無顯著相關；而内毒素濃度有明顯的季 節變化，在春天時最高，冬天最低 (Mueller-Anneling et al. 2004)。另一篇研究指出PM10 是由許多微粒成份所構成，包含交通及燃燒所產生的超細微粒(ultrafine particles)、二次 微粒(secondary particles)，此外也可能含有其他生物性微粒相關的過敏原及內毒素，而 其中的內毒素可能會導致孩童及成人有不良健康效應 (Stone 2000)。Monn and Becker則 是發現戶外空氣中粒徑大於 10µm的微粒有較高濃度之內毒素 (Monn and Becker 1999)。大氣中內毒素可能造成之健康效應，目前尚未有文獻可直接證明，但有研究顯 示，大氣中懸浮微粒的暴露會造成肺組織發炎等疾病，而其所含毒性的重要來源之一即 為內毒素 (Huang et al. 2002)。因此，大氣微粒中內毒素的含量，是未來戶外空氣污染監 測的重點之一。
綜合以上研究結果可知，雖然內毒素的健康效應是這幾年來許多環境及職業衛生研 究的重要主題，然而有關大氣中內毒素濃度分佈、暴露評估，以及相關呼吸道危害的調
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查仍相當缺乏。其中一個重要的因素為目前大氣中內毒素的採樣及分析方法並不一致，
因此有必要建立合適的監測方法，並進行測試及確認，以進一步評估大氣中內毒素的濃 度分佈及健康風險。
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表一 常見真菌之暴露來源與可能健康危害
種類 暴露來源 健康效應
Alternaria
室外空氣腐敗植物
氣喘(asthma)、過敏性鼻炎(rhinitis)、暗色絲菌症(phaeohyphomycosis)、
角膜炎、皮膚感染
Aspergillus
家禽飼料、乾草、潮濕之有機物 過敏性肺炎(Hypersensitivity pnuemonitis)、麴菌病(Aspergillosis)Botrytis
潮濕之有機物 呼吸道過敏、腦內膿瘍(brain abscess) 、腹膜炎、灰指甲Cladosporium
室外空氣腐敗植物
氣喘、過敏性鼻炎、角膜炎、皮膚感染
Chaetomium
潮濕之有機物 呼吸道過敏、暗色絲菌症、皮膚感染Candida
生物技術業 氣喘Curvularia
潮濕之有機物 呼吸道過敏、暗色絲菌症Epicoccum
潮濕之有機物 呼吸道過敏Eurotium
堆肥、乾草、潮濕之有機物 呼吸道過敏、Mushroom worker’s disease (洋菇工作者病)Fusarium
潮濕之有機物 呼吸道過敏、皮膚感染Ganoderma
潮濕之有機物 呼吸道過敏Helminthosporium
潮濕之有機物 呼吸道過敏、暗色絲菌症Mucor
潮濕之有機物 呼吸道過敏Penicillium
木材、乳品、棉花 過敏性肺炎、氣喘、過敏性鼻炎Phoma
潮濕之有機物 呼吸道過敏Rhizopus
潮濕之有機物 呼吸道過敏Trichoderma
潮濕之有機物 呼吸道過敏、皮膚感染Ustilago
小麥、潮濕之有機物 呼吸道過敏、鼻炎、結膜炎、氣喘6
資料來源：
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3. 萬國華 生物氣膠與呼吸系統健康影響 長庚護專學報 2001;3:p311-317
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9. www.doctorfungus.com
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