行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告
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※ 台灣地區空氣中過敏原氣象站之建立(I) ※
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計畫類別：þ個別型計畫 o整合型計畫 計畫編號：NSC 89－2314－B－006－165
執行期間：89 年 08 月 01 日至 90 年 07 月 31 日
計畫主持人：蘇慧貞
本成果報告包括以下應繳交之附件：
□赴國外出差或研習心得報告一份
□赴大陸地區出差或研習心得報告一份
□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份
□國際合作研究計畫國外研究報告書一份
執行單位：成功大學環境醫學研究所
中 華 民 國 九十 年 十 月 三十一 日
行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告 國科會專題研究計畫成果報告撰寫格式說明
Pr epar ation of NSC Pr oject Repor ts 計畫編號：NSC 89－2314－B－006－165 執行期間：89 年 08 月 01 日至 90 年 07 月 31 日 主持人：蘇慧貞 成功大學環境醫學研究所 計畫參與人員：吳佩芝、李芳君、曾如冰
一、中文摘要
氣喘及其他過敏性疾病之勝之勝西盛 行率近年來在世界各國均有逐漸升高之 趨勢，台灣地區亦呈現相同的趨勢，可見 氣喘在台灣地區已成為一個不可忽視的 疾病及重要的公共衛生課題。吸入致敏性
物 質 如 室 塵 、 花 粉 、 黴 菌 、 蟑螂 、 貓 、
狗等過敏原是引發氣喘發生的重要因 素。因此，從過敏性疾病的預防與治療的 角度上而言，評估並瞭解這些漂浮於空氣 中致敏微粒的組成與變化，是提供預防醫 學與臨床治療相當重要的背景資料及參 考依據。因此，國際間廣設空氣中過敏原 之監測網，長期紀錄監測空氣中的真菌孢 子或植物孢粉。台灣地處熱帶型氣候環 境，溫濕的環境提供豐富的植物多樣性及 菌類生長，空氣中致敏之生物性微粒因而 豐富，因而有必要就台灣各地區廣設監測 站，以標準的監測及孢粉鑑定流程，長期 紀錄台灣上空之致敏性真菌孢子或植物 孢粉之種類分布及濃度變化。
本研究團隊利用本身在環境生物性氣 膠及過敏原分析的豐富經驗及與美國 AAAA&I 之氣狀過敏原監測網哈佛中心 之良好關係，在本計畫中希望學習美國在 認證監測站建立之經驗，並將參考比較世 界其他國家特別是歐洲地區對監測網之 整合及網站管理及各種資料交換方式，同 時配合以台灣本土之植物孢粉及真菌孢 子種類分布特性，建立台灣地區監測站之 標準認證制度、擴展監測網、進而利用電 腦資訊的整合建立大氣中過敏原氣象站。
目前為止空中孢粉監測站以累積有 89 年 10 月至 90 年 10 月間花粉及真菌孢 子之樣本資料。在本土花粉鑑定計數上發 現花粉濃度以構樹濃度最高，佔總花粉數 70%， 其 次 為蕁科(5%)、台灣赤楊(2%)、
桑科桑屬(2%)、桑科葎草屬(2%)等。就總
花粉濃度而言濃度南部地區空氣中花粉高 峰期出現於四月、九月以及十一月，而這 些高峰濃度絕大多數均來自於構樹
(Broussonetia)之貢獻。台灣南部地區空氣 中每日真菌孢子濃度在一整年中絕大多數 的日子總真菌孢子濃度均高於 10,000 particles/m3，最高濃度出現在十一月。就 總量而言 Cladosporium為空氣中濃度最高 的孢子，其次為 Ascospores、Pencillium/
Aspergillus、Basidiospores、Botrytis 等孢 子。台灣南部空氣中存在的這些花粉及真 菌孢子對於過敏性疾病的誘發是否有扮演 相當程度的角色，仍須進一步透過每月案 例盛行率之統計、實驗室過敏原萃取測試 以及相關氣喘呼吸道變化指標之量測，探 討其與每日真菌變化量之相關性。
關鍵詞：氣喘、真菌孢子、植物孢粉、氣 狀過敏原監測網、過敏原氣象站
Abstr act
Asthma has been reported as one of the most common childhood respiratory illnesses and its prevalence has been increasing throughout the world. It has also become an important public issue in Taiwan. Inhalation of allergic substances such as dust mite, pollen, fungal spore and others is thought to be one important mechanism to trigger the development of asthma and other allergic diseases. Many research institutions at U.S, Italy and European have setup aeroallergen network throughout the world addressing the importance of aeroallergen exposure.
Taiwan is located in subtropical region with high temperature and relative humidity throughout the year, an optimal condition to sustain these aeroallergens growth.
Therefore, it is necessary to monitor the ambient aeroallergens in Taiwan.
The aim of this study is to establish the National Aeroallergen Bureau in Taiwan to monitor the pollens and fungal spores in ambient air of Taiwan. We also try to develop an website to report the results of Aeroallergen Network and use for uploading the database from every monitor station throughout the country, communication between stations, and provide the timely information and proper education for allergic citizens.
We have conducted atmospheric pollens and fungal spores over 11 months in this study period. The predominant pollen in our region was Broussonetia (70%), and followed by Urticaceae (5%) and Alnus formosana(2%). The high concentrations occurred in April, September, and November, and Broussonetia contributed the most percentages. The daily fungal spores were generally higher than 10,000 particles/m3, and the highest concentration was observed in November. The predominant genus was Cladosporium, and followed by Ascospores, Penicillium /Aspergillus, Basidiospores, and Botrytis. The role of these atmospheric pollen and fungal spore in the development of allergic disease in Taiwan needs to be better examined with further clinical and laboratory tests.
Keywor ds: asthma、fungal spore、pollen、
aeroallergen network、allergen bureau
二、緣由與目的
氣喘是一種常見的兒童慢性呼吸道疾 病。近年來流行病學研究顯示，世界各國 的兒童氣喘盛行率均有逐年增高的趨勢[1, 2]，以台灣為例台北市七歲到十五歲學童 在十年間的氣喘盛行率增加了將近四倍 之多[3]。另外，南台灣南台灣的氣喘盛行 率在五年間也有持續增加的趨勢，並預期 在未來的幾年內仍會維持增加的趨勢 [4]。可見氣喘在台灣地區已成為一個不可 忽視的疾病及重要的公共衛生課題。
在這些致敏性生物微粒中，廣泛存在 於一般大氣環境及室內、室外空氣中，且 對於氣喘及其他過敏性疾病有相氣喘及 其他過敏性疾病的誘發有相當程度的貢
獻的則是空氣中的真菌孢子及風媒植物 的孢粉。1974 年國際大氣生物協會 (International Association of Aerobiology) 成立，對於監測方法及鑑定技術的定期研 討，國際間廣設監測站以定期收集空氣中 真菌孢子及植物的孢粉，建立長期資料 庫，並配合氣象資料以電腦分析，進一步 預知空氣中真菌孢子及植物的孢粉種類 及數目的起伏情形，以作為過敏科醫師及 患者之參考。
美國在空中致敏性花粉的研究上已有相當 規模，1992 年由 Dr. Burge 所領導的研究 室與美國過敏氣喘及免疫學會
AAAA&I(American Academy of Allergy, Asthma and Immunology)一起設立全國性 的空氣中過敏原氣象站(National Allergy Bureau)，利用標準採樣鑑定方法之認證制 度擴展氣狀過敏原監測網(Aeroallergen Network)，透過分散在全國各地之認證監 測站長期監測空氣中之真菌孢子及植物孢 粉之種類及之種類及濃度變化，每週將各 測站之資料上傳至 AAAA&I 所設立之空 氣中過敏原氣象站之網站以供查詢，
[http://www.aaaai.org/nab/]美國的氣狀過 敏原監測網也是第一個整合真菌孢子與植 物花粉的監測網。
台灣地處熱帶型氣候環境，終年的高 溫、高濕提供真菌相當良好的生存環境。
本研究室在南台灣地區長期偵測家戶、辦 公建築、室外環境中活性真菌濃度顯示，
南部地區空氣中活性真菌濃度遠較其他國 家如美國、英國、芬蘭等國家所報告的濃 度高出許多。並且在最近的研究中也顯 示，環境中真菌過敏原的暴露與氣喘兒童 體內免疫反應相關[5]，顯示真菌過敏原在 台灣特有的氣候環境中，為誘發過敏反應 相當重要的因子。唯限於國內目前對於本 土特有的真菌過敏原純化仍相當有限，無 法廣泛將本土之純化抗原應用在臨床之檢 測上。另外，活性微生物之濃度偵測，受 限於採樣器與培養方法的限制，無法進行 長時期的追蹤量測，均為短時間環境採樣 之不足。因此，對各地區真菌孢子的長時 間監測，建立長期資料庫，將是未來對於 台灣地區空氣中真菌主要組成及檢測主要
的致敏種類的重要依據。
本研究規劃在三年內於台灣地區以標 準之認證模式整合相關領域之研究室建立 氣狀過敏原監測網，並利用過敏原氣象站 提供給民眾更多、更直接的即時資訊、提 供給相關研究單位整合之環境變化資料、
提供給臨床醫師及預防醫學領域整合之環 境暴露與疾病相關之資料，進而在各領域 的努力之下對於國內氣喘及其他過敏性疾 病完成更理想的預防及治療規劃。而第一 年計畫之首要目標為(1)設立經由美國 AAAA&I(American Academy of Allergy, Asthma and Immunology)認證之認證監測 站，並(2)設立空氣中過敏原氣象站網站，
以作為未來各發展之空中過敏原監測站資 料傳輸、聯繫臨床案例申報及教育宣導之 用。
三、結果與討論
1.設立空中真菌孢子及花粉監測站
本研究於民國 89 年 10 月開始於台南 成功大學醫學院六樓樓頂設置孢粉收集器 (Burkard Volumetric Spore Trap)，開始連續 進行孢粉之收集及及每日孢粉濃度之鑑定 計數工作。孢粉收集器所架設之位置離地 約 18 公尺，其測站五公里內植物以大戟 科、菊科、禾本科、豆科、芸香科為主，
而緊鄰之成大校區中雜生著許多構樹、鳳 凰木、榕樹、麵包樹及禾本科等植物。
目前為止空中孢粉監測站以累積有 89 年 10 月至 90 年 10 月間花粉及真菌孢 子之樣本資料。花粉鑑定上以台灣本土現 生花粉樣本或圖鑑為參考[6,7,8]，比對其 花粉溝孔排列及形式、大小、形狀、色澤 等特性，並配合花粉出現之季節參考各類 植物之開花期，及測站五公里內相關植物 相以作為鑑定之參考。真菌孢子的鑑定則 依照美國 AAAA&I 所出版之真菌孢子鑑 定教育手冊及以往本研究團隊活性真菌鑑 定累積之經驗，由特定技術人員於油鏡放 大 1000 倍情況下進行每日真菌孢子之鑑 定及計數工作。
總體而言，監測站所採集鑑定之台灣 南部主要之花粉種類包含有桑科桑屬、桑 科葎草屬、桑科構屬、台灣赤楊、桑科麵
包、樹豆科含羞草屬、蕁 科 、 蕁科冷 水 屬 、 棕 櫚 科 海 棗 屬 、
金 縷
梅科
楓 香 屬
、
禾本科、莧科青莧屬、菊科蔓澤蘭、大戟 科茄苳、大戟科血桐屬、柏科柏屬、松科 松屬、藜科藜屬、紫金牛科屬等花粉，其 中以構樹濃度最高，佔總花粉數 70%，其 次 為 蕁(5%)、台灣赤楊(2%)、桑科桑科 屬(2%)、桑科葎草屬(2%)等(圖一)。
89 年 10 月至 90 年 10 月花粉濃度分 佈狀況，就總花粉濃度而言濃度南部地區 空氣中花粉高峰期出現於四月、九月以及 十一月，而這些高峰濃度絕大多數均來自 於構樹(Broussonetia)之貢獻（如圖二所 示）。構樹為一中型落葉喬木，雌雄異株。
構樹為典型之先鋒植物，其花粉及種子量 多且生長迅速，得以在開發地上大量生 長。雄花為圓筒形葇夷花序，整個花序約 有 153 朵花，估計每個花序花粉含量可高 達 10 億顆以上。因此，在有構樹分佈的地 區，便成為最優勢之空中花粉[9,10,11]
依據每月花粉分佈之花粉曆可看出
（如圖二及圖三所示），一月、二月份南部 地區孢粉總濃度及種類均少，空氣中僅可 收集到少量之禾本科及莧科花粉。三月份 開始（初春）孢粉開始陸續出現主要孢粉 包含有構樹、造成北美地區及歐國地區花 粉過敏症之豬草花粉(Ambrosia spp.)，桑科
桑 屬 及 葎 草 屬、(Urticaceae)、柏科 蕁 科
等。四月時花粉濃度更是急遽升高，這其 中絕大多數為構樹花粉貢獻，而其他如桑 科桑屬及葎草屬亦可見其濃度升高。五、
六、七月花粉濃度明顯降低，而八、九、
十月濃度再度升高，其包含之主要花粉種 類有構樹、台灣赤楊(Alnus formosana)、蕁
科 、 禾 本 科 以 及 桑 科桑草 屬。 屬及葎
花粉為過敏性氣喘、過敏性鼻炎等呼 吸道過敏疾病的重要至敏原之一，特別是 在北美及歐洲地區花粉所引起之季節性花 粉過敏症相當普遍且廣泛的被研究及討 論。搭配著行之有年的空中花粉監測資 料，臨床上的診斷及試驗得以依據當地盛 行之植物花粉，進行萃取並進行如貼膚測 試等診斷測試。在美國約有 15％的人口對 境內常見之豬草花粉過敏[12]，在歐洲大 量的禾本科花粉則是引發花粉過敏症的頭 號元兇[13]。目前在東方國家相關花粉過 敏之研究仍相當有限，僅日本及中國有相 關花粉過敏之相關流行病學研究進行本土
植物花粉之致敏反應探討，如日本的柳杉 及日本柏[14,15]。台灣地區因缺乏定期連 續監測花粉過敏原之相關機制。因此，亦 未就本土花粉盛行濃度較高之相關植物花 粉進行過敏原萃取及過敏反應之測試。因 此，便無法確知台灣民眾對於本土植物花 粉呈現過敏反應的比率為何?在空氣中過 敏原監測系統運作成熟之後，未來將可進 一步依據監測站所記錄之主要本土花粉種 類進行過敏原萃取，並規劃進行相關花粉 過敏盛行率之測試及調查，以確認本土各 種類花粉與過敏性疾病之相關性。
本研究針對過敏原監測站樣本所鑑定 之真菌孢子包含 Alternaria、Ascospores、
Basidiospores、Botrytis、Cercospor、
Cladosporium、Curvularia、Drechslera、
Nigrospora、Pencillium/Aspergillus、
Periconia、 Rusts、Smuts 及 Torula 等菌 類。
台灣南部地區空氣中每日真菌孢子濃 度在一整年中絕大多數的日子總真菌孢子 濃度均高於 10,000 particles/m3，最高濃度 出現在十一月(如圖四所示) (平均濃度 93,267 particles/m3 )，其次則為八月及四 月。此一濃度觀察與本研究團隊於南部地 區一般家戶環境或是戶外自然環境量測之 活性微生物濃度結果相符合，均是以冬季 時濃度急遽升高，而夏季時濃度反而較低 [16]，此一現象與國外相關空氣中菌類分 佈研究結果有所差異，主要可能是因為地 處於亞熱帶氣候區的台灣，其季候型態與 歐美各國迥異，而造成各季節菌類生長分 佈及被散發於空氣中之機制有所不同。
一年內的監測資料顯示，就總量而言 Cladosporium 為空氣中濃度最高的孢子，
其次為 Ascospores、Pencillium/
Aspergillus、Basidiospores、Botrytis 等孢 子。
就每月份真菌孢子濃度分佈變化而言 (圖五所示)，一月至三月間空中真菌孢子 的濃度較其他月份低，主要的組成的種類 為 Cladosporium 及 Aspergillus/Penicillium 其他菌屬濃度均低。四月至六月間孢子濃 度小幅上揚，其中組成包含有
Cladosporium、Aspergillus/Penicillium、以 及突然激增的 Ascospore、Periconia 及 Basidiospore。七月至八月間 Basidiospore 及 Ascospore 均濃度呈現一年中最高峰，
Nigospora 濃度升高，其餘菌屬孢子濃度均 低。九月至十月份間 Botrytis、Curvularia 及 Periconia 濃度稍有升高。而在 89 年十 一月時相當高濃度的 Cladosporium
(>65,000 particles/m3)、Botryis 出現之最高 峰(>2000 particles/m3)及Alternaria 也出現 較高濃度，使得 11 月孢子總量急遽升高。
十二月時孢子濃度升高最多的則是
Curvlaria。
Aspergillus/Penicillium、Alternaria、
Cladosporium 等菌屬均與過敏性症狀及其 他伺機性感染相關。而台灣南部空氣中存 在的這些大量的真菌孢子對於過敏性疾病 的誘發是否有扮演相當程度的角色，仍須 進一步透過每月案例盛行率之統計、實驗 室過敏原萃取測試以及相關氣喘呼吸道變 化指標之量測，探討其與每日真菌變化量 之相關性
(2)設立空氣中過敏原氣象站網站
目前已架設一名為『台灣空中過敏原 氣象站』之網站，網址為
「aerobio.med.ncku.edu.tw」。網頁資料包 含有過敏原氣象站建立之宗旨、常見空氣 中花粉及真菌孢子過敏原之介紹、氣象與 監測站資料。未來此網站將會針對過敏性 疾病衛教宣導以及相關氣喘及過敏原案例 申報系統繼續努力，以充分發揮過敏原監 測站之功能。
四、計畫成果自評
本計畫已完成年度目標之過敏原監測 站設立以及空中過敏原氣象站網站之架 設。並在實驗室鑑定計數完成一年之花粉 及真菌孢子之濃度分佈狀況，未來在組織 架構較完善之過敏性疾病通報系統後，即 可與臨床案例、盛行率有一良好之連結與 相關性探討。今年度在執行臨床案例通報 上因為臨床醫師配合度不高，因此每月之 通報案例相當有限，無法有良好之代表 性。未來的研究目標應著重在如何凝聚臨 床醫師與過敏原相關研究團隊之共識，尋 找建立案例通報及其他臨床測試的管道。
五、參考文獻
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