一、環境病理學總論 Overview
1️⃣ 關鍵架構
- 環境暴露（environmental exposure）：化學性、物理性、生物性因子對人體造成的急性與慢性影響。
- 毒理原理（toxicology）：
- 劑量—反應（dose–response）、暴露時間（duration）與暴露途徑（route：吸入/經口/經皮）決定毒性程度。
- 毒動力學（toxicokinetics）：吸收、分佈、代謝、排除；脂溶性化學物常需細胞色素P450（cytochrome P450, CYP）於肝臟進行第一相氧化，再由第二相（如穀胱甘肽轉移酶 glutathione S-transferase）使其水溶化排出。
- 毒效學（toxicodynamics）：與受體或大分子作用造成細胞傷害、基因毒性、內分泌干擾。
- 宿主易感性（susceptibility）：年齡、性別、基因多型性（polymorphisms）、營養狀態、合併疾病、藥物交互作用。
- 全身性反應主軸：氧化壓力（oxidative stress）、炎症（inflammation）、內皮損傷與纖維化（endothelial injury & fibrosis）、致癌（carcinogenesis）。
二、空氣與環境污染 Air & Environmental Pollution
1️⃣ 室外空氣污染（outdoor/ambient pollution）
- 臭氧（ozone, O₃）：強氧化劑，傷害呼吸上皮與II型肺泡細胞，誘發支氣管過度反應與炎症。
- 二氧化硫（SO₂）/二氧化氮（NO₂）：黏膜刺激、氣道收縮，高濃度可致急性支氣管炎與加重氣喘。
- 懸浮微粒（particulate matter, PM10/PM2.5）：深達終末氣道與肺泡，活化巨噬細胞與內皮，提升心肺疾病與死亡風險。
- 一氧化碳（carbon monoxide, CO）：與血紅素親和力高，形成碳氧血紅素（carboxyhemoglobin），造成組織性缺氧（tissue hypoxia）；臨床可見頭痛、暈眩、嘔吐，嚴重時昏迷與死亡；屍檢常見櫻紅色皮膚。
- 揮發性有機物（VOCs）與臭氧前驅物：刺激、致癌或致突變潛能。
2️⃣ 室內污染（indoor pollution）
- 菸草煙霧（environmental tobacco smoke, ETS）：二手菸增加冠心病、肺癌與小兒下呼吸道感染。
- 氡氣（radon）：源自土壤放射性衰變，慢性吸入提高肺癌風險。
- 石綿（asbestos）：職業暴露相關間皮瘤（mesothelioma）與肺癌。
- 甲醛（formaldehyde）：黏膜刺激、致敏。
- 生物性污染：黴菌孢子、塵蟎，誘發過敏或氣喘。
3️⃣ 飲水與土壤污染
- 砷（arsenic）：井水或工業暴露造成皮膚色素沉著/角化（hyperpigmentation/hyperkeratosis）、周邊神經病變、皮膚及肺癌。
- 鎘（cadmium）：腎近端小管毒性、骨質疏鬆/骨軟化（歷史案例：痛痛病 itai-itai）。
- 硝酸鹽/亞硝酸鹽（nitrate/nitrite）：嬰兒高鐵血紅素血症（methemoglobinemia）風險。
三、重金屬與化學毒物 Heavy Metals & Chemicals
1️⃣ 鉛（lead, Pb）
- 來源：老舊油漆、受污染的土壤/粉塵、電池、部分民俗藥。孩童吸收率高。
- 機制：與鈣競爭影響骨與神經；抑制δ-ALA 脫水酶（δ-ALA dehydratase）與鐵螯合酶（ferrochelatase）致小球性低色素貧血，出現嗜鹼性點彩（basophilic stippling）。
- 臨床：
- 兒童：認知缺損、行為異常、癲癇；骨端可見鉛線（lead lines）。
- 成人：周邊神經病變（腕下垂/垂足）、腎小管間質病變與痛風（鉛痛風）。
- 口腔：藍線（Burton line）。
- 處置：去暴露＋螯合（EDTA、DMSA 視情況）。
2️⃣ 汞（mercury, Hg）
- 甲基汞（methylmercury）：海產生物累積，造成中樞神經毒性與胎兒神經發育缺損（水俣病 Minamata）。
- 金屬汞蒸氣：吸入致顫抖、行為改變、牙齦炎。
3️⃣ 鉻（chromium）與鎳（nickel）
- 為職業性致癌風險（鼻腔、肺）。
4️⃣ 有機溶劑與塑化劑
- 苯（benzene）：造血毒性，與急性骨髓性白血病（AML）相關。
- 氯乙烯（vinyl chloride）：與肝血管肉瘤（angiosarcoma of the liver）相關。
- 多氯聯苯（PCBs）/戴奧辛（dioxins）：皮膚氯痤瘡（chloracne）、肝毒性。
- 雙酚A（BPA）、鄰苯二甲酸酯（phthalates）：內分泌干擾（endocrine disruption）議題。
5️⃣ 農藥
- 有機磷（organophosphates）：乙醯膽鹼酯酶抑制→黏液分泌、支氣管痙攣、流涎、縮瞳、肌束攣、呼吸衰竭；解毒以阿托品（atropine）與氯解磷定（pralidoxime）。
四、菸草與酒精 Tobacco & Alcohol
1️⃣ 菸草（tobacco）
- 致病機制：
- 慢性支氣管炎（chronic bronchitis）：黏膜杯狀細胞增生與黏液過多。
- 肺氣腫（emphysema）：中性球/巨噬細胞活化，蛋白酶—抗蛋白酶失衡與氧化壓力，肺泡壁破壞。
- 癌症：多環芳香烴、亞硝胺等致癌物誘發口腔、喉、食道、胰臟、腎、膀胱、肺癌；與酒精對頭頸部癌有相乘效應。
- 心血管：交感活化與一氧化碳造成動脈粥樣硬化、血栓形成與缺血事件風險上升。
- 孕產：胎盤灌流下降、低出生體重、早產。
2️⃣ 酒精（alcohol, ethanol）
- 代謝路徑：
- 酒精去氫酶（alcohol dehydrogenase, ADH）→乙醛（acetaldehyde）→乙醛去氫酶（ALDH）→乙酸；
- 微粒體乙醇代謝系統（MEOS, CYP2E1）在大量飲酒時活化，增加ROS。
- 急性作用：中樞抑制、脂肪肝、胃炎。
- 慢性併發：酒精性肝病（脂肪肝→酒精性肝炎→肝硬化）、胰臟炎、心肌病（alcoholic cardiomyopathy）、周邊神經病變、營養缺乏（葉酸/硫胺素）。
- 癌症風險：上消化道與肝癌上升（部分經由乙醛與CYP2E1活化致癌物）。
- ALDH2 多型性：亞洲族群面潮紅，保護性降低酒量，同時若持續酗酒癌風險反而增加。
五、藥物與治療相關傷害 Drug- and Therapy-Related Injury
1️⃣ 常見藥物毒性
- 乙醯胺酚（acetaminophen, paracetamol）：高劑量產生NAPQI造成肝壞死；N-乙醯半胱氨酸（N-acetylcysteine）補充穀胱甘肽為解毒。
- 阿斯匹靈（aspirin）/水楊酸鹽：急性中毒代謝性酸中毒；兒童病毒感染合併使用與Reye syndrome相關。
- 華法林（warfarin）：出血風險與胎兒畸形（teratogen）；異丙嗪/苯二氮平中樞抑制。
- 合成代謝類固醇（anabolic steroids）：肝腫瘤（腺瘤）、膽汁鬱積、停經/不孕、心血管風險。
- 口服避孕藥（OCPs）/雌激素：靜脈栓塞風險增、肝腺瘤、輕度血壓上升（與吸菸協同）。
- 糖皮質激素（glucocorticoids）：長期使用抑制膠原沉積，造成瘢痕強度下降與感染易感。
2️⃣ 醫療放射線與化療
- 電離輻射（ionizing radiation）：DNA雙股斷裂、自由基形成、血管內皮受傷；遲發性組織纖維化與狹窄。
- 全身放射病（acute radiation syndrome, ARS）（一次大量照射）：
- 血液抑制型：0.7–4 Gy，數週內骨髓抑制、感染/出血。
- 腸胃型：>6–8 Gy，嘔吐、腹瀉與黏膜壞死、敗血症。
- 神經血管型：>20–30 Gy，數日內致命。
- 劑量單位：戈瑞（Gray, Gy）吸收劑量；西弗（Sievert, Sv）考量輻射品質的等效劑量。
六、物理性傷害 Physical Injury
1️⃣ 機械性傷害（forensic essentials）
- 擦傷（abrasion）：表淺表皮剝落。
- 挫傷/瘀傷（contusion/bruise）：鈍力造成軟組織出血，皮膚完整。
- 裂傷（laceration）：鈍力撕裂，傷口邊緣不整，常見橋狀組織。
- 切割傷（incised wound）：鋒利器物，邊緣整齊，無橋狀組織。
- 穿刺傷（puncture）/槍傷（gunshot wounds）：狹長通道、火藥紋與環狀擦傷等距離判讀線索。
- 虐待警訊（non-accidental injury）：不同癒合期的瘀傷、典型握壓或鞭打分布、後肋骨骨折。
2️⃣ 熱傷害（thermal injury）
- 熱相關病譜：熱痙攣（heat cramps）→熱衰竭（heat exhaustion）→熱中暑（heat stroke）（中樞體溫調節失衡、意識改變、CK上升與多器官損傷）。
- 燒傷（burns）分級：
- 部分厚度（partial-thickness）：水皰、劇痛。
- 全層（full-thickness）：焦黑/白蠟樣、乾燥、無痛（神經末梢毀損）。
- 全身影響：>20% 體表面積（TBSA）出現體液第三間隙移行、休克、代謝率上升、感染風險。
- 低溫（hypothermia）：心律不整、凝血障礙；局部凍傷因冰晶形成與微血管血栓造成壞死。
3️⃣ 電傷（electrical injury）
- 交流電（AC）易致心室顫動；直流電（DC）多見單次肌肉收縮與拋擲效應。
- 組織：深層凝固性壞死與橫紋肌溶解。
4️⃣ 溺水（drowning）
- 濕性溺水吸入液體→肺泡表面活性物質破壞→急性呼吸窘迫
- 乾性因喉痙攣造成窒息
七、營養不良與缺乏症 Malnutrition & Deficiencies
1️⃣ 蛋白—能量營養不良（protein–energy malnutrition, PEM）
- Marasmus（總熱量不足）：極度消瘦、肌肉/皮下脂肪流失、肝脂肪變性較輕。
- Kwashiorkor（蛋白缺乏）：低白蛋白性水腫、脂肪肝、剝落性皮炎與毛髮變色、免疫抑制。
- 住院與老年族群：壓力分解代謝、活動量低與攝食不良造成醫療相關營養不良；再餵食症候群（refeeding syndrome）出現低磷血症與心律不整。
2️⃣ 維生素缺乏（vitamin deficiencies）
- 維生素A（vitamin A, retinoids）：
- 功能：上皮分化、免疫、視覺（11-cis-retinal）。
- 缺乏表現：夜盲（nyctalopia）、比托斑（Bitot spots）、結膜/角膜乾燥與潰瘍、黏膜角化化生（squamous metaplasia）、感染易感。
- 過量：顱內壓上升、肝毒性、胎兒畸形。
- 維生素D（vitamin D, calcitriol 前驅）：
- 代謝：皮膚 7-脫氫膽固醇→肝 25-羥化→腎 1α-羥化成降鈣素三醇（1,25-(OH)₂D₃）。
- 缺乏：兒童佝僂病（rickets）（串珠肋 rachitic rosary、杯狀生長板）、成人骨軟化（osteomalacia）；低鈣/次級副甲狀腺機能亢進。
- 維生素K（vitamin K）：凝血因子II、VII、IX、X γ-羧化；缺乏出血傾向（新生兒、廣譜抗生素、膽道阻塞）。
- 維生素C（ascorbic acid）：膠原脯/賴胺酸羥化；缺乏壞血病（scurvy）→牙齦出血、毛囊角化、瘀點，凝血測驗可正常。
- 硫胺素（vitamin B1, thiamine）：
- 乾性腳氣（dry beriberi）周邊神經病變
- 濕性腳氣（wet beriberi）高輸出心衰；Wernicke–Korsakoff神經精神症候見於酒精使用障礙
- 菸鹼酸（niacin, vitamin B3）：癲癇三聯（pellagra）＝皮膚炎（dermatitis）、腹瀉（diarrhea）、失智（dementia）。
- 葉酸（folate）與維生素B12（cobalamin）：巨幼細胞性貧血（megaloblastic anemia）；B12缺乏另有脊髓後索—側索變性。
- 吡哆醇（vitamin B6）：異煙鹼酸治療相關缺乏→周邊神經病與皮炎。
- 碘（iodine）：缺乏性甲狀腺腫與甲狀腺低下。
- 鐵（iron）：缺乏性貧血，匙狀甲、口角炎；過量鐵致含鐵血黃素沉積（hemosiderosis）與器官損傷。
3️⃣ 微量元素
- 鋅（zinc）：缺乏造成口腔味覺異常、傷口癒合不良、皮膚炎；先天腸性肢端皮炎（acrodermatitis enteropathica）與鋅轉運缺陷相關。
- 銅（copper）：Wilson 病銅蓄積（肝/基底核/角膜）與Menkes 病銅運輸缺陷（毛髮捲曲、神經退化）。
八、營養過剩、肥胖與代謝症候群 Overnutrition, Obesity & Metabolic Syndrome
1️⃣ 體重分級
- BMI：<18.5 體重過輕；18.5–24.9 正常；25–29.9 過重；≥30 肥胖（30–34.9 I級；35–39.9 II級；≥40 III級）。
- 中樞性肥胖：腰圍與內臟脂肪較周邊脂肪具有更高代謝風險。
2️⃣ 內分泌與發炎交互
- 瘦素（leptin）：抑制食慾、促進能量消耗；肥胖者瘦素阻抗常見。
- 脂聯素（adiponectin）：提高胰島素敏感性、抗發炎；肥胖下降。
- 促發炎脂肪激素：TNF-α、IL-6、MCP-1 增加，促胰島素阻抗與動脈粥樣硬化。
3️⃣ 合併症
- 代謝症候群（metabolic syndrome）：中樞肥胖＋胰島素阻抗＋高血壓＋低HDL/高三酸甘油脂。
- 非酒精性脂肪肝病（NAFLD）/非酒精性脂肪肝炎（NASH）：與胰島素阻抗密切；可進展至肝硬化。
- 第二型糖尿病、阻塞性睡眠呼吸中止、骨關節炎。
- 癌症風險增加：大腸、食道腺癌、胰臟、腎、子宮內膜、乳癌。
4️⃣ 飲食與癌症
- 亞硝胺（nitrosamines）與鹽醃食品與胃癌相關；黃麴毒素（aflatoxin B1）與肝細胞癌（HCC）相關；高動物脂肪/低纖維飲食與大腸癌相關。
- 抗氧化物、蔬果與多癌別風險下降具流行病學支持。
九、過敏與免疫反應對環境因子之回應 Allergy/Immunity in Environmental Disease
1️⃣ I型超敏反應（Immediate hypersensitivity, Type I）
- IgE 介導，即時期血管擴張/通透性上升與平滑肌痙攣，晚期中性球與嗜酸球浸潤造成組織傷害。
2️⃣ 過敏原（allergens）
- 花粉、塵蟎、黴菌、寵物皮屑、食物
- 職業性異氰酸酯與乳膠
3️⃣ 臨床
- 過敏性鼻炎、氣喘、異位性皮膚炎
- 全身性過敏反應（anaphylaxis）需立即腎上腺素。
十、組織修復與傷口癒合：環境與營養的影響 Repair & Wound Healing
1️⃣ 基本步驟
- 止血（hemostasis）→發炎（inflammation）→增生（proliferation：肉芽組織、血管新生、上皮化）→成熟（remodeling）。
- 膠原轉換：III型→I型；交聯由溶基質酶（lysyl oxidase）依賴銅。
2️⃣ 癒合障礙與潰瘍類型
- 靜脈性潰瘍（venous ulcers）：靜脈回流差→紅褐色皮膚、含鐵血黃素沉著、慢性炎症。
- 動脈性潰瘍（arterial ulcers）：缺血→遠端趾端壞死、疼痛劇烈。
- 壓瘡（pressure ulcers）：長期受壓局部缺血壞死。
- 糖尿病足（diabetic ulcers）：微血管病變＋神經病變＋感染；肉芽組織豐富但癒合緩慢。
3️⃣ 影響因子
- 局部：感染、異物、血腫、過度張力與灌流不良。
- 全身：營養（蛋白質、維生素C、鋅、銅）、糖尿病、糖皮質激素。
- 併發：傷口裂開（dehiscence）、肥厚性疤痕（hypertrophic scar）、蟹足腫（keloid）、攣縮（contracture）。
十一、重點名詞與定義Key Terms
- Environmental hazards 環境危害；toxicokinetics 毒動力學；toxicodynamics 毒效學。
- Cytochrome P450 細胞色素P450；ROS 活性氧；oxidative stress 氧化壓力。
- Carboxyhemoglobin 碳氧血紅素；basophilic stippling 嗜鹼性點彩；lead lines 鉛線。
- Chloracne 氯痤瘡；endocrine disruptor 內分泌干擾物。
- Chronic bronchitis 慢性支氣管炎；emphysema 肺氣腫；atherothrombosis 粥樣斑塊血栓形成。
- NAPQI（acetaminophen 代謝產物）；Reye syndrome 雷伊氏症。
- Gy 戈瑞（吸收劑量）；Sv 西弗（等效/當量劑量）；ARS 全身放射病。
- Rickets 佝僂病；osteomalacia 骨軟化；Bitot spots 比托斑；nyctalopia 夜盲。
- Pellagra 糙皮病/癩皮病；beriberi 腳氣病；Wernicke-Korsakoff。
- Metabolic syndrome 代謝症候群；NAFLD/NASH 非酒精性脂肪肝（炎）。
- Hypertrophic scar 肥厚性疤痕；keloid 蟹足腫；contracture 攣縮。
十二、臨床與考題導向總整理 Clinical Pearls
- 鉛中毒想到小球性低色素貧血＋嗜鹼性點彩、兒童發展遲緩、成人周邊神經病；X光鉛線。
- 一氧化碳暴露出現頭痛、噁心、精神狀態改變；血液碳氧血紅素升高；高壓氧治療適應症依症狀與濃度。
- 菸＋酒對頭頸部癌風險相乘；肺功能惡化具劑量關係；戒菸為最有效風險控制。
- 乙醯胺酚過量早期不一定肝指數飆升；8–10小時內給 N-乙醯半胱氨酸最佳。
- 維生素C缺乏同時見牙齦出血與瘀點，凝血學檢驗可能在正常範圍。
- 熱中暑包含高體溫、意識改變與器官損傷三構面；快速降溫與支持治療。
- NAFLD→NASH→肝硬化序列與胰島素阻抗密切；生活型態介入為根本。
- 術後傷口裂開常見於感染、營養不良、類固醇使用、咳嗽用力或腹內壓升高。
- OCPs/雌激素在吸菸或易栓塞體質中提高靜脈栓塞風險。
- 有機磷中毒出現DUMBBELSS（Diarrhea, Urination, Miosis, Bronchospasm, Bradycardia, Emesis, Lacrimation, Sweating, Salivation）臨床記憶法，治療以阿托品＋氯解磷定。
