有毒没毒？其实是食物就有毒！关键看“剂量”
化学残留、疑似致癌物让人心惶惶？剂量才是关键！–食安基本功（上）
近年来 N 次的食安事件，使得大家只要一讲到食品安全就感到十分紧张，担心哪个常吃的食品会不会又有什麽问题；而每当媒体又报导某食物中含有「残留化学物质」、「疑似致癌物」，就会全民情绪激动，要求下架。
可是，到底什麽是「毒」呢？毒理学之父 Paracelsus 先生（1493-1541）有一句名言：「所有化学物质都有毒，世界上没有不毒的化学物质。」很恐怖吧？但他话还没说完，「但依使用剂量的多寡，可区分为毒物或药物。」也就是许多专家学者努力向大家解释的：剂量决定毒性！当我们询问一种物质有没有毒的时候，「剂量」是决定答桉的关键。
Paracelsus 也是历史上著名的炼金师与占星师，动画《钢之炼金术师》主角爱德华的父亲便是以 Paracelsus 的父亲冯 · 霍恩海姆命名。图／ Hugo Bürkner, wikipedia CC License
无害的东西怎麽会变毒药？
这边先来两个最极端的例子。
1. 就算是人体必需的「水」，短时间内饮用过量还是会中毒
人类肾脏最大利尿能力约为每分钟 16 毫升（或者说 1 公升/小时），超过这个量，过多的水分会使细胞开始膨胀，造成细胞脱水、盐分（钠离子）浓度降低，使体内电解质不平衡。当血液中的钠含量降到低于约 120mEq/L 时，会出现头痛、噁心等症状，若更严重则可能导致呼吸困难甚至死亡。
2. 剧毒的「砒霜」也能入药
文学作品和民间传说中都常出现的毒药 ──「砒霜」，主成分其实是最具商业价值的砷化合物：三氧化二砷。台湾早在 2002年就已核淮三氧化二砷药物 Asadin上市，在医学上常常被应用于急性前骨髓细胞白血病（APL）的治疗。
看似无味无毒的人类生存必须物质，超过安全范围仍会致命；「坏东西」若拿捏正确，也能成为救命仙丹。这背后的概念便是「剂量决定毒性」！
重点来了，这个「剂量」要如何订定？到底谁说了算？
所以我说，那个「安全容许量」呢？
大家应该都在新闻上看过某食品的化学物质（通常是指食品添加物）或农药残留被验出「超标」，「标」指的就是法律上规定的「安全容许量」。
在台湾，我们的《食品安全卫生管理法》对食品中之食品添加物等有「安全容许量」的相关规定，而这个「量」经常是参考世界各国标准所订定。参考的对象，包含联合国粮食和农业组织与世界卫生组织大会在 1963 年组成的食品法典委员会（Codex Alimentarius Commission, CAC），以及世界卫生组织（WHO）所召开的专家会议。
我这边展示一个参考剂量的计算公式，但你先不要害怕！
被这个公式吓到的朋友，先拍拍自己胸口说不要害怕，给个机会，因为它其实很好懂。
首先，参考剂量的英文是 Reference Dose，缩写为 RfD。而公式的分子 NOAEL（non-observed-adverse-effect level），代表的是「无观察到危害反应的剂量」。
NOAEL 由科学家经过动物实验取得，亦即某物质对实验动物「没产生危害反应」的剂量。不过，这个 NOAEL 值并不会直接拿来应用在食品安全上喔！NOAEL 还要再经过一些微调才会变身「参考剂量」，也就是下方分母要处理的部分。
看起来有点複杂的分母：科学家们在取得 NOAEL 之后，还会考虑很多事，像是实验动物和人类的差距、人类之间的个体差异（老人和小孩可能比较敏感嘛），这些因素会被列为不确定因子（uncertainty factor，简称 UF）；考虑完 UF 之后，谨慎的科学家还会加入不确定係数（modifying factor，简称 MF），例如实验偏差、非长期实验等，才形成这个公式。而从动物实验取得的 NOAEL 要推估到人体，至少还要除以 100 到 1000（甚至更多），才会是参考剂量。
从动物实验中得到「无观察到危害反应的剂量」之后，还要转化为适用于人体的参考剂量。图／tiburi @pixabay, CC0 Public Domain
得到了参考剂量之后，主管机关会根据它来订定法规上的「安全容许量」，也就是大家在新闻上出现的「标」。
制定时，会把握「安全容许量（容许食品中残留的剂量）× 膳食平均值（国人平均都吃多少）
好的，塞了这麽多名词，来帮各位整理一下它们的关係：食品的安全容许量是根据给人体的参考剂量与膳食平均值等条件而定；而参考剂量则是根据NOAEL 与 UF、MF 等因素微调而成。因此「安全容许量」是经历许多实验及考量而设定的标准，大家可以对这标准有信心。
接下来，谈谈众人闻之色变的「致癌物」
毒理研究将上述的「参考剂量」看作人类暴露在非致癌物下的「阀值」，也就是对人类身体造成不好影响的门槛。只要在门槛之下，就是所谓的安全剂量。
但那是非致癌物的范畴，当我们谈到致癌物，就没有这个安全门槛囉！因为科学家们认为，人只要暴露在致癌物之下，不论剂量多低，就一定会有健康风险的产生，关键在于这个健康风险有没有大到让你致癌。基本上，如果产生的风险低于百万分之一，就是一般大众与毒理学中较能接受的风险程度。
不过，到底要怎麽分辨致癌物跟非致癌物啊？依旧十分伟大的科学家研究出一套标准，判定该化学物质是不是具有致癌性，目前 WHO 下的国际癌症研究中心（IARC）有一套国际上最常被引用的标准。
# 第一类：对人体有明确致癌性的物质或混合物。
# 第二类-A：虽然在人类流行病学研究上的证据有限，但于动物实验上确定是致癌物，也有发现细胞的致癌机制。
# 第二类-B：虽然和 2A 类一样有动物实验的证据，但还不确定致癌机制，因此 B 类证据会比 A 类薄弱些。
# 第三类：没有足够的资料可以证明是致癌物。
# 第四类：依据现有的证据，认定对人类可能没有致癌性（可以注意一下，IARC 的叙述是「Probably not carcinogenic」）。
看完表格和叙述后各位有没有发现，在 IARC 的表格中，致癌物分类的依据在于不同实验的「证据」。换句话说，这个分类并不是「物质的致癌程度」，而是 IARC 对「这个物质是致癌物」的「信心程度」。
所以，我们不见得能说「三类就是比二类安全（没有致癌风险）」，因为或许有一天，原本在第三类的致癌物会被找到足够证据，重新分配到第一类也说不定。
加工红肉等同砒霜，好可怕？
图／Wilson Hui @Flickr
2015 年十月底，IARC 宣布把火腿、香肠等「加工红肉」列入第一类致癌物；牛、猪、羊等「红肉」列为第二类（2A）致癌物，曾造成大众一阵譁然，甚至出现「世卫组织：致癌风险加工肉等同砒霜、红肉等同除草剂」这样的新闻。
很显然地，这个惊悚的标题就是忽略了「剂量」。微小剂量的砒霜就会对人体造成危害，那培根也是吗？我吃一口红肉跟吃一口除草剂，结果会是一样的吗？别忘了，前面反覆说明致癌物的分类标准是「证据」，并非被分在同一类的物质，就会在同样的条件下跨越那条「百万分之一」的致癌风险线。是否致癌，重点还是在剂量。
另外也要提醒大家，癌症是「多点激发」，是很多致癌因子交互影响而致病，人体对毒物的反应机制包含了「吸收、分佈、代谢、排出」，除了吃的东西，我们的作息、运动等生活习惯也会影响癌症的发生机率。
跟我唸一次：剂量决定毒性
不论是致癌物还是非致癌物，剂量都是决定毒性的关键。下次再有人恐吓你「吃某某东西会致癌」，你就可以得意地算数学给他看，到底有没有达到会致癌的风险程度；或是又有人在节目或网路上说「某某食品竟然验出了残留物」时，也不妨试著自己检视「是有验出，但有没有超标呢？」，不用再只能恐慌地什麽都不敢吃了。
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