2026 諾貝爾化學獎:童顏針的聚乳酸,也有左右手?

童顏針的聚乳酸和諾貝爾化學獎有什麼關係?乳酸分左右手:Sculptra 只用左手,結晶度 64%;艾麗斯左右混用,不結晶,試管裡 9 個月幾乎分解完。誰較安全,沒有對照數據。

發表於 2026年10月8日 · 更新於 2026年10月21日 填充論文導讀

深藍近黑的背景上,右側一條白色虛線像鏡面,左邊一隻淡藍色的手、右邊一隻橘色的手,互為鏡像。兩隻手底下各有一串珠子:左邊全是藍色珠子,來回折疊排成整齊的六行;右邊藍橘兩色珠子交錯,糾成一團。左側是主標「左手與右手,長得一樣,卻不一樣」與副標「2026 諾貝爾化學獎,Kagan 與硤合憲三,聚乳酸的左右手」,左下署名張宏嘉醫師,並註明「Benjamin Chang 製作」。畫面裡沒有任何產品包裝或品牌。
本篇分成 19 段
  1. 左手套戴不上右手
  2. 「異構」不等於「手性」:先把這幾個詞分清楚
  3. 「左旋 C」其實讓光往右轉
  4. 1848 年,Pasteur 的鑷子
  5. 生命只用一隻手,但不同的細菌可以選不同的手
  6. 1971 年:用 Pasteur 的酒石酸做的催化劑
  7. 清涼藥膏裡的那一手:薄荷醇
  8. 1986 年:舞池裡配錯的那一對
  9. 1990 到 2003 年:一個會影印自己的分子
  10. 回到診間:聚乳酸的左手,和左右手
  11. 水先攻沒排好的地方
  12. 今年的獎,碰到聚乳酸的地方
  13. 四支童顏針,放在同一張桌上
  14. 「PDLLA 比較不會長結節」:目前沒有對照數據
  15. 其他膠原刺激劑:多數根本沒有左右手
  16. 藥廠學到的一課:沙利竇邁
  17. 只賣一隻手,比較好嗎
  18. 你的藥櫃與保養品:哪些有左右手
  19. 那一小撮白色的粉

一瓶舒顏萃(Sculptra)打開,瓶底是一小撮白色的粉:150 毫克的聚左旋乳酸(PLLA),加上 90 毫克的羧甲基纖維素(CMC)和 127.5 毫克的甘露醇。加水搖散,打進皮下,身體會圍著那些顆粒,慢慢長出新的膠原。

那一小撮粉裡的乳酸,全部是同一隻「手」。

2026 年 10 月 7 日,瑞典皇家科學院把今年的諾貝爾化學獎,頒給兩位研究「化學怎麼選邊」的人:Henri B. Kagan 與硤合憲三(Kenso Soai),兩人各得一半。今年得獎的化學,跟童顏針裡的聚乳酸,到底有什麼關係?

一句話理解

乳酸這個小分子有兩種,長得一模一樣,卻像左右手一樣疊不起來。化學家把這種性質叫手性。今年的化學獎頒給兩個發現:Kagan 發現催化劑不必是純的一手,做出來的產物也可以比它更純;硤合憲三做出一個會複製自己的分子,一點點偏差,幾輪之後就放大成幾乎全部是同一手。

回到皮膚科:PLLA 只用左手的乳酸,鏈排得整齊,會結晶;PDLLA 左右手混著用,排不整齊,不結晶。在試管裡,PDLLA 產品分解得比 PLLA 快。這三步都有數據。再往下,打在臉上誰撐得久、誰比較不會長結節,目前沒有夠格的比較研究。今年得獎的反應,也沒有證據被用在任何一支童顏針的製造上。

這是 2026 諾貝爾週的第三座獎。10 月 5 日的生理學或醫學獎頒給光遺傳學,寫在〈2026 諾貝爾獎光遺傳學:綠藻蛋白怎麼變神經開關?〉;10 月 6 日的物理學獎頒給南極冰裡的微中子觀測站,寫在〈2026 諾貝爾物理學獎:南極冰裡怎麼抓到微中子?〉。同一週,站上也回頭看了 1903 年那座頒給一盞燈的生醫獎,〈1903 年諾貝爾醫學獎:芬森的燈怎麼治皮膚結核?〉。前兩座的主角都是光。今年的化學獎也繞不開光:化學家最早分辨分子的左右手,靠的就是看它讓偏振光往哪邊轉。隔天的文學獎頒給一位以教古希臘文為生的加拿大作家,寫在〈一個靠教古希臘文維生的人,今年拿了諾貝爾文學獎〉。

得獎理由的原文是 “for the discovery of non-linear effects and autocatalysis in asymmetric organic synthesis”,意思是:發現不對稱有機合成中的非線性效應與自催化(中文為本站翻譯)。新聞稿的標題是 “They made chemistry choose a mirror image”,他們讓化學在兩個鏡像之間選了一邊。

Kagan 1930 年 12 月 15 日出生在法國 Boulogne-Billancourt,1960 年在法蘭西公學院(Collège de France)拿到博士,得獎時是巴黎南大學(Université Paris-Sud, Orsay)的名譽教授。公布這一天他 95 歲。照諾貝爾官方的歷屆資料推算,化學獎史上公布時比他年長的,只有 2019 年 97 歲的 John Goodenough。

硤合憲三 1950 年生於日本廣島,1979 年在東京大學拿到博士,現在是東京理科大學的名譽教授。2025 年 3 月,他才剛得到日本學士院賞,得獎題目是不對稱自催化反應的發現,與同手性起源的研究。

獎金 1,200 萬瑞典克朗,兩人平分。諾貝爾化學委員會主席 Heiner Linke 在新聞稿裡說:

“Henri Kagan and Kenso Soai have provided a solution to a chemical mystery that is over a century old: how homochirality can emerge spontaneously. The chemical reactions they have developed are spectacular.”

Kagan 與硤合憲三解開了一個超過百年的化學謎題:同手性(homochirality)怎麼會自己出現。他們發展出來的化學反應非常精彩。

左手套戴不上右手

拿起一雙手套。左右兩隻,五根手指、掌心、手背,每一個部分都一樣。可是左手套怎麼轉,都戴不上右手。它們互為鏡像,卻疊不起來。

化學家把這種性質叫手性(chirality),字根是希臘文的「手」。

諾貝爾委員會寫給民眾的說明,用的是另一個比喻:鎖匠每次打鑰匙,都會同時打出一對互為鏡像的鑰匙,只有一支開得了鎖,另一支可能把鎖弄壞,而客人很難分辨手上拿的是哪一支。

乳酸就是這樣的分子。它中間有一個碳原子,四隻手各抓一樣不同的東西:一個氫、一個羥基(OH)、一個甲基(CH3)、一個羧基(COOH)。四樣東西都不一樣,排起來就有兩種,互為鏡像,叫 L-乳酸與 D-乳酸。

L 和 D 是化學家給這兩隻手取的名字。中文常把 L 叫左旋、D 叫右旋;這篇為了好讀,把 L 型叫左手、D 型叫右手。至於「左旋」字面上的意思,讓光往左轉,並不一定成立,後面會講到。

我們身體用來蓋蛋白質的胺基酸,是 L 型;DNA 裡的去氧核糖、玻尿酸裡的兩種糖,是 D 型。生命幾乎只用一隻手,這叫同手性。新聞稿說,這個字來自希臘文的「相同」加上「手」。生命為什麼只用一隻手,是一個超過百年的謎。今年的獎,頒給兩個證明「化學自己也能選邊」的發現。

「異構」不等於「手性」:先把這幾個詞分清楚

讀藥品說明或保養品成分,常會遇到「異構物」「順式」「反式」「左旋」「鏡像」。這幾個詞常被混在一起用,連醫師也不一定分得清。它們其實長在同一棵家族樹上,只是在不同的枝。

從最上面講。異構物(isomer)的意思是:零件清單一模一樣,組法不一樣。像同一盒樂高,同樣那幾塊積木,拼出不同的形狀。

組法不一樣,有兩種不一樣。

第一種,連接的順序就不同,叫結構異構。A 接 B 接 C,換成 A 接 C 接 B,等於拼出另一個東西。性質往往差很多,名字通常也完全不同。

第二種,連接的順序完全一樣,只差在空間裡朝哪個方向,叫立體異構。積木一塊接一塊的順序沒變,只是某一塊往上翹,還是往下翹。

立體異構再往下分。

兩個分子剛好互為鏡像,而且怎麼轉都疊不起來,叫鏡像異構物(enantiomer),像左右手。手性講的就是這一種。L-乳酸與 D-乳酸是一對;治蕁麻疹的 levocetirizine,是 cetirizine 這個藥裡面兩隻手的其中一隻(R 型)。

兩個分子是立體異構,卻不是鏡像,叫非鏡像的立體異構物(diastereomer)。皮膚科最常碰到的是順反異構:分子裡有一個雙鍵或一個環,兩邊的東西排在同一側叫順式(cis),排在兩側叫反式(trans)。

口服 A 酸(isotretinoin)是 13-順式的維生素 A 酸,外用 A 酸(tretinoin)是全反式。兩者零件一樣、接法一樣,差在雙鍵兩邊的排法。這是順反,跟左右手無關。它們在身體裡還會互相牽連:在皮脂腺細胞裡,口服 A 酸會被轉成全反式,12 到 72 小時內,全反式的濃度高出 2 到 15 倍;角質細胞裡不會這樣(Tsukada 2000,細胞實驗)。站上〈一顆口服 A 酸,替急性白血病病人爭取活命的時間〉寫過這對兄弟另一面的故事:同一個家族、排法不同,就是兩種不同用途的藥。

口服傳明酸是反式(trans),分子裡根本沒有手性中心。拿它治肝斑時最常被問的血栓風險,寫在〈口服傳明酸治肝斑會不會血栓?那個數字還不存在〉;那篇也順帶提醒過,名字裡帶著 trans 的 all-trans retinoic acid,跟治痘的口服 A 酸是兩種藥。治黴菌的 terbinafine 有一個反式的雙鍵(化學上記作 E),同樣沒有手性中心。治異位性皮膚炎的 JAK 抑制劑 abrocitinib,環上是順式,也沒有手性。民眾最熟悉的「反式脂肪」,那個「反式」也是同一件事。

保養品裡還有兩種不是鏡像的立體異構。α-熊果素和 β-熊果素用的都是 D-葡萄糖,差在糖接上去的方向,叫異頭異構,沒有一左一右。異抗壞血酸(erythorbic acid)跟左旋 C 只差在一個碳上的方向,叫差向異構,也不是左旋 C 的鏡像,雖然有時會被誤寫成「右旋 C」。

藥品法規也是這樣分的。美國食品藥物管理局(FDA)1992 年那份立體異構藥物的指引,把順反異構物當成不同的藥,另外處理。

遇到一對名字很像的分子,可以照順序問:

  1. 零件清單一樣嗎?不一樣,就根本不是異構物,是兩種東西。
  2. 一樣的話,零件接的順序一樣嗎?不一樣,是結構異構。
  3. 順序也一樣的話,兩個是不是互為鏡像、又疊不起來?是,就是鏡像異構,也就是手性在講的事;不是,就是其他的立體異構,例如順反、異頭、差向。

示意圖,標題「長得像,卻不是同一個分子」,副標「異構物:零件一樣、組法不同。問三個問題就分得出來」。由上往下三個問題框:一「零件一樣嗎?(原子的種類與數目)」,不一樣就指向右邊「兩種不同的分子,不算異構物」;二「接的順序一樣嗎?」,不一樣指向「結構異構,例:乙醇與二甲醚,化學式都是 C2H6O」;三「是彼此的鏡像嗎?像左右手,照鏡子對得上、疊不起來」。答「是」通往左下藍色框「鏡像異構,也叫手性」,畫一隻藍色左手與一隻橘色右手隔著虛線,例子是 L-乳酸與 D-乳酸、左旋 C(L-抗壞血酸)與它的鏡像;答「不是」通往右下框「順反異構,不是鏡像,是排法不同」,畫兩個雙鍵分子,一個兩端的大球在同一側(順式)、一個在對角(反式),例子是 A 酸的 13-順式(口服)與全反式(外用)、傳明酸(反式)。底部兩行:「L」「左旋」是化學家給這一手取的名字,不代表光往左轉;熊果素的 α 與 β 也是立體異構,糖接上去的方向不同,不是鏡像。右下角註明 Benjamin Chang 製作。

構型與構形:兩個常被混用的詞
  • 立體化學裡,「構型」(configuration)專指要把化學鍵打斷才改得了的排列,L/D、R/S、順反都是構型。
  • 「構形」(conformation,大陸譯作構象)指分子轉動單鍵就能改變的立體形狀,例如蛋白質折疊、受體的活化與非活化狀態。
  • 這篇文章裡的「構型」都是第一種意思。
  • FDA 1992 年的指引〈Development of New Stereoisomeric Drugs〉把幾何(順反)異構物與非鏡像的立體異構物,當成應該分開開發的不同藥物;這是本文把 A 酸、傳明酸歸為順反、不歸為手性的依據。
  • 口服 A 酸在皮脂腺細胞裡轉成全反式的數據:Tsukada 2000 用的是培養的皮脂腺細胞與角質細胞株(HaCaT),作者稱兩者是「前驅藥與藥」的關係。

「左旋 C」其實讓光往右轉

L 和 D 是名字,光往哪邊轉,要另外量。

保養品說的左旋 C,是 L-抗壞血酸。藥典規格裡,它的比旋光度是 +20.5° 到 +21.5°(10% 水溶液),加號的意思是讓偏振光往右轉。L-乳酸也一樣,化學文獻寫作 L(+)-乳酸,右旋。

更有意思的在後面。兩個 L-乳酸接成一個環,叫丙交酯(lactide),L-丙交酯的比旋光度是負的,往左轉;再把它串成長鏈的 PLLA,市售品在氯仿裡量到的比旋光度是 −155° 到 −153°,也往左轉。同一隻手,分子變大,光轉的方向就翻了過來。

所以「聚左旋乳酸其實是右旋」這句話也不對。字面上的左右,跟實際的旋光,有時對得上、有時對不上。能確定的只有一件事:要判斷是 L 還是 D,不能看光往哪邊轉。

台灣有一張藥品許可證,品名就叫「右旋維生素 B5」,指的是 D-泛醇(dexpanthenol)。這裡的「右旋」對應的是 D,跟「左旋 C」的 L 是同一種譯法。

這些名字不算寫錯,「左旋」「右旋」在台灣是通用的譯名。站上〈你浴室櫃裡那罐「醫美級精華」,到底算科學還是文案〉寫左旋維生素 C 要配在 pH 3.5 以下才穿得過角質層,用的也是這個名字。只要記得,這裡的左,是名字,不是光的方向。

1848 年,Pasteur 的鑷子

1848 年,Louis Pasteur(巴斯德)在顯微鏡下看一種酒石酸鹽的晶體(正確說,是「消旋酸」的鹽),發現晶體有兩種形狀,互為鏡像。他用鑷子一顆一顆把晶體分成兩堆,各自溶進水裡:一堆讓偏振光往右轉,一堆往左轉;兩堆混在一起,光就不轉了。

1856 年底,Pasteur 開始研究乳酸發酵與酒精發酵。1857 年他發現,微生物發酵時會挑食:牠們優先吃掉其中一手(右旋)的酒石酸,另一手幾乎不碰。生命的化學有手性,這個想法第一次出現。

1874 年,van ‘t Hoff(凡特荷夫)發表一本 12 頁的小冊子,提出「不對稱碳原子」,把旋光跟碳原子的立體排列連在一起;Le Bel(勒貝爾)同一年獨立想到同樣的事。van ‘t Hoff 在 1901 年得到第一屆諾貝爾化學獎,得獎理由是化學動力學與溶液的滲透壓,跟立體化學無關。

1904 年,德國化學家 Marckwald 借一個天然的手性分子帶路,讓一個反應第一次偏向其中一手,差距很小。

1953 年,英國布里斯托大學的理論物理學家 Charles Frank 寫了一篇數學模型:如果一個分子能催化生出自己,又能抑制它的鏡像生成,一點點偏差,就能放大成全部只剩一手。論文最後一句是:

“A laboratory demonstration may not be impossible.”

在實驗室裡做出來,也許不是不可能。

這句話等了四十二年。

生命只用一隻手,但不同的細菌可以選不同的手

乳酸是最好的例子。用化學方法(乳腈水解)做出來的乳酸,左右各半;用微生物發酵,才拿得到幾乎只有一手的乳酸。今天全世界的乳酸,大約九成是發酵生產的(Alexandri 2019)。

細菌的乳酸脫氫酶,每一種只做一手。有的菌做 L;也有專做 D 的,最常見的是 Lactobacillus delbrueckii 與 Sporolactobacillus。發酵實測的光學純度,L-乳酸有 99.3%、99.5% 的紀錄,D-乳酸 98.7% 到 99.85%。工廠要左手還是右手,挑菌就好。

做 PLLA 用的那一大桶 L-乳酸,主要就是這樣來的。1856 年底 Pasteur 開始研究的乳酸發酵,一百七十年後,替醫美針劑把左手挑了出來。這是生物的本事,今年得獎的化學反應沒有參與。今年得獎要回答的問題剛好相反:沒有生物幫忙,化學能不能自己選邊?

刺激劑最後要身體做出來的膠原,也是一隻手一隻手堆起來的。膠原的胺基酸是 L 型,其中數量最多的甘胺酸本身沒有手性。Shoulders 與 Raines 2009 年的回顧這樣描述它的形狀:

“This fibrous, structural protein comprises a right-handed bundle of three parallel, left-handed polyproline II-type helices.”

這種纖維狀的結構蛋白,是三條平行、左手螺旋的 polyproline II 型鏈,扭成一束右手的超螺旋。

左手的繩子,扭成右手的麻花。從乳酸到膠原,每一層都在選邊。

老化也跟手有關。皮膚彈力蛋白裡的 L-天門冬胺酸,會隨著年紀慢慢翻成 D 型。2003 年一篇研究量純化的皮膚彈力蛋白,D 型的增加跟年齡的相關係數是 0.98;整塊皮膚只有輕微增加(Ritz-Timme 2003)。作者的解讀是,彈力蛋白幾乎不更新,損傷就一直累積。這是相關,不能說 D 型胺基酸造成老化;它說的是,一塊幾十年不換的組織,連分子的手都會慢慢翻過去。

1971 年:用 Pasteur 的酒石酸做的催化劑

Kagan 的故事從這裡開始。

化學家量這種純度,用的是鏡像過量(enantiomeric excess, ee):多出來的那一手,佔全部的比例。左右各半是 0%,全部同一手是 100%;一百個分子裡左手 51、右手 49,就是 2%。

1960 年代,化學家想做的,是用催化劑讓反應選邊。催化劑可以一直重複用,只要一點點有手性的催化劑,就能做出大量同一手的產物。美國孟山都公司的 William Knowles,1968 年第一次證明這件事做得到,那時產物只有 15%。他後來用這個想法做巴金森氏症的藥 L-DOPA,那一套製程 1974 年起運轉,產物純度 95%。依 FDA 1992 年的指引,levodopa 的 d 型跟白血球低下有關,這是只做 L 型的理由之一。

當時大家以為,催化劑的手性必須長在磷原子上。1971 年,Kagan 與 Dang 發表了 DIOP:一種有手性的配體,接在銠上做不對稱氫化,產物純度最高到 72%。它的手性長在碳骨架上,不在磷上,而且是用酒石酸做的。

2001 年,Knowles 在諾貝爾演講裡回顧這一段:

“Professor Kagan showed us to be totally wrong.”

Kagan 教授證明我們完全錯了。

他在同一段也提到,這個用酒石酸做催化劑的發明,出自 Louis Pasteur 的故鄉,大意是:一切正是從 Pasteur 開始的。

1848 年 Pasteur 用鑷子分開的酒石酸,1971 年變成 Kagan 的催化劑。

2001 年的諾貝爾化學獎,頒給不對稱催化的三個人:Knowles 與野依良治各四分之一(手性催化的氫化),Sharpless 二分之一(手性催化的氧化)。同一個獎最多三個人,那一年名額剛好滿。委員會當年的科學背景文件,在「不久之後也做到」的那一串名字裡,寫了 Kagan:

“Other researchers (Horner, Kagan, Morrison and Bosnich) reached similar results shortly afterwards and they have all contributed to opening the doors to a new, exciting and important field.”

其他研究者(Horner、Kagan、Morrison 與 Bosnich)不久之後也得到類似結果,他們都為這個嶄新、令人興奮而重要的領域開了門。

二十五年後,他用另一個發現,站上了同一個講台。

示意圖,直式時間軸,標題「從酒石酸到諾貝爾獎」,副標「1848 到 2026,由上往下看」。主線由上往下:1848 巴斯德用鑷子把酒石酸鹽的晶體分成左右兩堆(標籤:酒石酸);1857 巴斯德發現微生物發酵時,優先吃掉其中一手;1874 凡特荷夫、勒貝爾各自提出碳的四個鍵伸向立體空間,分子才會有左右手;1953 Frank 用數學預測,會複製自己、又壓住鏡像的分子,能把一點點偏差放大成全部;1971 Kagan 用酒石酸做出 DIOP,讓催化劑帶著反應選邊(標籤:酒石酸);1986 Kagan 發現非線性效應,催化劑不純,產物可以更純;1995 硤合憲三,分子自己催化自己,2% 的偏差越滾越大;2003 硤合與美國的 Singleton 各自證明,什麼手性都不加,反應也會自己選一邊;2026 Kagan、硤合憲三得到諾貝爾化學獎(星號)。從 1971 分出一條支線「同一套工具走進藥廠」:1974 Knowles 的手性催化劑開始量產 L-DOPA;2001 年時,野依良治的 BINAP 催化劑做 L-薄荷醇,年產 1,000 噸、約全球三分之一(數字出自他的諾貝爾演講);2001 Knowles、野依良治、Sharpless 得到諾貝爾化學獎,Kagan 不在其中(星號)。圖例:主線是化學能不能自己選邊,支線是手性催化做成藥與香料,星號表示這一站有人得到諾貝爾獎。底部一行:酒石酸出現兩次,1848 年被分成左右手,1971 年被 Kagan 拿來做催化劑。右下角註明 Benjamin Chang 製作。

1971 與 2001:數字與出處
  • Dang 與 Kagan 1971 年的短報(Chem Commun)原句是 “giving optical yields of up to 72%”;完整論文 1972 年刊在 J Am Chem Soc。
  • Knowles 1968 年第一次的結果是產物 15%,當時用的配體本身是 69%(2001 年諾貝爾科學背景文件)。
  • 孟山都製程的原句:“The Monsanto Process was the first commercialized catalytic asymmetric synthesis employing a chiral transition metal complex and it has been in operation since 1974.”(孟山都製程是第一個用手性過渡金屬錯合物、真正商業化的催化不對稱合成,1974 年起運轉。)
  • Knowles 後來用的配體是 DiPAMP,產物約 95%。BINAP 是野依良治的配體,常被誤寫成 Knowles 的。
  • Knowles 演講裡關於 Pasteur 故鄉的那一段,本文寫的是大意。
  • 常聽到「2001 年 Kagan 落選引起爭議」,但沒有當年的新聞或期刊評論可以佐證,本文不寫。能確定的只有兩件事:那一年的名額三人剛好滿,委員會文件引用了 Kagan 1971 年的論文。
  • 「二十五年」是 2001 到 2026,本站算的。

清涼藥膏裡的那一手:薄荷醇

Knowles 的催化劑,手性是從哪裡來的?

他在演講裡說得很直接:來自 L-薄荷醇。因為是催化劑,一點點 L-薄荷醇,就能做出大量的手性產物。他也承認,那個年代想要手性分子,就得靠先前已經存在的天然產物幫忙(大意)。人造的手性,是向大自然借來的。

L-薄荷醇就是藥局櫃台邊那支薄荷棒、清涼藥膏裡讓皮膚發涼的成分。薄荷醇有 3 個手性中心,排出來一共 8 種立體異構物,L-薄荷醇是其中一種。

後來,另一位 2001 年的得主野依良治把方向倒了過來:不再向薄荷借手,而是用人造的手性催化劑去做薄荷醇。他的 BINAP 銠催化劑先做出 96% 到 99% 純的 (R)-香茅醛,再一路做成 L-薄荷醇(Tani 1984);野依在演講裡寫,這比玫瑰油天然來源的 80% 還純,日本的高砂香料參與了這條製程。

2001 年時,用野依良治的不對稱催化方法,每年生產約 1,000 噸 L-薄荷醇,約占全球需求的三分之一。這個數字出自他的諾貝爾演講:

“Most of the (R)-citronellal is converted to 1000 tons per year of (–)-menthol, one-third of the world demand.”

大部分的 (R)-香茅醛被轉成每年 1,000 噸的 (−)-薄荷醇,約是全世界需求的三分之一。

這是 2001 年的數字,不是今天的產量。

這條線要分清楚。工業做薄荷醇的方法,是 2001 年那一屆的得獎技術,跟今年的 Kagan、硤合沒有直接關係;它們只是在同一個領域裡。

左右手的薄荷醇,涼的程度差多少?在細胞上量冷受體 TRPM8,(−)-薄荷醇(也就是 L-薄荷醇)活化得最好,(+)-薄荷醇只弱一點點,其他幾種異構物的有效濃度也都在十倍以內(Chen 2022)。小鼠的止痛實驗裡,(−) 有效,(+) 沒效(Galeotti 2002);局部麻醉的作用,兩手都有(Galeotti 2001)。人實際感覺到的涼,左右手差多少,目前沒有直接的研究。所以不能說右手的薄荷醇不會涼,差多少要看是哪一種作用。

Knowles 借了薄荷醇的手。問題留了下來:如果世界上本來沒有任何一手比較多,第一個手性分子是怎麼出現的?要等到硤合,才證明可以不用借。

1986 年:舞池裡配錯的那一對

在 Kagan 之前,化學家相信一條直線:催化劑有多純,產物就有多純。催化劑只有一半純,產物頂多一半純。

1986 年,Kagan 發現不一定是直線。

很多催化劑是一個金屬抓著兩個有手性的零件。零件左右手混在一起,就會湊出三種組合:左左、右右,還有左右。像一場舞會,左左、右右兩種舞伴跳得一樣快,左右配錯的那一對,步伐就不一樣。

左右那一對要是特別慢、甚至不動,少數的那一手就被綁進慢的組合裡浪費掉,真正在工作的催化劑偏向多數那一邊,產物就比催化劑還純。這叫正的非線性效應,也就是「放大」。反過來,左右那一對要是特別快,產物反而比預期更不純,叫負的非線性效應。

1986 年那篇論文試了三個反應,兩個是負的,只有一個是放大。那一個,正是 2001 年得主 Sharpless 的環氧化反應。

用一個簡化的算術示意,可以看出放大從哪裡來(這不是 Kagan 的實驗數字):假設催化劑的零件 75% 是左手、25% 是右手,兩兩隨機配對,左左大約 56%、右右大約 6%、左右大約 38%。再假設左右那一對完全不動,在工作的只剩左左和右右,比例 56 比 6,大約 90 比 10。零件是 75 比 25,在工作的是 90 比 10,產物自然比零件更偏向左手。真實的反應裡,配對不一定隨機,左右那一對也不一定完全不動,這個例子只是幫忙看懂方向。

效應可以多大?野依良治的團隊用一種叫 DAIB 的配體做加成反應,配體只有 15% 純,產物有 98%(Kitamura 1989)。

藥廠也碰過。美國默克(Merck)的化學家做一個白三烯拮抗劑(實驗代號 L-699,392,不是上市的藥名)時,用的原料 α-蒎烯只有 70% 純,做出來的產物卻有 95%。要注意,那一步用的是等量的試劑,不是催化劑。

委員會寫,非線性效應後來成了理解不對稱催化、設計新製程的工具。委員會的文件沒有舉任何一種皮膚科用藥的製程。

示意圖,標題「Kagan 的發現:產物可以比催化劑更純」,副標「一般以為兩者一路等比例;他發現這條線會彎」。橫軸「催化劑的鏡像純度」,縱軸「產物的純度」,都從 0 到全部一手。一條灰色虛線從原點到右上角,標「原本以為:一條直線」;一條往上拱的藍色粗曲線,標「放大(正的非線性),產物比催化劑更純」,曲線與虛線之間一支橘色箭頭標「多出來的純度」;一條往下彎的淡灰曲線,標「也可能反過來變差(負的非線性)」。下半部標題「為什麼會彎:催化劑是兩隻手一組」,三個並排的框:兩隻藍色手「左左,跑得快」、兩隻橘色手「右右,跑得快」、一藍一橘「左右,特別慢」。下面一行:數量少的那一手,大多被綁進慢吞吞的左右組,做事的幾乎只剩多數那一手,產物就比催化劑還純。底部小字:示意圖,不是實驗數據,曲線的彎度是畫的;1986 年 Kagan 測了三個反應,只有一個(Sharpless 環氧化)是放大,另外兩個是負的。右下角註明 Benjamin Chang 製作。

非線性效應的細節:三個反應、ML2 模型與 75
  • 1986 年以前的公認關係:產物純度=純催化劑能做到的最大純度 × 配體純度,是一條直線(科學背景文件,式 1)。
  • Kagan 的模型:一個金屬(M)抓兩個手性配體(L*),記作 ML*2。左左、右右是同手性的一對,左右是異手性的一對;異手性那一對反應速度不同,就偏離直線。
  • 1986 年的三個反應:硫醚氧化成亞碸(負)、L-脯胺酸催化的 Hajos-Parrish 反應(負)、geraniol 的 Sharpless 環氧化(正,放大)。
  • 常見的說法「左右配對的催化劑比較慢」,只在正的非線性效應時成立。
  • 75:25 的示意:0.75 × 0.75 ≈ 0.56、0.25 × 0.25 ≈ 0.06、2 × 0.75 × 0.25 ≈ 0.38;拿掉左右組之後 0.5625 比 0.0625,正好 90 比 10。換成本文用的純度(ee),75 比 25 是 50%,90 比 10 是 80%。這個算法藏了三個假設:配對完全隨機、左右組完全不動、純的催化劑能做出 100% 純的產物。真實的反應三個都不完全成立,論文與委員會文件也沒有這個例子。
  • 野依的 DAIB:二乙基鋅加到苯甲醛,配體 15%、產物 98%(Kitamura 1989,委員會科學背景文件引用)。
  • 默克的例子:α-蒎烯做成的氯硼烷還原酮,70% 的 α-蒎烯、產物 95%;委員會原文寫的是 “stoichiometric amounts”(等當量)。委員會沒有寫這是哪一類疾病的藥。
  • 委員會也提到「手性毒化」:用便宜的手性添加物,把消旋催化劑裡不要的那一手關掉,在純的單一手催化劑很難取得時特別有用。

1990 到 2003 年:一個會影印自己的分子

硤合憲三走的是另一條路:讓產物自己當催化劑。

想像一台影印機,左手稿印出左手稿,右手稿印出右手稿,印出來的每一張又變成一台新的影印機,而且左手稿那幾台還會卡住右手那幾台。只要左手稿一開始多一張,印到最後,滿桌都是左手稿。

1990 年,他做到第一步:一種吡啶醇會催化生出自己,而且是同一手。可是越做越不純,催化劑 86%,產物只剩 35%。

1995 年,他換成嘧啶醇,在《Nature》發表:從只偏 2% 的起點出發,也就是一百個分子裡左 51、右 49,連續幾輪之後,偏到將近九成。這是 Frank 1953 年那個模型,第一次在實驗室裡做出來。

2003 年,換另一個分子(2-炔基嘧啶醇),從 0.00005% 的偏差開始,只做三輪,純度就超過 99.5%,分子的數量放大了大約 63 萬倍。

同一年,硤合的團隊做了一件更大膽的事:什麼有手性的東西都不加。37 次實驗,每一次最後都選了一邊,19 次是 S、18 次是 R,純度從 15% 到 91% 不等。像丟銅板,每次都會落地,哪一面朝上是隨機的。美國的 Singleton 也各自做到:54 次,R、S 各 27 次;同條件並排的 25 對實驗裡,有 12 對結果相反;大約 6 萬個分子的偏差,就足以決定這一鍋選哪一邊。

Frank 預測的就是這件事:一點點偶然,就能讓整鍋選定一手。

委員會自己也踩了煞車。這個反應用的二烷基鋅,在空氣中會自燃,遇水劇烈反應;生命卻是在水裡發生的。科學背景文件這樣寫:

“It is important to stress that the Frank model is not an answer to the origin of biological homochirality. It provides one possible solution, of which there are several, to an event that occurred about 3.5–4 billion years ago and to which we will probably never have a definitive answer.”

必須強調,Frank 模型不是生物同手性起源的答案。它只是幾種可能解法中的一種,而那件事發生在大約 35 到 40 億年前,我們大概永遠不會有確定的答案。

“The Soai reaction is an important proof of concept, though it is not relevant for the emergence of biological homochirality in aqueous systems.”

硤合反應是重要的概念驗證,但它跟水環境中生物同手性的出現沒有直接關係。

硤合證明的,是這種放大在化學上做得到。生命當初怎麼選邊,委員會說,大概永遠不會有確定的答案。

示意圖,標題「硤合的發現:分子自己複製自己,越滾越偏」,副標「產物就是自己的催化劑。一開始只偏一點點,幾輪之後幾乎一面倒」。左邊一個十乘十的圓點方陣,藍橘兩色幾乎各半,標「起點:只偏 2%,100 顆裡 51 比 49,幾乎看不出差別」;中間一排由小變大的圓球與一支箭頭,標「越滾越大,一輪接一輪」;右邊同樣的方陣幾乎全是藍色、只剩六顆橘色,標「幾輪之後:將近九成,約 94 比 6,偏 88%」。中間一個框說明算法:多的那一手減掉少的那一手,51 − 49 = 2%,94 − 6 = 88%。下面一段「像一台會挑邊的影印機:這一手的稿子印出這一手,還順便卡住另一手那台;一開始只多一張,印到最後幾乎全是同一手」。底部小字:示意圖;1995 年 Nature,硤合團隊用的是嘧啶醇;終點的數字各文件不一,諾貝爾民眾版 87%、作者本人 2019 年綜論 88%(四輪)、委員會科學背景 90%,這裡寫將近九成;換算成 100 顆是本站算的,中間各輪的數字不畫。右下角註明 Benjamin Chang 製作。

1995 年那個數字,委員會自己兩份文件不一樣
來源起點終點幾輪
硤合本人 2019 年回顧2%88%連續四輪
諾貝爾民眾版說明2%87%沒有寫
諾貝爾科學背景文件(引同一篇 Nature 1995)5%第一輪 55%、第二輪 87%,之後停在 90%五輪
  • 起點的 2%,Nature 1995 原始論文就寫了(原句見下)。
  • 正文寫「將近九成」,同時涵蓋 87、88、90 三個版本;圖上用作者本人回顧的「2% → 88%,連續四輪」。
  • Nature 1995 原文:“When a 5-pyrimidyl alkanol with a small (2%) enantiomeric excess is treated with diisopropylzinc and pyrimidine-5-carboxaldehyde, it undergoes an autocatalytic reaction to generate more of the alkanol.”(一個只有 2% 鏡像過量的 5-嘧啶醇,加入二異丙基鋅與嘧啶-5-甲醛之後,會進行自催化反應,產生更多同樣的醇。)
  • 「從 0.00005% 到超過 99.5%」是 2003 年另一個分子(2-炔基嘧啶醇)、三輪,不是 1995 年那一個。硤合 2019 年回顧的原句:“only three consecutive asymmetric autocatalysis reactions amplified the ee … to >99.5% and the amount of alkanol 1c by a factor of ca. 630,000 times.”
  • 什麼都不加的 37 次實驗(2003),純度 15% 到 91%。民眾版說明寫最後「可達產物的 99.99%」,科學背景文件裡沒有這個數字,本文不採用。
  • 誰先做到「什麼都不加也會選邊」:科學背景文件寫硤合與 Singleton 各自獨立做到。Singleton 2002 年的論文刊得更早(48 次全部偏同一邊),但作者自己判斷大多數、可能全部,是被微量的手性雜質帶走的;2003 年那篇才是 54 次、R 與 S 各 27 次。所以本文不寫「史上第一個」。
  • 1990 年那篇的數字(催化劑 86%、產物 35%)依委員會科學背景文件。
  • 二烷基鋅的性質:PubChem 對二乙基鋅的描述是在空氣中會自燃、遇水劇烈反應。

回到診間:聚乳酸的左手,和左右手

乳酸要變成針劑裡的顆粒,得先串成長鏈。常見的做法是先把兩個乳酸接成一個環,也就是前面說的丙交酯,再把環打開,一個接一個串起來,就是聚乳酸(PLA)。

全部用 L-乳酸串,是 PLLA,聚左旋乳酸。每一節都是同一手,化學上叫全同立構(isotactic),鏈可以排得很整齊。L 和 D 混著串,是 PDLLA,聚 D,L-乳酸,左右手排得不規則,叫無規(atactic)。

像串珠子。全部用左手珠子,每一顆朝同一個方向,串起來直直一條,好幾條可以肩並肩排緊;左右手珠子混著串,方向東歪西倒,就排不緊。

排得緊的地方,叫結晶。PLLA 是半結晶的:一部分排成整齊的晶區,一部分沒排好。PDLLA 完全不結晶,是無定形的。Sedush 等人 2023 年拆解市售產品的論文,這樣寫:

“Due to stereoregular structure, PLLA and PDLA exhibit crystallization ability, whereas PDLLA is entirely amorphous.”

因為立體排列規則,PLLA 和 PDLA 能夠結晶;PDLLA 則完全無定形。

右手要混進來多少,才排不起來?1996 年 Tsuji 與 Ikada 的實驗是:光學純度低於 76%,聚乳酸就失去結晶的能力。

“they lost their crystallizability when their OP became smaller than 76%”

光學純度(OP)低於 76% 時,它們就失去了結晶的能力。

換成比例,大約是左 88、右 12(這是本站算的,論文只寫 76%)。也就是說,右手隨機混進來超過大約一成多,聚乳酸就排不成結晶了。「隨機」兩個字要留著:右手如果一段一段集中排,光學純度 43% 仍然可以結晶(Sarasua 1998)。

拿市售產品來量。Sedush 用熱分析量出,Sculptra 的結晶度是 64%,另一支 PLLA 產品 Gana V 是 72%;兩支 PDLLA 產品 AestheFill 與 Repart PLA 都不結晶。Sculptra 的玻璃轉化溫度實測 57°C。

他們分辨產品是 PLLA 還是 PDLLA,用的是核磁共振光譜。純 L 的鏈,某一個氫的訊號是一組乾淨的四根峰;L、D 混在一起,旁邊就多出一叢小峰。同一種原子,只因為左右鄰居的手不一樣,訊號就不一樣。

結晶也看得見。站上〈Sculptra 經皮傳遞的研究〉那篇論文,研究者是用偏光顯微鏡,在組織切片裡找 PLLA 的雙折射顆粒。

示意圖,標題「只用左手,和左右手混用」,副標「聚乳酸是一長串乳酸;每一節是左手還是右手,決定它排不排得整齊」。左欄藍框「PLLA,聚左旋乳酸:只有左手」:一條全部藍色的珠串來回折疊,排成整齊的六行;下面寫「排得整齊 → 會結晶;市售 PLLA(Sculptra)實測結晶度 64%」,配一堆疊得整整齊齊的樂高磚,「水不容易鑽進去,拆得慢」。右欄「PDLLA,聚 D,L-乳酸:左右手混用」:藍橘兩色珠子交錯的鏈糾成一團;下面寫「排不整齊 → 無定形;兩種市售 PDLLA 產品都量不到結晶」,配一堆亂丟的樂高,「縫隙多,水鑽得進去」。下半部標題「右手混進來多少,就排不成結晶?」:一條從 0%(全部左手)到 50%(左右各半)的橫條,大約 12%(一成多)的位置畫一道線,左邊標「會結晶」,右邊標「排不成結晶(無定形)」。底部小字:結晶度出自 Sedush 2023,市售產品在試管裡量測;門檻出自 Tsuji 1996 試管實驗,光學純度低於 76% 就不結晶,換算成右手約 12% 是本站算的(左右手隨機排列時);這張圖只講材料怎麼排,不代表打在臉上誰效果比較好。圖例:藍色左手(L)、橘色右手(D)。右下角註明 Benjamin Chang 製作。

水先攻沒排好的地方

聚乳酸的長鏈,會被水一段一段打斷,叫水解:長鏈變短鏈,最後回到乳酸。

水先鑽進沒排好的區域;排得整齊的晶區,水不容易進去。Sedush 的原句是 “water penetration into polymer crystallites is hindered”,水很難滲進聚合物的結晶裡。

方糖和散糖。散開的糖,水一沖就化;壓得緊緊的方糖,水只能從外面一點一點舔,最後還剩一小塊硬硬的芯。

1990 年,Li、Garreau 與 Vert 在試管裡看到的就是這樣:PLLA 先被攻掉的是無定形區,整塊崩解之後,剩下的結晶物質變成粉末,2 年後還在。人身上也看過:1995 年一組用 PLLA 骨板固定顴骨骨折的病人,3.3 到 5.7 年後在植入處出現腫脹,8 位病人開刀取出,看到的是高結晶度的顆粒,5.7 年時還沒吸收完(Bergsma 1995)。

這組數字不能直接搬到臉上。骨板是公分大的一整塊,童顏針是幾十微米的顆粒。大塊材料中心分解出來的酸跑不出去,會加速自己分解;小顆粒這個效應比較弱,試管裡次毫米的膜與微粒,反而分解得慢而均勻(Grizzi 1995)。

拿市售品來泡,是 Sedush 那篇最有用的地方。四支產品泡在 37°C 的液體裡 9 個月:Sculptra 的分子量從 78 降到 30 kDa,降了 62%,顆粒的形狀和大小 6 個月都沒變,作者推估完全吸收大約要 2 年;AestheFill 前 4 個月幾乎不動,之後加速,9 個月幾乎完全分解,作者推估 PDLLA 完全水解要 10 到 12 個月。

這些數字旁邊,要放上它的條件。這是試管,不是臉。AestheFill 泡的是蒸餾水,其他三支泡的是磷酸鹽緩衝液,因為它在緩衝液裡懸浮不均。分解快慢也不只看結晶,分子量、顆粒大小、孔隙都有影響:AestheFill 是多孔的球,Sculptra 是無孔的扁平片,作者還寫,相連的孔可能讓分解變慢,因為酸性的產物不會積在裡面自我加速。這篇研究的經費來自 AestheFill 的俄羅斯代理商;它量到的是 AestheFill 分解得比原廠說的快,對出資者並不有利。

所以能寫的是:在試管裡,PDLLA 產品分解得比 PLLA 快。不能寫的是:因為不結晶,所以一定比較快。站上〈玻璃轉化溫度:一個聽起來很科學的誤用〉拆過這件事:用快速掃描熱卡計量,PDLLA 與 PLLA 的玻璃轉化溫度相同,立體排列不影響玻璃轉化;在玻璃轉化溫度以下,結晶度高的樣本水解反而更快。兩篇講的層次不同,那一篇講的是單一溫度下的水解速率,這裡講的是整顆產品在試管裡多久分解完。讀到有人說「PDLLA 不結晶,所以比較好處理」,那一篇是下一步要讀的。

讀到「多久會分解」的時候

先問是哪一種時間:效果能維持多久、材料的強度掉多快,還是材料完全消失要多久。原廠宣稱的「24 個月」、JULÄINE 仿單寫的 “expected lifetime 12 months”、試管裡的 10 到 12 個月、骨板 5.7 年還沒吸收完,量的都不是同一件事。目前也沒有一個數字,是打進臉裡之後,材料多久會完全消失。

至於打進去之後,身體圍著這些顆粒在做什麼、要等多久才看得到,站上〈一瓶裡有兩個時鐘〉把 PLLA 的反應時間軸一段一段攤開過。那篇的第一句說得直接:PLLA 自己不佔體積,效果是身體對它的反應。

人身上的切片,PLLA 有,PDLLA 沒有。14 人的單組研究看到,PLLA 打下去之後第 3、6 個月,第一型膠原明顯增加,發炎沒有或輕微(Goldberg 2013)。另一篇看到 PLLA 顆粒旁邊是巨噬細胞與纖維母細胞,第三型膠原貼著顆粒、第一型在外圍,皮下注射 28 個月後組織裡仍取得到顆粒;作者的結論是,效果最可能來自顆粒周圍的包囊(Stein 2015)。Sculptra 的前身 New-Fill 打在作者自己的前臂上,臨床上 4 個月就看不到了(Lemperle 2003,一個人)。摸不到和顯微鏡下還有,兩件事並不矛盾。

PDLLA 在人身上沒有切片的時間序列,只有動物研究,而且方向互相矛盾。1993 年一篇動物研究,含右手的 PLA 在一個月時發炎比較少(Gogolewski 1993);2026 年一篇說 PDLLA 引起的巨噬細胞訊號約是 PLLA 的 3 倍、膠原較少,作者裡有 PLLA 開發商的員工;2023 年一篇說 PDLLA 增加修復型(M2)的巨噬細胞與膠原,沒有 PLLA 對照,由 Juvelook 的廠商 VAIM 出資。後面這兩篇,結論都跟出資者的產品站在同一邊。這是讀者最該知道的一件事。

聚乳酸的化學細節:比例、催化劑與溫度
  • 光學純度與結晶:Tsuji 與 Ikada 1996(體外)。76% 換成左右比例約 88 比 12,是本站的算術。骨科為了降低結晶,用過含 4% D 的 PLA96(左右 96 比 4)。
  • meso-丙交酯每多 1%,結晶需要的時間(半衰期)多約 40%,範圍 0% 到 9%(Kolstad 1996,體外)。
  • 同樣叫 50:50 的 PDLLA,鏈的排法可以完全不同:看原料是 rac-丙交酯還是 meso-丙交酯、用什麼催化劑。手性的鋁催化劑能把 meso 聚成左右交替的對排;消旋催化劑能把 rac 聚成一段左、一段右(Ovitt 與 Coates 2002);鋅催化劑可以把 rac 聚成高度異排,P(r)=0.94(Chamberlain 2001)。工業常用的辛酸亞錫聚出來的 PDLLA 也不完全隨機,偏好對排加成(Thakur 1997)。
  • 立體排列對水解的影響:加 D 會讓鹼性水解變快、酵素水解變慢;左手比例低於 0.3 時,實驗室用的蛋白酶 K 完全不分解(Tsuji 2005;Tsuji 與 Miyauchi 2001,都是體外)。人體裡水解與酵素哪一個為主,這幾篇研究沒有回答。
  • 大鼠:結晶的 PLLA 只有無定形區被水解,結晶塊 116 週形狀不變;射出成型(非晶)的 PLLA 約 2 年分解完(Pistner 1993)。
  • 加 4% D 的 PLA96 本來是為了避免結晶碎片,但預先降解的 PLA96 在大鼠皮下一樣出現碎屑與肉芽腫(Bergsma 1995,動物)。
  • 小鼠腹腔:PLLA 與 PDLLA 顆粒都聚團,6 個月都還在;發炎跟材料種類與顆粒形狀大小有關,跟分子量無關(van Sliedregt 1992)。
  • 「翻手」主要發生在把乳酸做成丙交酯那一步:Cargill 專利(1992)寫,氧化亞錫觸媒、約 195 到 245°C,粗丙交酯裡 meso 佔 2.6% 到 6.3%,加 1000 ppm 鈉會到 36.6%。氧化亞錫 180°C、12 小時,光學純度約 97%,時間再長就明顯消旋(Kricheldorf 與 Serra 1985)。鐵觸媒在 165°C 約 4% 的單元翻轉,105°C 沒有(Naolou 2019;有一篇 2023 年的論文轉述成 140°C,以原文為準)。這些是實驗條件,不能推論到任何一支產品。
  • 醫美產品用什麼原料、催化劑、溫度,原廠都沒有公開。
  • Sedush 2023 量到的分子量(重量平均):Sculptra 78 kDa、Gana V 114 kDa、AestheFill 80 kDa、Repart 107 kDa。
  • 玻璃轉化溫度:教科書值 PLLA 60–65°C、PDLLA 55–60°C;PLLA 熔點約 175°C,PDLLA 沒有熔點(Ulery 2011 轉引)。

今年的獎,碰到聚乳酸的地方

今年的獎跟聚乳酸,有真的關係,也有不能亂接的。

真的、而且直接的,是概念。同一個乳酸,只差左右手的比例,做出來的材料排列、硬度、分解快慢就不一樣。這是手性在醫美裡最具體的例子。

真的、但跟今年得主無關的,是那一桶左手乳酸。它是細菌挑出來的,靠的是生物,沒有用到 Kagan 或硤合的反應。

學界也真的有人用今年那一派的想法做聚乳酸:用有手性的催化劑,從左右各半的丙交酯裡優先挑一手聚合。1996 年 Spassky 等人用手性的鋁催化劑,在轉化 19% 時,聚合物裡 D 單元的富集度到 88%。後來 Coates 等人用手性催化劑做出左右交替的對排聚乳酸,也有人用消旋的催化劑,直接從消旋的丙交酯做出左右鏈咬合的結構。

醫美產品用的是哪一種催化劑,原廠都沒有公開。「童顏針用到了今年得獎的技術」「這次得獎讓童顏針更安全」,沒有任何文獻支持。

還有一個常被問到的:市面上為什麼沒有純右手的 PDLA 注射產品?目前沒有文獻說明原因。把純左手的 PLLA 和純右手的 PDLA 混在一起,兩種鏈會互相咬合,形成立體複合物(stereocomplex),熔點更高、更抗水解(Ikada 1987 第一次報告;Tsuji 2016 回顧)。生醫研究拿它做藥物控釋,但不論是發表的論文、美國的臨床試驗登錄,還是台灣的許可證,都沒有醫美產品用它。「因為太耐水解、會留太久」是合理的猜測,但沒有文獻支持。其他常聽到的說法,站上〈為什麼聚乳酸填充劑沒有PDLA〉一句一句拆過。

四支童顏針,放在同一張桌上

台灣核准的聚乳酸注射劑不只這四支。依食藥署醫材許可證開放資料(2026-10-07),PLLA 另外還有 7 張許可證;PDLLA 除了艾麗斯、喬雅露,還有台灣製的妮芙蕾(NEOFILERA),原廠寫的組成是 75% PDLLA 加 25% CMC;另有幾張許可證,公開資料沒有寫是什麼材料。這裡放常被問到的四支。品名用的是許可證上的中文名。先說明:本人是 AestheFill(艾麗斯)的諮詢專家醫師,也擔任過 Sculptra(高德美)的課程引言人,完整的利益揭露在文末。

舒顏萃 Sculptra艾麗斯 AestheFill喬雅露 Juvelook珠嵐 JULÄINE
材料PLLAPDLLAPDLLA+非交聯玻尿酸PLLA
左右手全部左手左右混用,比例未公開左右混用,比例未公開全部左手;原廠仿單寫 “crystalline form of poly-L-lactic acid”
結晶(獨立實測)結晶度 64%不結晶沒有獨立量測沒有獨立量測
顆粒(獨立量測)不規則扁平片、無孔;52 ± 29 微米(Sedush)、50.21 ± 3.51 微米(Su 2025)球形、多孔;27 ± 17 微米(Sedush)、24.98 ± 4.84 微米(Su 2025)球形;30.09 ± 3.98 微米(Su 2025)只有原廠說法:1 到 50 微米
台灣許可證發證2010-07-082019-06-202024-01-232025-12-19
美國 FDA2004 年起核准(PMA P030050)沒有核准紀錄沒有核准紀錄沒有核准紀錄

有對照組的人體研究,兩邊的數字都列出來:

產品與研究對照是什麼人數結果(產品組 vs 對照組)誰出錢
Sculptra,Fabi 2024(頰部細紋)不治療隨機 97 vs 52;12 個月可評估 88 vs 46兩頰都進步一級以上:71.6%(63/88)vs 26.1%(12/46)Galderma 主辦
Sculptra,Narins 2010(鼻唇溝)人類膠原蛋白116 vs 117第 13 個月受試者自評有改善:91% vs 15%;結節或丘疹 17.2%(20/116)vs 12.8%(15/117)未載明
Sculptra,Carey 2007(HIV 臉部脂肪流失)延後治療51 vs 50主要指標沒有過:24 週臉部軟組織體積差 10 立方公分(95% 信賴區間 −7 到 28,P=0.24)未載明
AestheFill,Ting 2024(鼻唇溝)玻尿酸共 260 人第 24 週進步一級以上:67.6% vs 60.9%未載明
Juvelook Volume,Park 2026(鼻唇溝)Sculptra,左右臉各打一種33 人第 24 週 −1.37 vs −1.20,不劣性VAIM 出資
JULÄINE,Ponzo 2026(中臉)生理食鹽水,左右臉各打一種95 人第 12 個月 PLLA 側 −0.68,12 個月內沒有出現肉芽腫或結節;食鹽水側自己變了多少,論文沒有分開列出未載明
JULÄINE,Urdiales-Gálvez 2025(鼻唇溝)沒有對照36 人(第 6 個月 32 人)第 6 個月 65.6%(22/32)進步一級以上;第一針後一週 61.1% 輕度發炎Nordberg 出資

四支裡,只有 Sculptra 有跟「完全不打」比過的大型隨機試驗,而且是廠商主辦的。另外三支的對照,是玻尿酸、Sculptra,或對側臉打的食鹽水。

唯一一篇 PDLLA 對 PLLA 的人體試驗,是 Park 2026:33 人、左右臉各打一種、追 24 週、不劣性設計、PDLLA 的廠商出錢,論文的利益衝突欄卻寫沒有。它能說的,是 24 週時 PDLLA 沒有比較差。手性造成什麼臨床上的差別,它回答不了。

四支產品的規格、許可證與研究細節
舒顏萃 Sculptra艾麗斯 AestheFill喬雅露 Juvelook珠嵐 JULÄINE
台灣許可證品名舒顏萃植入劑艾麗斯皮下填補劑「芳蜜」喬雅露軟組織注射植入物「諾德貝爾」珠嵐植入物
許可證字號衛署醫器輸字第021227號衛部醫器輸字第032692號衛部醫器輸字第037021號(其中 Lenisna 200 規格 2025-08-13 註銷)衛部醫器輸字第038584號
廠商Galderma(製造廠登記 Sanofi S.r.l.、Q-MED AB)REGEN Biotech(韓國)VAIM(韓國)Nordberg Medical AB(瑞典;製造廠另登記 Magle Chemoswed AB)
每瓶PLLA 150 mg+CMC 90 mg+甘露醇 127.5 mgPDLLA 154 mg+CMC 46 mg,無甘露醇PDLLA 42.5 mg+玻尿酸鈉 7.5 mg(大瓶 Lenisna:170+30 mg)PLLA 150 mg+CMC 45 mg+甘露醇 145 mg
顆粒(原廠方說法)40–63 微米(轉引)30–70 微米約 45 微米(VAIM 供料的論文)1–50 微米(仿單);共識文寫 20–50 微米
美國 FDAPMA P030050:2004-08-03(HIV 臉部脂肪萎縮)、2009-07-28(鼻唇溝等)、2023-04-25(頰部細紋)沒有核准紀錄沒有核准紀錄沒有核准紀錄;原廠自述仍在申請
台灣核准的適應症許可證效能欄:臉部凹陷、鼻唇溝、皺紋;HIV 臉部脂肪流失開放資料寫「詳如中文仿單核定本」同左同左(歐盟仿單:鼻唇溝)
  • 獨立量測的顆粒數字,Sedush 2023 與 Su 2025 兩篇都列;兩篇量法不同,數字不能互換。
  • Juvelook 的左右比例,原廠與論文都沒有寫;Sedush 只用核磁共振定性判定 AestheFill 是 PDLLA,沒有比例。
  • AestheFill 的 Hyun 2015(對雙相玻尿酸):第 24 週平均進步 2.09 vs 1.54;論文標題寫 PLLA,REGEN 的醫學總監說實際是 PDLLA。
  • Fabi 2024 的百分比是論文發表的數字,分子分母依 FDA 現行仿單(S039)。
  • Narins 2010 是 FDA 的樞紐試驗,同一試驗另有 Brown 2011、Brandt 2011 兩篇。
  • Ting 2024 沒有分開列出每組的人數與結節數,只寫沒有嚴重不良事件。
  • Ponzo 2026 報告 12 個月內沒有出現肉芽腫或結節;但沒有分開列出食鹽水那一側的數字,看不出兩側的差距。
  • JULÄINE 另一篇同一作者群 2026 年的追蹤(PMID 41715284),一樣沒有對照組。
  • 結節的轉診病例與個案,見下一節。

其他聚乳酸品牌(原廠說法與獨立量測分開列;「未公開」是指原廠網頁、仿單與論文都沒有寫):

品牌(廠商)材料左右比例/分子量顆粒大小組成台灣許可證有對照的臨床研究
Gana V(GCS,韓國)PLLA比例未公開;分子量原廠寫 170,000 Da,獨立量測 114 kDa(Sedush)原廠 30–50 微米;沒有獨立量測每瓶 520 mg,其中 PLLA 210 mg,其餘 310 mg 是什麼原廠沒寫沒有55 人左右臉對 Sculptra,GCS 出資並有韓國食藥處補助(Han 2023、Kim 2026)
奧莉迪雅 Olidia、芮吉雅 REJUPLLA、樂蓓菈 The Pilla、艾莉雅 Aesplla、倍芮芙 PLEJUV(PRP Science,韓國)PLLA未公開未公開只有 Olidia 有規格(365 mg、243.4 mg、121.7 mg,都是總重,PLLA 淨重沒寫)衛部醫器輸字第038992號(Olidia,登記為第 2 級,其餘四張是第 3 級)、第038624號、第037963號、第037615號、第039111號沒有發表的研究
可麗媞 CREATEFILL(科妍,台灣)PLLA未公開未公開每瓶 367.5 mg,PLLA 淨重沒寫衛部醫器製字第008137號沒有發表的研究
芙妍渼 FUYANMEI(科妍,台灣)PLLA未公開未公開PLLA 150 mg/每瓶 367.5 mg(原廠英文頁)衛部醫器製字第008447號沒有發表的研究
妮芙蕾 NEOFILERA(晶鑽生醫,台灣)PDLLA比例與分子量未公開原廠 25–35 微米;獨立 25.03 ± 4.86 微米(Su 2025)每瓶 200 mg=75% PDLLA+25% CMC;原廠宣稱效果 18–24 個月衛部醫器製字第008439號、第008902號沒有人體研究,只有體外物性
Repart PLAPDLLA分子量 107 kDa(Sedush)未公開未公開沒有沒有發表的研究
  • Gana V 的型錄把自家產品(170,000 Da、2 年以上)跟「S Brand」「A Brand」各 140,000 Da 並列,對手的數字是 GCS 自己寫的;獨立量測的 Gana V 114 kDa、Sculptra 78 kDa,兩邊對不上。
  • 妮芙蕾的比較圖說「他牌」40–60 微米,是原廠自己的說法。
  • 科妍的喬凡霓絲(GIOVANIS)是聚己內酯(PCL),跟同一家的可麗媞、芙妍渼(PLLA)不同,容易混。
  • 薇貝拉(VIVABELLA,VAIM 申請)與麗真雅(RegenArt)兩張許可證,公開資料沒有寫是什麼材料。

「PDLLA 比較不會長結節」:目前沒有對照數據

PLLA 的結節,有分母。鼻唇溝的樞紐試驗,0 到 13 個月,結節或丘疹 17.2%(20/116),對照的膠原蛋白組 12.8%(15/117),第一次出現的時間中位數是第 160 天;頰部細紋的試驗,注射處結節 1/97。早年 HIV 族群的數字更高:單組研究 96 週可摸到的皮下微結節 44%(22/50),隨機試驗 48 週 10%。年代、稀釋量、族群都不同,這些數字不能互比。這幾個分母背後,是二十多年來稀釋量、注射層次、顆粒一路在改的那條線;一篇 2026 年的 PLLA 綜述,還把 1002 人裡 4 人的輕度結節寫成了「嚴重併發症」。兩件事都寫在〈Sculptra 到珠嵐 Julaine:童顏針一路在對付結節〉,想知道常被引用的 0.4% 原本是什麼意思,先看那一篇。

PDLLA 沒有可以拿來比的分母。260 人對玻尿酸那篇,只寫沒有嚴重不良事件,沒有列出結節數;Juvelook 20 人的單組研究,0 例結節。個案報告裡,有 PDLLA 打在下眼瞼之後多發肉芽腫、需要開兩次刀,也有注射後 4 個月出現肉芽腫樣反應。一間轉診中心收的 62 位填充劑結節病人裡,PDLLA 是第三常見,次於玻尿酸與聚己內酯(PCL),但不知道有多少人打過 PDLLA,算不出比例。

唯一的直接比較 Park 2026,沒有分兩側報告結節數。它的作者自己寫的是「理論上」:

“it is theoretically less likely to cause nodules or granulomas but is not free from the complication”

理論上比較不容易引起結節或肉芽腫,但也不是沒有這個併發症。

站上〈玻璃轉化溫度〉那一篇也寫過:目前沒有 PLLA 與 PDLLA 安全性比較的發表資料,並舉了 2024 年那篇 PDLLA 肉芽腫個案。上面列出的資料,跟那一句一致。

打童顏針之前,可以先問的事
  • 這一支是 PLLA 還是 PDLLA;如果是 PDLLA,左右手的比例原廠有沒有公開。
  • 聽到「多久會分解」,問是效果的時間、材料強度的時間,還是材料完全消失的時間。
  • 聽到「比較不會長結節」,問有沒有兩組人數都列出來的比較。PDLLA 對 PLLA,目前沒有。
  • 結節不一定在剛打完就出現。鼻唇溝那個試驗裡,第一次出現的時間中位數是第 160 天。注射處摸到持續變大、發紅或疼痛的硬塊,回原施打的醫師評估。

其他膠原刺激劑:多數根本沒有左右手

乳酸的單體上有手性中心;其他常見的膠原刺激劑,多數沒有。依 PubChem 的結構資料,L-丙交酯有 2 個手性中心,聚己內酯(PCL)、聚對二氧環己酮(PDO)、乙交酯(PGA 的單體)、甲基丙烯酸甲酯(PMMA 的單體)的單體都是 0 個;鈣羥基磷灰石(CaHA)是無機鹽,也是 0 個。

所以這些材料可以分成三類。

有手性,而且手性決定性質的,是聚乳酸家族:PLLA、PDLLA,以及含 L-乳酸段的共聚物。左右比例決定能不能結晶、分解快慢。L-乳酸與己內酯的共聚物(PLCL),乳酸愈多愈像 PLLA:乳酸的莫耳比從 66% 拉到 90%,材料的拉伸模數從 12.0 升到 1,343.1 MPa(Fernández 2012,體外),從軟變硬。塑立愛立提線(Silhouette InstaLift)依美國 FDA 的文件,單絲與錐體都是 L-丙交酯與乙交酯的樹脂,莫耳比 82 比 18。

有手性、但天生只有一種的,是天然材料。玻尿酸由 D-葡萄糖醛酸與 N-乙醯-D-葡萄糖胺組成,動物與細菌來源的結構一樣;多核苷酸(PN、PDRN)是取自鱒魚或鮭魚精子的 DNA 片段,糖是 D-去氧核糖;膠原蛋白是 L 胺基酸。大自然只做這一手,廠商沒得選,產品之間調的是分子量、交聯、來源。

沒有手性的,是 CaHA、PCL、PDO。它們的差別在顆粒大小、形狀、結晶度、鏈的長短。PCL 填充劑同一系列不同型號,原廠顧問的回顧寫,唯一的差別是 PCL 鏈的初始長度(Christen 2020);CaHA 在小鼠身上,高結晶的 3 微米顆粒 4 週內分解完,低結晶的 30 微米團簇 8 週仍在(Wollina 2024 轉引)。PMMA 的單體沒有手性,聚合之後主鏈上的排法有規整與否的差別,跟 L、D 是兩回事;醫美用的 PMMA 是哪一種排法,廠商沒有公開。

手性對天然材料其實很要命。鏡像版的 DNA 不會被核酸酶分解,鏡像版的胜肽抗蛋白酶,酵素認不認得它,全看這一手(兩篇綜論)。只是目前沒有任何醫美的 PN 或膠原蛋白產品,用的是鏡像版。

手性不是所有膠原刺激劑的祕密。它是聚乳酸家族的祕密。

示意圖,標題「膠原刺激劑:誰有左右手」,副標「同樣叫膠原刺激劑,只有含乳酸的那一家有「左右手」可以調」。三個由上往下的框。第一框「有手性,而且手性決定性質」,旁邊一小段藍橘交錯的珠串,說明「手性只在乳酸那一段;左右比例決定能不能結晶、分解快慢」:PLLA、PDLLA(能調左右比例、分子量、顆粒大小),PLCL 線(L-乳酸+己內酯,能調兩者各占多少),PLGA 線(L-乳酸+乙交酯,能調兩者各占多少)。第二框「有手性,但天生只有一種」,旁邊一隻藍色的手,說明「大自然只做這一手,產品之間不調」:玻尿酸(D 型的糖,能調分子量、交聯),PN/PDRN(D-去氧核糖的 DNA,能調 DNA 來源、分子量、製程),膠原蛋白(L 胺基酸,能調動物來源、交聯方式)。第三框「沒有手性」,旁邊兩顆隔著虛線的灰色圓球,說明「差別在顆粒大小、形狀、結晶度、鏈長」:CaHA(無機鹽,能調顆粒大小、形狀、結晶度),PCL(能調鏈的長度),PDO 線(能調分子量、線材結構),PMMA(不會分解;產品沒有公開鏈的排法)。底下一行粗體:「手性不是所有膠原刺激劑的祕密,是聚乳酸家族的祕密。」底部小字:「能調」是各材料分得出產品差別的地方,不是效果高低;手性中心數依 PubChem 的單體資料。右下角註明 Benjamin Chang 製作。

跟「沒打」或食鹽水比過的人體試驗,在這些材料裡很少。CaHA 打手背,85 人對 29 位延後治療,以手計是 170 對 58 隻手,3 個月進步一級以上 77.1% 對 5.2%,Merz 主辦(Goldman 2018)。PMMA 治痘疤,共 147 人,隨機分到 PMMA 或食鹽水,6 個月成功 64% 對 33%(Karnik 2014)。PN 治痘疤,10 對 10 人打食鹽水,只報了 PN 組相對自己基線的改善(Araco 2021);PN 這一家其他幾篇有沒有對照組、塗的又怎麼樣,〈PDRN 保養品有用嗎?〉逐篇攤開了。PCL、PDO 線、膠原蛋白,目前沒有跟未治療或食鹽水比的人體隨機試驗,都是跟別的產品比。

逆時針(Profhilo)那一篇要特別小心讀:12 位女性,左右臉一邊打它、一邊打食鹽水,兩邊的真皮都變厚了,而且食鹽水那一側的 p 值(小於 0.001)比它那一側(0.016)還小;36.4% 的人不滿意自己做了這個決定,54.5% 不滿意結果(Zanella 2026)。不能只寫「真皮變厚」,而不寫對照組也變厚。

其他膠原刺激劑:材料層級的細節與台灣許可證
類別手性真正的「調整旋鈕」台灣許可證(有效證)
CaHA沒有(無機陶瓷)粒徑、形狀、結晶度瑞得喜植入劑 Radiesse(衛署醫器輸字第019007號,2008-04-22)、含利多卡因版(衛部醫器輸字第032974號)、菲斯甜皮下植入劑 Facetem(衛部醫器輸字第038855號,2026-05-06)
PCL 微球沒有分子量(鏈長)洢蓮絲植入劑 ELLANSÉ(衛部醫器輸字第026659號,2015-02-10;許可效能寫兩年以上長期安全性未經證實)、菈佛倫 LAFULLEN(衛部醫器輸字第038334號,2025-09-22)、喬凡霓絲 GIOVANIS(衛部醫器製字第008320號,2024-07-26,台灣製)
液態 PCL沒有—格奧潤植入劑 GOURI(衛部醫器輸字第038200號,2026-05-13;許可效能:「短期(如 12 周)改善魚尾紋,長期安全性與有效性尚待驗證」)
PDO 拉提線沒有分子量、線材結構;大鼠張力 4 週剩 58%、8 週剩 14%(Ray 1981)10 張
交酯類線只在 L-乳酸段L-丙交酯比乙交酯 82 比 18(莫耳比,FDA 510(k) K200140)塑立愛立提線 Silhouette InstaLift(衛部醫器輸字第031195號)
膠原蛋白植入劑天生 L動物來源、交聯5 張
玻尿酸天生 D分子量(50 萬到 300 萬 Da)、交聯(幾乎都用 BDDE)有效證 106 張
PN/PDRN天生 DDNA 來源、分子量、製程醫材與藥品許可證都沒有
PMMA 填補劑單體沒有主鏈排法(醫美產品未公開)沒有(美國有 Bellafill:PMA P020012,2006-10-27)
PLCL 拉提線只在 L-乳酸段乳酸與己內酯的比例沒有
  • 液態 PCL 的 Choi 2025(218 人左右臉,對 PN 產品,70.23% vs 61.40%)由 DexLevo 出資,論文沒有寫商品名,是否就是台灣的 GOURI,沒有證實。
  • Moers-Carpi 2013 標題寫「randomized, controlled」,實際兩組都是同一品牌 PCL 的不同型號(10 人 vs 30 人),沒有未治療組。
  • Christen 2020 說這個品牌「是唯一的 PCL 填充劑」;2026 年台灣已有四張 PCL 許可證(含液態 PCL),這句已經過時。
  • CaHA 還有一張跟交聯玻尿酸合在一起的:鎂神針(HArmonyCa,許可證中文品名恆緹佳,衛部醫器輸字第038192號),許可證歸在玻尿酸植入物。

各品牌的細節(原廠說法與獨立量測分開列):

品牌(廠商)材料與手性關鍵參數顆粒大小組成有對照的臨床研究
瑞得喜 Radiesse(Merz)CaHA,沒有手性—原廠 25–45 微米;Hong 2026 量到 14.50% 的顆粒小於 20 微米(作者含 Medical Research Inc. 的員工,比較對象是菲斯甜)許可證主成分略述:CaHA 30%、注射用水 52%、甘油 15%、CMC 3%手背 85 vs 29 人(延後治療),Merz 主辦;117 人對人類膠原,資助未載明
菲斯甜 Facetem(CG Bio,韓國)CaHA,沒有手性羥基磷灰石佔礦物相 99.09%、鈣磷比 1.67(Hong 2026)平均 34.60 微米,小於 20 微米的 2.10%(Hong 2026)原廠沒有公開沒有人體研究(只有體外)
洢蓮絲 Ellansé(Sinclair)PCL 微球,沒有手性原廠不公開分子量,只說各型號差在鏈長;維持時間三種語言的原廠網頁寫法不一(18 個月到 3 年、18 到 24 個月、1 到 3 年)25–50 微米PCL 30%+CMC 凝膠 70%(原廠顧問的綜論)40 人左右臉對玻尿酸,資助未載明
菈佛倫 LAFULLEN(三養)多孔 PCL 微球,沒有手性原廠:兔子 30 個月內微球全部分解(動物)未公開PCL 30%+凝膠載體 70%沒有人體對照試驗
喬凡霓絲 GIOVANIS(科妍,台灣)PCL 微球,沒有手性原料固有黏度:M 型 0.35–0.43 dL/g、S 型 0.20–0.26 dL/g(原廠)25–50 微米(原廠英文頁)30% PCL+70% 凝膠載體沒有發表的研究
格奧潤 GOURI(DexLevo,韓國)液態 PCL+PEG,沒有手性原廠:PCL 21%,6 到 12 個月分解沒有顆粒PCL+PEG218 人左右臉對 PN 產品,DexLevo 出資;論文代號是否就是這一支,沒有證實
秘特拉提線 MINT(HansBiomed,韓國)PDO,沒有手性吸收時間原廠沒寫——沒有品牌對照試驗
逆時針 Profhilo(IBSA;許可證中文品名璞菲洛)高低分子玻尿酸熱穩定複合體,天生同一手原廠沒有公開分子量與濃度——12 人左右臉對食鹽水,兩側真皮都變厚
Rejuran(PharmaResearch,韓國)聚核苷酸(鮭魚 DNA),天生同一手濃度 20 mg/mL 只見於論文,原廠網頁沒有寫—有一個版本另含玻尿酸與利多卡因72 人左右臉對玻尿酸,主要指標沒有差異;台灣沒有許可證
雙美 膚力原、膚漾美(双美,台灣)豬源交聯膠原,天生同一手交聯膠原 35 mg/mL+利度卡因 3 mg/mL(原廠)——新款 123 vs 舊款 129 人,双美出資;台灣許可證裡沒有同名品項
瑞晶珂 Regencoll(亞果生醫,台灣)膠原蛋白微粒支架,天生同一手原廠寫無須添加化學交聯劑;來源、濃度、粒徑未公開未公開—沒有發表的研究
Bellafill/ArteFill(美國)PMMA 微球+牛膠原;單體沒有手性不分解30–50 微米(轉引)PMMA 20%+牛膠原(轉引)共 147 人對食鹽水;台灣沒有許可證

藥廠學到的一課:沙利竇邁

1960 年代初的沙利竇邁(thalidomide)事件,是諾貝爾委員會拿來說明「藥為什麼要做成單一鏡像」的例子。委員會寫給民眾的說明是這樣說的:

“When researchers analysed what had happened, they realised that it was the active substance’s mirror image that caused the harm.”

研究者分析事情經過之後發現,造成傷害的是有效成分的鏡像。

這句話過度簡化了。動物實驗裡,確實是 S 型比較會致畸:腹腔注射時,只有 S(−) 型讓小鼠與大鼠出現畸形(Blaschke 1979);把互轉擋住之後,S 型跟沙利竇邁的主要標的 cereblon 結合強約 10 倍,斑馬魚鰭的致畸作用也是 S 型較強(Mori 2018)。可是在人體內,兩型會快速互轉。把人的血液放在 37°C 的試管裡,R 轉 S、S 轉 R 的速率常數分別是每小時 0.30 與 0.31,健康男性志願者體內也是快速互轉(Eriksson 1995)。作者的原句是:

“Putative differences in therapeutic or adverse effects between (+)-(R)- and (−)-(S)-thalidomide would to a large extent be abolished by rapid interconversion in vivo.”

R 型與 S 型在療效或副作用上可能的差異,大部分會被體內的快速互轉抵消。

「一邊治病、一邊致畸」也說得太滿。哪一型跟什麼作用有關,要看是哪一種作用:鎮靜作用跟 R 型的濃度有關,S 型沒有(Höglund 1998,雙盲,6 位健康男性加 3 位);致畸在動物以 S 型為主。

最好懂的證據在藥盒上。今天美國賣的沙利竇邁,仍然是 S 型與 R 型各半,仿單寫 “an equal mixture of the S-(−) and R-(+) forms”。進了身體會互換,分開來賣也沒有用。

它跟皮膚科的關係,比很多人以為的近。美國 FDA 1998 年核准沙利竇邁時,適應症就包括痲瘋性結節性紅斑(ENL)的皮膚表現;台灣目前有兩張許可證的適應症也是 ENL,另有用於多發性骨髓瘤的。能不能用、誰能開,由醫師判斷。

只賣一隻手,比較好嗎

從左右各半的藥裡,把有用的那一手拿出來單獨賣,業界叫 chiral switch。Agranat 等人 2002 年在《Nature Reviews Drug Discovery》的回顧,把生意直接寫進了定義:

“a well-timed chiral switch can offer enhanced therapy and further profitability as a ‘line extension’ of a major racemic drug with patents that are expiring.”

時機抓得好的 chiral switch,可以在一個消旋大藥專利快到期時,當成「產品線延伸」,帶來更好的治療與更多獲利。

效果有沒有比較好?2001 到 2011 年美國核准的 9 個單一鏡像藥,只有 3 個在上市前跟原本的消旋藥直接比過,在可以比較的劑量下,都沒有證明比較好;美國的 Medicaid 十年在這些藥上花了大約 63 億美元(Gellad 2014)。

皮膚科最常見的例子是 levocetirizine。在受體上,cetirizine 裡真正抓住組織胺 H1 受體的是 R 型那一手:親和力的 Ki,cetirizine 6 nM、levocetirizine 3 nM、S 型 100 nM;從受體上脫離的半衰期,R 型 142 分鐘、S 型 6 分鐘(Gillard 2002,作者是原廠員工,受體結合實驗)。臨床上,專收「吃 cetirizine 會想睡」的 29 個人,雙盲交叉換成 levocetirizine,想睡的程度沒有差別(Tzanetos 2011)。兩者療效直接比較的隨機試驗,目前沒有。所以能寫的是「真正抓住受體的是其中一手」,不能寫成「左旋的比較有效」。

站上〈你知道嗎:停藥後竟可能引發全身性劇烈搔癢〉談的停藥後劇癢,兩種都會發生,那篇把 cetirizine 與 levocetirizine 寫在一起,正是因為它們是同一個分子的兩種賣法。

美國 FDA 1992 年的指引,也沒有禁止消旋藥:

“The stereoisomeric composition of a drug with a chiral center should be known and the quantitative isomeric composition of the material used in pharmacologic, toxicologic, and clinical studies known.”

有手性中心的藥,要知道它的立體異構組成;藥理、毒理、臨床試驗用的那批原料,各異構物的比例也要知道。

“Although it is now technologically feasible to prepare purified enantiomers, development of racemates may continue to be appropriate.”

雖然現在技術上做得出純的單一鏡像,開發消旋藥仍可能是適當的。

2025 年 Agranat 與 D’Acquarica 的回顧提醒另一面:消旋藥不一定比較差;像沙利竇邁這種在體內會互轉的,根本不該做 chiral switch。差距小,常常是劑量或試驗設計造成的,這跟「沒效」是兩回事。

其他 chiral switch 的例子:差距多半很小
  • escitalopram(S 型)對 citalopram(消旋):頭對頭試驗第 8 週反應的需治療人數(NNT)14(95% 信賴區間 7 到 111),憂鬱量表的差距全部或大部分低於最小有意義差 2 分(Trkulja 2010)。另一篇統合分析,頭對頭的勝算比 1.60,改用安慰劑對照試驗間接比較只有 1.03,兩種證據對不起來(Alkhafaji 2012)。考科藍回顧自己提醒,廠商資助可能高估差距(Cipriani 2009)。
  • esomeprazole(S 型)對 omeprazole(消旋):關鍵試驗比的是 S 型 40 mg 對消旋 20 mg,劑量不對等(Richter 2001,2,425 人);10 篇隨機試驗 15,316 人的統合分析,8 週癒合的 NNT 是 25(Gralnek 2006)。
  • levofloxacin(S 型)對 ofloxacin(消旋):只有試管數據,左手那一型比右手強 8 到 128 倍、比消旋約強 2 倍(Hayakawa 1986)。沒有臨床的頭對頭試驗。台灣 levofloxacin 的許可證品名就叫「左旋歐弗洒欣」。
  • levoketoconazole:ketoconazole 是消旋的,其中一手後來在美國另外上市,用途是抑制皮質醇合成;台灣沒有許可證,也不是皮膚科適應症。

你的藥櫃與保養品:哪些有左右手

皮膚科常用的藥,攤開來看,分成幾類。

天生就是單一構型的:外用類固醇、finasteride、dutasteride、四環素類(doxycycline、minocycline)、ivermectin。它們的骨架來自天然產物或照天然骨架做,有好幾個手性中心,從來沒有左右各半的版本上市,跟 chiral switch 無關。其中 doxycycline 有一條間接的線索:4 號碳翻過去的 4-epidoxycycline(肝臟的代謝物),在小鼠身上沒有抗生素作用(Eger 2004 轉引前人研究)。一個手性中心翻過去,抗菌力就沒了。

單一鏡像、而且有證據說明另一手不一樣的:tofacitinib。它有 4 種立體異構物,研究者全部合成出來比,只有 3R,4R 那一個能擋住 Jak3 這條路徑(Jiang 2008)。

單一鏡像、另一手沒有公開數據的:外用 ruxolitinib(R 型)、apremilast(S 型)、upadacitinib、ritlecitinib。外用 ruxolitinib 2026 年 3 月在台灣核准用於 12 歲以上臉部非分節型白斑;做它的藥廠 2009 年發表過一篇合成論文,用有機催化的不對稱反應做出 R 型的中間物(Lin 2009)。有機催化,正是 2021 年諾貝爾化學獎的主題;今年委員會的說明也寫,不對稱反應的先驅在 2001 年與 2021 年得過化學獎。

多個立體異構物混在一起的:itraconazole 是 4 種立體異構物 1 比 1 比 1 比 1 的混合;在細胞與動物實驗裡,抗血管新生、肝毒性、對肝臟藥物代謝酵素 CYP3A 的抑制,不同的異構物差很多(Shim 2016;Krasulova 2019)。這些差別都跟抗黴菌的療效無關。ketoconazole 是消旋的,4 種立體異構物對類固醇合成酵素的抑制差很大(Rotstein 1992)。

剩下兩類沒有左右手可談:口服 A 酸、外用 A 酸、傳明酸、terbinafine、abrocitinib 是順反異構;azelaic acid、minoxidil、hydroquinone、adapalene、baricitinib 根本沒有手性。

保養品裡,左旋 C 是 L-抗壞血酸,單一構型。外用要配在 pH 3.5 以下才進得了皮膚,20% 的濃度吸收最好,連擦三天皮膚裡的濃度就飽和,在皮膚裡的半衰期約 4 天;幾種衍生物(鎂抗壞血酸磷酸酯、抗壞血酸棕櫚酸酯、去氫抗壞血酸)都沒有提高皮膚裡的 L-抗壞血酸(Pinnell 2001,豬皮實驗)。這是製劑研究,不是建議你擦 20%。D 型的維生素 C 有沒有活性,目前沒有直接的研究。

Pinnell 那篇的最後一位作者 Mark Levine,三年後也是一篇靜脈維生素 C 藥物動力學研究的最後一位作者。那篇研究讓鮑林的維生素 C 抗癌爭議重新被討論,卻沒能替他 1976 年的數字平反,寫在〈兩座諾貝爾獎的鮑林,維生素 C 輸在對照組〉。

D-泛醇是單一鏡像,有分析化學的論文寫「有生物活性的是 D 型」,但沒有拿 L 型來比的實驗。神經醯胺天然的是 D-erythro;把 3 號碳翻成非天然的 L-threo,在人工脂質膜上,通透性從不變到增加 5 倍,看用哪一種指標(Kováčik 2018);沒有人體或活體皮膚的研究。α 與 β 熊果素是異頭異構:在人類酪胺酸酶上,α 的抑制常數是 β 的二十分之一(Sugimoto 2003),在小鼠的酵素上 α 強 10 倍、在蘑菇的酵素上卻反過來(Funayama 1995),這些研究全部出自業者自己的實驗室,都是試管、細胞或人工皮膚模型,沒有人體的頭對頭比較。

示意圖,標題「皮膚科常見成分,各屬於哪一種」,副標「有沒有左右手、是不是鏡像:六種情況」。六個由上往下的框。一「沒有手性,照鏡子還是同一個」:minoxidil、azelaic acid、hydroquinone、adapalene。二「只有一手,天然骨架,或刻意只做其中一手」:外用類固醇與 finasteride(類固醇骨架,一直只有一種)、外用 ruxolitinib(只做 R 型)、levocetirizine(取 cetirizine 的 R 型)、左旋 C、右旋 B5(L-抗壞血酸、D-泛醇的俗稱)、L-薄荷醇(清涼藥膏裡的那一手)、聚左旋乳酸 PLLA(整條鏈都是左手),每一項各占一行。三「左右各半,外消旋,兩手一比一」:cetirizine(止癢的抗組織胺)、ketoconazole(抗黴菌)、沙利竇邁(進到體內兩手會互換)。四「多種混合,不只兩種,一起裝在同一顆」:itraconazole(四種立體異構物各占四分之一)、聚 D,L-乳酸 PDLLA(左右手混在同一條鏈上,產品的比例原廠沒有公開)。五「順反異構,不是鏡像,是排法不同」:口服 A 酸(13-順式)、外用 A 酸(全反式)、傳明酸(反式)。六「糖接法不同,同一個糖,接上去的方向不同」:α-熊果素與 β-熊果素,異頭異構,不是鏡像。底部小字:「左旋 C」「右旋 B5」的左右是 L、D 兩個名字的譯名,不代表光往哪邊轉(L-抗壞血酸其實讓光往右轉);列出成分只為了說明分類,不是用藥建議,處方藥請由醫師判斷;分類依據 PubChem、美國 FDA 仿單與文獻整理。右下角註明 Benjamin Chang 製作。

皮膚科藥物的手性盤點(完整表)
成分類型手性對療效或副作用,有沒有證據
clobetasol、hydrocortisone、mometasone單一構型(天然類固醇骨架,7 到 8 個手性中心)沒有比較研究(從來沒有消旋版)
finasteride、dutasteride單一構型(7 個)沒有比較研究
外用 ruxolitinib單一鏡像(R)S 型沒有公開數據
tofacitinib單一構型(3R,4R)有:四個立體異構物裡只有 3R,4R 能阻斷 Jak3 路徑(Jiang 2008)
upadacitinib、ritlecitinib單一構型沒有比較研究
abrocitinib沒有手性(環丁烷順式,屬順反)不適用
baricitinib沒有手性不適用
apremilast單一鏡像(S)R 型沒有公開數據,也不知道會不會互轉
口服 A 酸(isotretinoin)順反(13-順式)有(幾何異構):在皮脂腺細胞內轉成全反式(Tsukada 2000)
外用 A 酸(tretinoin)順反(全反式)同上
口服傳明酸順反(反式),沒有手性中心本文不談順式異構物
itraconazole混合:4 個立體異構物 1:1:1:1有(細胞與動物):抗血管新生、肝毒性、CYP3A 抑制各異構物差很多;不是抗黴菌療效。兩篇研究對四個異構物的代號命名不一致,本文只寫構型
ketoconazole消旋(順式)有:四個立體異構物對類固醇合成酵素差很大(Rotstein 1992)
terbinafine沒有手性,有一個 E 雙鍵沒有比較研究
ivermectin單一構型(天然產物),兩個同系物混合沒有比較研究
doxycycline單一構型間接:4-epidoxycycline 在小鼠沒有抗生素作用(Eger 2004 轉引)
minocycline單一構型沒有比較研究
thalidomide消旋(體內互轉)見上文
cetirizine/levocetirizine消旋/單一鏡像(R)見上文
ofloxacin/levofloxacin消旋/單一鏡像(S)只有試管
azelaic acid、minoxidil、hydroquinone、adapalene沒有手性不適用
  • 手性中心的數目依 PubChem,立體描述依美國 FDA 仿單。
  • 天生單一構型的類固醇、四環素類、ivermectin,從來沒有消旋版本上市,不能拿來當 chiral switch 的例子。

那一小撮白色的粉

回到開頭那一瓶。150 毫克的白粉,每一個乳酸單元都是左手。那隻左手是細菌挑出來的,Pasteur 在 1856 年底就開始研究這種發酵。鏈排得整齊,所以它會結晶,在試管裡分解得慢;換成左右混著串的 PDLLA,排不整齊,試管裡分解得快。走到這裡,每一步都有數據。

再往下,打在臉上誰撐得久、誰比較不會長結節,還沒有人用兩組都列出人數的研究比過。

今年得獎的兩個人,回答的是更早的問題:沒有任何生物幫忙的時候,一鍋左右各半的分子,能不能自己選定一手。Frank 1953 年寫下「也許不是不可能」,硤合在 1995 年做了出來。

Pasteur 當年拿著鑷子,在顯微鏡下一顆一顆分晶體。一百七十八年後,診間裡那一瓶白粉,替它分好左右手的,是細菌。

時間軸(文字版)
年事件
1848Pasteur 把酒石酸鹽晶體分成左右兩堆,兩堆溶液讓偏振光往相反方向轉
1856 年底Pasteur 開始研究乳酸發酵與酒精發酵
1857Pasteur 發現微生物發酵時優先吃掉其中一手的酒石酸
1874van ‘t Hoff 與 Le Bel 各自提出不對稱碳原子
1901van ‘t Hoff 獲第一屆諾貝爾化學獎(化學動力學與滲透壓)
1904Marckwald 讓一個反應第一次偏向其中一手
1953Frank 提出自催化放大的數學模型
1960 年代初沙利竇邁事件
1968Knowles 第一次用手性金屬催化劑做出偏向一手的產物(15%)
1971Kagan 與 Dang 發表 DIOP(用酒石酸做的配體),最高 72%
1974孟山都 L-DOPA 製程開始運轉
1986Kagan 發表非線性效應
1987Ikada 等人報告 PLLA 與 PDLA 的立體複合物
1990硤合發現第一個不對稱自催化反應(越做越不純)
1992美國 FDA 發布立體異構藥物的開發指引
1995硤合在《Nature》發表:2% 的偏差放大到將近九成
1996Spassky 等人用手性鋁催化劑,從消旋丙交酯優先聚合一手
2001諾貝爾化學獎頒給 Knowles、野依良治、Sharpless(不對稱催化)
2002–2003硤合與 Singleton 各自證明:什麼手性都不加,反應也會隨機選邊
2003硤合:從 0.00005% 三輪放大到超過 99.5%
2004Sculptra 在美國核准(HIV 臉部脂肪萎縮)
2010舒顏萃在台灣發證
2019艾麗斯在台灣發證
2023Sedush 等人拆解四支市售聚乳酸填充劑
2024喬雅露在台灣發證
2025 年 3 月硤合獲日本學士院賞
2025 年 12 月珠嵐在台灣發證
2026 年 10 月 7 日Kagan 與硤合憲三獲諾貝爾化學獎
參考文獻

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