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民生之聲電台專訪
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2022/06/29(三)頡能科技向博士接收「民生之聲廣播電台」—民報之聲主持人陳俊廷專訪,探討感染新冠肺炎Omicrom後,對健康的後續影響、人體缺氧衍生的身體症狀、氧氣生成方式及如何正確補氧,精彩專訪內容,將於周日12:00~14:00民生之聲廣播電台準時播出,以下為訪問相關內容文字稿摘錄:




 
新冠肺炎染疫人數不斷增加,研究指出即使是輕症仍會留下腦霧後遺症
一、氧氣的重要性
正常環境下的氧氣濃度為20.6%~20.9%。但人在密閉式的環境裡,氧氣濃度會降至19%~20%或低於18%,氧氣濃度不足會導致人們明顯感到頭昏、反應遲鈍和疲勞;氧氣濃度只要低於12%,人類將會窒息死亡。而造成氧氣濃度下降的原因有工業過度開發的空氣污染、人口密度越高,耗氧量越大、森林過度開發及大片雨林消失等因素。
血氧飽和度SpO2(Oxygen saturation)是指血液中含氧血紅素與總血紅素的比例,正常血氧濃度在95-100%,逐漸缺氧的血氧濃度會在91-94%之間,而低於90%則屬低血氧,就有可能出現呼吸急促、呼吸困難、心律過快、高血壓、頭暈頭痛等症狀,嚴重者更會意識喪失,最終導致死亡。
正常人在缺氧的情況下,大腦會告訴呼吸中樞,身體氧氣不夠,要加快呼吸速率,身體會出現喘氣的情況;但據統計新冠肺炎引起的缺氧病人,有1/3並不覺得呼吸特別困難或急促,有些病人會急遽惡化而搶救不及;因新冠病毒抑制大腦呼吸中樞的警覺性,缺氧時身體沒有明顯症狀,即所謂的快樂缺氧,又稱隱形缺氧,反而造成延誤就醫的嚴重後果,因此血氧飽和度是偵測健康的警號。
新冠肺炎無症狀或輕症確診病人居家或檢疫所隔離時應使用血氧機,因為有些人的病情會急遽變化,而缺氧的症狀又不一定很明顯,此時才須要藉助血氧機的幫忙。紐約州衛生單位建議:每日測量三次血氧濃度,若每次SpO2均≥95%,則較可放心;若在91%~94%之間,則須密切觀察;若SpO2≤90%則須立即與醫療人員聯絡。
二、氧氣在人體扮演的角色
我們所吃入的營養物質在分解代謝的過程中,必須經過氧化作用,才能產生和釋放出化學能。這些能量的50%左右用來維持體溫,其餘的生成一種高能化合物三磷酸腺苷(ATP),把能量儲存起來,提供人體各部位細胞活動所需要的能量。人體器官和組織的正常運作都必須有ATP的參與。細胞內約90%的能量ATP都由粒線體產生,而為了產生ATP,粒線體必須消耗氧氣;據估計,細胞內90%的氧分子都為粒線體所使用。因此粒線體本質上就是一個高度好氧的胞器,所以氧對於ATP的生成有關鍵性作用;分解代謝過
程中必須有足夠的氧,人體的各個部分才能裝備上足夠的“化學電池”的 ATP。所以說,氧是人體代謝活動的關鍵物質,是人體生命運動所需的第一要素。
三、缺氧對身體的影響
細胞在有氧代謝情況下,可將葡萄糖分解獲得38個ATP的生物能量,但當氧氣供給不足時,會使得生物能量頓時減少很多;缺氧代謝是指在細胞中因為氧氣供應不足之後所發生的一系列變化。如果要用簡單的話來形容的話,那就是『不完全燃燒』的意思,細胞在氧氣不足的缺氧代謝過程中,細胞為了要活得更好,它們就會利用無氧代謝的途徑,無氧代謝會產生大量的乳酸及大量的氫離子。過多的乳酸堆積在肌肉細胞群間沒有排出,會導致肌肉的痠痛及身體的疲勞;另大量氫離子的溢出,將造成細胞及血液呈酸化現象,長期的細胞酸化,會造成細胞膜的破損,導致癌細胞繁殖成長,同時也是血管破損及動脈硬化的根源所在。
身體缺氧時也會造成各種心臟疾病,也就是心臟會過於疲勞容易產生高原性心臟病、肺源性心臟病、貧血性心臟病等,甚至發生心衰竭。部分高血壓是與缺氧有關的,當身體缺氧而造成能量短缺時,身體會產生反應,就是設法增加血液的供應量,因為能量完全靠血液來運送。這種需求一出現,心臟就得加強其推力,來讓血液量變大,這自然會造成一時性的高血壓。
四、缺氧對腦的影響 及 COVID-19確診者的後遺
腦是神經作用中最活躍的部位,血液的供應、氧的利用和能量的消耗都很大。人腦只占人體總體重的約2%,但耗氧量佔全身耗氧的20%~50%。而腦血流量約占心輸出量之15%,所以腦對缺氧十分敏感。腦的灰質比白質的耗氧量多5倍,對缺氧的耐受性更差。腦部嚴重缺氧時,呼吸中樞的抑制,使胸肌運動減弱,會導致靜脈回流減少,造成全身性極嚴重且持久的缺氧。
大腦是需要「高度代謝」的器官,藉由葡萄糖介入代謝程序,才能產生ATP,用來儲存並傳遞腦部的化學物質。自然科學研究(Fischer)指出,當感染了新冠病毒之後可能導致這項受損,進而造成中樞神經系統的缺氧與衰竭。
研究發現在動物模型與大腦結構分析量表中,確診會造成中樞神經得到的氧氣減少,從而可能造成腦部損傷。此外,即使是相對輕微的神經系統症狀,例如暈眩、頭痛,也可能是腦部缺氧造成的症狀。目前,神經系統損傷被認為是新冠肺炎併發症中,影響時間最長久、後果最嚴重的一種。
雖然Omicron確診比例以輕症居多,不過,感染後引發的腦部神經後遺症,仍可能造成嚴重後果,已有相關研究指出,感染COVID-19會引起腦部發炎與慢性缺氧現象,即使是輕症患者都可能深受其害。《自然》(Nature)近期刊載的報告則表示,就算只是「輕微腦部缺氧」,就足以造成局部中樞神經系統缺氧和能量衰退。
英國研究發現,約有 24%Omicron 確診者會發生「腦霧」(Brain Fog)現象。根據英國國民健保署(NHS)定義,其症狀為注意力不足、思考緩慢、精神疲倦、思緒混亂等,整個人就像是陷入迷霧中。臺北榮民總醫院神經內科主治醫師王嚴鋒表示,新冠肺炎雖屬於全身性系統疾病,但最直接會侵犯到肺部,影響肺部氧氣交換功能,導致血液中含氧濃度下降。當血液無法供應大腦足夠氧氣,使腦部無法正常運作,進而造成腦霧。
另外Fischer透露,這也說明了為何年紀大者感染新冠肺炎時,腦血管的病變狀況比常人更嚴重。由於「衰老」是腦血管病變的最大危險因子,腦血管功能將隨著年齡增加而逐漸退化,這也說明了為何長者罹患新冠肺炎,更容易引起全身發炎與慢性缺氧,同時也更有可能出現腦部受損及惡化。
總而言之,腦部不可逆的神經元損傷,是目前臨床上看到新冠病毒的可能後遺症之一。雖然輕症患者的腦部損傷比例較輕微,但考量到潛在影響,仍不可掉以輕心。因此建議新冠肺炎確診者,因在確診期間以血氧機隨時偵測血氧飽和度(SpO2)的高低,並適時的補充合適的氧濃度氧氣,以防止血氧氧度過低造成慢性缺氧症狀,並於痊癒後如有腦霧後遺,也要隨時補充足夠的氧氣,以提供腦部運作所需,消除思考緩慢及精神疲倦等情況。
人體缺氧衍生的症狀
一、何謂缺氧
「陽光、空氣、水」為支持人體生命的重要三元素,氧氣是人體生命的第一要素,人不吃飯可以生存幾周,不喝水可以存活幾天,但沒有氧氣時幾分鐘后就會死亡,可見氧氣於人體中扮演的重要角色。人體在正常情況下每次呼吸氣體,成人平均約為500~600mL,每分鐘呼吸10次,因此每分鐘通氣量約為5L/min。
「缺氧」並不是沒氣快窒息才叫缺氧,只要「吸進的氧氣不足以供應身體所需」便是缺氧,缺氧代謝是介於有氧代謝和無氧代謝兩個極端之間的細胞代謝過程,缺氧代謝也就是細胞中因氧氣供應不足之後所發生的一系列變化;缺氧代謝就像氧氣在供應不夠充足的情況,所發生的『不完全燃燒』的類似現象。我們都知道各式的發電機、車輛引擎、瓦斯爐具、木炭火爐等等,任何的不完全燃燒都會產生大量致命的毒煙 (包括一氧化碳等)。 
 細胞也一樣,原本在有氧代謝的情況下,每次葡萄糖一進來就可以獲得38個ATP生物能量,當氧氣供給減少一半等因素,使得生物能量頓時減低了19個,這剩下供使用的能量可能只夠維持細胞的最基本生存需求,其他例如修復DNA的破損、再分裂複製一顆相同的細胞(骨髓、表皮)、伸展運動(如心肌、腸胃道)、排毒分解代謝(如肝臟、脾臟、胰臟)等等工作自然是暫時停頓,等有足夠能量時再進行了。

二、長期缺氧的影響
當氧氣供應相對不足時,由於不能充分燃燒和利用營養物質,正常細胞產生能量(ATP)的效率下降,於是你的體力和工作效率下降。長期處於缺氧狀態時,未被充分燃燒或代謝掉的物質,就會形成毒素,並且在組織細胞中累積起來。例如,糖的無氧酵解會形成乳酸,在肌肉細胞中堆積起來,就會感覺酸痛和疲勞,出現亞健康症狀。世界衛生組織也發現,全世界有75%的人處於亞健康狀態,20%患有慢性病,只有不到5%的人是健康。長期處於慢性缺氧狀態,等於讓自己暴露在生命危險當中,而毫無警覺。
當氧氣供應發生危機時,正常細胞組織面臨生死存亡的抉擇,死亡或者“叛變”;部分細胞組織發生壞死,部分細胞組織被迫轉化為“厭氧細胞”。因為只要有生存機會,生命總是要為自己尋找出路,厭氧細胞是在無氧或低氧環境下可以生存的細胞,例如藍細菌和霉菌等。如果正常幹細胞被迫轉化為厭氧細胞,就可能發生癌變。所以惡性腫瘤是在特定條件被逼出來的。 

三、造成身體缺氧的原因
研究顯示95%不健康的人皆具有低氧體質,缺氧代謝會演化出許許多多人類到目前都無解的疾病,這也是為什麼對於大多數慢性疾病而言,以主流的西方醫學鮮有治癒方法的根源問題所在。衛生署發布國人的十大死因都與慢性缺氧息息相關,造成身體缺氧的原因 有:
1.精神壓力過大
根據研究顯示,心理因素會影響生理現象。精神壓力過大時,耗氧量增加是靜止時的2~3倍以上,如果供氧情況不足,就會影響生理機能的正常運作。 
2.不好的飲食偏好
各種現代化速食、冷凍食品充斥,不知節制地過食,都造成內臟過量的負擔,使體內產生各種有害物質。體內為了排泄這些有害物質,需要大量的氧氣。加上每天不知不覺中吸收合成色素、人工防腐劑、合成調味料等,也需大量的氧氣來中和,因此更加重肝臟及胃的負擔。此外,現代人喜歡吃重鹹、重甜的食物,這些加工食物都含有氫離子、乳酸、脂肪等不利人體消化吸收的成分,這一類食物在消化過程中,會增加身體的耗氧量,如果攝取過量會造成身體缺氧,甚至形成大量的自由基。 
3.環境污染、高壓工作
長期在封閉的空調空間裡工作,通風不良,氧的供給量自然不足。加上競爭激烈,工作時數及壓力大增,影響了多數人生理正常機能,進而造成身體缺氧。 
4.缺少運動 
長期缺少運動,心肺功能會慢慢下降,使得人體內的氧氣吸收減少,而造成缺氧。 
5.大氣中的含氧量減少 
因森林生態被嚴重破壞,破壞氧氣來源,供氧機制不足。
6.身體生病、創傷和感染 
人體生病、受傷,正常的生理機能受到阻礙,進而使氧氣的供應受到影響。
7.老化造成體內含氧量下降 
人體老化後,吸收氧氣的功能也會跟著鈍化,造成氧的吸收效率下降。

四、人體缺氧的警訊
人體血液中一旦沒有足夠的氧進入,細胞與各個器官會有不同的反應,身體就會發出的缺氧訊息,以下症狀就是身體正在發出的缺氧訊息:
1.打哈欠
打哈欠是人人都有的經驗,通常是在睡眠不足、身體疲累、空氣不流通等狀況下產生。當身體的氧氣不足達到一定程度,身體自然會將訊息傳到腦部,再通知肺部:該深呼吸了,這就是打哈欠的原因。此外,睡眠不足時,腦部沒有得到充分的休息,因此需要更多的氧氣來清理腦部,這時也會不由自主地打哈欠。 
2.頭昏 
根據研究報告指出,腦部的血流量占心臟輸出量的15%,耗氧量更是總耗氧量的23%,其中以大腦皮質及小腦灰質耗氧最多。耗氧越多的組織對氧的依賴性越大,如果腦部供氧量不足,必定會影響腦部正常運作,在缺氧較輕微時,腦部運作會有初步的障礙,產生頭昏、思考力、記憶力受到影響。 
3.過敏
根據調查顯示,過敏人數有逐年向上攀升的趨勢。「過敏」其實就是免疫系統對於一些外來的物質或病原體,產生了「過度敏感」的反應。而過敏的狀況有可能是因為呼吸道細胞的氧氣不足,這些細胞為了快速取得多一點的氧氣,而預先發生慢性發炎,進而激化免疫功能,造成過度防禦引起過敏。
4.身體疼痛
研究顯示一旦細胞缺氧,將會造成細胞缺乏「三磷酸腺」,因而改變細胞在血流與細胞周圍液體內的鈉鉀平衡。此一化學變化也改變及減弱了細胞和血流內的「電場」,電場一改變,礦物質就開始流出到細胞周圍,體液和血流會開始發生「礦物質沉積」,如沉積在關節就會發生關節炎,在眼睛就產生白內障,在動脈就產生動脈硬化,在肌肉則會發生肌肉痙攣或反應遲緩。
5.高血壓
除了心血管疾病或不明原因造成的高血壓,部分高血壓的發生
與缺氧有關。當身體組織因缺氧而造成能量短缺時,身體的反應是設法增加血液的供應量,此時心臟就必須加強其推力,讓血流量變大,如此會造成一時性的高血壓。
6.注意力下降、記憶力減退 
大腦功能全靠氧氣的充分供應來維持運作,佔了人體內氧氣消耗的20%,所以比起身體的其他細胞需要更高的代謝率。當大腦缺氧,會使腦血擴張來增加血流量,讓顱內壓力升高,導致頭痛、記憶力下降等狀況發生
7.水腫 
當細胞缺氧時,會使細胞內的鈉離子增加,讓較多的水分進入。而水腫後的細胞又會壓迫到周圍的微血管,造成微血管的循環不良,產生缺氧的惡性循環。
8.膚色暗沉
醫界已經確認皮膚老化,諸如老人斑、黑斑、皺紋等產生,是因為種種原因造成血液循環不良,進入到皮膚的氧氣量漸漸減少,以致造成皮膚組織處在缺氧的狀態下而造成膚色暗沉,缺乏光澤。 
9.打鼾
打鼾最主要的原因是鼻子、咽喉等氣道不正常,阻礙空氣的流通,為了要有足夠的空氣,就得使力吸氣,咽喉部位因空氣流動造成震動,就是打鼾聲。因氣道有所阻礙,氣流不順,肺部所能得到的氧氣不足,長期下來會造成缺氧現象。

五、空調清新嗎?
隨著社會發展、科學進步及生活水準的提高,建築物的隔離性能日益改善,密閉程度提高,空調機已為辦公場所及家庭基本配備。為有效製冷及節省能源,空調機不能從屋外吸進新鮮空氣,而是將屋內的熱空氣從進氣孔吸入,冷卻後再從冷氣窗孔吹出,反復循環使用。使用空調機的房間,由於房間密閉與室外隔離,房間本身又無淨化空氣的能力,所以室內空氣污染的程度不斷增加。這些飄浮在室內空氣中的煙霧、粉塵,不斷積累,又不能排出。在這樣的空氣污濁環境下,室內的人、動物和花草都不斷地消耗氧氣、放出二氧化碳,由於房間密閉,沒有新鮮空氣補充,因此造成缺氧環境。
長期在使用空調機的房間內生活,由於空氣乾燥和缺氧,就會感覺鼻堵、眼澀、鼻咽喉乾燥不適,有的還會伴有頭痛、頭暈、疲乏無力、嗜睡、食慾不振等症狀,就都是因為身體缺氧所產生的症狀(也就是所謂空調病)。為了防治空調病,有些改善作法如在安裝空調機的房間加裝空氣清新器或負離子發生器;雖然能在一定程度上淨化空氣,但並不能導入新鮮的空氣或產生氧氣改善空間的缺氧狀況,改善缺氧還是要靠吸氧來達到慢性疾病防治及保健的效果。

氧氣生成的方法與正確補氧
社會的快速發展,工業化生產帶來的大氣污染、生活的環境惡化等問題,如何營造出一個有效隔離空氣中的細菌和灰塵等,及潔淨活化氧氣的健康環境,一直是大家所關心的議題。隨著人們生活水平不斷提高和改善,對健康的需求逐漸增強,吸氧保健逐漸成為家庭和社區康復中一種方法,家用製氧機便因應而生。
目前市售製氧機大多數製氧原理有:1、分子篩原理;2、高分子富氧膜原理。

1.分子篩式製氧
分子篩式製氧機是一種先進的氣體分離技術,利用變壓吸附的物理方法(PSA法)直接從空氣中提取氧氣,有即製即用的特性;變壓吸附製氧的基本原理,是利用空氣中的氮氣和氧氣,在沸石分子篩(ZMS)上因壓力不同而吸附性能的差異來進行氧氮分離,在常溫下將空氣中的氧氣富集出來,產品氣中通常含有氧氣、氬氣和少量的氮氣。其生成氧氣濃度的約90%,其優點是可配合流量大小調整氧濃度。
2.富氧膜製氧
富氧膜製氧是利用高分子富氧膜,能讓空氣中氧分子優先通過的特性,收集高濃度的氧。也就是說通過物理裝置,集中濃縮空氣中的氧氣提供給使用者,它是利用高分子聚合膜將一般氣體分子吸附到膜的表面溶解,然後在膜中擴散,最後從膜的另一側解吸出來,依靠不同氣體在膜中溶解和擴散係數的差異,來實現氣體的分離;滲透速率較快的氣體如水汽、氧氣、氫氣等透過膜後,在膜的滲透側被富集,而滲透速率相對慢的氣體如氮氣、氬氣、甲烷和一氧化碳等被滯留,在膜的滲透側達到氣體分離及富集到氧的目的。通過膜對空氣中氮分子的過濾,可得到約30%氧氣濃度,其具有體積小,用電量小等優點。
在上述的二種方法中,以富氧膜製氧機最具使用經濟效益、輕巧、攜帶方便,最適合家庭及個人使用。
市面上有多種型式的製氧機其產出的氧濃度不同,可分為醫療用及保健養生用,醫療用氧濃度約90%以上,須醫囑使用;養生用氧濃度介於22-32%,可長時間使用;正常人若長時間吸入高濃度的富氧空氣(通常指氧濃度大於40%,醫學專家推薦長期氧療的最佳氧濃度為22-35%),就會發生氧中毒現象。
二、氧氣療法及保健
在人體缺氧或將要出現缺氧的時候,通過給氧以增加吸入氣體的氧濃度,提高動脈血氧含量,改善組織供氧狀況,統稱氧氣療法。一般來說,用於糾正病理性缺氧,作為疾病輔助治療手段的,稱為氧療;用於補充繁重腦力勞動者、老年人、孕婦和慢性病康復期病人的生理性缺氧,以及補充各種環境性缺氧,作為預防缺氧的,稱為氧保健。同其他醫療方法和保健方法相比,氧療和氧保健屬於積極的、直接的、快速的、安全的手段。
氧療和氧保健能夠促進全面身心健康:精力充沛,承受緊張、壓力的能力強,增強自信心和進取精神;延長青春,延緩衰老進程的能力;提高機體抗病能力,減少疾病發生;一旦發生疾病,提高減輕症狀、較快康復和避免後遺症的能力。
三.氧療和氧保健適用的人群
1.呼吸系統疾病:肺炎、支氣管炎、慢性氣管炎、病毒性呼吸道感染、哮喘、肺氣腫、肺心病等。
2.心腦血管疾病:高血壓、心臟病、冠心病、心肌梗塞、腦血栓、腦缺血、腦眩暈、動脈粥樣硬化等。
3.高原缺氧病症:高原肺水腫、急性高山病、慢性高山病、高原昏迷、高原缺氧症等
4.易患缺氧的人群:中老年人、孕婦、長期從事腦力勞動的學生、公司職員、機關幹部;長期從事井下或密閉空間作業的人群、過度運動勞累氧供濟不足的人群等。
5.其他需要氧療的人群:體弱多病肌體免疫力差的人群、中暑、煤氣中毒、藥物中毒等。

四.如何選用製氧機

1、家用製氧機一般都採用分子篩製氧原理,所以分子篩的吸附性能及使用壽命十分重要,購買時應該選擇製氧的方式及後續保養方便性。
2、對於呼吸道、心血管疾病患者,對家用製氧機性能要求更高呼,購買時應選擇能達到標準醫療指標,長時間持續供氧標準的機器。
3、家用製氧機是醫療養生器械,不是健康時尚用品,所以要選擇結構性能卓越,體積小巧,並且散熱理想的機器。
4、具有經過國際安全規範,質量體系認證的製氧機是選購的重要保障,另外產品投放市場的時間也很重要,最好選擇問世兩年以上的機器。
5、選購製氧機的售後維修與零件更換很重要,只有品牌的廠家才能保證可持續發展與日後維修服務。
目前市售的製氧機大多數採用的是分子篩工作原理,一般產品宣稱氧濃度大約90%左右,由於單位時間內的產氧量是一定的,所以它的流量越大,氧濃度也越低。在購買任何製氧機產品時,要全盤考慮到使用的用途和後續維修保養問題。
保健吸氧或氧療顯然不產生依賴性,其理由如下:

第一,氧不是藥物;第二,氧是人體有生以來需要長期不斷從空氣中攝取的氣體;第三,吸氧所治療或緩解的是缺氧症狀,並不帶來什麼特殊的快感;第四,我們不能指望一次吸氧終身治癒,停止吸氧後又出現的以前症狀實際上還是缺氧表現,並非戒斷症狀。總之,吸氧不會產生依賴性。

附註
氧中毒現象;過度吸氧的副作用早在19世紀中葉,英國科學家保爾·伯特就發現。人如果在大於半個大氣壓的純氧環境中,對所有的細胞都有毒害作用,吸入時間過長,就可能發生"氧中毒",因肺部毛細管屏障被破壞,進而使各臟器缺氧而發生損害。在1個大氣壓的純氧環境中,人只能存活24小時,就會發生肺炎,最終導致呼吸衰竭、窒息而死。在2個大氣壓高壓純氧環境中,最多可停留1.5~2小時,超過了會引起腦中毒,生命節奏紊亂,精神錯亂,記憶喪失。
此外,過量吸氧還會促進生命衰老。進入人體的氧與細胞中的氧化酶發生反應,可生成過氧化氫,進而變成脂褐素。這種脂褐素堆積在心肌,使心肌細胞老化,心功能減退;堆積在血管壁上,造成血管老化和硬化;堆積在肝臟,削弱肝功能;堆積在大腦,引起智力下降,記憶力衰退,人變得痴呆;堆積在皮膚上,形成老年斑。

另在常壓狀態下以鼻導管吸氧(吸入的氧濃度約35%)連續吸15天左右才有可能發生氧中毒,但在家中實際使用時不可能連續吸這麼長的時間,所以家庭保健吸氧是不會發生氧中毒的。所以家庭氧療的患者長期的吸氧濃度應小於35%,氧濃度過高就有可能會發生氧中毒現象。

 
資料來源:
Tulane study shows COVID-19’s lingering impacts on the brain
Neuropathology and virus in brain of SARS-CoV-2 infected non-human primates
研究示警:Omicron輕症「恐釀5大後遺症」 有2症狀小心腦缺氧 | ETtoday健康雲 | ETtoday新聞雲

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