活動記錄／陳妤寧
由資策會和工業局主辦的「智慧醫療新契機」的三位講者黃玉華、查怡和溫在弘分別從基因醫學和公共衛生的角度來談談，在他們的科學領域之中，那筆重要的大數據到底是什麼？
「如果我今天的演講能夠激起你對於科學一點點的興奮感，那麼它也許就會成為你日後追求知識或是職涯中的燈塔。」
黃玉華博士是美國麻省總醫院、麻省理工學院、哈佛醫學院的研究員，專長為高階心智功能的腦造影研究，近年的研究則以尋找思覺失調症（舊稱精神分裂症）之腦造影生物標記為主。而她在「智慧醫療新契機」講座中談的最多的是：人類應該怎麼看待科學。
「判有」精神分裂症 ≠ 「有」精神分裂症
「即使今天有一千個醫生判定一個人有 Schizophrenia（思覺失調症，舊譯精神分裂症），這也未必代表真相。」黃玉華拿起麥克風，一開口就這麼說。儘管身為一名科學家，她呼籲我們應該保持對自然的謙卑－不要以為能用科學控制一切，也不要以為今日的科學發現、不會在明天被新的證據所推翻。（延伸閱讀：【科學史上的今天】10/12——最有爭議的諾貝爾醫學獎）
「當今天我們用『症』、『症候群』而非『病』來形容思覺失調症時，這代表醫學界還沒辦法明確界定它的範圍，包括自閉症、憂鬱症、亞斯伯格症候群等等，你無法將人分為『有病』和『沒病』的兩群，這些病症的存在更像是一個光譜－我雖然症狀不嚴重，但我也有一點點病。」（延伸閱讀：瘋與不瘋，誰說了算？）
黃玉華解釋，思覺失調症具有正向症狀和負向症狀－別人沒有而患者有的症狀，就是正向症狀，例如妄想。「不過，有時候他們所相信的不可思議之事，也可能是真的啊。例如水門案中的調查員費爾特認為自己被跟蹤，後來才被證明真有其事。」而負向症狀，指的就是別人擁有而患者失去的能力，例如情緒和意志力。「最常見的狀況是，思覺失調症的病人表示他們的特定行為是被一個神祕聲音所指使的。我們有時也覺得自己『幻聽』了、說是『撞鬼』了，但思覺失調症的病人會順從那聲音去做某件事，這是比較嚴重的。」
種種實際影響生活和社交六個月以上的症狀，必須持續的發生而非偶一為之、才能夠被斷定為具有思覺失調症。「這種診斷方式，當然不是很好。在醫學上，我們有沒有可能找到一個生物標記、使思覺失調症就像糖尿病一般，今天測出來不管你自己說有或沒有、如山的鐵證就是躺在那裡？目前我們對思覺失調症的瞭解仍然不足以達成這步。」思覺失調症的真相，就和所有科學的真相一樣是持續追求的過程。
基因不是全部的故事
全世界人口的1%有思覺失調症，科學家嘗試從基因中找答案。不過黃玉華先預告，即使是擁有相同基因的同卵雙胞胎，其中也有 52% 並不會同時擁有思覺失調症。「這代表什麼？即使我的雙胞胎兄弟姊妹被診斷有思覺失調症，我也有52%機率是健康的。這代表什麼？表示基因不是100%的理由，環境也有影響，人是可能拿回主控權的。」
另外，也有些思覺失調症病人的兄弟姊妹，在16～18歲的青少年時期發病、但在20歲又恢復健康。「你怎麼詮釋這個世界，會決定你的身體怎麼因應他。」黃玉華再三強調，雖然很多理論仍在嘗試做出解釋，但環境因素的確扮演很大角色。「曾有個實驗告訴其中一組清潔婦受試者，他們所做的事情相當於在健身，數月之後，這組清潔婦的體能較另一組大幅增加。信念的改變能夠影響身體甚鉅，有時即便已被告知該藥是安慰劑，也對受試病人產生了正面作用。」
找出思覺失調起因的嫌疑犯，關鍵就在基因大數據
今年年初的一則科研消息，大大振奮了黃玉華和他的研究世界。哈佛大學遺傳學副教授麥卡羅爾（Steven McCarroll） 發現，擁有 Complement Component 4、簡稱「C4」這種基因變異者，大腦中的「突觸修剪」（synaptic pruning）過程速度會加快；擁有 C4 基因者，得到思覺失調症的比例也遠高於不帶這種變異者。「C4 的任務是調控體內的補體蛋白質，一旦免疫系統出了問題、就跑去清理被殺死的細胞；但一旦他跑去大腦和心狀細胞聯手修剪突觸、若修過頭可能就會使大腦無法正常運作了。」
哈佛決定要針對 C4 基因深入研究，也許是一種天才或是運氣的直覺決定，不過哈佛找出 C4 的過程，其實就是運用數學方法去解一道生物醫學習題。「C4 這種基因有非常多種變形，這就像是，你今天正在追查的一個嫌犯，你只知道他住在波士頓、只知道他的電話前三碼；但是他的身分會一直轉變：他可男可女、他可能變成兩個人、他也可能是個小孩……」
要怎麼研究呢？哈佛利用人體基因資料庫中的龐大資料－包括三萬七千名思覺失調症患者的基因、以及十一萬健康者的基因資料互相比對。「C4 的結構裡有太多種SNP變化的可能性、並和遺傳有所關連。他們手上沒有 C4 的資料，只有既有的 SNP（單一核苷酸多態性）基因圖譜，於是他們做的事情相當於建立一個龐大的對照表，利用這幾十萬人的基因資料，去把每個 C4 有可能對應的 SNP 改變全部查出來。」這筆用以分析的資料，想必就是一種具體的大數據了。「結果證明，C4 產生的補體蛋白質越多，的確和思覺失調的關連就越高。但！我們只能說 C4 是個有力的嫌疑犯，尚不能斷言它就是唯一的兇手。」
「1861年，科學家才發表論文指出人類形而上的心智功能、是建立在大腦這樣物理性的存在而生。但如今，我們不但能知道你的大腦在運作，還能利用視覺化科技重現你腦中看到的東西！腦科學的發展，太需要資料和工具了。」黃玉華不想只談科技進步的讓人興奮之處，她反道而行、再三提醒－當我們急著用藥去阻斷 C4 或補體蛋白質，我們也在冒著打亂身體中另一處某個重要機能的風險－人體就和大自然一樣，有著自己的生態平衡。在科學研究中追求真相固然迷人，但也不能忘卻對於自然的那份謙卑。
找腦中風基因，也要電腦演算法的幫忙
黃玉華說，大數據分析其實是在醫學上一直存在的方法，但自從用到商業之後開始廣泛引起大家的興趣。而查怡從事她的腦中風基因研究的博士論文時，也沒想過那會是如今火紅的大數據。
「我們努力想預防中風，但有時即使年紀輕輕、飲食得宜，中風還是說來就來。」在基因序列中，能找到和腦中風有關的那一段嗎？
儘管主題完全是生物，但查怡的方法，可以說非常數學、也非常傾向電腦科學。為了研究腦中風基因序列的比較，「一段一段來檢查長得一不一樣，這個過程就需要透過電腦演算。」
PDE4 是磷酸二酯酶的一種，也是很多醫學人員的研究對象。若血液中 PDE4 產生的特定蛋白質比例增高，也會隨之影響中風的風險。「我的運氣好，利用了電腦演算比對出一些過去 PDE4 沒有被發現的選擇性剪接－包括一些雖然長得很像、但寬度不同者，它們會轉譯出不同的蛋白質來影響生理狀況。電腦推算出的假設，必須更進一步透過生物實驗去證實；所以我的指導老師以田鼠實驗、證實了這些新序列片段的存在。」
數據越多、運算越快、越能幫助醫學一臂之力
AI人工智慧，能夠自己完成尋找基因序列的旅途嗎？查怡認為，在大數據的邏輯中，若分析的材料越多，醫療判斷就能獲得更多的依據；而越多的分析材料，意味著仰賴日漸進化的電腦演算速度。「過去要花一年運算的基因序列，現在你只要花一千塊，就能幫你在一個月內找出你的潛在發病基因。」黃玉華也補充，AI一直以不同的面貌存在於醫療科學，在 try and learn 的過程中嘗試最佳化的運算方式。
基因檢測之後的道德難題
來到現場的聽眾，除了有相關從業人員提出醫學上的疑問，還有更多是對醫療和道德之間的有趣討論。黃玉華說，疾病對藥商而言等於商機。「於是，他們喜歡把所有症狀都詮釋為各種疾病。They make people insane. 而為了解決你的恐懼，方法就是你要吃藥吃一輩子。」查怡則說，除了藥商之外，保險公司也想賺你的錢。「基因檢測真的這麼棒嗎？有很多病人家屬並不願意做基因檢測和預防性治療；另一個問題是，當你做了基因檢測，保險公司能否以這筆資料中你所擁有的某些基因為由，拒絕讓你投保？」
看來在突破人工智慧的極限之前，我們要先回到二十年前桃莉羊誕生時即困擾著我們的道德問題－當科技真的賦予了我們充分的選擇、我們該怎麼選擇才好？
