【腦庫:守護腦健康的最後一哩路】
2020年6月夜幕低垂,忙完門診又接連開兩三個會議的台灣大學醫學院副院長謝松蒼,剛回到家就接到W病患家屬電話。「謝醫師,我覺得他這次也許撐不過了!我先生情況還好的時候,有交代要把他的身體給你,可能要麻煩你幫我們安排」
同時罹患「重症肌無力症」與「類澱粉神經病變」兩種罕見疾病。時隔數月談起往事,謝松蒼教授還是忍不住眼眶濕潤。那時候我跟家屬說我們再盡力看看。第2天就安排W轉院,沒想到進來幾個小時,他就走了。面對家屬強忍哀傷說:「我先生交給你,這樣我就放心了。」謝松蒼深深吸口氣緩和翻騰的情緒,語氣堅定地安慰W太太:「接下來就是我的功課」
謝松蒼教授清楚知道自己片刻都不能耽誤,隨即召集「腦庫小組」把握黃金6小時完成取腦,再做每個腦區神經組織切片,並進一步染色處理,「我們的功課就是做好病理診斷,妥善保存他的腦神經組織,提供科學家嘗試從裡面研究找出治療藥物。」透過家屬協助,W先生如願化身醫學院大體老師,也成為試運作剛滿周年的「臺灣腦庫」第3位捐腦者。
■盼政府成立腦庫國家隊
病友家屬、小腦萎縮症病友協會創會理事長朱穗萍說:『我們病友願意捐腦,但我們國內缺乏腦庫,我們希望在生命最後,將最珍貴的腦貢獻出來,就希望能夠破解或加速腦部研究的管道』
朱穗萍指出,自己一家七口就有六口患有小腦萎縮症,只有自己正常,希望發生在她身上的悲劇不要發生在別人家。她說,因為對疾病的不了解,帶病基因隱藏在社會各角落,期盼能早日找到疾病破解方法[1]。
■腦庫計劃獲各界相挺
2017年,台灣神經罕見疾病學會創會理事長宋秉文因應小腦萎縮症等退化性神經疾病病患與家屬敦促,決定根據歐美經驗發起籌設臺灣腦庫。在籌備會議上,宋秉文用懇切的眼神看著謝松蒼,「為了讓病友圓夢,能不能由謝教授領導規劃這件事情?」平日忙著門診,還兼顧研究教學的謝松蒼,沒拒絕這個艱困任務,反而二話不說當場答應。「因為這是老師的夢想,也是病友的夢想」
謝松蒼始終記得1995年從美國約翰霍普金斯大學完成博士後研究回到台灣大學任教,當時的醫學院副院長陳榮基交給他的首項任務,就是協助規劃建置腦庫,但寫好研究計劃送到相關部會審查卻未通過,籌設腦庫就此石沉大海,「老師到現在還常常在LINE寫說,這是他在退休前沒有完成的夢想!」[2]
■「腦庫:守護腦健康的最後一哩路」- 腦庫提供腦疾病與治療的研發:「腦庫」是什麼?相對於大家耳熟能詳的血庫或是器官捐贈,腦庫應該是陌生的字眼,但是它和血庫與器官捐贈有相似,也有不同的地方。
類似的是,腦庫和血庫、器官捐贈都是來自於民眾的捐獻,是大愛的表現;不同的是:在於捐獻的時機和目的,血庫是隨時可以捐血,器官捐贈發生在意外腦死判定之後,可以移植器官救人,但是腦庫的腦組織取得有時間限制,提供作為腦疾病與治療的研發,而非作為移植之用。
腦是非常精密的結構,每一個腦區都有特定的功能,所以在生前是無法取得腦組織的;所有腦組織的捐獻,都是在這些有大愛的民眾,往生之後才能捐獻出來作為研究之用,以開發新的藥物治療為目的。
從這個觀點來看,腦庫和我們所了解的其他捐獻,包括「大體老師」和「器官捐贈」,就非常的類似。大體老師是在民眾簽署同意書,往生以後,由家屬捐給學校,作為醫學院學生學習解剖實習之用,用來了解人體的三度空間結構。
器官捐贈則常是發生在意外之後,家屬感於這些民眾生前希望幫助其他民眾的大愛,把往生者的器官捐贈給需要的民眾移植。所以,器官捐贈可以給予受贈民眾新的生命和生活品質。
相對於大體老師和器官捐贈,腦組織捐贈者的大愛更為廣泛,因為經由這些研究,發現的治療藥物,可以嘉惠所有患有同樣疾病的民眾。
■收集各種不同腦疾病的腦組織作研究
簡單的比喻,大體老師的捐贈造福了醫學院學習解剖的學生,器官捐贈可以讓數個或者數十個病友得到新的生命。但是腦組織的捐獻,因為新的藥物開發,可能造福千千萬萬的患有同樣疾病的民眾,這樣的大愛,影響更為深遠!也因此先進國家,從 1960 年代開始,就以政府的力量,有系統地設置腦庫,收集各種不同腦疾病的腦組織,作為研究的標的。
為什麼需要使用人腦來做研究,難道沒有其他的替代方案?比如細胞培養、動物實驗,相對於身體其他的器官組織,腦神經是最精密的,各個不同的腦區,掌管不同的功能,有些負責運動、有些負責感覺、有些負責語言,特別是情緒等的表達,如此複雜的分區,在動物和人有相當大的差別。
在很多動物實驗上,可以發現有效的治療,但是到了人體試驗,卻無法成功,就在於動物的腦組織和人類的腦組織有相當大的差異。這些差異包括在基因、蛋白質的組成,以及神經細胞之間的網絡結構。
也因此,所有在動物實驗上面證實有效的藥物要到人體試驗之前,都必須經過驗證,也就是需要使用人腦的組織作為實證。比如,這一個蛋白質在動物實驗上發現是有增加,那麼在病人的腦組織是否有同樣的變化,如果有同樣的變化,那麼進一步的人體臨床實驗就有可能。
■那麼收集這些人腦的組織,真的有實際上的用途嗎?
一個最好的例子是阿茲海默病的失智症。在 1980 年代,美國神經科學家,注意到阿茲海默病患者的大腦底部有乙醯膽鹼神經元,這些神經元在阿茲海默病人很早就消失退化,也因此,建立了乙醯膽鹼學說。
有了這樣的分子標的,包括科學研究者和藥廠,就迅速的以乙醯膽鹼作為標的開發藥物。到了 1990 年代,第一個阿茲海默病失智症狀的藥物就進行臨床試驗,而且顯示可以有效地延緩失智症的進行。
到目前為止,乙醯膽鹼藥物也是在阿茲海默病使用最廣、最有療效的藥物,這一個現象說明了腦庫對於神經退化疾病研究的重要性。
隨著台灣的人口老化,各式各樣的疾病隨著年紀增加,盛行率都有提升,這當中最嚴重的就是神經退化疾病,全世界大規模的調查顯示,在 80 歲之後,半數以上的神經疾病,都是神經退化疾病或是神經罕見疾病,神經退化疾病當中最重要的就是失智症,特別是阿茲海默症和帕金森氏病,神經罕見疾病則包括運動神經元疾病(俗稱的漸凍人)、小腦萎縮症、類澱粉神經病變等等。
這些疾病到目前為止,都還沒有非常有效的藥物治療,所以這是全世界各國政府的研究單位和藥廠在極力開發的領域,而要從事這些研究、開發藥物最重要的就是需要有人類的腦神經組織[3]。
■我們希望這是一個有溫度的腦庫
曾因罹患肝癌引發嚴重內出血,被從鬼門關搶救回來,現在每過一天就賺到一天的謝松蒼教授從不覺得肩上背負著這麼多病友和家屬的愛心與期待,是沉重的壓力。
「我只是有個夢想,要幫他們完成這件事情。我也知道自己可能完成不了,但每天走一小步,讓更多人認同這個理念,即使我退休了,還是有人會接棒繼續下去。如果我們今天連一步都沒有踏出去,30年後還是零」
「我們希望這是一個有溫度的腦庫。」謝松蒼站在台大醫學院紀念大體老師的「無語良師」牆前,娓娓訴說臺灣腦庫的規劃藍圖與願景,「這個腦庫不屬於現在的任何一個人,而是屬於我們的下一代!」眼光停在「無語良師」牆上的台大醫學院前院長謝博生的名字上,謝松蒼平靜地說:「我也希望可以像謝教授一樣,生前是老師,往生以後也是老師」[2]
【Reference】
1.來源
➤➤資料
∎[1] ( Rti 中央廣播電臺 )「台灣神經科學家攜手號召捐腦、盼政府成立腦庫國家隊」:https://www.rti.org.tw/news/view/id/2078928
∎[2] ( 蘋果新聞網 )「蘋中人:從絕望深淵尋找希望之光 謝松蒼」:https://tw.appledaily.com/headline/20210314/ZYHSYXZSKNAK7F7225ITH3LSSY/
∎[3] 「腦庫:守護腦健康的最後一哩路/謝松蒼」〔 健康世界 / 109年8月號〕:https://www.health-world.com.tw/main/home/tw/thishealth_edit.php?id=1860
➤➤照片
∎(蘋果日報)「蘋中人:從絕望深淵尋找希望之光 謝松蒼」:https://tw.appledaily.com/headline/20210314/ZYHSYXZSKNAK7F7225ITH3LSSY/
凝望台大醫學院紀念大體老師的「無語良師」牆,謝松蒼希望臺灣腦庫也能立牆紀念每個捐腦者(李宗祐攝)。
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在高齡化社會的年長族群中,腦與精神疾病,特別是神經退化常是不可避免的人生歷程。其伴隨的失智、失能以及相關的健康與生活風險,對個人以及家庭造成莫大的負擔。世界各國無不致力於探索神經退化的病理與預防機制,而健康與疾病人腦的收集可提供腦科學研究的平台,對於腦與精神疾病的防治是刻不容緩的重要工作;遺憾的是,國內至今並沒有收集國人腦與相關組織的機構。臺灣必須盡速建立腦神經組織庫,趕上世界各國的腦科學研究、精進高齡醫學並參與長照規劃,預防神經退化與精神疾病對於個人、家庭、社會的衝擊。
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組織切片 代 工 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最佳貼文
AI 也會抄捷徑,醫學研究發現深度學習演算法缺陷
作者 Alan Chen | 發布日期 2021 年 07 月 27 日 19:37 |
人工智慧在現今癌症治療上,具有相當大的幫助,透過深度學習,系統可以快速分析腫瘤切片影像,提供醫生有關癌症類型和治療建議等重要資訊,但美國芝加哥大學研究團隊發現,如果深度學習演算法沒有適當調整,AI 會做出偏頗的病理分析。
芝加哥大學(University of Chicago)研究團隊,在本月的《自然-通訊》(Nature Communication)期刊中發表研究指出,透過醫療影像學習的過程中,若沒有對演算法進行特別校正,AI 就會以資料上傳的地區、醫學機構等資訊自行歸類,並使用歸類資料進行比對分析,產生病理資訊和治療建議,但以這種方式而不是透過比較嚴謹的生理和病史資訊進行分析, AI 容易產生偏頗或不正確的分析和治療建議。
研究團隊在實驗中,讓 AI 系統透過美國國家癌症研究所(National Cancer Institute, NCI)與國家人類基因組研究所(National Human Genome Research Institute, NHGRI),共同合作的「癌症基因組圖譜(The Cancer Genome Atlas, TCGA)」資料庫內,大量的癌症組織切片影像進行深度學習,發現了 AI 這種透過演算法習性,產生偏頗判斷的問題。
「我們在這項研究中發現了 AI 的盲點,由於需要快速分析,因此演算法會合理的認為使用機構和區域分類,可以更有效歸類檔案,提高學習分析的效率。」芝加哥大學醫學系 Alexander Pearson 博士指出,但 AI 用這種歸類方式學習大量影像後,卻會開始忽略病患個人的生理數據和病史資料,改以上傳機構和地區之間的影像互相比對。
如此一來,醫療軟硬體條件較好,或比較富裕區域內的病患切片樣本,由於通常有比較多治療選項,治癒機率也較高,因此 AI 容易對這些區域的樣本提出比較樂觀的病理分析和治療方式,但是對於條件較差的機構或區域,產生的分析與建議就會比較差,等於將社會醫療資源的不平等反射出來。
研究團隊也表示,要避免出現這種盲點,系統開發者在訓練 AI 學習時,必須確保各種類型的腫瘤切片影像,是平均來自各個地區與機構上傳的資料,或是在學習過程出現判斷偏頗時,將影像樣本鎖定在一個特定條件,避免 AI 自行產生歸類和比對分析的習慣,才能產生比較準確的分析結果。
要如何避免 AI 出現「偷吃步」的情形,對於現代醫學越來越仰賴 AI 進行分析的狀況下,顯得格外重要,若是因為 AI 產生不準確的病理分析,導致醫生判斷失準,原本用來幫助人類健康的科技反而會成為病患生命的一大威脅。
附圖:▲主導研究團隊的芝加哥大學醫學系 Alexander Pearson 博士。(Source:University of Chicago)
▲AI 在面對大量資料時也會嘗試簡化歸類程序,產生盲點。(Source:BDAN)
資料來源:https://technews.tw/2021/07/27/university-of-chicago-team-found-out-machine-learning-flaw-that-will-produce-biased-medical-analysis/
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「只要能找到治療方式,任何人都可切割我的肉體!」台大醫師謝松蒼:「他是人間菩薩」
「我要捐出這即將成空的破骨爛肉…,只要有助後人找到疾病的治療方式,任何地球人甚至太陽系的外星人,都可以切割我的肉體。」這是台灣腦庫首位大腦捐贈者范武生前的遺言。
台大神經部主治醫師謝松蒼表示:「台灣腦庫2019底正式運作以來,包括范武先生在內,至今已收到3位大愛者的大腦捐贈,他們都是生前備受罕病類澱粉神經病變(FAP)及漸凍症(MND)折磨的病友;這對全台乃至於全球病友來說,他們不但是希望、天使,更是人間菩薩。」(資料來源:【註1】)
■為何落後國際60年的台灣腦庫勢在必行?
數萬年來,人類因擁有其他生物望塵莫的複雜大腦而獨占鰲頭,卻也深受許多只有人類才有的腦病所苦。從「失智」、「小腦萎縮」等功能性疾病,到「思覺失調」、「人格分裂」等精神疾病,其實都是大腦生病的結果。
為取得治癒腦病的鑰匙,1960年起先進國家陸續建置腦庫,至今已有逾150國有本土腦庫的建立。反觀台灣,雖多年前即有病友自願身後捐腦,卻因國家腦庫遲未建立而難以如願。
為此,民間團體自發性創立的「台灣腦庫」自2019底正式運作至今,也只收到3名大愛者的捐贈,以及23份身後捐腦同意書。(資料來源:【註2】)
■FAP屬顯性遺傳 范武兒女幸未遺傳變異基因
范武生前的主治醫師謝松蒼說,經過繁複的基因檢測,最後證實范武罹患的全球病友僅1萬人、國內約400人的罕見疾病類澱粉神經病變(FAP),但因確切病因至今不明,此病尚無有效治療方式,病友及家屬更是唯有分分秒秒在痛苦中煎熬。更無奈的是,FAP屬於顯性遺傳疾病,即只要父或母之中1人帶因,每胎子女都有約2分之1遺傳帶因的機率。
同樣也是FAP的病友,台灣腦庫第3位大愛捐贈者吳先生(家屬保留姓名)往生之前,最掛心的不是個人的生死,而是一雙兒女是否因為自己遺傳了帶病的基因。當吳先生從醫師口中得到證實,他的孩子與首位大腦捐贈者范武的兒女,同樣都未遺傳到變異基因時,當場就激動的喜極而泣,天下父母心,令人動容。
■「生命傳承是喜悅,不該是悲劇的延伸!」
扮演照顧者50年,人稱「企鵝媽媽」小腦萎縮病友協會創會會長朱穗萍所說:「生命傳承是喜悅,不該是悲劇的延伸!」話雖如此,若FAP、小腦萎縮症、漸凍症,乃至隨著高齡社會而來遽增的失智症人口,若醫學遲遲無法透過更具體的病理解剖獲得突破,不能找出確切的病因及治療方式,又如何阻止病變基因一代傳一代的悲劇呢?
朱穗萍說:「我們家9個人中有就7個人是小腦萎縮症病友,所以,我今年70多歲了,人生中卻有超過50年都在扮演照顧者的角色,那種既酸又苦的滋味,真的只有親身經歷過的人,才能體會。」 (資料來源:【註1】)
■國家衛生研究院論壇-108年研議議題【臺灣腦組織資源聯盟(臺灣腦庫)】
對疾病的防治而言,正確的診斷是首要的工作,有了正確的診斷,醫師才能給予患者適切的處置與治療。在政府公告的205種罕見疾病當中,許多的症狀是以神經學的表現為主。然而,神經學的診斷除了依據患者表現的行為、感官或認知功能進行檢測之外,時常需要病理解剖的結果,確認診斷。
病理解剖可以提供醫師除了身體評估功能檢測結果之外的診斷證據,進而提升對疾病診斷的準確性。此外,透過病理組織切片還可能可以找出疾病病變的機制,有助日後疾病的治療發展。
目前全球各地已經有超過150個腦組織庫,收集各年齡、性別與狀況的腦與相關組織以及體液,其中有許多可做為我們師法的對象。然而可惜的是,在目前眾多這些資料庫中,沒有關於台灣人的相關資料。
在當代精準醫學的洪流之中,族群基因與疾病面貌有著高度的相關性,因此我們強力主張:建立台灣腦庫對疾病的診斷,甚至疾病的治療異常重要。(資料來源:國家衛生研究院論壇-108年研議議題【臺灣腦組織資源聯盟(臺灣腦庫)】:https://bit.ly/2ZyOq4w)
■如何加入腦庫計劃
採集之腦神經組織除了來自病友,亦需要來自健康的捐贈者,因為病理診斷時,有健康與患病組織互相比對,才能釐清病灶
■腦庫計劃常見問題
Q1.:甚麼是腦庫?
Q2.:捐出的大腦會被如何處理?
Q3.:誰可以捐贈?
Q4.:我一定要有神經疾病才能捐腦嗎?
Q5.:捐贈之後,我有任何資料會被公開嗎?
Q6.:想成為捐贈者需要先登記嗎?
Q7.:我有同意器官捐贈的註記,是否能視為同意捐腦?
Q8.:捐腦之後是否能再捐身體?
Q9.:過世後多久之內還能捐腦嗎?
Q10.:捐贈者本人或家屬是需自費捐腦?
Q11.:捐腦能得到任何獎勵嗎?
Q12.:捐贈者辦喪禮時是否能瞻仰遺容?
Q13.:捐贈腦是否會影響喪禮舉辦?
➜相關解答,詳:台灣神經罕見疾病學會 @snerdtaiwan :https://bit.ly/32bF6FX
【Reference】
1.來源
➤➤資料
∎【註1】:
風傳媒 -「只要能找到治療方式,任何人都可切割我的肉體!」台大醫:他是人間菩薩:https://bit.ly/3bWZv4t
∎【註2】:
(Yahoo 新聞)(風傳媒)「往生者才能捐、捐了僅供研究,為何落後國際60年的台灣腦庫勢在必行?」:https://bit.ly/3hsuSoJ
➤➤照片
∎照片來源:台灣神經罕見疾病學會 :https://bit.ly/32bF6FX
2. 【國衛院論壇出版品 免費閱覽】
▶國家衛生研究院論壇出版品-電子書(PDF)-線上閱覽:
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3. 【國衛院論壇學術活動】
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