臺大精神疾病流行病學研究室 簡介

主持人:陳為堅教授

2009年9月22日

一、研究背景

二、研究成果

三、進行中與未來可能之研究



 

一、研究背景

1.1 緣起

  個人的研究主題有兩大主軸:精神流行病學與遺傳流行病學,而目標疾患則以精神分裂症 (schizophrenia) 及其相關之精神分裂病質性狀 (schizotypal traits) 為主。我在美國哈佛大學的博士論文研究,原本是想藉由遺傳連鎖分析來探討精神分裂症的可能易感受性基因。精神分裂症大概是所有精神疾病中蹂躪病人最為殘酷的一種。據估計全世界大概有0.75% 的人罹患精神分裂症,而且常在青春期之後或成年早期即已發病,以致無法正常地參與社會的日常活動,也為家庭與社會帶來沉重的負擔。自十九世紀末德國的精神科醫師克卜林 (E. Kraepelin) 將精神分裂症視為一獨立之疾病後,100多年來我們對於精神分裂症的真正發病原因仍然所知有限。眾多實證資料中最為明確而一致的線索,是精神分裂症有來自遺傳因素的貢獻;但光憑遺傳因素並無法百分之百預測一個人是否會罹患精神分裂症。因此在真正著手去蒐集病人家庭進行連鎖分析之前,我先嘗試考量精神分裂症的一些複雜特性,來評估連鎖分析可能遇到的難題,例如:統計檢力如何估計,與發病年齡分布如何校正等。在這過程中,讓我更深入瞭解像精神分裂症這種複雜性疾病之遺傳研究的困難與挑戰所在。

  有了這些經驗,我回國之後,開始思考如何能克服這些困難與挑戰。由於臨床診斷所辨識出來的精神分裂症病人很可能是由很多不同致病原因組合而成,因而臨床診斷並不是找到最貼近致病基因之作用的外表型 (phenotype)。如果能夠找到一種與精神分裂症遺傳易感受性 (genetic susceptibility) 相關的神經生物(neurobiological) 或神經行為 (neurobehavioral) 特徵,即所謂的「內表型」(endophenotype),也許可以更易於找出易感受性基因及其可能的致病機轉。但是在精神分裂症致病基因不明的情況下,這並不是一件容易的事。我從此展開長達10年以上探討精神分裂症內表型指標的研究,並一路想辦法將這些指標應用到精神分裂症的基因定位研究上。

   從我1992年發表精神分裂症之遺傳連鎖分析的統計檢力研究論文,一直到2006年我們的第一篇精神分裂症之全基因體掃瞄的論文發表,已相隔14年。在這不算短的時間裡,我也逐漸將研究的方向調整到兼顧早期偵測甚至早期預防的可能性上,因而把青少年的行為問題研究也納入。同時我也將精神分裂症之遺傳流行病學分析所用到的複雜分析策略,應用到其他疾病的研究上,特別是酒精使用疾患與癌症的基因印記 (gene signature) 的研究上。


1.2 精神分裂症的內表型研究策略

  我的研究一開始是先根據文獻選擇了幾種可能是精神分裂症的內表型指標,然後透過一系列的遺傳流行病學研究策略來評估相關的證據,最後則是希望能直接應用到基因定位上,幫助研究人員找到精神分裂症的可能易感受性基因。我選擇的候選內表型指標,包括「連續表現測驗(Continuous Performance Test, CPT)」 所偵測到的持續注意力缺失 (sustained attention deficit) 與幾種量表所測到的精神分裂性人格特質(schizotypal personality)。這些可能的內表型被認為源自於神經系統的訊息處理能力出了問題,使病人有不與人交往、疑心較大、有較不尋常的言語行為等特質。我後來又將兩類指標也納入:「威斯康辛卡片分類測驗(Wisconsin Card Sorting Test, WCST)」 所偵測到的執行功能 (executive function) ,與菸鹼酸紅腫反應 (flush response to niacin patch) 所可能反應的神經脂質異常。這些研究背後的概念可用圖一來表示。

  但是要釐清這些指標是否真的是合適的、或有用的內表型,並不是一件簡單的事。一個有說服力的內表型必需具備好幾個特性,包括;1) 在一般人口中與疾病有關; 2) 該內表型指標是可以遺傳的;3) 不隨臨床症狀的起伏而變化;4) 在家族內該內表型指標與疾病是結伴分離 (co-segregate) 的;與5) 病人家屬中具有該內表型指標的比率要高於一般人口之比率。但是?有單一種研究設計可以同時回答這些問題,因此我設計一系列的研究,涵蓋下列類型:社區研究、臨床研究、家庭研究、與雙胞胎研究 (參見圖二)。在分析時,有時則又必需結合不同設計所蒐集之樣本資料,搭配合適的統計分析技術,包括:二階段式調查、橫斷式分析、因素分析、家聚集性分析、長期追蹤的軌跡分析、基因連鎖分析、與細部定位之關聯分析等。

  我的研究室從1994年起,分別長期接受國家衛生研究院與國科會的贊助,分別執行了上述的一系列相關研究。首先在病人及其家族之研究上,主要都是與台大精神科胡海國教授合作,在國家衛生研究院 (NHRI) 的長期贊助下,展開了迄今已達第四個多年期群體計畫。在這些群體計畫中,我負責的都是其中以家庭遺傳為切入點的子計畫,蒐集精神分裂症病人的家屬。我們逐步開發出精神分裂症家族研究所需的訪談工具、訪員的訓練方式、蒐案的技巧、家族性資料庫的建立等。在第一個群體計畫中 (Multidimensional Psychopathological Group Research Project, MPGRP, 1993-8 to 1998-6),我們蒐集住院之精神分裂症指引個案及其一等親,其中以單發性家庭最多。到了第二個群體計畫 (Multidimensional Psychopathological Study on Schizophrenia-Probands, MPSS, 1998-7 to 2001-12) 時,我們特別自台大醫院與桃園療養院蒐集同病手足 (co-affected sib-pairs) 之精神分裂症指引個案及其一等親,即多發性家庭。在同一段時間,我們與美國哈佛大學的莊明哲教授合作,在USA National Institute of mental Health (NIMH) 的五年計畫贊助下執行Taiwan Schizophrenia Linkage Study (TSLS, 1998 to 2002),從全台灣之醫療院所 (除台大與桃療外) 蒐集了超過600多個精神分裂症同病手足之家庭,然後進行全基因體掃瞄。在第三個群體計畫 (A Study on Etiological Factors of Schizophrenia-Probands, SEFOS, 2002 to 2005) 中,則針對三種類型之家庭 (單發、多發、與對照),比較它們在可能的遺傳因子與環境因子之暴露上是否有所不同。我們正在進行中的第四個群體計畫 (A Study of Psychopathological Progress of Early Schizophrenia, SOPRES, 2006 to 2010),則將焦點擺在如何針對出現精神分裂性病質特徵 (schizotypal features) 的青少年或年輕成人,早期偵測他們如何會轉變成精神病 (psychosis) 發作。這些群體計畫都有一些共通點,即它們所測量的外表型及候選內表型都有一些共同的項目,而後來的計畫則會逐步加入新的測量。

  因為我們之前執行Taiwan Schizophrenia Linkage Study (TSLS) 的成功經驗,我們的研究團隊又與莊明哲教授合作,成功向美國NIH爭取到一個新的5年計畫,今年 (2009) 正開始在台灣蒐集3800名精神分裂症病人-雙親三元體 (trios)資料,準備進行全基因體關聯分析 (genome wide association study)。相信這個新的計畫會把精神分裂症的研究帶到一個新的境界。
除了蒐集來自臨床的樣本,我的研究尚在國科會的長期贊助下,針對精神分裂症內表型的幾種可能指標,包括人格特質、神經心理測驗、菸鹼酸貼片潮紅反應、身體特徵異常等,蒐集一系列的非臨床樣本 (社區樣本或青少年樣本)。第一個系列是金山研究。首先我們於1993年起在金山蒐集關於CPT與精神分裂性人格特質的成人樣本。接著在第二年 (1994),我們除了繼續蒐集成人之樣本外,也陸續著手蒐集國中學生之CPT與schizotypal personality (PAS and SPQ) ,與國小學生的CPT。第二個系列則是北巿國中生系列研究。為了進一步評估持續注意力缺失與schizotypy在青少年中的可能表現,並區別遺傳與共同環境的作用,我們逐步從1996-8年起,建立了一般青少年世代與雙胞胎世代,並藉此將研究的主題擴展至青少年中常見的行為問題與精神疾病。我們先是發展雙胞胎胎性鑑定的問卷與DNA診斷法,做為大規模研究的基礎,然後建立了三百多對的雙胞胎世代。利用這個雙胞胎研究,我們分別進行一些關於CPT與schizotypal personality的雙胞胎分析。第二,針對青少年常見之行為問題及其危險因子的探討,我們逐步建立評估青少年性格、行為問題與其他社會心理因子所需的工具,並以此建立相關的研究世代。目前已完成信效度評估的工具有下列幾類:1) 行為問題之評估, 如Child Behavior Checklist (CBCL), Center for Epidemiological Study-Depression (CES-D); 2) 人格評估, 如 Junior Eyseck Personality Questionnaire(JEPQ), Tridimensional Personality Questionnaire (TPQ); 3) 社會心理因素評估, 如Life Event Checklist, Eating Attitude Test, Family Adaptability and Cohesion Evaluation Scale; 4)精神疾病診斷工具, 如K-SADS, 物質使用問卷等。

1.3 遺傳流行病學在其他疾病的應用

  在我的研究過程中,由於逐漸掌握了遺傳流行病學的要領,因而也將這些要領應用在其他疾病的研究上,其中兩個主要的研究領域如下:

  (一) 酒精使用疾患的遺傳流行病學研究:我在回國之初與鄭泰安教授合作,探討原住民酒精使用疾患的盛行率與發生率,以及三種酒精代謝基因 (ADH2, ADH3 and ALDH2)、dopamine D2 receptor gene、與dopamine transporter gene and promoter area of DRD2 與酒精使用疾患在原住民與漢族中的可能關聯。

  (二) 癌症遺傳學:我從2004年起與癌症研究人員合作,陸續在肝癌與肺癌方面有一些成果。這些研究主要利用存活分析來探討生物指標在臨床預後上的應用。

1.4 其他精神疾病的流行病學研究

  另外,在我從事精神分裂症的研究過程中,也逐漸觸及一些相關的議題,其中兩個主要的研究領域如下:

  (一) 發展青少年偏差行為研究與雙胞胎分析法:我從1993年起陸續著手研究青少年之行為問題。關於這些研究的背景,在前述有關精神分裂症內表型的的非臨床樣本研究中已有論及。第一,基於早期偵測與預防的可能性,我們進一步評估持續注意力缺失與schizotypy在青少年中的可能表現,並區別遺傳與共同環境的作用。為此,我們逐步建立了一般青少年世代與雙胞胎世代,並藉此將研究的主題擴展至青少年中常見的行為問題與精神疾病。首先,我們發展雙胞胎胎性鑑定的問卷與DNA診斷法,做為大規模研究的基礎,然後建立了三百多對的雙胞胎世代 (可稱為第一世代的雙胞胎世代)。第二,針對青少年常見之行為問題及其危險因子的探討,我們逐步建立評估青少年性格、行為問題與其他社會心理因子所需的工具,並以此建立相關的研究世代。目前已完成信效度評估的工具有下列幾類:1) 行為問題之評估, 如Child Behavior Checklist (CBCL), Center for Epidemiological Study-Depression (CES-D); 2) 人格評估, 如 Junior Eyseck Personality Questionnaire(JEPQ), Tridimensional Personality Questionnaire (TPQ); 3) 社會心理因素評估, 如Life Event Checklist, Eating Attitude Test, Family Adaptability and Cohesion Evaluation Scale; 4) 精神疾病診斷工具,如K-SADS,物質使用問卷等。

  (二) 非法藥物使用調查:在我擔任流病所所長、約是2000年時,有一次麻經處(管制藥品管理局的前身)的一位科長來所裡請教有關非法藥物使用的流行病學研究。那時我對於非法藥物的研究經驗非常有限。之前在將the Diagnostic Interview for Genetic Studies (DIGS) 翻譯成中文時,由於該診斷工具的兩種目標疾患─精神分裂症與雙極性疾患─之患者皆有較高的物質使用疾患罹患率,瞭解到問卷中對於物質使用疾患的詢問佔了很大的篇幅。其他僅有的經驗是從事有關酒精使用疾患的研究(這個部分可參閱簡介四的內容),並在從事青少年行為調查調查時,納入簡單的物質使用(結果900個受試者?有人答說有用過非法藥物),但是並未有直接研究藥癮患者或從事相關調查的經驗。但是當時我是流病所裡唯一從事精神流病研究的人,不管從實務或學理的角度,都告訴我這是重要的議題,遲早要面對。因此,我就決定先從方法學上來著手,待方法比較清楚了,再來從事實際的調查。從2001年起執行第一個關於急診病患之非法藥物使用計畫算起,迄今已連續8年接受管制藥品管理局的贊助進行有關非法藥物的研究計畫。而在這期間也因相關背景之研究生或合作者的加入,而使得研究議逐漸擴大,涵蓋不同的人口群,從急診病患、國中生、高中高職生、到矯正機構之藥癮患者。

 

二、研究成果

  我們研究室的研究成果,主要是來自於我們有系統的評估幾種可能是精神分裂症的內表型指標,從社區研究、臨床研究、家庭研究、雙胞胎研究,一路做到基因連鎖分析、細部定位、與候選基因之分子遺傳研究。在精神分裂症的研究領域中,要像我們的研究團隊有機會在這麼多不同層次之研究中都能直接參與並有新的貢獻的,可能也不多。而在這個過程中,我一方面利用精神分裂症家族遺傳研究的策略提供給其他領域合作者參考,回過頭來也把這些合作領域的技術或策略應用到精神分裂症的研究上。這裡面的一個具體例子就是我參與肺癌之基因印記研究之後,目前正把微小核糖核酸的基因表現應用在精神分裂症上。

2.1 精神分裂症及精神裂性病質之遺傳研究

2.1.1 連鎖分析方法學上的問題

  對於精神分裂症之連鎖分析所需樣本數的估計,為能克服之前的研究限制,比如多代家族、發病年齡變異、生殖力降低、穿透力不完全等,我們開發出複雜的模擬方法來同時將這些特性都考量在裡面 (發表於Genetic Epidemiology 1992)。這個研究不但變成日後精神分裂症連鎖分析研究樣本估計的一個基礎,而且裡面所用的模擬策略也變成日後相關軟體採用的基礎。

2.1.2 建立精神分裂症內表型指標的實證基礎

  在我們挑選的幾項精神分裂症內表型指標 (endophenotypic markers) 中,我們綜合社區樣本與臨床家庭樣本,逐一回答幾個關鍵問題。其中,以持續注意力的研究最完整,再來是精神分裂性人格特徵與WCST,最近則加入菸鹼酸紅腫反應的研究。

(1) 持續注意力
  • 持續注意力與精神分裂性人格特徵或人格疾患的家族聚集性:我們對於持續注意力與精神分裂性人格特徵或人格疾患在病人家屬中的研究,可說建立了實證的基礎,這篇論文 (發表於American Journal of Psychiatry 1998) 也成為這一系列論文中最常被引用的文獻 (目前已被引用110次)。在這個家庭研究中,我們用到了CPT在一般人口的常模 (發表於Schizophrenia Bulletin 1998),並探討該測驗在兒童與青少年中的發展型態 (發表於Journal of Abnormal Child Psychology 1999)。另外,我們也發現精神分裂性人格疾患雖可歸成精神分裂症光譜疾患中的一環,但對統計檢力的助益可能不如持續注意力缺失 (發表於Schizophrenia Bulletin 2002)。後來我們用擴大家庭數,針對持續注意力缺失在不同類別親屬與不同切割點,進一步確認這種家族聚集性 (發表於Biological Psychiatry 2004)。
  • 持續注意力缺失不受藥物治療改善:在一項隨機、雙盲的臨床試驗中研究團隊發現,雖然在12週的藥物 (haloperidol或risperidone) 治療之後,精神分裂症病人的臨床症狀有顯著改善,但是CPT表現則無,顯示CPT缺失是一穩定的指標 (發表於 Neuropsychopharmacology 2000)。
  • 持續注意力缺失的特異性:跟情感性疾病比起來,精神分裂症病人的CPT缺失不像情感性疾病人會隨著症狀改善而改善,顯示CPT缺失是一穩定而具特異性的指標 (發表於American Journal of Psychiatry 2002)。
  • 持續注意力缺失的常期追蹤:在針對224位病人追蹤4-7年之後,我們利用軌跡分析,發現病人可以分成四組,其中只有27.6 %左右的病人會持續呈現注意力缺失 (發表於Journal of Psychiatric Research 2006)。這個研究也為我們日後的次樣本基因定位提供實證基礎。
  • 家庭遺傳負荷與持續注意力缺失相關:我們發現多發性家庭的手足比單發性家庭之手足有更明顯的注意力缺失(發表於Schizophrenia Research 2006)。
(2) 精神分裂性人格特徵
  • 精神分裂性人格特徵的因素及其與持續注意力缺失的關係:我們發現在一般人口中精神分裂性人格特徵的分布確實有足夠的差異,並且存在與臨床精神分裂症病人之症狀因素相類似的三因素結構,而不同因素與持續注意力缺失的關係並不一樣 (發表於Journal of Abnormal Psychology1997與 Schizophrenia Bulletin 1998)。
  • 精神分裂性人格特徵的雙胞胎分析:利用青少年雙胞胎,我們發現精神分裂性人格特質因素確實有來自遺傳因子的貢獻,但是不同的精神分裂性人格因素背後的遺傳因子並不完全相同 (發表於Behavior Genetics 2007)。
(3) 執行功能缺失
  • 建立WCST在青少年中的表現:探討WCST 分數的常模與因素,並發現這些WCST指標與精神分裂性人格特徵關係,在青少年時並不明顯 (發表於Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology 2000)。
(4) 菸鹼酸紅腫反應
  • 菸鹼酸皮膚紅腫反應的減淡只見於精神分裂症病患,而未見於與雙極性疾患病人,且不受抽菸與否影響 (發表於Psychiatry Research 2007)。
  • 菸鹼酸紅腫反應減少的家族聚集性:我們發現菸鹼酸紅腫反應減少現象,在適度的濃度與判讀時間下,在精神分裂症病人之親屬中明顯高於對照組,估計出其遺傳度約47%-54% (發表於Schizophrenia Bulletin 2007)。
  • 家庭遺傳負荷與菸鹼酸紅腫反應減少相關:比較單發性與多發性精神分裂症病人,結果發現多發性精神分裂症病人及其一等親皆有較明顯的菸鹼酸皮膚紅腫反應的異常 (發表於Schizophrenia Bulletin 2009)
  這一系列的研究證實異常的菸鹼酸皮膚紅腫反應有可能是精神分裂症脂質代謝異常的標記,值得未來進一步探討。我們目前正利用全基因體掃瞄的資料,來找尋菸鹼酸皮膚紅腫反應異常的可能易感受性區域。

2.1.3 將內表型指標應用於基因定位上

  我們的精神分裂症基因研究有兩大樣本來源。一個是我們與哈佛大學合作蒐集的Taiwan Schizophrenia Linkage Study (TSLS) 600多個精神分裂症同病手足之家庭 (發表於American Journal of Medical Genetics. Part B Neuropsychiatric Genetics, 2005),然後將這結果進行全基體掃瞄 (發表於American Journal of Psychiatry 2006),結果在10q22.3的一個標誌上得到取高的2.88 NPL score,證實之前另一個團隊在同一個位置上的發現。第二個樣本來源則是利用TSLS以外的同病手足家庭及部分的TSLS家庭所做的細部基因定位 (fine mapping) 研究。

   有了這些基因研究樣本,我們進一步將前述的精神分裂症內表型指標拿來應用在精神分裂症的基因定位研究上。不過這些應用面臨了新的挑戰,因為並無具體可循的應用方式可參考。因此,我們採取了一系列不同的探索式分析,而所獲結果很有啟發。

  這些結果可綜述如下:

(1) 數量式性狀

這種策略是將這些內表型標當成數量式性狀,然後採用相關的QTL分析策略。我們最早的一個嘗試,是探討一個最近被發現的Neuregulin 1基因的單一核?酸多形性,結果發現精神分裂性人格中的知覺偏差(perceptual aberration)與單一核?酸多形性rs2954041有顯著相關,但與其他精神分裂性人格特質則無相關 (發表於Psychological Medicine 2005),顯示Neuregulin 1基因可能是精神分裂性人格中的知覺偏差的候選基因。最近我們利用精神分裂病人的家庭,探討COMT基因的不同變異跟不同的神經認知功能有關 (發表於Genes, Brain and Behavior 2009)。
(2) 二分式應用 (simplistic dichotomization)
這個策略是根據我們之前的家庭資料所顯示的疾病再現比率較高的切點,將樣本予以分組,然後看那一種分組所獲得的訊號最強。利用神經心理或神經認知測驗,包括持續注意力 (continuous performance test, CPT) 與抽象思考能力 (Wisconsin Card Sorting Test, WCST),將病人家庭予以分成有缺失或無缺失,結果有些基因只在有缺失的家庭中才顯示關聯,像1q42.1 上的GNPAT and DISC1 (發表於Biological Psychiatry 2006) 與 8p21.3 上的 PPP3CC (發表於Molecular Psychiatry 2007)。最近我們則發現22q12上的RASD2, MYH9, and CACNG2只在?有CPT 與WCST缺失的家庭中才顯示關聯 (發表於Biological Psychiatry 2008),以及COMT基因的不同變異跟不同的神經認知功能有關 (發表於Genes, Brain and Behavior 2009)。
(3) 家庭式叢集分析
我們進一步將一般用於個人為基礎的叢集分析 (clustering analysis) 擴展至家庭型資料,將我們樣本中的家庭分成三組:只有CPT缺失但無WCST缺失者,同時有CPT缺失與WCST缺失者,兩者皆無缺失者 (Lin submitted)。結果透過二階段分析策略,發現BMP6-TXNDC5基因只在只有CPT缺失但無WCST缺失者這一分組呈現關聯 (審查中)。這個研究顯示我們的分組策略可進一步克服異質性的問題,並且告訴我們說CPT與WCST 這兩種神經認知測驗可能牽涉到不同的機轉。
(4) 以排序次集分析 (ordered subset analysis, OSA) 來重新拮取全基因體掃瞄之連鎖訊息:
我們利用之前與美國哈佛大學合作所做的精神分裂症全基因體掃瞄研究,但是改用精神分裂性人格質來排列各家庭。結果發現不同的精神分裂症-精神分裂性人格質組合(schizophrenia-schizotypy factors)對應到不同的染色體區域,而且所獲致的NPL-Z score全比原來最高的2.88還高 (發表於American Journal of Medical Genetics. Part B Neuropsychiatric Genetics, 2009, on-line version available since March)。

2.2 遺傳流行病學在其他疾病的應用

2.2.1 酒精使用疾患的遺傳流行病學研究

  本人從1995年起探討原住民酒精使用疾患的盛行率與發生率,以及酒精使用疾患在原住民與漢族中的可能遺傳指標上,如:三種酒精代謝基因 (ADH2, ADH3 and ALDH2)、dopamine D2 receptor gene、與dopamine transporter gene and promoter area of DRD2 等有一系列的研究,並確認漢人之flushing除受ALDH2影響外,並與ADH2基因型有關。以病例對照之研究設計,樣本包括漢族與四個原住民族群,探討兩個候選基因 (DRD2 promoter region polymorphism -141C Ins/Del and dopamine transporter gene SLC6A3) 與酒精使用疾患的關係,結果並不支持這兩個基因在研究樣本與酒精使用疾患有關。這些文章中,我們有一篇針對漢人的研究顯示,ADH2, ADH3 and ALDH2這三種精代謝?基因變異與酒精使用疾患的關係,呈現由弱而強的漸增現象 (發表於British Journal of Psychiatry 1996)。這一篇文章從1997年發表,迄今已被引用106次。

2.2.2 癌症遺傳學

  本人從2004年起與癌症研究人員合作,陸續在肝癌與肺癌方面有一些成果。這些研究主要利用存活分析來探討可能的生物指標在臨床預後上的應用。其中,我的一位博士生陳璿宇與楊泮池實驗室合作,利用微陣列所篩選出來的候選基,透過real-time RT-PCR與存活分析,我們找到5個基因的組合,可以有效預測病人的存活或轉移,這個結果不但被New England Journal of Medicine選為2007年第一期之首,而且配合出版還寫了一社論。一年之後,另外的團隊比較了不同的基因印記,結果不但重複驗證我們所找到的五基因印記在預測肺癌存活上的效度,更特別的是,在針對早期肺癌的預測上,我們的五基因印記的所顯示相對風險位數最好,高達9.2倍。這些後續的獨立驗證顯示我們當時所用策略的嚴謹與創見。這也解釋該論文在發表不到二年之際,到2009年5月已有118次的引用。

2.3 物質使用之流行病學研究

2.3.1 藥物使用調查之方法學研究

  我的第一個計畫是想看看自我陳報在非法藥物使用上的信、效度為何。為了能用實驗室的檢驗方法來與自我陳報比較,我們必需要能取得受試者同意提供尿液。但是要去哪裡找合適的病人?我於是從文獻上去蒐尋,研判急診處病人是可能的來源。因此,在2001年我們向管管局提出計畫申請 (Screening for Illicit Drug use among Patients in the Emergency Room, SIDPER)。這個計畫的結果讓我們對於急診病患所自我陳報的非法藥物,透過與尿液藥檢(先用fluorescence polarization immunoassay 篩檢,再用gas chromatography/mass spectrometry確認)的比對,我們發現自我陳報至少有66.6-70.0% 的偽陰性。

   接下來的計畫也是一個特殊的因緣才促成的。當時我的一位博士生楊浩然(現為中山醫大助理教授)的配偶因為從事中綴生的輔導工作,與靈糧堂教會合作向台北市政府承辦一個東區青少年服務中心,在開成果發表會時,請我去參加(名義上是顧問)。我因此注意到他們從香港教會借鏡的外展工作策略,若加上適當的修正,也可以用來接觸平常不易接觸到的非法藥物使者。於是我們的第二個計畫就以外展為主軸 (Survey of Illicit Drug use among Street Youths, SIDSY),研究計畫的助理與研究生先去接受青少年服務中心有經驗的社工人員的訓練,然後跟他們一起出隊幾次,有了經驗再摸索出符合計畫目的的外展方式。這些外展的經驗後來由周靈智以碩士論文分析,並已發表。當時的另一樣本是在青少年服務中心接受輔導的中綴生,不過這部分尚未發表。

   有了這兩個偏方法學的研究後,接下來我們開始思考要如何實際去進行調查,結果才比較有參考價值。為了摸索多階段、隨機抽樣的執行,於是我們先申請一個先導計畫 (Survey of Drug Use among Adolescents in Taipei, SDUAT),並同時評估是否可以把問卷進一步電腦化。當時我們從文獻上知道,Turner et al. (1998) 曾經利用隨機分派的方式證實電腦輔助式的自我訪談可以增加受試者陳報非法藥物與高危險性行為的比率,但是我們的目標是以班級為單位的集束抽樣,並無法同時提供那麼多台手提電腦。於是我們做了一個新的嘗試,改向外面公司租伺服器,然後將問卷設計成網路版。雖然網路版問卷不像電腦輔助式的自我訪談那麼高度互動,但仍然可以包含避免空白、拒收不合理答案等設計,而且可以充分利用各國、高中、高職皆有電腦教室的特點。但是為了客觀評估這種網路版問卷是否真的比傳統紙筆問卷更可以讓中學生放心填答,我們採用Turner et al. (1998)的作法,設計一個隨機分派來進行。結果真的如我們所預料,網路版問卷比起紙筆問卷在一些成癮性物質的使用率上有較高的陳報率。

2.3.2 全國性青少年藥物使用調查

  在一個先導計畫的基礎上,我們於是提出三年的全國性青少年藥物使用調查計畫。目前這個調查的結果已陸續發表,包括下列幾篇:

  • Chen C-Y, Chen W-C, Lew-Ting C-Y, et al. (2006) Employment experience in relation to alcohol, tobacco, and betel nut use among youth in Taiwan. Drug and Alcohol Dependence 84:273-280
  • Chen C-Y, Storr CL, Tang G-M, Huang S-L, Hsiao CK, Chen WJ: Early alcohol experiences and adolescent mental health: a population-based study in Taiwan. Drug and Alcohol Dependence 2008; 95:209-218
  • Chen C-Y, Tang G-M, Huang S-L, Lee C-M, Lew-Ting C-Y, Hsiao CK, Chen D-R, Chen WJ: Transition from alcohol to other drugs among adolescents in Taiwan: the first drinking context matters. Journal of Studies on Alcohol and Drugs 2008; 69:378-387
  • Chen WJ, Fu T-C, Ting T-T, Huang W-L, Tang G-M, Hsiao CK, Chen C-Y: Use of ecstasy and other psychoactive substances among school-attending adolescents in Taiwan: national surveys 2004-2006. BMC Public Health 2009; 9:27
  • Wang S-H, Chen W-C, Lew-Ting C-Y, Chen C-Y, Chen WJ: Running away experience and psychoactive substance use among adolescents in Taiwan: multi-city street outreach survey. (revised version under review at BMC Public Health)

2.3.3 矯正機構或治療機構之藥癮患者研究

  另外一個機緣則是因為研究生的加入。有一年桃療的江淑娟醫師考上流病碩士班。由於她在醫院主要以照護藥癮病患為主,因此在構思研究主題時,一開始以捕獲-再捕獲法估計非法藥物盛行率為主。後來她因為需到監獄附設的看守所裡從事勒戒患(犯)者的再用傾向評估,又開發了年輕非法藥物使用者的研究,加上其他研究生的加入,包括陳紹基與潘俊宏,讓研究室在矯正機構的藥癮患者累積了一些經驗。另外,郭千哲醫師來唸士班後,則引入精神病院之藥癮患者 (特別是甲基安非命) 的研究。目前我們在這個議題上已有幾篇發表的論文如下:

  • Chiang S-C, Chen S-J, Sun H-J, Chan H-Y, Chen W: Heroin use among youths incarcerated for illicit drug use: psychosocial environment, substance use history, psychiatric comorbidity, and route of administration. American Journal on Addictions 2006; 15:233-241
  • Chiang S-C, Chan H-Y, Chen C-H, Sun H-J, Chang H-J, Chen WJ, Lin S-K, Chen C-K: Recidivism among male subjects incarcerated for illicit drug use in Taiwan. Psychiatry and Clinical Neurosciences 2006; 60:444-451
  • Chiang S-C, Chang C-J, Sun H-J, Chen C-H, Chan H-Y, Chen WJ: Risk factors for recidivism in incarcerated male heroin addicts. Taiwanese Journal of Psychiatry 2006; 20:32-43
  • Chiang S-C, Chen C-Y, Chang Y-Y, Sun H-J, Chen WJ: Prevalence of heroin and methamphetamine male users in the northern Taiwan, 1999-2002: capture-recapture estimates. BMC Public Health 2007; 7:292
  • Chiang S-C, Chan H-Y, Chang Y-Y, Sun H-J, Chen WJ, Chen C-K: Psychiatric comorbidity and gender difference among treatment-seeking heroin abusers in Taiwan. Psychiatry & Clinical Neurosciences 2007; 61:105-11
  • Kuo C-J, Tsai S-Y, Liao Y-T, Conwell Y, Lin S-K, Chang C-L, Chen C-C, Chen WJ: Risk and protective factors for suicide among patients with methamphetamine dependence: a nested case-control study. (revised version under review at Journal of Clinical Psychiatry)
 

三、進行中與未來可能之研究

3.1 精神分裂症之遺傳研究

  本研究室仍將繼續以精神分裂症為主的遺傳流行病學研究。由於分子遺傳學方面的進展非常快速,我們將把握已經完作精細表現型測量之大型樣本的既有優勢,進一步結合其他領域的專長,以求更進一步解開精神分裂此一人類重大疾病之致病成因與可能的防治之道。目前正在進行以及接下來可能的研究方向包括:

3.1.1 以排序次集分析尋找基因連鎖位置

  根據我們之前利用排序次集分析的經驗,我們將全面探討各種精神分裂症內表型指標所可能指向的基因連鎖位置,然後針對相關次樣本,進行基因細部定位 (gene mapping)。首先我們將分別針對發病年齡、持續注意力 (CPT) 各種分數指標、大腦執行功能 (WCST) 各種分數指標、以及菸鹼酸紅腫反應等內表型指標,分別以TSLS之全基體掃瞄資料進行排序次集分析,接著進一步進行分隔性排序次集分析 (nested ordered subset analysis),預期可以更清楚辨識出較具均質性的樣本及其可能的基因連鎖位置,供細部定位之用。

3.1.2 利用基因表現分析探討精神分裂症的可能基因調控機轉

  過去精神分裂症病人的基因表現研究,已發現有些基因會同時在腦與血液中顯現表現量異常。這顯示周邊血液的基因表現有潛力可發展為精神分裂症生物標記,以協助診斷。目前,一些轉錄但不轉譯成蛋白質的微小分子,稱為微小核醣核酸 (microRNAs, 簡稱miRNAs),逐漸被證實在基因表現調控中扮演重要的角色。精神分裂症之基因體掃瞄與死後腦組織研究都顯示miRNA在精神分裂症致病機轉中具潛在重要性。總和上述發展,周邊血液的miRNAs表現剪影 ( expression profile) 具有相當有潛力發展為精神分裂症生物標記。

   這部分研究將採用兩種策略,檢視miRNAs在精神分裂致病機轉中所扮演的角色:1) 自全基因體miRNAs表現剪影,挑選精神分裂症特異miRNAs,2) 自精神分裂症候選基因 (NRG1與DISC1) ,挑選精神分裂症特異miRNAs 。

   第一部份-全基因體策略。首先,自40位精神分裂症病人與40位健康對照的全基因體周邊血液miRNAs表現剪影,挑選候選miRNAs。進一步以另外60位精神分裂症病人與60位健康對照來做獨立樣本的驗證。此外,我們也將檢查這些新鮮血液所發現的微小核醣核酸的表現剪影型態,是否也可以在同一批受試者的EBV轉染淋巴球細胞株中出現。為了探討精神分裂症潛在的異質性,我們會將病人依照Continuous Performance Test (CPT) 與Wisconsin Card Sorting Test (WCST) 測驗值分組,然後對各分組也進行同樣的挑選流程。接著,被挑選出的miRNAs的基因體序列將透過定序的方式來探討其異常是否自於基因體或是外遺傳的變異。最後,在神經細胞珠或淋巴球細胞株進一步驗證挑選出miRNAs的生物功能。

   第二部份-候選基因策略。首先,經由資料庫與miRNAs在神經細胞株(或淋巴球細胞株)中的表現情形,挑選出可能標靶NRG1與DISC1基因的候選miRNAs。進一步在細胞株中透過報導基因分析與西方墨點實驗,驗證挑選出miRNAs與標靶基因的交互作用關係。最後,與第一部份結果比較,將有助於了解miRNAs在NRG1與DISC1參與精神分裂症致病機轉中可能扮演的角色。

   本研究將是第一個探索精神分裂症周邊血液miRNAs表現剪影研究,結果將可能大幅修改目前大家致力於尋找精神分裂症生物標記的方向。

3.1.3 精神分裂症的全基因體關聯分析

  從今年 (2009)開始,我們與美國莊明哲教授合作的5-年計畫 (稱為 Schizophrenia-Trio Genomic Research of Taiwan, S-TOGET) 將在台灣蒐集3800名精神分裂症病人-雙親三元體 (trios)資料,準備進行全基因體關聯分析 (genome wide association study)。目前我們尚在蒐案流程測試與助理訓練階段,一開始先以北部醫院為主。之後就會逐步擴及全國精神病院。隨著這個計畫的進行,我們有機會培養更多參與精神疾病研究的人。相信這個新的計畫會把精神分裂症的研究帶到一個新的境界。

3.1.4 精神分裂症的脂質生物學研究

  從今年 (2009) 8月開始,我們得到國科會補助將執行一項名為「精神分裂症與精神分裂病性特徵之脂質生物學:菸鹼酸皮膚測試與體格測量之生化學及家族遺傳研究 (Lipid Biology of Schizophrenia and Schizotypal Traits (LIBISS): Biochemical and family-genetic approaches using niacin skin test and anthropometric measures) 」 的三年計畫。精神分裂症病人有異常的菸鹼酸皮膚紅腫反應,已在過去研究中被重複證實,且被視為是精神分裂症脂質代謝異常的標記。然而先前研究侷限於使用了不夠敏感的半量化測量方法,同時對精神分裂症而言,異常菸鹼酸皮膚紅腫反應是否是一個穩定特徵或是會隨著時間變動的標記,仍有待更仔細的研究。此外,在精神分裂症出現紅腫反應減弱現象的生化機轉,以及它與精神分裂症型態學或神經心理功能異常的關係仍須進一步闡明。在本研究計畫中,我們提出使用菸鹼酸皮膚測試作為精神分裂症的罹病易感受標記,將其應用在四個不同的研究樣本。計畫目標如下:(1)評估一個直接、量化且標準化的皮膚溫度變化之測量方法,其結果是否與目測之紅腫評分結果一致;(2)比較急性精神分裂症病人與其他情感性疾患的菸鹼酸皮膚紅腫反應之穩定性,並研究異常紅腫反應與紅血球細胞膜脂肪酸濃度、磷脂水解?A2活性與所使用精神藥物的相關;(3)評估國中生的菸鹼酸紅腫反應,並研究其皮膚紅腫反應與精神病理學和細微體質特徵異常的關係;(4)利用先前的一個全國性家族研究-台灣精神分裂症連鎖分析之研究,針對精神分裂症病人與其一等親家屬進行菸鹼酸皮膚測試的擴大收案,並使用菸鹼酸紅腫反應作為分組依據,去降低個案在病因上的異質性,以進行全基因體之家族連鎖分析。此三年計畫共包含四個部分:(1)利用紅外線攝溫影像技術對30位正常組個案做菸鹼酸皮膚紅腫反應測量的先導型研究(第一年);(2)比較四組個案(50位精神分裂症病人、50位躁鬱症病人、50位重度憂鬱症病人和50位正常組個案)的生化研究(第一年到第三年);(3)900位國中生的學校研究(第一年到第三年);(4)1512位多發性精神分裂症家庭成員之家族遺傳研究(第一年到第三年)。前三個部分將收集新的研究對象,第四個部分則針對我們先前已做過全基因體掃描、但尚未做菸鹼酸皮膚測試的多發性精神分裂症患者家庭予以追?施測該項皮膚測試。預期本計畫有助於瞭解影響菸鹼酸皮膚紅腫反應的生化變化及可能的基因位置,並進一步評估其在精神分裂症之病因上所可能扮演的角色。

3.2 非法藥物之流行病學研究

  目前我們正在進行的是一項名為「年輕族群非法藥物使用之長期追蹤研究:採『回應者引介抽樣法』」的三年計畫 (今年,2009,是第二年)。非法藥物的成癮行為深入社會的每一個階層與社會環境脈絡交織著,且造成健康與社會問題,尤其對發展中年輕人的影響更為鉅大與深遠,若輕忽這項議題之嚴重度,對社會的影響不僅是造成社會秩序的混亂、生產力的減損、阻礙經濟發展、並使社會連結網絡凌亂鬆拖。因此本追蹤研究計畫乃著重於年輕高危險族群對於非法藥物的使用型態、使用方式與情境、與危險性行為的了解;以及非法藥物初期成癮者之物質使用型態、藥物的認知、與戒毒成效的了解;並同時追蹤此些特殊世代神經心理狀態之演進歷程。此計畫將根據2007年先導計畫所研發之符合台灣國情的「回應者引介抽樣法」(respondent driven sampling)」來選取適當的個案,並建立非法藥物使用高危險族群世代與初期成癮世代之追蹤調查。本計畫為能與其他國家重點城市之非法藥物使用狀態相比較,將以大台北地區為目標區域。個案選取上主要以有菸酒與嚼食檳榔行為之年輕人為主,將採兩種不同的種子選取途徑(社區高危險年輕族群途徑與醫院戒毒計畫途徑),評估不同來源的種子所引介出的社會網絡架構、及其人口學特徵。樣本數之估計則採用簡單隨機取樣的樣本數估計法,但由於「回應者引介抽樣法」的估計值之變異度較大,因此在估算樣本數時需調整因變異度所造成的影響。經估算結果本計畫所需之樣本數分別為社區高危險年輕族群樣本98人與醫院戒毒樣本49人,但因考量個案流失率之問題,樣本數將分別調整為280人與140人,以期三年後的追蹤樣本,依然有足夠的訪視數量以達統計檢定之效力。訪視內容包括各種高危險行為 (如: 藥物使用率、用藥型態、性行為模式等)、神經心理學狀態、精神疾病之共病模式,及其轉變歷程,合併使用先導計畫所研發之電腦(語音)輔助式訪談,以提高回應者回答的意願與真確性。今年的計畫是全程計畫的第二年。我們擬持續追蹤這些年輕族群之身體、心理、行為、與社會網絡之演變情形,藉以達成下列目標:

  1. 針對高危險族群世代:觀察與建構年輕高危險族群世代之社會網絡,以更精確估計其族群大小;並追蹤該世代用藥前後之社會心理狀態,以了解相關危險因子造成其後續的用藥行為與神經心理狀態之演進過程。
  2. 針對非法藥物初期成癮世代:觀察其用藥型態、對藥物的認知與態度、以及戒毒之成效評估等。

3.3 社區民眾之代謝功能研究

3.3.1 青少年雙胞胎的代謝功能研究

這是我們跟莊立民教授合作的計畫。關於這個計畫的內容,可參見郭淑瑜所主寫的一篇文章:

  • Kuo S-Y, Liu P-H, Chuang L-M, Chen WJ: The Taipei Adolescent Twin/Sibling Family Study II: Depression, insulin resistance, and hormonal factors. Twin Research and Human Genetics 2006; 9:895-898

利用這個研究計畫所蒐集的對象,劉碧華已發表二篇文章:

  • Liu P-H, Jiang Y-D, Chen WJ, Chang C-C, Lee T-C, Sun HS, Chuang L-M: Genetic and environmental influences on levels of adiponectin, leptin, and BMI among adolescents in Taiwan: a multivariate twin/sibling analysis. Twin Research and Human Genetics 2008; 11:495-504
  • Liu P-H, Chang Y-C, Jiang Y-D, Chen WJ, Chang T-J, Kuo S-S, Lee K-C, Hsiao P-C, Chiu KC, Chuang L-M: Genetic variants of TCF7L2 are associated with insulin resistance and related metabolic phenotypes in Taiwanese adolescents and Caucasian young adults. Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism (in press)

3.3.2 成人代謝症候群研究

  這是我們跟桃園衛生局合作的計畫,主要是針對參與健檢之民眾,取得他們同意將檢驗剩餘檢體由我們保存供研之用。利用這筆資料,我們陸續進行一些分析。目前已有一篇論文投稿中:Hsiao P-C, Wang S-H, Hsiao CK, Liu P-H, Chien K-L, Lin S-R, Lee W-C, Chen WJ: District exercise facility availability and metabolic syndrome in northern Taiwan: a multilevel analysis 。另外,我們針對這些參與者所進行的代謝症群之候選基因研究,結果正在整理當中。