「AI醫學科學家」首篇分析漸凍症(ALS)之相關共病症
109年10月13日
【本報導由健康促進與衛生教育學系 李子奇教授研究團隊提供】 背景與目的：探討疾病的共病症對研究疾病成因會有幫助。肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）為一種致死性很高的重大疾病，其成因仍不清楚。本研究利用醫學資料庫探討與ALS有相闗性的疾病。 方法：本研究納入2007年1月1日至2013年12月31日新診斷的705位年齡在15歲以上的ALS患者，以及14,100位性別、年齡、投保單位城鄉別、投保薪資匹配的對照組。研究資料來自全民健康保險研究資料庫和重大傷病檔，研究設計為全人口病例對照研究。ALS初診日前經醫師診斷的共病症分別以首次ALS診斷1、3、5、7或9年之前的觀察期間進行分析。卡方檢定或t檢定用於檢驗ALS患者與對照組之間人口統計學差異。使用條件邏輯斯廻歸模型及逐步篩選法探討這些疾病和ALS風險之間的關係。路徑分析以評估ALS初診日前的共病症和ALS之間的關係路徑。 結果：ALS與28種ALS初診日前的共病症有相關，包括17種正相關和11種負相關共病症。路徑分析顯示這11種負相關疾病可歸類為糖尿病及其併發症。17種正相關疾病可歸類為代謝綜合症、神經炎症、頭部外傷、運動損傷、感染及其併發症。 結論：本研究的結果支持ALS診斷之前出現了代謝異常疾病的假說。代謝紊亂可能影響ALS的發病率，能量代謝缺陷可能在ALS發病機理中起作用。 人為什麼會得某一種重大疾病? 這問題困擾了人類數千年，許多醫學科學家畢其一生都在尋找這個問題的答案，他們的努力使得醫學知識漸漸地累積；但許多重大且致死性很高的疾病，其成因至今仍不清楚，甚至沒有治療方法。本研究團隊利用大數據資料庫與自行研發的統計分析程式(序)，嘗試以機器學習的方式提供疾病成因的資訊，期望給醫學科學家們新的研究方向參考，加速對特定疾病成因的瞭解及新療法的發展。 但如何証明本篇研究的分析程式(序)是正確有效的呢? 除了在理論及方法學的探究以外，直接將我們的分析程式(序)應用在定疾病成因的探索上，便能初步驗証分析程式(序)的有效性。新的機器學習分析程式(序)所自動產生的結果，必須大部份符合已有的醫學知識，新發現的資訊也必須合乎基礎醫學理論。本篇研究是一系列「AI醫學科學家」驗証論文的第一篇：肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS），俗稱漸涷人的共病症關聯網絡分析(1)。類似的分析程式(序)也成功在晚發型阿茲海默症得到印証(2)，大腸癌、胰臟癌、全身性紅斑狼瘡、類風濕性關節炎等疾病的驗証結果正在投稿審查中。 本研究納入2007年1月1日至2013年12月31日新診斷的705位年齡在15歲以上的ALS患者，以及14,100位性別、年齡、投保單位城鄉別、投保薪資匹配的對照組。研究資料來自全民健康保險研究資料庫和重大傷病檔，研究設計為全人口病例對照研究。ALS初診日前經醫師診斷的共病症分別以首次ALS診斷1、3、5、7或9年之前的觀察期間進行分析。卡方檢定或t檢定用於檢驗ALS患者與對照組之間人口統計學差異。使用條件邏輯斯廻歸模型及逐步篩選法探討這些疾病和ALS風險之間的關係。路徑分析用以評估ALS初診日前的共病症和ALS之間的關係路徑。 ALS與28種ALS初診日前的共病症有相關，包括17種正相關和11種負相關共病症。路徑分析顯示這11種負相關疾病可歸類為糖尿病及其併發症。17種正相關疾病可歸類為代謝綜合症、神經炎症、頭部外傷、運動損傷、感染及其併發症(圖一)。 本研究的結果支持ALS診斷之前出現了代謝異常疾病的假說。代謝紊亂可能對ALS的發病率有影響，能量代謝缺陷可能在ALS發病機理中起作用。 圖一：與肌萎縮性脊髓側索硬化症ALS）相關的先前疾病路徑分析模型。 紅線和藍線表示正相關（728、354、783、333、353、920、434、722、357、355、356、682和717）和負相關（250、709、521、532、536、414，382，V67和924）。 國際疾病分類碼，第九次修訂代碼顯示在方框中。 文章出處：https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/21678421.2018.1522354 參考文獻： TSAI C. P., HU C., LEE C. T. Finding diseases associated with amyotrophic lateral sclerosis: a total population-based case-control study, Amyotrophic lateral sclerosis & frontotemporal degeneration 2019: 20: 82-89 LIAO J. Y., LEE C. T., LIN T. Y., LIU C. M. Exploring prior diseases associated with incident late-onset Alzheimer's disease dementia, PloS one 2020: 15: e0228172
