Number 37, 2014.03.01

臺灣大學「發育生物學與再生醫學研究中心」電子報Research Center for Developmental Biology and p gy

Regenerative Medicine Newsletter

中心網頁：http://homepage.ntu.edu.tw/~ntucdbrm622/Facebook: NTU Research Center for Developmental Biology & ceboo : N U ese c Ce e o eve op e o ogy &

Regenerative Medicine.

中心主任：楊偉勛 教授榮譽主任：鍾正明 院士

總編輯：謝豐舟教授副總編輯：吳益群教授編輯顧問：孫以瀚研究員

編輯幹事： 陳敏慧教授、徐善慧教授、黃敏銓教授、丁照棣教授 、陳思原教授、李士傑教授曹伯年副教授、楊宗霖副教授、林頌然副教授王弘毅副教授、劉逸軒助理教授、陳佑宗助理教授林泰元助理教授、 陳沛隆助理教授

美編製作：劉麗芳美編製作 劉麗芳

本次主題1. 專題演講預告

(1) 2014年03月03日(1) .2014年03月03日

章麗雲博士

Prognostic features of disease related transcription factors in breast

cancers:

From inferred regulatory mechanisms to prognostic implications

(2).2014年03月17日

呂勝春教授

TIF-1beta, a key epigenetic coordinator, plays crucial roles in stem cell

proliferation, differentiation and plasticity

(3).2014年4月21日( ) 年

Dean Chou -Ph.D. Candidate

exploring the multiscale transfer phenomena in cerebrospinal fluid

2. 活動照片

(1) 2013年11月 25日 謝世良研究員(1) 2013年11月 25日-謝世良研究員

(2) 2013年12月16 日-謝清河副教授

3. ImaginetheFuture─記筑波大學來訪交流

陳良基學術副校長陳良基學術副校長

4. 半索動物 - 玉柱蟲 (acorn worm)

盧貞伃/臺灣大學基因體暨蛋白體醫學研究所

蘇怡璇/中央研究院細胞與個體生物學研究所 助研究員

5. 醫學中的數學偵探/科學教育發展中心

6.【人物專訪】陳秀熙教授─數學偵探的研究信仰 1

專題演講預告:

主講人:章麗雲博士台大醫院婦產科

演講主題:P ti f t f di l t dPrognostic features of disease related transcription factors in breast cancers: From inferred regulatory mechanisms to

ti i li tiprognostic implications

演講時間:演講時間:2014年03月03日，12:30-1:30PM醫學院202教室

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Information for brief introduction of the speaker:

D Ch j i d P f F J H i h’ h t i thDr. Chang joined Professor Fon-Jou Hsieh’s research team since the end of 2005.

Pre-doctoral training: Life sciencePost-doctoral experience:A. EndocrinologyA. EndocrinologyB. Molecular BiologyC. Systems biochemistryD. Bioinformatics

She started cancer research since 2000 at University of Virginia (UVA), Indiana University and Purdue University at Indianapolis (IUPUI) and University of Louisville (UL).In this talk, she will introduce the microarray project in Professor Hsieh’s laboratory and an inexpensive but efficient method that could be widely welcomed by the medical field when the DNAcould be widely welcomed by the medical field when the DNA microarrays become mainstay technique used inmedical research. It is called a supervised network analysis. The method development was started since 2006 via collaboration with Drs. Chien-Yu Chen and Li-Yu Liu at NTU. In addition, Drs. Tzu L. Phang (University of Colorado), Meei-Huey Jeng (IUPUI) and Don A. g ( y ), y g ( )Roth (University of Wyoming) are other collaborators for this microarray project. She will share with you the cocktail optionsfor improving prognosis that can be predicted when the network is anchored by an endpoint - cancer specific overall survival. Thanks.

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專題演講預告:

主講人 呂勝春教授主講人:呂勝春教授台大醫學院分子醫學研究所中研院生物化學研究所合聘教授

演講主題:TIF 1beta a key epigenetic coordinator playsTIF-1beta, a key epigenetic coordinator, plays crucial roles in stem cell proliferation, differentiation and plasticity

演講時間:2014年03月17日，10:30-11:30AM

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年 月 日，醫學院202教室

專題演講預告:

主講人:周鼎贏D Ch Ph D C didDean Chou -Ph.D. Candidate University of Oxford Department of Engineering Science Institute of

Biomedical Engineering

演講主題演講主題:exploring the multiscale transfer phenomena in cerebrospinal fluid

演講時間:2014年04月21日，10:30-11:30AM

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2014年04月21日，10:30 11:30AM醫學院202教室

2013年11月25日演講照片-醫學院202教室演講人演講人 ::謝世良特聘研究員/中央研究院基因體研究中心題題 目目:: C-type Lectins in Development and

Human Inflammatory DiseasesHuman Inflammatory Diseases

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2013年12月16日演講照片-醫學院202教室演講人 :謝清河副教授/成功大學臨床醫學研究所題 目: Cardiac regeneration

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ImaginetheFuture─記筑波大學來訪交流記筑波大學來訪交流

轉載於陳良基副校長臉書

陳良基教授台灣大學學術副校長

「有朋自遠方來，不亦樂乎？」是句大家耳熟能詳的詞句，因為朋友的來訪，不只帶來生活中一點點新鮮事，也同時帶來遠方未知的觀點、見識、文物、資源，這些能量的交會通常會撞擊出更多的創新，這大概也可謂「見賢思齊」的一種行為刺激，所以國際交流 對台大要邁向成為領航台灣的 所偉大的大學是非常國際交流，對台大要邁向成為領航台灣的一所偉大的大學是非常重要的。近期就有兩次極盛大的交流，一是日本京都大學由校長松本紘(Prof. Dr. Hiroshi Matsumoto)率領將近一百位師生來台大進行兩天的學術交流，一是筑波大學校長永田恭介(Prof. Dr.Kyosuke Nagata)率領四十位教授來台大做教學與研究的交流。京都大學的訪問在去年十二月底，正逢年度交替，許多重要活動

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京都大學的訪問在去年十二月底 正逢年度交替 許多重要活動交錯進行，ㄧ時未及記載精采事蹟與大家分享，就容日後再找時間說明。筑波大學的訪問是在二月21、22日兩天進行，趁記憶猶新，有不少觀察值得與大家分享。

首先當然還是要特別謝謝醫學院李財坤副院長的積極籌劃，生技中心丁詩同主任的大力支持，他們兩位盡心盡力規劃所有細節，國際長張淑英帶領國際處的全力配合，再加上 重要的兩位校長--楊泮池校長與Nagata校長高瞻遠矚的推動，兩校將近兩百位師生共同參與 才能讓此盛大活動順利且有意義的進行同參與，才能讓此盛大活動順利且有意義的進行。

筑波大學與台大的教師規模大約相當，皆在2500位左右，他們號稱是101加上40年的歷史，前身是東京教育大學，四十年前才正名為筑波大學，是所年輕的大學，但至今卻已有三位諾貝爾獎得主，兩次的物理獎，及西元2000年的化學獎，更特別的是共得過20面的兩次的物理獎 及西元2000年的化學獎 更特別的是共得過20面的奧運金牌。學校的重點在醫學、生命／生物科學及理工方面，而臺大在這幾個研究領域也相當傑出，這也是為何他們會選擇台大為重要的國際交流學校。

這一次兩校交流的重點大約分三方面，第一項是「Higher Educationwithout Borders」，第二項是「Cutting－edge Leading Research」， 後一項則是相關學院的交流互動。詳細的議題詳見臺灣大學與日本筑波大學聯合研討會網站內容(http://ntu-ut2014.weebly.com/)，我就不再贅述，我想記述一下我的感想:

一、〝Imagine the Future〞一、 Imagine the Future這也許只是一句口號，筑波大學當成校內師生推動校務的口號，

但Nagata校長及Ae副校長在簡報中，說明他們在此精神下所推動的「Education Reform Initiative」強調未來世界是以學生為中心的學習環境，校內大幅度的改組，以Degree Program（類似本校之學位學程）為主體，教學重心改以院(school)規劃整合，Degree 學程）為主體 教學重心改以院( )規劃整合 gProgram則以faculty方式做統整，將跨領域學習所需的課程有效統合。他們的作法大膽且創新，難怪Nagata校長認為他們是在推動世界大學的新標準。姑且不論這樣的調整是否一定正確，但跨領域學習是所有教育者現在常提的方向，然而我們還是一直面臨各專業本位上僵化的一些限制，甚至一直無法面對跨系、院選讀、承認等問題 我向 副校長詢問這項改革面臨的挑戰時 他說他當系主任時

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題。我向Ae副校長詢問這項改革面臨的挑戰時，他說他當系主任時也反對此種改變，等到站在全校發展的角度，以及對學生未來的教育意義時，他就覺得真的得全力且快速推動，才是正確的方向。而在教學轉變的同時，研究的重心就由各研究中心來承擔。

二、國際化筑波大學在校務發展講述中，就一直強調他們是所「Open

University」，而且是International University，所以他們這次也報告了在西元2011年12月所創立的School of Integrative and GlobalMajors (SIGMA) 這就像我們在台大校內 直鼓吹的國際學院 筑Majors (SIGMA)，這就像我們在台大校內一直鼓吹的國際學院。筑波大學是以全英語授課的專業學程方式來推動此school，教師來源一樣是由專業faculty承擔。比較值得一提的是，SIGMA掌握的仍是以student－center方式做學習規劃，而且他們聯合數所日本大學一起往外聯結，在日本境內有所謂的G30(Global 30)的聯盟學校，筑波大學並進一步與台大、愛丁堡大學等國際著名大學組成國際聯盟波大學並進 步與台大 愛丁堡大學等國際著名大學組成國際聯盟學程，提供跨國界之學習環境。

三、EntrepreneurshipProgram我在個別的交流時間與筑波大學研究副校長Miake教授有比較

多討論，他給我ㄧ個數據讓我頗為驚訝，他說筑波大學這些年來也極重視研究成果的新創衍生機會，從西元2001年起就有正式的推動措施，這些年來，全校總共已有96家創新公司成立，其中百分之六十是教師一起參與創立，百分之四十才是學生創業。新創領域則是約有三分之一為電子資訊產業相關，三分之一為生醫領域。這麼蓬勃的創新活動力及成果，很顯然與印象中日本教授做研究不重產業連結的記憶有些不同，似乎也顯示日本大學教育界近年來在觀念上連結的記憶有些不同，似乎也顯示日本大學教育界近年來在觀念上已逐步跟上世界產業趨勢。

整體而言，我覺得這樣的交流，對所有參與的師生，都有極大的刺激。台大要作為學術與未來社會的領導角色，一定要多多注意觀察世界的發展，以引導大家關注人類重要議題，才能真正帶領出觀察世界的發展 以引導大家關注人類重要議題 才能真正帶領出對社會有貢獻的新方向。誠如孫震前校長在今年新春團拜時所期許的:「不同專業的人在一起聊天一分鐘，也許比起你在研究室裡研究一個月的收穫都多。」希望將來學校有更多類似國際交流，也期待激盪更多我們卓越領航的研究成果！大家一齊集思廣益，以各種創新做法，讓台大更具競爭力!

學術副校長

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學術副校長

敬筆

2014年2月24日

半索動物 - 玉柱蟲(acorn worm)(acorn worm)

盧貞伃/臺灣大學基因體暨蛋白體醫學研究所蘇怡璇/中央研究院細胞與個體生物學研究所 助研究員

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第一次認識這個模式生物，便覺蟲如其名，碩大的吻部，的確與“玉柱”有幾分形似，而究其蟲名(acorn worm)，acorn譯為橡實，遂不那麼臉紅心跳些！世界上報告過的玉柱蟲，大約一百種，牠們是一種海洋底棲的半索動物(hemichordates)，體軸成兩側對稱，屬於後口動物門(deuterostomes)，因其具有腮裂，且在頭部發現類似脊索的構造，被認為是 接近脊索動物者，而有所謂前脊索動物(prechordates)之稱。

常被用來研究半索動物生長發育的玉柱蟲種類為：Pt h d fl (P fl )以及S l k l kii (SPtychodera flava (P. flava)以及Saccoglossus kowalevskii (S. kowalevskii)，見圖一，其身體可分為吻部(前體)、領部(中體)與軀幹(後體)三部分，其領部有一由消化管前端，向前伸入吻部之囊室，稱為口索(stomochord)，是一支持心臟/腎臟的構造，被推測與脊索動物的脊索同源，見圖二；大部分的玉柱蟲會用吻部以蠕動的方式在沙地上挖洞，透過濾食或是食碎屑(利用吻部分泌的黏液(有漂式在沙地上挖洞 透過濾食或是食碎屑(利用吻部分泌的黏液(有漂白水味)網羅沉積物)方式進食；玉柱蟲為雌雄異體，會將精、卵自由排放於水中，行體外受精，見圖三。

圖 常被用來 究半索動物生長發育的 柱蟲種類為

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圖一 常被用來研究半索動物生長發育的玉柱蟲種類為：(A) Ptychodera flava (P. flava)，以及(B)Saccoglossus kowalevskii (S. kowalevskii)。Development.2012 Aug;139(15):2655-62.

圖二 玉柱蟲的外型及結構。可分為：吻部(前體)，Proboscis 領部 中體 及軀幹 後體(Prosome)、領部(中體)，Collar (Mesosome)，以及軀幹(後體)，

Trunk (Metasome)三部分；其領部有一由消化管前端，向前伸入吻部之囊室，稱為口索(stomochord)，是一支持心臟/腎臟的構造，被推測與脊索動物的脊索同源。Curr Opin Genet Dev.2005 Aug;15(4):461-7., Development.2012 Aug;139(15):2655 62Aug;139(15):2655-62.

13圖三 正在排出精子的玉柱蟲P. flava。截圖自網路影片(http://www.youtube.com/watch?v=UP0anlbzKAo)。

P. flava為間接發育，會有很長的浮游體(tornaria larvae)時期，見圖五，可在夏威夷群島的淺海及印度洋的平坦淺礁區採集到，主要以夏威夷為大宗，具生殖能力的成熟體採集期約為12月到1月，而在4月到5月則可採集到浮游體。蘇老師實驗室採集的玉柱月 而在4月到5月則可採集到浮游體 蘇老師實驗室採集的玉柱蟲為，台灣澎湖縣白沙鄉歧頭地區潮間帶的P. flava，具生殖能力的成熟體採集期約為9月到11月，玉柱蟲在沙地上會挖一個U型的洞，糞便會排在洞口，見圖四；浮游體一般會飄將近4-5個月，而實驗室目前已可將其縮短至1-2個月，但仍無法培養為成體，也還無法進行microinjection，不過有趣的是，蘇老師發現，在玉柱蟲身上有一種寄生蟲，雌雄異體、體長差異很大，有卵鞘，是一新種，將其命名為Ive ptychoderae。S. kowalevskii為直接發育，沒有浮游體時期，可直接發育到成體，見圖五，廣泛分布在美國東部沿海地區，在春天到夏末可以採集到具生殖能力的成熟體，利用溫度控制可以誘發雌性排卵，每一隻約可排出200-1000顆卵子。雖然兩種玉柱蟲的發育模式不同，但他們在早期發育(從輻射狀卵雖然兩種玉柱蟲的發育模式不同，但他們在早期發育(從輻射狀卵裂到形成中空囊胚)，卻很相似，見圖六。

圖

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圖四蘇老師實驗室於台灣澎湖縣白沙鄉歧頭地區潮間帶採集玉柱蟲P. flava。玉柱蟲在沙地上會挖一個U型的洞，糞便會排在洞口。圖片來自蘇老師。

圖五 玉柱蟲的生命週期。(A) P flava為間接發育，會有數個月的浮游體(tornaria larvae)時期。

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(A) P. flava為間接發育 會有數個月的浮游體(tornaria larvae)時期(B) (B) S. kowalevskii為直接發育，沒有浮游體時期，可直接發育到成體。(C) Development.2012 Aug;139(15):2655-62.

圖六 玉柱蟲的發育過程。(A) S. kowalevskii為直接發育，沒有浮游體時期，可直接發育

到成體，P. flava則為間接發育，會有數個月的浮游體(tornaria larvae)時期。

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(tornaria larvae)時期(B) (B)兩種玉柱蟲的發育模式不同，但他們在早期發育，從輻

射狀卵裂到形成中空囊胚，卻很相似。(C) Development.2012 Aug;139(15):2655-62.

脊椎動物的起源，以及演化是怎麼發生的，一直是令人好奇且難以定論的，除了傳統的胚胎學外，近年分生技術的進步，將有助於解答演化的奧秘。半索動物和脊索動物在解剖學上雖有差異，但他們之間與神經相關的32個基因表現區域，卻極為相似，見圖七。P. flava(間接發育)以及S. kowalevskii(直接發育)的genomes完全解開後，對於發展新穎的比較方法及研究工具，有很大的幫助，使我們能更進一步了解脊索動物的演化、浮游體的起源、早期的胚胎發育，以及生殖細胞的發育。

圖七 比較脊索和半索動物與神經有關基因的表現區域。表現在脊索動物前腦(forebrain)、中腦(midbrain)、後腦(hindbrain)及脊索( i )的基因 分別可對應到半索動物的前體

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脊索(spinal cord)的基因，分別可對應到半索動物的前體(prosome)、中體(mesosome)及後體(metasome)的第一個腮裂(gill slit)、後體(從第一個腮裂之後)的基因表現。Curr Opin Genet Dev.2005 Aug;15(4):461-7.

參考資料

1. Gerhart J, Lowe C, Kirschner M. (2005). Hemichordates and the origin of chordates. Curr Opin Genet Dev. 15(4):461-7. 2. Hilbrant M, Damen WG, McGregor AP. (2012). Evolutionary crossroads in developmental biology: the spider Parasteatodatepidariorum. Development. 139(15):2655-62.3. 台灣脊椎動物誌(上冊)，原著：陳兼善，增訂：于名振。4 Ptychodera flava male spawning4. Ptychodera flava male spawning. http://www.youtube.com/watch?v=UP0anlbzKAo5. Ptychodera flava female spawning.http://www.youtube.com/watch?v=Ek4oSSGPYIg

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醫學中的數學偵探

http://case.ntu.edu.tw/blog/?p=15430教學發展中心

撰文│李銘杰

The Patient Paradox 書封

第十期探索講座「聽數學與生命對話」，共有八場的專題演講，-「醫學中的數學偵探」是系列演講的第六場。主持人，

The Patient Paradox 書封Margaret McCartney著。

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演講 醫學中的數學偵探」是系列演講的第六場 主持人同時是此系列講座的顧問之一楊偉勛教授談到，數學不但可以解釋物理和化學中的許多現象，在生物醫學研究中扮也扮演重要的角色，而遺傳學或許是第一個把數學帶入生醫研究的學問。

楊教授指出，臺灣大學的學生素質並不輸給劍橋大學，但臺大從未有本土諾貝爾獎得主，可能的原因與今天的演講內容有關。演講者陳秀熙教授原是一位牙醫師，後來到劍橋大學攻讀生物統計學博士，從此和數學結下緣分。除了原先預定的主題之外，陳教授學博士 從此和數學結下緣分 除了原先預定的主題之外 陳教授特別安排了劍橋導覽，帶台下觀眾欣賞劍橋之美以及過去輝煌的歷史。

若有機會一遊劍橋大學，有兩個地區一定要去參觀，其中一個是卡文迪西實驗室（Cavendish Laboratory），另一個則是分子生物學實驗室（ ） 這兩個實驗物學實驗室（laboratory of Molecular Biology, LMB）。這兩個實驗室擁有無數的諾貝爾獎得主。陳教授認為，兩個實驗室之所以能產出這麼多的諾貝爾獎得主，可以以相關事件（correlated events）來解釋。諾貝爾得主所帶領的學生，得諾貝爾的機率確實也會比較高，這就是條件機率的一種。條件機率則和今日的演講主題之一貝氏數學密切相關。學密切相關。

辛普森矛盾

在探討數學在醫學中的應用之前，陳教授先帶大家認識數學中一個有趣的現象，稱之為辛普森矛盾（Simpson’s paradox）。中 個有趣的現象，稱之為辛普森矛盾（Simpson s paradox）。舉例來說，棒球球員Max在兩分打點及三分打點的打擊率都比John來得好，但整體平均的打擊率卻比John來得差，球隊老闆若以平均打擊率作為薪資計算的標準，John反而會獲得更多的薪資，這種情況對Max而言似乎並不公平。陳教授指出，問題是出在三分打點相較於兩分打點而言難度更高，自然打擊率也會較低，而分打點相較於兩分打點而言難度更高 自然打擊率也會較低 而Max有較多的三分打點，一旦以平均的方式計算，Max的整體平均打擊率就被拉低了，反而無法突顯Max的功勞。

辛普森矛盾也經常出現在生物醫學研究中。舉例來說，手術形式分成A和B兩種，比較哪一種手術發生感染的危險性較高。在流行病學中 常用來比較發生率是否不同的運作工具為相對危險

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流行病學中，常用來比較發生率是否不同的運作工具為相對危險性（relative risk, RR）。

分別算出A手術和B手術的感染發生率後，將兩個發生率相除，即可得到相對危險性。若是以B手術為參考點，A手術感染發生率除以B手術感染發生率，若是結果大於1，表示A手術有較高的危險性會發生感染。在不考慮其他因素的情況下，A手術看似有較高的性會發生感染。在不考慮其他因素的情況下，A手術看似有較高的感染發生率，但若是考慮病患的體重後會發現，接受A手術的病患肥胖者較多。肥胖是手術發生感染的一個重要因子，若是將病患以肥胖與否先進行分組，再各自比較A手術或是B手術的感染危險性，則會發現A手術和B手術的危險性其是一樣的。

陳教授指出，若是在做重大決策之前沒有注意到辛普森矛盾，很有可能做出錯誤的決策，並忽略了真正重要的影響因子。

以數學模式偵測辛普森矛盾以數學模式偵測辛普森矛盾

在 數 學 計 算 中 ， 數 學 家 常 以 2×2 列 聯 表 以 及 共 變 數（covariance）來解釋辛普森矛盾。藉由2×2列聯表邊緣的數字及共變數的大小與正負之間的關係，可得到三種結果，分別為正相關，負相關以及獨立事件。陳教授特別提到，此類的運算過程必關，負相關以及獨立事件。陳教授特別提到，此類的運算過程必須設下參考組，當參考標準為同一個時，兩個不同的事件才能互相比較。

但如何以數學模式偵測某個事件中有辛普森矛盾？舉例來說，先將病患分成治療組（X=1）或是未接受治療組（X=0），成功組（Y=1）和未成功組（Y=0），以及男性（Z=1）及女性（Z=0）。此時若是不治療組成功率與性別接受治療比率之相關性越大，代表性別很有可能影響治療成功與否，產生辛普森矛盾。其數學公式可以呈現如下：

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如何解決辛普森矛盾

因果關係中，X會導致Y，但Z會影響X和Y的因果關係，此時要如何消除Z所帶來的影響？有兩種數學模式常用來解決此類問題，其一是隨機分派試驗（randomized clinical trial），另一種則是以迴歸模式（ i d l）來校正辛普森矛盾則是以迴歸模式（regression model）來校正辛普森矛盾。辛普森矛盾在流行病學中又稱為干擾因子，線性（linear）或是邏輯斯迴歸（logistic regression）常用來排除干擾因子所帶來的假性相關。舉例來說，研究發炎指標C-Reactive protein是否能用來偵測冠狀動脈心臟病（coronary heart disease）的發生，一開始只將性別、年齡等干擾因子加入邏輯斯迴歸時，還可以看到發炎只將性別 年齡等干擾因子加入邏輯斯迴歸時 還可以看到發炎指標C-Reactive protein偵測冠狀動脈心臟病的效果極佳，但隨著迴歸模式中加入的干擾因子越多，C-Reactive protein的偵測力就越來越差了。若是沒有校正這些干擾因子所產生的假性相關，就會誤以為C-Reactive protein偵測冠狀動脈心臟病的效果很好。

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辛普森矛盾與諾貝爾獎之迷思

90年代以後，劍橋大學獲得諾貝爾獎的比例逐漸減少。劍橋大學研究後發現，隨著研究單位數目越多時，得到諾貝爾獎的比例就越少，這也是辛普森矛盾之適例。若將研究單位分成理論型研究所以及應用型研究所，並分析研究所單位數目和得到諾貝爾獎的比例時，仍舊是呈現正相關。

以上的現象又可稱為生態謬誤（ecological fallacy），也就是以群體分析的資料結果來對個別情況進行推論時所產生的錯誤 相以群體分析的資料結果來對個別情況進行推論時所產生的錯誤。相反地，若是以個別資料分析的結果去推論群體情況所產生的錯誤，就稱為原子謬誤（atomistic fallacy）。而以上兩種謬誤皆會使我們做出錯誤的決策。

辛普森矛盾的問題辛普森矛盾的問題

辛普森矛盾的假設本身也有缺陷。辛普森矛盾假設所有事件都是對稱的，事實上並非如此。在同一層分析中，也有可能同時存在正相關和負相關兩種事件，而這種同時存在正相關和負相關的情況，又稱作修飾作用（effect modification）。故考慮辛普森矛盾時，應注意有修飾作用存在的可能應注意有修飾作用存在的可能。此外，先前提到辛普森矛盾會產生兩種情況，其一是生態謬誤，另一種則是原子謬誤，而身為研究者的我們，如何知道何者才是正確的？簡而言之，究竟要以分層以後的結果來做決策，還是以未分層之前的結果來做決策？陳教授指出，這必須根據研究的內容的因果關係來決定。關係來決定。

舉例來說，有三個研究變項，分別為性別、治療以及治療後是否會好轉三，計算之後發現可能的因果關係組合共有六種，究竟哪一種組合才是正確的？陳教授指出貝氏網路分析可用來尋找 有可能的因果關係組合。

此外，陳教授團隊發展出一種特殊的辛普森矛盾，稱之為局

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此外 授 展 種特殊 辛 森 稱 局部的辛普森矛盾（Partial Simpson’s paradox）。由於真實的世界中，結果的發生常常不是全有全無，一件事情發生，並不一定會導致某種結果。陳教授以國內的臨床資料配合數學模式證明了這種現象確實存在。

辛普森矛盾和時間因子

辛普森矛盾也和時間有關，如何校正時間所帶來的干擾，需要藉運Cox model。陳教授提到，前衛生署長涂醒哲教授的專長是雞尾酒療法，某日涂教授提到，臨床上的觀察發現，使用雞尾酒療法僅對20%的愛滋病患有效，但國家研究報告卻發現，雞尾酒療法能降低80%以上的死亡率，與臨床觀察差距過大。陳教授指出，這是典型的療效評估選擇偏差，類似辛普森矛盾現象，但並非完全相同。我國從1996年開始使用雞尾酒療法，有些病患等不到雞尾酒療法出現就已經病逝 故能夠接受雞尾酒療法的病患不到雞尾酒療法出現就已經病逝，故能夠接受雞尾酒療法的病患至少活到1996年。若是進行雞尾酒療效評估時，沒有將先前的時間因素考慮進去，就會發生高估療效的情況。此時以時間相依之Cox model進行分析，就可以解決這樣的問題。

貝氏哲學貝氏哲學

一件事情的發生，會影響後面事情發生的機率，這是條件機率的概念，也是貝氏數學的精神所在。貝氏哲學也不斷在生活中印證，回到陳教授先前提到的諾貝爾獎例子，當一個地方有多位諾貝爾獎得主時，之後進來就讀的學生，得到諾貝爾獎的機率也諾貝爾獎得主時，之後進來就讀的學生，得到諾貝爾獎的機率也會較高，這是因為指導學生的老師，許多都是諾貝爾獎得主，研究視野和深度也有所不同。

後陳教授仍再三提醒，統計和數學可以解決辛普森矛盾，但無法釐清因果關係，仍需要配合其他的專業知識和研究資料才能做決策。而療效評估的部份要考慮選擇偏差的問題，可用時間相依之數學模式解決，避免決策錯誤。臨床決策的推理可能會因為事前的情境不同而有不同的結論，貝氏數學可以用來解決此方面的問題。

問題與討論時，陳教授和楊教授特別提到，他們不認為自己這 代能有機會獲得諾貝爾獎 但相信下 代能夠達成他們的

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己這一代能有機會獲得諾貝爾獎，但相信下一代能夠達成他們的期望，藉此勉勵在座的年輕學子。

責任編輯：Vita Chen

【人物專訪】陳秀熙教授

數學偵探的研究信仰http://case.ntu.edu.tw/blog/?p=15326#more-15326

科學教育發展中心

採訪／撰文│林俞佐攝影│黃道佐

科學教育發展中

在陽光和煦的上班日下午，行人三五成群的走過位於臺大醫院旁徐州路上的公共衛生學院廣場。這樣的午後，很適合就著蓊鬱扶疏的樹蔭下與朋友們來場知識對談，交流彼此的研究

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著蓊鬱扶疏的樹蔭下與朋友們來場知識對談，交流彼此的研究心得與感受。在我們敲門拜訪時，陳秀熙教授正與指導學生們討論實驗的狀況，學生們都不吝於發言，就像與朋友對談一般。延續輕鬆對談的氛圍，我們的訪談就此展開。

此次訪談的對象是任教於臺大公共衛生學院流行病學與預防醫學研究所的陳秀熙教授，專長除了生物統計，也致力於研究為大眾服務的流行病學與預防醫學，因此曾在探索第八期分享過《當生物遇見數學》的陳教授，也會在11/23，用另一種角度、另一種方式演講《醫學中的數學偵探》，讓大家更了解彼此周遭的醫學生活問題。老師就把我們當成偵探一樣，稍稍透露了些演講的內容，伴著老師明朗的笑容與話語，來看看拿著數學的放大鏡可以看到醫學的什麼蛛絲馬跡吧！

諾貝爾獎桂冠上的觀察諾貝爾獎桂冠上的觀察

上個月剛揭曉的諾貝爾化學獎，得主之一的李維特博士(Michael Levitt)曾在劍橋大學的分子生物實驗室(Laboratory ofMolecular Biology，簡稱LMB)修習研究過。陳秀熙老師也曾在1992年至1996年間在劍橋大學攻讀博士，對於求學期間的劍橋大學，對於這個盛產傑出學者與諾貝爾獎得主的大學城，陳老師與我們分享自己的觀察。劍橋大學在80~90年代開始轉變，學校開始設立所謂實務、應用科學方面的研究所。外界質疑，是不是這樣的舉措讓近年來劍橋的諾貝爾得獎數開始下滑？陳老師在訪談一開始就試著提問，考驗我們對諾貝爾獎桂冠榮耀的觀察力觀察力。

在約80年代之前，劍橋大學有所謂兩個特別會出產諾貝爾獎 得 主 的 實 驗 室 ， 分 別 是 卡 文 迪 西 實 驗 室 (CavendishLaboratory )與上述的分子生物學實驗室(LMB)，各代表著物理與化學領域的無上榮耀，能進入這兩個實驗室學習就是對學術與化學領域的無上榮耀 能進入這兩個實驗室學習就是對學術研究者莫大的肯定。陳老師提及：「在80年代，劍橋大學的研究是很新穎的，任何你找不到的東西、 新的研究都可以在這裡找到。」包括對南極、北極的探勘紀錄，劍橋大學就是當時學術研究先鋒的代名詞。而仔細觀察Cavendish與LMB代表的物理、化學基礎理論研究，在90年代之後較不受諾貝爾獎青睞，

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同時期劍橋的學術風格開始轉變拓寬，開始設立管理、公共衛生等應用科學研究所。在拿起數學放大鏡檢視之前，陳老師提到自己的觀察並說：「其實這樣類似的問題在我們生活中很多，尤其在媒體、新聞上。」

陳秀熙老師說的問題即是─「錯誤歸因」，很可能我們會將事物表面的特徵與另一個淺顯的理由連結在一起。這樣的行為在科學上的風險是很大的，但是在日常生活中卻會忽略這樣可能的「謬誤」。在諾貝爾獎得獎數與劍橋大學開始研究實務、應用科謬誤」 在諾貝爾獎得獎數與劍橋大學開始研究實務 應用科學的轉變上，我們會很直接的聯想到同一間大學資源分配上的稀釋效應，這樣想並沒有錯。可陳老師也說到：「那時候開始，諾貝爾獎本身的評獎風格在變化，整個時代背景都在變啊。」提醒讀者們觀察，近年來諾貝爾獎的得獎人已經有「共享榮耀」的趨勢，今年的醫學、物理、化學、經濟獎都是多人同時獲獎。此舉也是鼓勵學術研究不論理論與實務學派之分 期許學術社群摒棄也是鼓勵學術研究不論理論與實務學派之分，期許學術社群摒棄門戶之見合作，即使諾貝爾獎誕生之初確實是理論科學茁壯的時期，部分人們認為諾貝爾獎應該用來鼓勵科學之母的理論科學。知名的物理學家史蒂芬‧霍金(Stephen Hawking)在劍橋大學求學過，也長年在這裡進行研究，至今仍未獲諾貝爾獎的肯定。陳老師說：「外界太過於重視諾貝爾獎表面的光環，該重視的是根本，師說： 外界太過於重視諾貝爾獎表面的光環，該重視的是根本，每個研究的內涵。」意即並非是獲得諾貝爾獎的研究才有意義，不應單純用諾貝爾獎獲獎數量來衡量大學的價值。而且在90年代同時，英國彼端的矽谷正極速發展高科技產業，在自由資本主義的發展下，很多劍橋實驗室裡的專家翹楚藉此轉換舞台，也是人才競奪激烈的時代。才競奪激烈的時代

數學偵探眼中的第三因素

在諾貝爾獎與劍橋大學的例子中，我們可以看到劍橋本身的學術風格擴展不能只視為單一因素，背後還有諾貝爾本身的評獎學術風格擴展不能只視為單 因素 背後還有諾貝爾本身的評獎變化、時代背景，以及研究人才的遷移。陳老師提醒我們在生活中避免錯誤歸因、猛然評斷是第一步，另外也要培養觀察到「第三因素」的觀察力。陳老師舉了80年代有名的咖啡與膀胱癌研究為例，研究之初發現了慣喝咖啡者其得膀胱癌的比率比起一般人為高，似乎說明了「喝咖啡=得膀胱癌」這樣的因果關係。「後來才找到 原來喝咖啡者通常也習慣抽菸 香菸的尼古丁 焦油

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來才找到，原來喝咖啡者通常也習慣抽菸，香菸的尼古丁、焦油才是真正的因素。」這樣類似的情境就是辛普森矛盾(Simpson Paradox)，不同條件下的數據並不能單純地合併討論。

而 近的新聞，提到台大醫院裡醫護人員的癌症盛行率比起一般人高，也是這樣的原理。一般認為，醫院的醫生與護士擁有比較豐富的醫學知識與資源，因此癌症的發生率應該要比起一般人低才對。這樣的想法漏掉了什麼脈絡呢？陳老師將會在11/23的演講與大家分享更多。

用放大鏡來看「好的開始」用放大鏡來看 好的開始」

耳熟能詳的諺語：「早起的鳥兒有蟲吃」、「好的開始是成功的一半」提醒人們掌握一天起始的重要性。除此之外，還有沒有什麼其他意涵呢？再用到劍橋大學，以及同在英國的優秀大學：愛丁堡大學為例。人們會問，為什麼愛丁堡大學的諾

有 麼多貝爾大師，或是學術研究比起劍橋的發展沒有那麼多以及深入呢？「因為劍橋大學的創立發跡早，很多1980年代劍橋引進的研究儀器，到1990年代愛丁堡大學才有機會引進。」說明先奠立基礎的競爭者，在後續的發展上會比較容易。再提到人才的影響，假設因為劍橋比起愛丁堡先誕生了一位諾貝爾得主，並順利請聘任教，往後諾貝爾獎得主的經驗就可以在劍橋複製與順利請聘任教，往後諾貝爾獎得主的經驗就可以在劍橋複製與傳承。因此就同樣資質的學生來看，到劍橋大學就讀確實有較高的機率讓學生也成為諾貝爾得主。

與此相同原理的醫學檢驗例子，某公司的經理可能會有疑問，為什麼我們公司研發的工具檢測疾病的能力都一樣，卻在問 為什麼我們公司研發的 具檢測疾病的能力都 樣 卻在不同地區偵測出不同的疾病機率？這是因為工具施測地區本身的疾病盛行率就不一樣了。再往外衍伸，「研究物理、化學的學者似乎比較容易得到諾貝爾獎？」，這些現象都可以用「貝氏數學」的原理來解釋，說明一個奠基者、或是事物背景的影響攸關重大。

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萬物皆我師的研究信仰

陳秀熙老師目前主要從事的研究，是「個人健康風險管理」。這樣的研究橫跨基礎到應用，重視科際間縱向、橫向的連結，針對疾病的生物因子、環境因子並排除干擾因素，判斷、考慮個人罹患各種疾病的風險。「我們要作的，就是一種環境醫學，是在電腦模擬下之情況分析。今年的諾貝爾化學獎就是電腦模擬下的化學反應。」再進一步說明就是，陳老師是替政府做決策管理，讓國家資源在有限的情況之下作 大的發揮。「每個人罹病風險高低不同 我們要投入的預防預算就不同「每個人罹病風險高低不同，我們要投入的預防預算就不同。」就是因為陳老師的研究必須橫跨不同專業學科，也有所感的跟我們說：「理論與應用科學沒有誰比較不重要的問題。」應該要更重視彼此間的合作、甚至競合。我們要深入了解諾貝爾獎背後得獎的脈絡與原因，不可端看事物的表面驟下定論。就如同陳老師在訪談 後與我們分享他平日的興趣，「我平常喜歡同陳老師在訪談 後與我們分享他平日的興趣 我平常喜歡研究宗教，用科學角度來解讀佛經、聖經、可蘭經。」可以感受到一個身為學者的風範，宗教、萬物都是偵探們樂此不疲的

佳讀物！

參考資料：

《如何創造偉大的實驗室》劍橋大學分子生物實驗室(Laboratory of Molecular Biology) 簡介

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