分子流行病学-上传完整版本.ppt

1 分子流行病学 MolecularEpidemiology 杨燕萍Email yanpingyang 2012 11 8 上海中医药大学研究生课程 2 人类基因组计划 HumanGenomeProject 人类基因组单体型图计划 HapMapProject MedicalPractice 医疗实践 Etiology 病因学 Diagnosis 诊断 treatment 治疗 prevention 预防 Genediscovery Characterization 基因发现和鉴定 SNPs 单核苷酸多态性 Haplotypes 单体型 分子流行病学 疾病的 冰山现象 健康者 海平面 亚临床者 患者 健康疾病 主观感觉 客观指标 健康指标 疾病指标 模式I暴露因素 健康态 潜在疾病态 临界疾病态 亚临床态 临床态 机体易感性因素 模式II 亚健康态 潜在疾病态 健康态 临床态 亚临床态 临界疾病态 健康 疾病连续带示意图 5 5 内容 6 分子流行病学概况 7 一 分子流行病学概念 二 分子流行病学产生背景 8 一 分子流行病学概念 分子流行病学是应用先进的技术测量人群中疾病 健康状态相关生物标志的分布及其影响因素医学相关生物群体特征及其与人类疾病 健康的关系从分子或基因水平阐明疾病的病因及其相关的致病过程制定防治疾病 促进健康的策略与措施 9 二 分子流行病学的产生背景 疾病预防控制中遇到新问题 需要有新的解决方法分子生物学的快速发展 10 1 天花2 鼠疫3 霍乱4 麻疹 11 天花主要通过空气传染自然感染的器官是肺部表现为严重的病毒血症及接连出现的各阶段皮疹症状为高烧和剧痛 皮疹最后以脓泡 脱痂及瘢痕形成为特征 天花 12 一 拥有破坏疾病传播的有效手段 其中最理想的是廉价有效的疫苗二 拥有容易使用的诊断工具 这些诊断工具的灵敏度和针对性要足以判断出导致疾病传播的感染程度三 破坏病原体的传播链 感染人类是病原体生命周期的关键环节 如果控制了人类感染 病原体的传播链也就破坏了 完全消灭一种传染病必须全部达到三个标准 13 是由脊髓灰质炎病毒引起 人是唯一宿主病毒通常经口鼻传播 并感染脊髓神经 数日间可引起手脚麻痹 以致残废 严重者可致死亡多见于5岁以下儿童 故又名小儿麻痹症全世界每年约有10万例麻痹型病例发生 死亡1万例 脊髓灰质炎 14 我国政府承诺到2012年实现全国消除麻疹的目标 由麻疹病毒感染引起的急性呼吸道传染病麻疹的传染性极强 人类为唯一的自然宿主 人群普遍易感 麻疹 霍乱 出现时间18世纪 传播动物 鸡 最早说的鸡瘟也就是鸡霍乱 死亡率30 100 图为一护士在处理死于霍乱的儿童 鼠疫 黑死病 出现时间公元6世纪 传播动物 鼠 由鼠的寄生虫跳蚤传播给人 死亡率30 100 图为耶尔森发现鼠疫杆菌 疯牛病 出现时间1985年 传播动物 牛 人消化道是主要传染途径 死亡率100 疾病预防控制中遇到新问题 传染性疾病预防控制 新传染病不断出现 旧传染病死灰复燃 病原体变异抗生素与耐药新发现传染病 人群易感性遗传和环境不同导致易感性差异 传统流行病学无法有效测量 寻找慢性非传染性疾病的病因暴露 危险因素 发病 死亡 关系 实验医学病因假设和防治措施的人群检验 流行性感冒 出现时间 1918年 1919年通过咳嗽和喷嚏传染是一种致命的疾病 流感的启示 问题 1 为什么每一次大流行的流感病毒的类型都不一样 2 为什么如此猖狂和恐怖的流感病毒不能像天花病毒一样被 消灭 为什么不能通过接种疫苗进行有效的预防 22 血凝素 HA 神经氨酸酶 NA 流感病毒三维结构的计算机模拟 23 获得性免疫缺陷综合征 爱滋病 人类免疫缺陷病毒 HIV 一种慢病毒 反转录病毒家族成员之一 感染引起传播途径注射吸毒占40 8 采供血占23 0性传播占9 0 途径不详者占23 4 人类免疫缺陷病毒 HIV 靶向破坏Th细胞 尤其是CD4 T细胞直接杀伤被感染的CD4 TT细胞加速被感染CD4 T细胞发生凋亡CD8细胞毒性淋巴细胞杀伤被感染的CD4 T细胞免疫系统进行性衰竭 导致致命性机会感染 肿瘤发生 肺结核 在旧中国 结核病肆虐流行 有 十痨九死 的说法由结核杆菌是通过肺结核病人打喷嚏或咳嗽等呼吸道途径传播 结核杆菌 25 非典型性肺炎 SARS冠状病毒 2002年11月我国广东顺德爆发严重的呼吸道传染病迅速向香港和我国内地蔓延目前已波及全球30多个国家和地区被称为21世纪人类遭受的第一场瘟疫目前认为果子狸为本次SARS发病的元凶 SevereAcuteRespiratorySyndrome SARS 27 获得性免疫缺陷综合征 爱滋病 1981年 美国发现了世界第一例艾滋病患者1985年 中国首次报告艾滋病病例为了解开HIV病毒起源谜团 科学家们共采取1300多个野生黑猩猩的新鲜粪便样本 通过基因型分析 在首个艾滋病例出现25年后 证实导致艾滋病的HIV病毒事实上起源于喀麦隆的黑猩猩 目前全世界有3400万名艾滋病病毒感染者每年近200万人因艾滋病死亡我国卫生部统计数字表明 截至今年9月底 累计报告的艾滋病感染者和病人为42 9万例 加上未发现 未报告的病例 总数估计可达78万例发现的感染者只是实际50 28 为何会有新的传染病不断出现 问题 29 有的人吸烟喝酒却长寿 也有人自幼就病痛缠身 同一种治疗肿瘤的药物对一些人非常有效 对另一些人则完全无效 30 答案是他们基因组中存在差异这种差异很多表现为单个碱基上的变异 也就是单核苷酸的多态性 SingleNucleotidePolymorphisms SNP 31 在基因组上单个核苷酸的变异 包括置换 颠换 缺失和插入SNP在CG序列上出现最为频繁 而且多是C转换为T 原因是CG中的C常为甲基化的 自发地脱氨后即成为胸腺嘧啶一般而言 SNP是指变异频率大于1 的单核苷酸变异 SNP成为第三代遗传标志 人体许多表型差异 对药物或疾病的易感性等等都可能与SNP有关 单核苷酸多态性 Singlenucleotidepolymorphism SNP DNAmolecule1differsfromDNAmolecule2atasinglebase pairlocation aC Tpolymorphism 人类基因组计划 HGP 基因组多态性数据库 SNPs HumanGenomeProject Biology Response Disease Prevention Collinsetal Nature 2003 人类基因组计划 单核苷酸多态与人类个体差异 单核苷酸多态与个体疾病易感性差异 Cancer Exposure Cancer free CIRby70yrsM 15 9 F 9 5 Peto BMJ 2000 Geneticsusceptibility Screening prevention 研究问题1 Whyonly 20 smokersdeveloplungcancer SNPs NSCLC Noresponse Response Chemotherapy SNPs Chemosensitivity SNPs 研究问题2 Whysomelungcancerpatientshavenoresponsetochemotherapy 基因检测 危险度评价 从科学研究 临床实践 41 慢性非传染病 42 基因 环境交互作用 研究环境应答基因的遗传多态性与环境因素暴露水平在疾病发生中的交互作用分析不同个体的基因多态性对特定环境暴露因素敏感度的显著差异阐明疾病的病因及可能机制 43 风险预测 发生和预后 生物标志物的筛选 慢性非传染病的早诊早治对提高患者生存质量和降低死亡率具有积极作用某些生物标志物能在临床症状出现前的相当长时间表现为阳性 是十分有价值的高危人群筛查和早期诊断措施还有些生物标志物可预测疾病的转归这些生物标志物的筛选对疾病的预防和治疗均有一定的参考价值 44 个性化预防 由于遗传背景的差异 一些个体对环境危险或保护因素比较敏感针对各种易感人群分别采用相应的干预措施有助于提高干预的效果和效益开展个性化预防并进行效果评估是分子流行病学研究的最终目标之一 45 理论的突破DNA双螺旋结构遗传中心法则遗传密码子RNA逆转录限制性内切酶DNA聚合酶DNA连结酶染色体外遗传物质等等 技术的创新基因克隆凝胶电泳技术测序 DNA 蛋白质 分子杂交色谱技术计算机应用各种组学 代谢 基因 蛋白质 各种芯片 基因 表达谱 液相 非编码RNA 等等 分子生物学的快速发展 分子流行病学的特征 群体分布生物标志 48 分子流行病学研究内容 分子流行病学主要研究内容 生物标志 测量指标 的研究暴露测量及其与疾病的关系效应测量及其与疾病的关系易感性测量及其与疾病的关系疾病防治措施的研究和效果评价 50 生物的生命现象极其复杂 任何生命现象都具有物质基础 所以生物标志的范围非常广泛 包括细胞的 生化的 分子生物学的 免疫学的 遗传的 甚或生理功能的等等目前来说 分子流行病学中应用的生物标志主要是指代表生物结构和功能的可识别的 可检测 大分子物质 DNA RNA 蛋白质等 即分子生物标志 molecularbiomarker 所谓医学相关生物标志 medicine relatedbiomarker 是指与疾病或健康状态相关的生物标志 这些生物标志就构成了流行病学测量的因变量和自变量 它们可以是数值的 也可以是分类的 一 生物标志 biologicalmarker biomarker 51 生物标志的特性 分子特性化学结构 组成 物理特性和稳定性等时相特性即生物标志在不同HDC阶段的表现和意义个体内变异生物标本采集时间 部位等不同造成个体间变异不同生物个体的检测结果不相同群体间变异不同生物群体的检测结果不相同储存变异生物标志的生物特性 储存条件 储存时间等都会影响其检测结果 52 生物标志的分类 暴露生物标志 exposurebiomarker 效应生物标志 effectbiomarker 易感性生物标志 susceptibilitybiomarker 与疾病或健康状态有关的暴露因素的生物标志外暴露标志内暴露标志 暴露生物标志 54 外暴露标志 是指暴露因素进入机体之前的标志和剂量主要指环境因素暴露 包括生物性因素和非生物性因素生物性因素生物性病原因子 如病毒 细菌 生物毒素等 的鉴定病原生物进化变异规律 进化树 非生物因素暴露吸烟烟雾环境化学污染物 55 指暴露因素进入机体之后的标志对生物性病原因子 可以是生物病原因子本身 其代谢产物或与宿主体内生物大分子结合产物 像病毒整合基因 生物毒素 DNA加合物等对非生物性病原因子 可以是体内转运分子 代谢产物或与宿主靶体结合物等对传染性疾病 感染状况 抗原抗体检测 病原体基因监测对慢性非传染性疾病 内暴露剂量 生物效应剂量 内暴露标志 内暴露剂量测定 吸烟 血或尿中的烟草代谢产物可替宁浓度 Cotinine 多环芳烃 尿中的1 羟基芘水平饮食暴露 黄曲霉毒素B1 AFB1 和尿中N 亚硝基化合物 N nitrosocompounds 的浓度 血液中营养素水平工作暴露和环境污染 血清或脂肪组织中的杀虫剂DDT dichloro diphenyl trichloroethane 多氯联苯PCBs polychlorinatedbiphenyl 二氧杂芑 Dioxins 环氧化物含量吸烟和环境污染 尿中的致突变因子 mutagenicity 的测定 包括对化学毒物 饮食中的营养素和可能致癌剂以及微生物感染 例如 体内剂量标志 可替咛 Cotinine 香烟中的尼古丁 体液 铅 环境中的铅 体液和组织 发 指甲 牙齿 二氯二苯二氯乙烯 二氯二苯三氯乙烷 脂肪组织 黄曲霉素 食物原料 体液 生物有效暴露剂量 测定致癌物的生物有效暴露剂量检测与靶组织细胞内DNA或蛋白质相互作用的致癌物或其反应产物的含量测定能代表靶器官和组织的生物有效剂量的血液蛋白质加合物的浓度 指经吸收 代谢 转运最终达到组织 器官 细胞 亚细胞或分子等靶部位或替代性靶部位的污染物量如致癌物或其活化的产物与DNA或血红蛋白形成的加合物的含量生物有效剂量直接与产生的有害效应相关 效应生物标志 指宿主暴露后产生功能性或结构性变化的生物标志分类 早期生物效应标志 earlybiologicaleffectmarker EBEM 结构和功能改变标志 alteredstructureandfunctionmarker ASFM 病理标志 pathologicalmarker PM 临床疾病标志 clinicaldiseasemarker CDM 健康状态标志 healthconditionmarker HCM 效应生物标志 传染病酶学的改变 血液生化 免疫 指标的变化 病原体基因的整合等慢性非传染性疾病 危险性预测 主要是基因毒性标志物 包括癌基因激活 点突变和染色体异常等基因表达异常和代谢异常等基因突变或染色体畸变等 效应生物标志 62 易感性标志 指在暴露因素作用下 宿主对疾病发生 发展易感程度的生物标志遗传性疾病如 遗传性非息肉病性结直肠癌 HNPCC 慢性非传染病DNA修复通路 肺癌 肠癌 代谢酶系统 膀胱癌 传染病免疫系统 HLA 炎症通路 宿主易感性标志 非传染病 传染病慢性丙肝病人中 HLA B44出现频率高达30 以上对白喉毒素敏感的基因定位在5号染色体长臂对脊髓灰质炎病毒敏感性基因定位在19号染色体长臂 非传染病 64 具有较好的特异性和稳定性研究目的候选生物标志的意义检测方法的有效性具有较高的灵敏度 特异度高快速 简便 生物标志的筛选 65 常用的生物标志 传染病研究常用的生物标志 66 慢性非传染性疾病研究常用的生物标志 67 二 暴露测量 检测鉴定生物性病原因子流感嗜血杆菌研究病原生物进化变异规律o157大肠杆菌确定传播途径S munchen菌感染测量非生物性因素暴露吸烟烟雾 指环境因素暴露 分为生物性因素和非生物性因素作为分子流行病学测量的生物标志一般是生物性病原因子 如病原生物 生物毒素等 外暴露研究 68 内暴露研究传染性疾病 人体感染状况 追踪传染源 慢性非传染病 内暴露水平 生物作用水平 69 三 效应测量 传染病慢性非传染病健康状态 免疫效应病理性效应 基因表达和代谢异常基因突变或染色体畸变 70 四 易感性测量 遗传性疾病应用分子流行病学方法很快确定了Huntington病HD基因紧密连锁遗传位点D4S10及其DNA标志慢性非传染病载脂蛋白E apoE 不同基因型在动脉粥样硬化和冠心病发病中易感性不同参与亚硝胺代谢的细胞色素P450 CYPs 基因族中的CYP2E1启动子区RsaI识别的SNP与食管癌发病风险增高有关传染病不同基因特征的人群对HIV的易感性差异很大慢性丙肝病人中 HLA B44出现频率高达30 以上对白喉毒素敏感的基因定位在5号染色体长臂 而对脊髓灰质炎病毒敏感性基因定位在19号染色体长臂 71 传染病防治慢性非传染病防治效果控制 五 疾病防治措施的研究和效果评价 72 传染病防治疫苗预防效果 效力 疫苗的逃逸株研究疫苗预防效果 与疫苗无应答的关系疫苗株引起的感染 安全性 新疫苗的研制 核酸疫苗免疫预防制剂的研究 五 疾病防治措施的研究和效果评价 73 免疫预防制剂的种类 一 疫苗灭活疫苗 减毒活疫苗 组分疫苗 亚单位 基因工程疫苗 合成疫苗共五类 二 血清 此类免疫制剂属特异性免疫球蛋白 具有抗体属性 输入机体使之产生被动免疫力 达到治疗或治疗疾病的目的 1 抗毒素如白喉 破伤风抗毒素 2 抗血清如抗炭疽 抗蛇毒 抗狂犬病血清等 3 特异性免疫球蛋白如人血破伤风免疫球蛋白 乙肝 狂犬免疫球蛋白 74 慢性非传染病防治效果控制非传染病的防治异硫氰酸盐能组断环境致癌因素的活化 一些蔬菜特别是十字花科蔬菜富含异硫氰酸盐的前身物 当蔬菜摄入量从每天100g增加到500g时 肺癌的危险性约降低60 治疗效果评价从分子水平研究药物治疗后体内某些指标的变化情况疾病预后的评价胃癌病人P27KIPI基因 TGFBRI基因表达与生存率的关系 结果发现 癌组织内上述基因高表达组手术后3年和5年生存率均高于低表达组或阴性组 75 分子流行病学研究方法 76 测量指标标本采集现场调查研究方法实验室检测技术研究设计资料分析 研究方法 77 选择测量指标的原则 生物标志应特异 稳定标本采集 储存方便检测方法比较简单 实用 而且操作规范 便于与同类研究结果比较检测方法灵敏度和特异度高 78 测量指标 暴露指标效应指标易感性指标 79 暴露指标最好能代表接触剂量或生物作用剂量 80 效应指标一般以最早期生物效应标志作为探索暴露因素的致病作用或干预措施的短期效果评价指标 如抗体产生 代谢异常 基因表达异常等选择结构和功能改变作为确定暴露的致病作用和早期诊断 早期预防的指标临床诊断标志作为干预措施长期效果评价或预后的指标 81 一般选择抗体水平作为传染病易感性指标易感基因及其表达产物等作为心脑血管病 恶性肿瘤 糖尿病 遗传病等慢性非传染病的易感性标志 易感性指标 82 标本采集 生物标本一般包括病原的和人体的生物标本常用的有 微生物标本 血液 血清 标本 组织标本 其他生物标本 如唾液 胃液 尿液 精液 头发 媒介生物等 生物标本库通常将储存有一种类型或多种类型生物标本并能保持它们的生物活性以供研究之用的系统称为生物标本库 biologicalspecimenbank BSB 如血清库 组织库 病原生物库等 83 生物标本采集和储存是分子流行病学研究成功的关键要求在采集和储存过程中不能受到 污染 储存的生物标本在任何时候进行检测都可以获得一致的结果所有的生物标本都应有详细的背景材料和鉴别标识 84 现场调查研究方法 一般需要的样本量相对较小不宜作大规模现场调查研究分子流行病学在横断面研究中多是小样本抽样调查在分析性研究中多为病例对照研究 队列与病例对照结合的巢式病例对照研究 病例 病例研究等在实验性研究也多采用小样本随机对照试验 85 分子流行病学常用实验室检测技术 核酸技术 DNA RNA 核酸体外扩增 PCR 核酸电泳图谱核酸酶切电泳图谱 RFLP 聚合酶链式反应 限制性片段长度多态 PCR RFLP 扩增片断长度多态性 AFLP 核酸分子杂交有原位杂交 斑点杂交 转印杂交 包括Southernblot检测DNA和Northernblot检测RNA 等核酸序列分析蛋白质技术SDS PAGE聚丙烯凝胶电泳 Native凝胶电泳 蛋白质转印杂交 Westernblot 色谱分析 蛋白质测序等 酶学技术包括定性和定量检测 要求一定的条件多位点酶电泳 multilocusenzymeelectrophoresis MEE 法免疫学技术 酶联免疫吸附试验 ELISA 荧光免疫试验 FIA 放射免疫试验 RIA 免疫细胞化学检测 ICC 等色谱 质谱 技术 高效液相色谱技术HPLC 液相蛋白色谱技术 FPLC 等 86 PCR RFLPPCR SSCP PCR basedresequencingReal timePCRMatrix assistedlaserdesorption ionizationtime of flight MALDI massspectrometryDynamicallele specifichybridization DASH DNA chipanalysisDHPLC 单核苷酸多态性 SNP 检测技术 87 illumina高通量基因分型平台 88 SNPstream基因分型系统 AutomatedLiquidHandlerSpectroPREPTM NanoliterDispenserSpectroJETTM MALDI TOFMassSpectrometerSpectroREADERTM AutomatedAnalysisSpectroTYPERTM MiniaturizedBiochipSpectroCHIPTM MassARRAYIntegratedComponents 核酸分子杂交 91 蛋白质检测鉴定系统 SDS PAGE 92 酶联免疫吸附试验 ELISA 高效液相色谱 HPLC LC MS MS AccessibleGenomeandGeneticVariationdatabase AffordableHigh throughputPlatformService 95 研究设计要点 研究目的充分考虑创新性 实用性 可行性测量指标生物标志是否特异 稳定 标本采集是否方便 是否有灵敏而特异的检测方法测量方法简便 成熟 灵敏度和特异度高调查方法与样本样本有代表性 适量结果与分析设计中要预测研究结果 并根据选择的测量指标和测量方法确定资料分析方法质量控制注重现场质量控制的同时 特别重视实验室的质量控制注意事项预实验 96 资料分析 传统流行病学分析生物标志发生率 检出率血清流行病学分析抗体的几何平均滴度 阳转率 感染率遗传多态性分析等位基因频率 遗传多态度 杂合度等遗传关系分析基因型 克隆 克隆群 97 基因型 genotype 具有相同遗传结构的一类生物体克隆 clone 广义许多生物特征 表型或基因型 相同的生物体 虽然分离来源 地区 时间可能不同 但它们的这些特征几乎只能解释为共同来源 则这些生物体称为一个克隆狭义一个生物体的无性繁殖群体 称为一个克隆克隆群 clonecluster 遗传关系非常紧密的多个生物克隆 可以划分为一个克隆群 98 99 研究题目 生活在某工业区环境中的人群是否受到环境中芳香族化合物 煤焦油 的危害测量指标 DNA加合物 淋巴细胞DNA 介质 测量方法 采集血液淋巴细胞 应用荧光检测竞争ELISA法和32P后标记技术检测DNA加合物研究设计 采用横断面分析研究 选择煤焦油作业工人为暴露组 当地城市居民和近郊农民分别为对照组排除年龄 吸烟 其他职业暴露等因素的影响比较3组DNA加合物水平 实例一 100 结果分析 结果 DNA加合物水平当地城市居民 19例 煤焦油作业工人 63例 近郊农民 15例 1 2或者1 3的煤焦油作业工人 63例 结论 环境中芳香族化合物暴露可导致体内DNA加合物水平升高质量控制 每份标本都同时在2个不同实验室进行检测结果具有很好的一致性 r 0 66 p 0 01 101 实例二研究目的 追踪HIV传染源测量标志 HIV 外周血单核细胞 介质 测量方法 PCR和核酸测序研究设计 采用横断面调查 1名牙科医生 HIV携带者 可疑传染源 7名HIV感染者 都曾接受该牙医的治疗 35名当地与牙医无关的HIV感染者 比较这些HIV毒株之间的关系结果分析 结果 牙医的HIV株与其曾治疗的5名病人的HIV株具有克隆关系 而与其他毒株遗传关系较远结论 牙医是其曾治疗的5名病人的HIV的传染源 102 谁主张 谁举证 103 大肠埃希菌 限制性核酸内切酶 限制性核酸内切酶 分子流行病学方法进行细菌同源性分析基本原理 一 酶切产物 酶切产物 104 大肠埃希菌 PCR PCR 分子流行病学方法进行细菌同源性分析基本原理 二 PCR产物 PCR产物 105 分子流行病学的发展和应用 106 分子流行病学的发展趋势 研究内容更加丰富传染病 慢性非传染病 健康状态研究手段越来越多 技术越来越成熟主要是分子生物学方法和技术应用范围不断扩大流行病学 预防医学 基础医学 生物学 遗传学 环境科学和人类学等病因 危险度评估 早期诊断 个体化治疗 107 分子流行病学的应用前景 传染病预防控制慢性非传染病预防控制健康状态研究 108 传染病预防控制 病原体研究人群感染和传染源研究传播途径研究人群易性研究疫苗及免疫预防制剂的研究防治对策和措施研究及其效果评价 109 慢性非传染病预防控制 暴露测量更加科学 准确 如将暴露测量分为外暴露 内暴露 生物作用剂量等细微效应可以察觉 可以测定健康疾病连续带不同阶段的效应指标易感性研究 深入到基因和分子水平防治措施效果评价更加有效 110 健康状态研究 重视以生物标志为基础的健康状态分布及其影响因素研究健康相关生物标志精确测量 使健康促进从模糊走向科学更深入 细致了解健康和疾病发生 发展过程 111 小结 112 分子流行病学的特点 与传统流行病学不同研究的水平不同 宏观 微观 所解决的问题不同 因果 因果发生的具体过程 与分子生物学的区别研究对象不同 人群 研究内容和方向不同 强调与宏观暴露的关系 研究方法不同 流行病学思维和方法 宏观与微观相结合 分支传染病分子流行病学肿瘤分子流行病学 112 113 分子流行病学与传统流行病学的区别 暴露 易感性 效应 疾病 预后 113 114 分子流行病学与传统流行病学的区别 暴露 易感性 效应 疾病 预后 115 分子流行病学产生的原因 流行病学 实践的需求是学科发展的根本动力分子流行病学怎样产生 学科分化 交叉和融合产生新的学科或学科分支分子生物学提供了条件 分子流行病学是什么 116 分子流行病学怎么做 研究目的测量指标选定测量方法选定 分子生物学技术研究设计 流行病学调查研究方法资料处理分析及质量控制 117 分子流行病学是一门新兴的边缘学科 尚有很多不成熟的地方 但已显示出了强大的生命力随着先进的生物标志检测技术 计算机技术 信息技术和统计学方法等的不断引入 分子流行病学将把流行病学提高到一个崭新阶段 展望 118 肿瘤分子流行病学 molecularcancerepidemiology MCE 119 肿瘤分子流行病学 1982年 Perera和Weinstein首次提出肿瘤分子流行病学的概念我国于20世纪90年代开展肿瘤分子流行病学研究 并迅速发展更客观 敏感 准确的定量反映个体暴露于致癌物的剂量揭示由此引起的细胞或分子水平上的改变 癌症发生机制 制定相应的干预措施是探索肿瘤的病因 发病机制和预防策略的一门学科 120 肿瘤分子流行病学的研究现状 MCE最初是用来发现肿瘤标志物的 说明了肿瘤标志物在肿瘤研究中的重要性 121 肿瘤标志物 122 测量环境及内源性致癌物在体内的剂量 内暴露 了解致癌物在体内代谢过程的个体差异确定致癌物与靶器官作用的生物有效剂量评价个体对致癌物的易感性 肿瘤分子流行病学研究的主要内容 致癌物对DNA的损伤和DNA的修复 在分子水平上评价干预效应 123 除了寻找肿瘤标志物 肿瘤分子生物学还能干什么呢 抗肿瘤药物的研发 肿瘤发病机理的研究 124 一 肿瘤发病机理的研究 肿瘤分子流行病学的两条基本原理 癌变过程的复杂性多因素 多基因和多途径癌基因激活抑癌基因灭活表观遗传学 epigenetics 对致癌因素反应的个体间差异多种基因功能异常途径导致癌变 125 细胞凋亡由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程是一个由基因调控的细胞主动结束生命的过程 126 细胞凋亡三大途径 线粒体途径死亡受体途径内质网途径 126 127 芯片技术对相关凋亡基因的多态性进行检测蛋白质组学技术对基因表达水平进行检测表观遗传学技术对基因转录后修饰进行进行检测蛋白相互作用技术 结合流行病学调查 128 抗肿瘤药物的研发 寻找药物靶点大规模药物筛选 129 大样本多中心合作从单个SNP位点到一个基因多个位点从单基因到整个基因 整条通路 到全基因组覆盖基因 环境因素的相互作用从分子生物学到基因组流行病学 从相关性研究到功能研究高通量 大规模的基因分型技术从回顾性分析 到大规模的病例对照 队列研究发病后的诊断治疗和发病前的易感性预测并重 更加个性化多因素模型 生物信息学 统计学与系统生物学