2025年大学《生物统计学》专业题库- 家庭遗传疾病研究中的生物统计学

2025年大学《生物统计学》专业题库——家庭遗传疾病研究中的生物统计学考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、某种单基因隐性遗传病在一个群体中发病率为1/10000。假设该群体符合哈迪-温伯格平衡，计算该群体中携带者的频率。二、在一个关于某种遗传病家系的研究中，观察到以下家系图（请在此处描述家系图信息，例如：一个正常夫妇生育了两个患病孩子，其中一个孩子再生育了一个患病后代）。请根据该家系图，分析该遗传病的可能遗传方式（显性或隐性），并说明理由。三、一项病例-对照研究旨在探究某种基因变异（A等位基因）与某种罕见癌症（发病率0.1%）的关联。研究纳入了100名癌症患者和100名健康对照者，其中患者组中有15人携带A等位基因，对照组中有5人携带A等位基因。请计算优势比（OR值），并解释其含义。四、简述病例-对照研究与队列研究在设计和分析遗传关联研究中的主要区别。五、解释什么是遗传力，并简述两种估计遗传力的方法。六、在全基因组关联研究（GWAS）中，为什么需要进行质量控制，请列举至少三种质量控制步骤。七、一个研究团队发现了一个与糖尿病风险相关的SNP位点。该SNP在病例组中的等位基因频率为0.3，在对照组中的等位基因频率为0.1。请计算该SNP与糖尿病的关联程度的粗略估计（可以使用相对风险的概念进行说明）。八、在进行遗传研究时，需要考虑哪些主要的伦理问题？九、如果一个研究项目涉及到对儿童进行遗传病筛查，在获取知情同意时需要特别注意哪些问题？试卷答案一、携带者频率=sqrt(2pq*q^2)=sqrt(2*(1/10000)*(1-1/10000))≈sqrt(2*1/10000*9999/10000)≈sqrt(0.00019998)≈0.0141或者携带者频率=2pq=2*(1/10000)*(1-1/10000)≈2*1/10000*9999/10000≈0.00019998≈0.0141解析思路：根据哈迪-温伯格平衡定律，aa（患者）频率q^2=1/10000，因此q=sqrt(1/10000)=1/100。携带者频率为2pq，其中p为正常等位基因的频率，p=1-q=1-1/100=99/100。代入公式计算即可。二、可能遗传方式：隐性遗传。解析思路：观察家系图信息，若患者父母均正常，但出现患病子女，则符合隐性遗传模式（父母均为携带者，aaxAa->1aa:2Aa:1AA，其中aa为患者）。子代中若出现正常个体（A_），其父母中至少有一方为携带者。结合题目描述的“一个正常夫妇生育了两个患病孩子，其中一个孩子再生育了一个患病后代”，更符合隐性遗传特点，即夫妇均为携带者（Aa），生育患病孩子（aa）的概率为1/4。患病孩子（aa）再生育患病后代（aa）的概率取决于其配偶的基因型。三、OR=(a/c)/(b/d)=(15/85)/(5/95)=(15/85)*(95/5)=(3/17)*(19)=57/17≈3.35解析思路：根据提供的数据，a=15（患者中A等位基因携带者），b=85（患者中非A等位基因携带者），c=5（对照中A等位基因携带者），d=95（对照中非A等位基因携带者）。优势比（OR）计算公式为OR=(a/c)/(b/d)。OR值表示暴露于某个因素的病例相对于未暴露的病例发生疾病的相对危险度。OR>1表示关联，OR<1表示保护性关联，OR=1表示无关联。本例OR值为3.35，提示携带A等位基因与患癌症风险增加相关。四、病例-对照研究：不前瞻性，直接选择患者和对照，回顾性或现在时，研究暴露与疾病的关联，主要评估暴露对疾病的效应大小（OR），适用于研究罕见疾病。队列研究：前瞻性，选择暴露和未暴露人群，追踪其结局，研究暴露与疾病的因果关系，主要评估暴露导致疾病的危险度（RR），适用于研究常见疾病。解析思路：病例-对照研究先有结局（疾病），再追溯暴露情况，适合研究罕见疾病或暴露期较长的情况。队列研究先有暴露，再追踪结局，适合研究常见疾病或暴露期较短的情况。两者在研究设计、数据收集、分析方法和主要终点上存在根本区别。五、遗传力：指一个性状的总变异中，由遗传因素决定的变异所占的比例，通常用百分数表示。估计方法：1.家系研究法：比较同卵双生子（遗传完全相同）和异卵双生子（遗传相似）在某个性状上的相似程度。2.双生子研究法：类似家系研究法，通过比较双生子对的相似性来估计遗传力。解析思路：遗传力是衡量遗传因素对某个性状影响程度的指标。家系研究和双生子研究法是利用不同类型的亲属，通过比较他们之间在性状上的相似性来间接估计遗传力的大小。六、质量控制步骤：1.个体身份确认：确保样本来源准确，排除混血、近亲繁殖等影响。2.重复测序/基因分型：对部分样本进行重复检测，确保基因分型准确性。3.相关软件检测：使用Plink等软件进行质量控制，如检查缺失率、Hardy-Weinberg平衡等。解析思路：GWAS产生海量数据，数据质量直接影响研究结果。质量控制是保证研究质量的关键步骤，包括确保样本信息准确、基因分型准确、数据符合统计学假设等。七、相对风险（粗略估计）：相对风险=(病例组等位基因频率/对照组等位基因频率)=0.3/0.1=3解析思路：相对风险（RelativeRisk,RR）表示暴露组人群的发病率与非暴露组人群的发病率之比。在本例中，A等位基因在病例组的频率（0.3）是对照组频率（0.1）的三倍，粗略估计携带该等位基因的个体患糖尿病的风险是未携带该等位基因个体的三倍。八、主要伦理问题：1.知情同意：确保参与者充分了解研究目的、风险、收益及隐私保护等信息，自愿参与。2.隐私保护：保护参与者的基因信息和个人隐私不被泄露。3.基因歧视：防止基于基因信息的歧视，如在就业、保险等方面。4.公平可及：确保研究成果能够惠及所有人群，特别是弱势群体。解析思路：遗传研究涉及敏感的个人健康信息，必须严格遵守伦理规范，保护参与者的权利和福祉，这是进行此类研究的基本前提。九、知情同意特别注意：1.儿童能力限制：儿童通常不具备完全的同意能力，需获得其监护人的同意，并考虑儿童自身的理解能力（assent）。2.信息解释：向监护人解释研究信息时，要使用易于理解的语