分子流行病学
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分子流行病学
改变、S、C、P X区 加合物、癌（抗癌） 基因
—————————————————————————————
第二节 研究内容
2、慢性非传染病的生物标志
表16-2 慢性非传染性疾病常用的生物标志
类别 核酸类 生物标志 意义 基因组、癌基因、抗癌基因、修复基因、疾病诊断及分布，疾病易感性、 酶代谢基因结构、功能及多态性，mRNA；环境危险因素研究，健康状态 病原体DNA、RNA等 评价，人类学研究等 蛋白质结构、表达量及功能活性 疾病诊断及分布，疾病易感性、 环境危险因素研究，健康状态 评价等 同上
第二节 研究内容
3、易感性生物标志(susceptibility biomarker) 定义
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 易感性 与宿主的遗传特征、生长发育、营养等有关 宿主在不同疾病阶段，可以具有不同的易感性标志
第二节 研究内容
（二） 生物标志选定 1、 生物标志的筛选 ①研究目的 ②候选生物标志特征的意义 ③检测方法的有效性
第二节 研究内容
2、生物标志特性 ①分子特性 ③个体内变异 ②时相特性 ④个体间变异
⑤群体间变异
⑥储存变异
第二节 研究内容
3、检测方法
①实用性 ②可信（靠）性 ③有效性
灵敏度、特异度
第二节 研究内容
（三）常用的生物标志
1、传染病生物标志
表16-1 传染病研究常用的生物标志
类别 病原体核酸 生物标志 意义
蛋白类
酶类
酶的结构、表达量及功能活性
抗原抗体 疾病特异抗原、抗体 类
其他类
疾病诊断及分布，疾病易感性， 环境危险因 疾病诊断及分布，病因研究， 子类等 疾病易感性，健康状态评价
—————————————————————————————
第二节 研究内容
2、慢性非传染病的生物标志
表16-2 慢性非传染性疾病常用的生物标志
类别 核酸类 生物标志 意义 基因组、癌基因、抗癌基因、修复基因、疾病诊断及分布，疾病易感性、 酶代谢基因结构、功能及多态性，mRNA；环境危险因素研究，健康状态 病原体DNA、RNA等 评价，人类学研究等 蛋白质结构、表达量及功能活性 疾病诊断及分布，疾病易感性、 环境危险因素研究，健康状态 评价等 同上
第二节 研究内容
3、易感性生物标志(susceptibility biomarker) 定义
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 易感性 与宿主的遗传特征、生长发育、营养等有关 宿主在不同疾病阶段，可以具有不同的易感性标志
第二节 研究内容
（二） 生物标志选定 1、 生物标志的筛选 ①研究目的 ②候选生物标志特征的意义 ③检测方法的有效性
第二节 研究内容
2、生物标志特性 ①分子特性 ③个体内变异 ②时相特性 ④个体间变异
⑤群体间变异
⑥储存变异
第二节 研究内容
3、检测方法
①实用性 ②可信（靠）性 ③有效性
灵敏度、特异度
第二节 研究内容
（三）常用的生物标志
1、传染病生物标志
表16-1 传染病研究常用的生物标志
类别 病原体核酸 生物标志 意义
蛋白类
酶类
酶的结构、表达量及功能活性
抗原抗体 疾病特异抗原、抗体 类
其他类
疾病诊断及分布，疾病易感性， 环境危险因 疾病诊断及分布，病因研究， 子类等 疾病易感性，健康状态评价
分子流行病学概述及我国分子流行病.
一、分子流行病学概述
（一）定义
分子流行病学是应用先进的实验技术测量生 物学标志，结合流行病学现场研究方法，从分子 水平阐明疾病的病因及其相关的致病过程，并提 出与评价相应防治措施的科学。这一定义包含了 几个要点：（1）分子流行病学是流行病学的一 个分支，是传统流行病学与新兴的生物学技术， 特别是分子生物学技术之间的一门边缘学科、交 叉学科；（2）分子流行病学的主要研究对象是 各种生物学标志；（3）与传统流行病学不同， 分子流行病学还研究暴露因子引起疾病的相关过 程，以测定各种易感性标志，并提出针对性预防 措施，尤其是阻断暴露因子进入体内后致病进程 的初级预防措施。
表2 肺腺癌病人和普通人群对照中KRAS2 Rsal等位 基因的基因型频率
基因型a
A1/A1 A1/A2 A2/A2
计
普通人群 96 68 15 179
肺腺癌
观察数 期望数b
89
81.5
59
57.8
4
12.7
152
152
注：a：等位基因A1为无酶切位点；A2为有酶切位点； b：按普通人群的频率推算所得； c：卡方检验Ρ =0.025。
需几天时间。但促进过程却是人类致癌过程中最长的阶段，启动细胞呈 克隆样扩展需10年甚至更长。促进阶段的细胞还需经过进一步的基因改 变，并获得侵袭性与转移的恶性表型，才能进入转化与发展阶段，而这 后2个阶段大概需1~2年的时间。
图2 分子流行病学和癌的发展过程及其三级预防策略
3．疾病易感性的测定
个体对疾病都存在一定的感受性，称之为易
对于常见的慢性疾病的遗传易感性的分析，
研究实践及其对分子流行病学的理解，提 出如下定义：分子流行病学是应用先进的 实验技术测量生物学标志，结合流行病学 现场研究方法，从分子水平阐明疾病的病 因及其相关的致病过程，并提出与评价相 应防制措施的科学。
肿瘤分子流行病学
伦理与隐私
涉及人类受试者的肿瘤分子流行病学研究需 遵循伦理原则，保护受试者隐私，同时确保 研究结果的可靠性和准确性。
新技术与方法的研发与改进
高通量测序技术
随着高通量测序技术的发展，能够更全面、快速地检测肿瘤相关基 因变异，提高研究效率和准确性。
生物信息学方法
生物信息学方法的不断改进为肿瘤分子流行病学提供了强大的数据 分析工具，有助于揭示肿瘤发生、发展的分子机制。
肿瘤预防与筛查
总结词
根据肿瘤分子流行病学的研究结果，制定有效的预防和筛查策略，降低肿瘤的发生率和 死亡率。
详细描述
通过研究肿瘤的分子生物学特征和流行病学规律，可以发现潜在的高危人群和早期筛查 的有效方法。针对高危人群开展针对性的预防措施，如改变生活方式、饮食习惯等，有 助于降低肿瘤的发生率。同时，通过开展有效的早期筛查，可以及时发现肿瘤并采取治
特点
以人群为基础，利用分子生物学技术 深入探索肿瘤的病因和发病机制，为 预防、诊断和治疗肿瘤提供科学依据。
研究目的与意义
目的
阐明肿瘤的病因和发病机制，预测和评估肿瘤的流行趋势，为制定有效的预防和干预措施提供科学依 据。
意义
降低肿瘤的发病率和死亡率，提高肿瘤患者的生存率和生存质量，促进人类健康和社会发展。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术在肿瘤分子流行病学中的应用，有助于挖 掘海量数据中的潜在规律，提高预测和诊断的准确性。
06
参考文献
参考文献
[请在此处插入参考文献3]
[请在此处插入参考文献2]
[请在此处插入参考文献1]
01
03 02
感谢您的观看
THANKS
数据标准化和共享
不同实验室和研究机构的数据标 准和数据格式可能存在差异，导 致数据整合难度增加。推动数据 标准化和共享是解决这一问题的 关键。
涉及人类受试者的肿瘤分子流行病学研究需 遵循伦理原则，保护受试者隐私，同时确保 研究结果的可靠性和准确性。
新技术与方法的研发与改进
高通量测序技术
随着高通量测序技术的发展，能够更全面、快速地检测肿瘤相关基 因变异，提高研究效率和准确性。
生物信息学方法
生物信息学方法的不断改进为肿瘤分子流行病学提供了强大的数据 分析工具，有助于揭示肿瘤发生、发展的分子机制。
肿瘤预防与筛查
总结词
根据肿瘤分子流行病学的研究结果，制定有效的预防和筛查策略，降低肿瘤的发生率和 死亡率。
详细描述
通过研究肿瘤的分子生物学特征和流行病学规律，可以发现潜在的高危人群和早期筛查 的有效方法。针对高危人群开展针对性的预防措施，如改变生活方式、饮食习惯等，有 助于降低肿瘤的发生率。同时，通过开展有效的早期筛查，可以及时发现肿瘤并采取治
特点
以人群为基础，利用分子生物学技术 深入探索肿瘤的病因和发病机制，为 预防、诊断和治疗肿瘤提供科学依据。
研究目的与意义
目的
阐明肿瘤的病因和发病机制，预测和评估肿瘤的流行趋势，为制定有效的预防和干预措施提供科学依 据。
意义
降低肿瘤的发病率和死亡率，提高肿瘤患者的生存率和生存质量，促进人类健康和社会发展。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术在肿瘤分子流行病学中的应用，有助于挖 掘海量数据中的潜在规律，提高预测和诊断的准确性。
06
参考文献
参考文献
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[请在此处插入参考文献2]
[请在此处插入参考文献1]
01
03 02
感谢您的观看
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数据标准化和共享
不同实验室和研究机构的数据标 准和数据格式可能存在差异，导 致数据整合难度增加。推动数据 标准化和共享是解决这一问题的 关键。
流行病学第十六章 分子流行病学
第三节 主要研究方法
（三）生物标志的选择和检测
2. 生物标志选择的原则 生物标志的选择还需符合下列原则： （1）生物标志应特异、稳定； （2）标本采集、储存方便； （3）检测方法简单、实用，而且操作规范，便于与同类研究结果比较； （4）检测方法灵敏度和特异度高。
第三节 主要研究方法
（三）生物标志的选择和检测
选自携带基因多态频率较低的另一个人群，则可产生“假阳性”结果。
第三节 主要研究方法
巢式病例对照研究 巢式病例对照研究是基于大样本人群队列的病例对照研究，由于在基线调查
时就已经收集暴露信息并采集了生物样本，可以避免选择偏倚和信息偏倚，使研
究对象更具有代表性和可比性，非常适合分子流行病学研究。其基本方法是：开 始按照队列研究进行设计实施，收集有关基线流行病学资料和生物标本；在随访
第一节 概述
（三）与传统流行病学的关系
第一节 概述
（三）与传统流行病学的关系
第一节 概述
（三）与传统流行病学的关系
分子流行病学研究实际上是将生物标志的检测技术应用于常规的流行病 学研究中。分子流行病学研究中的生物标志总体上可分为三类：暴露生物标志
（exposure biomarker），简称暴露标志（exposure marker，Mexp）；效
第二节 生物标志
（三）易感性标志 遗传易感性生物标志是机体稳定存在的遗传性的可测量指标，这种生物 标志可以是基因型的改变，如某个基因的缺失，某段未知染色体片段的拷贝 数变异（copy number variation，CNV）或者单核苷酸多态性；也可以是 功能学或者表型的改变，如代谢表型、DNA修复能力等。随着人类基因组 计划及环境基因组计划的完成，越来越多的基因及其多态性被发现，这些基 因大多行使机体的日常功能，多态性的改变可能影响其参与的多个生物学途 径，如细胞分化、细胞凋亡、细胞周期调控以及DNA修复等，从而导致一
分子生物学知识：基因组流行病学在疾病预测和治疗中的应用
分子生物学知识：基因组流行病学在疾病预测和治疗中的应用基因组流行病学是一门新兴的交叉学科，应用于疾病预测和治疗领域，具有重大的意义。
随着科技的不断进步，我们能够挖掘更多的基因组信息，从而更好地理解和预测疾病的发生和治疗。
在这篇文章中，我们将会探索基因组流行病学在疾病预测和治疗中的应用。
一、基因组流行病学概述基因组流行病学是一种研究基因变异、遗传变异与人类常见疾病发病机制关系的学科。
它是种子随机性和环境因素的结果。
早期遗传学研究偏重于狭义和广义的遗传学，但是基因组流行病学不仅考虑了单个基因对疾病的影响，还涉及了基因和环境之间的相互作用以及基因与基因之间的相互作用。
基因组流行病学逐渐从家族遗传病研究发展到了大规模群体研究，从而有助于解决复杂疾病的遗传和遗传环境因素的问题。
二、基因组流行病学的应用1.确认新的易感基因基因组流行病学可以对不同亚组进行基因检测，以确认新的易感基因，探究不同族群发生疾病的基本原因，这将为预测疾病发生提供依据。
2.疾病预测基因组流行病学可以通过基因检测来预测患某些疾病的风险。
那些患有一系列家族病史的个体，尤其是亲属有发现的患者，都应该进行基因检测。
基因测试将有助于预测患病风险，早期预防，从而大大减少疾病的发生。
3.个性化医学个性化治疗中，针对不同人群的基因基础，可以针对个体的特定疾病进行更为有效的治疗。
基于基因组流行病学的信息，临床医生可以更精准地制定治疗方案。
这将避免不必要的药物副作用，提高重大疾病治疗的成功率和准确性。
4.药物研发药物研发是基因组流行病学在卫生领域中的一个关键领域。
基因组流行病学的应用将有助于药物研发团队确定哪些患者对哪种药物更有反应，哪些基因变异是导致药物副作用的。
在制定新的药物治疗方案时，基因组流行病学是必不可少的。
三、基因组流行病学的挑战基于基因组流行病学的研究还有一些挑战。
一方面，数据获取非常困难，需要大量的基因检测和临床研究。
另一方面，个体基因通常没有变异，使结果缺少足够的可重复性。
分子流行病学
*
D
核
N
酸
A
分
測
子
序
雜
交
蛋
白
液
質
相
電
色
泳
譜
酶
聯
免
疫
*
SNP 檢測技術
凝膠時代： 主要技術和方法 ：限制性片段酶切多態
性（RFLP），單鏈構象多態性（SSCP）， 寡核苷酸連接分析（OLA）等。
高通量時代： 按技術原理分 ：特異位點雜交
（ASH），特異位點引物延伸（ASPE）， 特異位點切割（ASC）和特異位點連接 （ASL）等。
*
圖16-3 傳統流行病學主要是探討ED之間是否存在關聯，但無法解釋此
類關聯的機制
圖16-4 暴露標誌: 血清可替寧或者尿液中的 NNAL衡量吸煙者的暴露水準，PAH加合物
估計吸煙產生致癌物的實際劑量
圖16-5 易感性標誌: GSTM1遺傳缺陷導 致的代謝能力的改變
圖16-6 疾病或效應標誌: 包括抑癌基因的突 變，細胞學或表遺傳的改變，表達異常等
*
➢ 生物標誌物的檢測方法
核酸研究技術（DNA & RNA） 核酸體外擴增 核酸電泳圖譜 核酸酶切電泳圖譜 核酸分子雜交
酶學技術
包括定性和定量檢測，要求 一定的條件。 多位點酶電泳法
其他技術
蛋白質研究技術
凝膠電泳、蛋白質轉印雜交、 色譜分析、蛋白質測序等。
免疫學技術、色譜技術、生 物晶片技術等。
基因
+ +
暴露 因素
+ +
病對
OR
例照
a b OR00 =1.00 c d OR01=cb/ad e f OR10=eb/af g h OR11=gb/ah
流行病学精品课件之分子流行病学
18
人类基因组计划(HGP)
19
人类基因组流行病学网站 - HuGE Net
20
基因组多态性 数据库(SNPs)
21
Human Genome Project
Biology
SNPs
Response
Disease
Prevention
SNPS=Single Nucleotide Polymorphisms
7
分子流行病学具有以下特点：
研究对象是人群、医学相关生物群体等。 研究内容主要是解决人群和生物群体中医学相关生物标志
分布情况、原因和调控方法等一系列课题。分子流行病学 鲜明的特征是生物标志和群体分布。 研究任务包括制定和评价基于宏观和微观相结合的防治疾 病、促进健康的策略和措施。
8
与传统流行病学的关系
疾病防制中出现的新问题 分子生物学理论和技术的迅速发展
12
疾病防制中出现的新问题
✓ 传染性疾病
✓ 病原体的多样性和变异性 ✓ 新发传染病 ✓ 耐药性病原体 ✓ 一些已经控制得很好的传染病如结核病死灰复燃
✓ 慢性非传染病
✓ 多病因、多阶段、多基因、长潜隐期
✓ 不同个体、群体之间的差异性
13
➢ 分子生物学理论和技术的迅速发展
结论：PLCε1基因rs2274223 A/G SNP可以作为高发区人群 ESCC遗传易感性的标志物。
3
讨论题：
本案例采用的方法与以往的流行病学研究有什么 相同之处和不同之处？
根据本研究结果所得出的结论是否正确？该结论 对于指导食管癌的防治有何意义？
4
第一节 概述 第二节 研究内容 第三节 研究方法 第四节 进展与前景
5
பைடு நூலகம்一节 概述
人类基因组计划(HGP)
19
人类基因组流行病学网站 - HuGE Net
20
基因组多态性 数据库(SNPs)
21
Human Genome Project
Biology
SNPs
Response
Disease
Prevention
SNPS=Single Nucleotide Polymorphisms
7
分子流行病学具有以下特点：
研究对象是人群、医学相关生物群体等。 研究内容主要是解决人群和生物群体中医学相关生物标志
分布情况、原因和调控方法等一系列课题。分子流行病学 鲜明的特征是生物标志和群体分布。 研究任务包括制定和评价基于宏观和微观相结合的防治疾 病、促进健康的策略和措施。
8
与传统流行病学的关系
疾病防制中出现的新问题 分子生物学理论和技术的迅速发展
12
疾病防制中出现的新问题
✓ 传染性疾病
✓ 病原体的多样性和变异性 ✓ 新发传染病 ✓ 耐药性病原体 ✓ 一些已经控制得很好的传染病如结核病死灰复燃
✓ 慢性非传染病
✓ 多病因、多阶段、多基因、长潜隐期
✓ 不同个体、群体之间的差异性
13
➢ 分子生物学理论和技术的迅速发展
结论：PLCε1基因rs2274223 A/G SNP可以作为高发区人群 ESCC遗传易感性的标志物。
3
讨论题：
本案例采用的方法与以往的流行病学研究有什么 相同之处和不同之处？
根据本研究结果所得出的结论是否正确？该结论 对于指导食管癌的防治有何意义？
4
第一节 概述 第二节 研究内容 第三节 研究方法 第四节 进展与前景
5
பைடு நூலகம்一节 概述
肿瘤分子流行病学
肿瘤分子流行病学肿瘤分子流行病学是研究肿瘤发生和发展的分子机制在人群中的流行趋势和分布的科学领域。
通过对肿瘤相关基因和其在人群中的表达、突变频率以及与环境因素的相互作用等方面的研究，肿瘤分子流行病学可以深入了解肿瘤的病因学和发生机制。
肿瘤分子流行病学的研究方法主要包括基因变异分析、基因表达谱研究、单核苷酸多态性（SNP）及复杂遗传规律和环境因素的相互作用分析等。
通过这些研究方法，可以发现和解释肿瘤发生和发展的潜在机制。
一项重要的研究发现是，许多肿瘤的发生是由多个基因异常和环境因素的相互作用所致。
例如，吸烟是肺癌最主要的危险因素之一，而某些基因的突变也会增加吸烟导致肺癌发生的风险。
通过研究肿瘤分子流行病学，可以更好地理解肿瘤的多因素病因学。
此外，肿瘤分子流行病学的研究还可以通过识别特定基因变异和表达谱来辅助肿瘤预后和治疗策略的制定。
通过研究肿瘤患者的基因变异情况，可以预测肿瘤的侵袭性和转移能力，从而更好地决定治疗方案。
例如，HER2基因在乳腺癌中的突变被认为是一种预后不良的指标，通过检测HER2基因的表达情况，可以选择更加有效的药物治疗。
此外，肿瘤分子流行病学也为靶向治疗的开发提供了理论基础。
通过对肿瘤细胞中关键基因的表达水平和变异情况的研究，可以发现与肿瘤发生和发展密切相关的新的靶点。
这些靶点可以用于开发新的药物，通过抑制特定基因的表达或靶向基因突变来治疗肿瘤。
总之，肿瘤分子流行病学是研究肿瘤发生和发展机制在人群中的流行趋势和分布的重要科学领域。
通过深入研究肿瘤相关基因和其在人群中的表达、突变频率以及与环境因素的相互作用等方面，可以更好地了解肿瘤的病因学和发生机制，辅助肿瘤预后和治疗策略的制定，并为靶向治疗的开发提供理论基础。
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• 生化和分子生物学的飞速发展，从分子和基因水 平提出了很多发病机制和病因假说 2. 分子生物学的发展
分子生物学理论的发展 分子生物学技术的日新月异
24
(二) 分子流行病学的发展历程
1. 分子流行病学概念的演变
1972年 美国学者首次应用了“流感分子流行病学” 1977年 英国学者认为分子流行病学是应用精细 技术进行生物材料的流行病学研究. EB病毒核酸 序列分析 1980年以后, 分子流行病学被应用到多种疾病, 传染病、非传染病、肿瘤、心脑血管病 1993年 美国首次出版了分子流行病学专著： 《分子流行病学—原理和实践》
41
早期生物效应包括体细胞的改变 如：染色体畸变（aberrations） 小片段缺失（small deletion or less of heterozygosity） 点突变（point mutation）
体细胞基因突变的形式和特征的研究可提示 特异性突变点与特异性环境暴露的关系，因 此特异性的基因突变有可能作为特异性环境 暴露的指征。
志。 如HLA-DQB1-non-Asp-57和 DQA1-Arg52基因携带者为I型糖尿病的易感基因。
34
（一）暴露标志
外
生物性外暴露标志
环 境
主要有细菌、病毒、寄生虫和毒素等
暴
露
非生物性外暴露标志
主要有空气、水、土壤、农药、电离 辐射等理化因子。
35
测量暴露标志的指标
1、内暴露剂量
内暴露标志的剂量是指被宿主吸收的外源性暴露物质 的量，这是外源性物质进入人体的可靠依据。
42
2. 癌基因和抑癌基因
癌基因（oncogen） 原癌基因（proto-oncogenes） 抑癌基因( Tumor Suppressor Genes) 对癌基因和抑癌基因的研究可加深我们对肿瘤生物学 和致癌过程的认识。 肿瘤癌基因（如Ras基因）和抑制基因(如P53基因)的 点突变可能是不同类型的肿瘤及特异性环境暴露的指 征。
1. 疾病防治中的新问题的出现
• 传染病防治出现许多新课题, 主要表现在: 病原生物的多样性和多变性， 如流感病毒、
HIV等 抗生素广泛应用，各种耐药性病原体不断
出现 • 慢性病防治遇到挑战
多病因、多基因、多阶段
23
• 人群易感性的差异，遗传变异造成不同个体或不 同群体之间对传染病和非传染病的易感性差别甚大
39
2、生物有效暴露剂量
测定致癌物的生物有效暴露剂量，即检测 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，或测定能代 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。
40
（二）效应标志
1、早期生物效应（early biological response）： 反映疾病谱中多阶段致癌的结果。由 于结合到靶组织上的外源性物质的持续作 用，引起组织细胞的生物改变，从而产生 疾病前期的生物标志。
25
我国分子流行病学的发展
80年代初开始进行分子流行病学研究 90年代中期以后，分子流行病学研究迅速发展。 1997年第四届中华流行病学学会首次设立分子流行 病学学组 1998年召开了全国第一次分子流行病学学术会议 2004年全国第二次分子流行病学会议 (长春) 2007年全国第六次流行病学大会(桂林)- 肿瘤分子 流行病学高层论坛
9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
0
2008
2009
2010 2011 年份
2012
2008-2013年“molecular epidemiology”文章数 量
（ PubMed）
15
学习内容
第一节 概述 分子流行病学定义 分子流行病学的产生与发展 分子流行病学特点 分子流行病学主要研究内容
38
• 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 （polychlorinated biphenyl）、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。
在进行研究设计时，要充分考虑暴露物在体内的半 衰期。
37
内暴露剂量包括对化学毒物、饮食中的营 养素和可能致癌剂以及微生物感染的测定。 例如：
• 吸烟 - 血或尿中的烟草代谢产物可丁宁浓度 • 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 - nitroso compounds）的浓度、血 液中营养素水平
56.1
198.0
戒烟1~10年者
35.5
77.6
戒烟超过10年者
8.3
60.5
从表中数据你能发现哪些吸烟和肺癌病因关系的证据? 请解释 每日吸烟一盒以上者,为什么戒烟不满1年者肺癌死亡率高于未 戒烟者?
(Hammond EC and Horn D , JAMA 1958 )
7
流行病学的发展与分支(1)
A.暴露-疾病有较强的统计学关联 B.暴露-疾病分类资料存在相关 C.暴露-疾病排除偏倚后的关联 D.暴露-疾病有时间先后的无偏关联 E.暴露-疾病有时间先后的直接关联
6
观察对象肺癌死亡情况
年龄标化死亡率(1/10万)
每日吸烟<1盒 在1952年还未戒烟 57.6
>=1盒 157.1
戒烟未满1年者
9
流行病学的发展与分支(3)
与其它技术结合形成新的分支
＊ 分子流行病学 ＊ 遗传流行病学 ＊ 地理流行病学 ＊ 景观流行病学 ＊ 空间流行病学 ＊ 表观遗传流行病学 ＊ Lay流行病学 ＊ 生命历程流行病学（Life Course Epidemiology）
10
流行病学的发展与分支(4)
• 与预防医学相结合 环境流行病学 职业流行病学 营养流行病学 健康流行病学 管理流行病学 社会流行病学 伤害流行病学
遗传流行病学和分子流行病学交叉的前沿 领域。
20
肿瘤分子流行病学
把分子生物学和流行病学结合起来，通 过研究肿瘤生物标志，探索肿瘤的病因 及其预防策略。
21
传统流行病学和分子流行病学
暴露
传统流行病学
（宏观、群体）
？
分子流行病学
疾病
22
二.分子流行病学的产生与发展历程
（一） 分子流行病学产生的背景
18
清流行病学：
是应用血清学方法，对血清中各种成分（包括抗 原、抗体、代谢产物、遗传因子等）的出现和分 布进行研究，以阐明疾病及健康状态在人群中的 分布及其影响因素，并制定预防及考核预防措施 效果的科学。
血清中的各种成分（抗原、抗体、代谢 产物、遗传因子）---- 生物标志
19
人类基因组流行病学的概念
33
2. 效应标志（effective marker）： 指宿主暴露后产生功能性或结构性变化的生物标志，
如突变的基因、畸变的染色体、特异蛋白质等。 包括疾病标志（disease markers，Mdis）和健康状 态标志（health marker，Mhlth）
3. 易感性标志（susceptibility marker）： 宿主对疾病发生、发展的易感程度的生物学标
人类基因组流行病学（Human genome epidemilology，HuGE）的概念是1998年由 Khoury 和 Dorman 提出的，定义为：应用流 行病学和基因组信息相结合的研究方法，开展 以人群为基础的研究，评价基因组信息（基因 或基因变异及其相应编码的产物）对人群健康 和疾病的流行病学意义。
内剂量的测定（ internal dose meters）已被广泛地 应用于测定人体对外源性致癌物和有毒物的暴露水平。
36
高敏感度的分析方法和免疫测定使对不同细胞、组 织和体液中的低浓度的化学致癌物及其代谢产物的 测定成为可能。
内暴露剂量生物标志可反映机体在吸收、代谢的生 物转运过程中的个体差异，并可定量地显示体内组 织和器官的实际暴露水平和分布。
26
2. 分子流行病学研究现状
• 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
最初的检测手段主要是质粒图谱、核酸分子杂交、抗 原抗体技术；现在，蛋白质组技术、基因芯片技术、 全基因组关联研究（Genome Wide Association Studies, GWAS）
• 应用范围不断扩大
11级预防医学专业
《流行病学》 Epidemiology
1
1.某地开展一次乳腺癌抽样调查,可以得到下 列哪个指标:
A. 乳腺癌罹患率 B. 乳腺癌发病率 C. 乳腺癌续发率 D. 乳腺癌患病率 E. 乳腺癌引入率
2
2.反应确诊疾病死亡概率的指标是: A. 死亡率 B. 死亡专率 C. 超额死亡率 D. 标化死亡率 E. 病死率
┗━━━━┻━━━━━╋━━━━━┻━━━━┛
机体易感性因素
模式II
主观感觉 客观指标
健康
疾病
健康指标 疾病指标
图16-1 健康－疾病连续带示意图
29
A 传统流行病学
B 分子流行病学
暴露
█████
疾病
┗━━━━┳━━━━┛
易感性
暴露内暴露早期生物学效应结构和功能变异临床疾病 ┗━━━┻━━━┳━━━┻━━━━━━━┛ 易感性
生物标志（biological markers，biomarkers， BM）是指能代表生物结构和功能的可识别（即 可检测）的物质特征。
17
分子流行病学是在流行病学研究中应用生 物标志（或生物学测定），检测人群样本 的生物化学和分子变化，评价个体暴露水 平和剂量、疾病早期或癌前期对暴露的效 应以及个体对致癌物的易感性差异，分析 环境暴露因素与宿主易感性（包括先天遗 传和后天获得性）的交互作用。 是流行病学的一门新的分支学科。
分子生物学理论的发展 分子生物学技术的日新月异
24
(二) 分子流行病学的发展历程
1. 分子流行病学概念的演变
1972年 美国学者首次应用了“流感分子流行病学” 1977年 英国学者认为分子流行病学是应用精细 技术进行生物材料的流行病学研究. EB病毒核酸 序列分析 1980年以后, 分子流行病学被应用到多种疾病, 传染病、非传染病、肿瘤、心脑血管病 1993年 美国首次出版了分子流行病学专著： 《分子流行病学—原理和实践》
41
早期生物效应包括体细胞的改变 如：染色体畸变（aberrations） 小片段缺失（small deletion or less of heterozygosity） 点突变（point mutation）
体细胞基因突变的形式和特征的研究可提示 特异性突变点与特异性环境暴露的关系，因 此特异性的基因突变有可能作为特异性环境 暴露的指征。
志。 如HLA-DQB1-non-Asp-57和 DQA1-Arg52基因携带者为I型糖尿病的易感基因。
34
（一）暴露标志
外
生物性外暴露标志
环 境
主要有细菌、病毒、寄生虫和毒素等
暴
露
非生物性外暴露标志
主要有空气、水、土壤、农药、电离 辐射等理化因子。
35
测量暴露标志的指标
1、内暴露剂量
内暴露标志的剂量是指被宿主吸收的外源性暴露物质 的量，这是外源性物质进入人体的可靠依据。
42
2. 癌基因和抑癌基因
癌基因（oncogen） 原癌基因（proto-oncogenes） 抑癌基因( Tumor Suppressor Genes) 对癌基因和抑癌基因的研究可加深我们对肿瘤生物学 和致癌过程的认识。 肿瘤癌基因（如Ras基因）和抑制基因(如P53基因)的 点突变可能是不同类型的肿瘤及特异性环境暴露的指 征。
1. 疾病防治中的新问题的出现
• 传染病防治出现许多新课题, 主要表现在: 病原生物的多样性和多变性， 如流感病毒、
HIV等 抗生素广泛应用，各种耐药性病原体不断
出现 • 慢性病防治遇到挑战
多病因、多基因、多阶段
23
• 人群易感性的差异，遗传变异造成不同个体或不 同群体之间对传染病和非传染病的易感性差别甚大
39
2、生物有效暴露剂量
测定致癌物的生物有效暴露剂量，即检测 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，或测定能代 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。
40
（二）效应标志
1、早期生物效应（early biological response）： 反映疾病谱中多阶段致癌的结果。由 于结合到靶组织上的外源性物质的持续作 用，引起组织细胞的生物改变，从而产生 疾病前期的生物标志。
25
我国分子流行病学的发展
80年代初开始进行分子流行病学研究 90年代中期以后，分子流行病学研究迅速发展。 1997年第四届中华流行病学学会首次设立分子流行 病学学组 1998年召开了全国第一次分子流行病学学术会议 2004年全国第二次分子流行病学会议 (长春) 2007年全国第六次流行病学大会(桂林)- 肿瘤分子 流行病学高层论坛
9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
0
2008
2009
2010 2011 年份
2012
2008-2013年“molecular epidemiology”文章数 量
（ PubMed）
15
学习内容
第一节 概述 分子流行病学定义 分子流行病学的产生与发展 分子流行病学特点 分子流行病学主要研究内容
38
• 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 （polychlorinated biphenyl）、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。
在进行研究设计时，要充分考虑暴露物在体内的半 衰期。
37
内暴露剂量包括对化学毒物、饮食中的营 养素和可能致癌剂以及微生物感染的测定。 例如：
• 吸烟 - 血或尿中的烟草代谢产物可丁宁浓度 • 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 - nitroso compounds）的浓度、血 液中营养素水平
56.1
198.0
戒烟1~10年者
35.5
77.6
戒烟超过10年者
8.3
60.5
从表中数据你能发现哪些吸烟和肺癌病因关系的证据? 请解释 每日吸烟一盒以上者,为什么戒烟不满1年者肺癌死亡率高于未 戒烟者?
(Hammond EC and Horn D , JAMA 1958 )
7
流行病学的发展与分支(1)
A.暴露-疾病有较强的统计学关联 B.暴露-疾病分类资料存在相关 C.暴露-疾病排除偏倚后的关联 D.暴露-疾病有时间先后的无偏关联 E.暴露-疾病有时间先后的直接关联
6
观察对象肺癌死亡情况
年龄标化死亡率(1/10万)
每日吸烟<1盒 在1952年还未戒烟 57.6
>=1盒 157.1
戒烟未满1年者
9
流行病学的发展与分支(3)
与其它技术结合形成新的分支
＊ 分子流行病学 ＊ 遗传流行病学 ＊ 地理流行病学 ＊ 景观流行病学 ＊ 空间流行病学 ＊ 表观遗传流行病学 ＊ Lay流行病学 ＊ 生命历程流行病学（Life Course Epidemiology）
10
流行病学的发展与分支(4)
• 与预防医学相结合 环境流行病学 职业流行病学 营养流行病学 健康流行病学 管理流行病学 社会流行病学 伤害流行病学
遗传流行病学和分子流行病学交叉的前沿 领域。
20
肿瘤分子流行病学
把分子生物学和流行病学结合起来，通 过研究肿瘤生物标志，探索肿瘤的病因 及其预防策略。
21
传统流行病学和分子流行病学
暴露
传统流行病学
（宏观、群体）
？
分子流行病学
疾病
22
二.分子流行病学的产生与发展历程
（一） 分子流行病学产生的背景
18
清流行病学：
是应用血清学方法，对血清中各种成分（包括抗 原、抗体、代谢产物、遗传因子等）的出现和分 布进行研究，以阐明疾病及健康状态在人群中的 分布及其影响因素，并制定预防及考核预防措施 效果的科学。
血清中的各种成分（抗原、抗体、代谢 产物、遗传因子）---- 生物标志
19
人类基因组流行病学的概念
33
2. 效应标志（effective marker）： 指宿主暴露后产生功能性或结构性变化的生物标志，
如突变的基因、畸变的染色体、特异蛋白质等。 包括疾病标志（disease markers，Mdis）和健康状 态标志（health marker，Mhlth）
3. 易感性标志（susceptibility marker）： 宿主对疾病发生、发展的易感程度的生物学标
人类基因组流行病学（Human genome epidemilology，HuGE）的概念是1998年由 Khoury 和 Dorman 提出的，定义为：应用流 行病学和基因组信息相结合的研究方法，开展 以人群为基础的研究，评价基因组信息（基因 或基因变异及其相应编码的产物）对人群健康 和疾病的流行病学意义。
内剂量的测定（ internal dose meters）已被广泛地 应用于测定人体对外源性致癌物和有毒物的暴露水平。
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高敏感度的分析方法和免疫测定使对不同细胞、组 织和体液中的低浓度的化学致癌物及其代谢产物的 测定成为可能。
内暴露剂量生物标志可反映机体在吸收、代谢的生 物转运过程中的个体差异，并可定量地显示体内组 织和器官的实际暴露水平和分布。
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2. 分子流行病学研究现状
• 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
最初的检测手段主要是质粒图谱、核酸分子杂交、抗 原抗体技术；现在，蛋白质组技术、基因芯片技术、 全基因组关联研究（Genome Wide Association Studies, GWAS）
• 应用范围不断扩大
11级预防医学专业
《流行病学》 Epidemiology
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1.某地开展一次乳腺癌抽样调查,可以得到下 列哪个指标:
A. 乳腺癌罹患率 B. 乳腺癌发病率 C. 乳腺癌续发率 D. 乳腺癌患病率 E. 乳腺癌引入率
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2.反应确诊疾病死亡概率的指标是: A. 死亡率 B. 死亡专率 C. 超额死亡率 D. 标化死亡率 E. 病死率
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机体易感性因素
模式II
主观感觉 客观指标
健康
疾病
健康指标 疾病指标
图16-1 健康－疾病连续带示意图
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A 传统流行病学
B 分子流行病学
暴露
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疾病
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易感性
暴露内暴露早期生物学效应结构和功能变异临床疾病 ┗━━━┻━━━┳━━━┻━━━━━━━┛ 易感性
生物标志（biological markers，biomarkers， BM）是指能代表生物结构和功能的可识别（即 可检测）的物质特征。
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分子流行病学是在流行病学研究中应用生 物标志（或生物学测定），检测人群样本 的生物化学和分子变化，评价个体暴露水 平和剂量、疾病早期或癌前期对暴露的效 应以及个体对致癌物的易感性差异，分析 环境暴露因素与宿主易感性（包括先天遗 传和后天获得性）的交互作用。 是流行病学的一门新的分支学科。