分子流行病学
《分子流行病学》课件
基因与环境的关系
基因与环境共同影响人类 健康
基因和环境因素在人类健康和疾病中起着相 互作用，共同影响个体的生理和病理状态。
遗传与环境相互影响
遗传因素和环境因素在个体发育过程中相互影响， 共同塑造个体的特征和疾病易感性。
基因与环境的相互作用是 动态的
基因和环境因素之间的相互作用是动态变化 的，随着个体发育和环境变化而变化。
01
单基因遗传病是指由单个基因突变引起的疾病，如 囊性纤维化、镰状细胞贫血等。
02
研究单基因遗传病的流行病学特点，有助于了解疾 病的发病机制和制定针对性的防治措施。
03
通过基因检测和筛查，可以早期发现和干预单基因 遗传病，降低疾病对个体和家庭的影响。
复杂性疾病的遗传研究
复杂性疾病是指由多种遗传和 环境因素相互作用引起的疾病
PART 05
展望与挑战
分子流行病学的发展趋势
1 2 3
技术进步
随着基因组学、蛋白质组学和代谢组学等技术的 快速发展，分子流行病学将更深入地揭示疾病的 病因和发病机制。
大数据应用
随着大数据技术的普及，分子流行病学将能够处 理和分析更庞大、复杂的数据集，提高研究效率 和准确性。
跨学科合作
分子流行病学将与生物信息学、统计学、环境科 学等多个学科进行更紧密的合作，共同推动疾病 病因和预防策略的研究。
基因-环境交互作用的机制
表观遗传学机制
基因的表达受到环境因素的影响 ，通过表观遗传学机制如DNA甲 基化、组蛋白修饰等实现。
信号转导通路
环境因素可以影响基因的表达， 通过信号转导通路调节基因的表 达和功能。
蛋白质相互作用
基因和环境因素可以影响蛋白质 的相互作用，从而影响细胞的功 能和疾病的发生发展。
《分子流行病学》PPT
《分子流行病学》
汇报人：可编辑
2024-01-11
REPORTING
2023
目录
• 分子流行病学概述 • 基因与疾病关联研究 • 基因变异与疾病风险 • 分子流行病学在公共卫生中的应用 • 挑战与展望
2023
PART 01
分子流行病学概述
REPORTING
定义与特点
定义
分子流行病学是一门新兴的交叉学科，它结合了流行病学和分子生物学的理论 和方法，旨在研究疾病在人群中的分布、发生和发展的规律，以及与疾病相关 的生物标志物的变化。
健康行为干预
根据个体的基因和环境暴露特征，制定针对性的健 康行为干预措施，促进健康生活方式的形成。
健康政策制定
将分子流行病学研究成果应用于健康政策的 制定中，提高政策的科学性和有效性。
2023
PART 05
挑战与展望
REPORTING
数据解读与整合的挑战
数据来源多样
分子流行病学涉及的数据来源多样，包括基因组、表型、 环境暴露等多维度数据，如何整合这些数据并确保其质量 和可比性是一大挑战。
单基因遗传病
单基因遗传病是指由单个基因变异所引起的疾病，如囊性纤维化、镰状细胞贫血等 。
分子流行病学在单基因遗传病的研究中，主要关注基因与疾病之间的关联，通过病 例对照研究和家族研究等方法，揭示基因变异与疾病发生、发展的关系。
针对单基因遗传病，分子流行病学还致力于研究疾病的遗传异质性，即不同基因变 异或多个基因变异共同作用导致的疾病表型差异。
个体化医疗
通过对个体基因组等信息的解读，可以为个体提 供更加个性化的医疗方案和健康管理建议。
3
公共卫生决策支持
分子流行病学的研究成果可以为公共卫生决策提 供科学依据，促进公共卫生事业的发展。
重要传染病的分子流行病学研究
重要传染病的分子流行病学研究传染病是一个威胁人类健康的公共卫生问题。
其中，一些重要的传染病例如感冒、肺结核、艾滋病、登革热、流感等，对公共卫生系统和社会经济稳定都具有重要意义。
随着科技的发展，人们对这些传染性疾病的认识也不断地改变。
其中比较重要的一个方面就是分子流行病学研究。
一、何为分子流行病学分子流行病学是研究某种传染病的有效方法。
它集合了传染病的传统流行病学和分子遗传学的方法，使得人们能够研究传染病的流行情况，找出其病因，分析其传播方式，了解它的致病机制，同时对其预防和控制方案提出更为科学的建议。
分子流行病学研究方法主要是通过分析病原体（例如病毒、细菌）的基因组，来了解它们的发展演变历程，建立传染病的树状图，并进一步探究其与宿主之间的关系。
而这可以通过基因测序、群体遗传学和进化地图等方式来实现。
二、分子流行病学在重要传染病中的应用1. 流感流感是一种非常常见的传染病之一，它的病原体是流感病毒。
现在科学家们通过分子流行病学的研究手段，已经能够准确地对各种流感病毒进行DNA测序分析，并且能够快速判断病毒株是否会导致流感的爆发，预测病毒的产生与演化趋势，为世界卫生组织提供相应的流感疫情数据。
2. 肺结核肺结核是一种由分枝杆菌引起的传染病。
通过分子流行病学的方式，科学家可以通过DNA分析确认病原体的类型，同时对病原体的传播和分布进行深入探究，进一步揭示其遗传变异规律和传染机制，发现新的耐药机制，为医学科研和临床应用提供支持和依据。
3. 艾滋病艾滋病是目前公共卫生领域中最重要的传染病之一，它的病原体是人体免疫缺陷病毒(HIV)。
通过分子流行病学手段，科学家们可以让我们更好地了解艾滋病病毒的演变进程，确定其传播和传染路径以及病毒和感染的相关性，进一步找到治疗方法，推进艾滋病的预防和治疗。
三、总结与展望分子流行病学研究为现代公共卫生和医学科学研究带来了革命性的变化。
它使我们能够更好地了解一些重要传染病的遗传特征和发展演变趋势，贡献自己的力量，推动传染病的防治和控制，进一步支持国家健康事业的发展与进步，构建“健康中国”建设的框架，为人类的健康保障和可持续发展作出更大的贡献。
分子流行病学
感染状况
传染源追踪
慢性非传染性疾病
内暴露水平 生物作用水平
效应测量
传染病
免疫效应 病理性效应
生物标志 暴露测量 效应测量 易感性测量 防治效果评价
慢性非传染病
基因表达异常和代谢异常 基因突变或染色体畸变
健康状态
易感性测量
遗传性疾病
(二)分子生物学的快速发展
理论的突破 如：DNA双螺旋结构，遗传中心法 则，遗传密码子，RNA逆转录，断裂基因，操纵 子模型，限制性内切酶，DNA聚合酶，DNA连
结酶，染色体外遗传物质等。
技术的创新 凝胶电泳技术，核酸体外扩增， DNA测序，蛋白质测序，分子杂交，基因克隆， 色谱技术，计算机应用。
测量指标 HIV/外周血单核细胞（介质）
测量方法 PCR和核酸测序
研究设计 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 牙医的HIV株与其曾治疗的5名病人的HIV株具有克隆
暴露生物标志------------------- 外暴露标志(EEM)与剂量(EED)
内暴露标志(IEM)与剂量(IED)
生物作用标志(BAM)与剂量(BAD) ____________________________________________________ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 健康疾病连续带：健康态←→亚健康态←→潜在疾病态←→临界疾病态←→亚临床态←→临床态 效应生物标志： HCM EBEM ASFM PM SCCM CDM ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
分子流行病学与传统流行病学的区别
《分子流行病学与传统流行病学的区别》一、引言在当今世界，流行病学研究日益受到人们的关注。
传统流行病学一直是疾病控制和预防的重要领域，但随着科技的发展，分子流行病学正逐渐崭露头角。
本文将探讨分子流行病学与传统流行病学的区别，并对其进行深入分析，希望能为读者提供全面的了解。
二、传统流行病学的特点传统流行病学是一门研究疾病在人群中分布和变化规律的科学，主要通过流行病学调查和统计分析来揭示疾病的传播规律和影响因素。
其研究对象包括疾病的发病率、逝去率、传播途径等方面，通过对人群的调查和观察，揭示疾病的传播规律和影响因素。
传统流行病学的研究方法主要包括横断面调查、队列研究和病例对照研究等。
三、分子流行病学的特点与传统流行病学相比，分子流行病学更加关注疾病的分子机制和遗传因素。
它通过分析基因组、蛋白质组和代谢组等分子水平的变化，来揭示疾病的发病机制和个体差异。
分子流行病学的研究方法主要包括基因组关联分析、全基因组测序、生物信息学分析等，这些方法可以更准确地揭示疾病的遗传易感性和环境因素的相互作用。
四、分子流行病学与传统流行病学的区别1. 研究对象不同传统流行病学主要关注疾病在人群中的传播规律和影响因素，而分子流行病学更加关注疾病的分子机制和个体差异。
2. 研究方法不同传统流行病学主要采用调查和统计分析的方法，而分子流行病学则主要采用基因组学和生物信息学的方法。
3. 研究内容不同传统流行病学主要研究疾病的传播途径和影响因素，而分子流行病学主要研究疾病的遗传易感性和分子机制。
五、分子流行病学的意义与未来发展分子流行病学的出现为我们揭示了疾病发生的更深层次机制，有助于提高疾病的早期预警和个体化治疗水平。
随着研究技术的不断发展，分子流行病学将在未来发挥越来越重要的作用，为人类健康事业做出更大的贡献。
六、结语通过对分子流行病学与传统流行病学的区别进行全面的介绍和分析，我相信读者已经对这两个领域有了更深入的了解。
在未来的研究和实践中，我们希望能够充分发挥二者的优势，共同推动疾病控制和预防工作的开展，为人类健康事业做出更大的贡献。
肿瘤分子流行病学
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
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。
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
分子流行病学
1986年，核心是运用实验室方法和分析 流行病学，查明环境和宿主病因
1993年，Schulte 提出流行病学中应用生 物标志或生物学测量的功能定义
2019年，测量作为暴露和效应的生物标 志即信息大分子如DNA、RNA和蛋白质
13
国内
1988年，从基因水平分析病原体特征， 解决传染源和传播途径等流行病学问题， 轮状病毒腹泻、大肠杆菌腹泻等
表明这些携带者为冠心病的易感者
41
(四)流行规律研究
传染病流行规律
在传播范围的确定；传播途径的判断与传 染源的追索方面；
分子流行病学可以发挥无与伦比的作用
42
1.传播范围的确定
按照传染病流行病学基本理论，在一次 暴发或流行中，其受染范围的确定应根 据如下原则
在暴发或流行期间，有共同或有效暴露 史，经过一个平均潜伏期发病或出现急 性感染的生物学标志可判定为受染者， 然后总计受染人员，结合这些人员活动 的区域以确定受染或流行涉及范围
晚期腺癌 癌转移
5q变形或缺失
DNA低甲基化 K-ras 17-变异 18q缺失 DCC 17q-P缺失p53
33
从分子水平看
肿瘤的发生与发展与癌基因激活和抑癌基 因失活密切相关
但究竟是哪些危险因素起作用，其作用机 制是什么
分子流行病学研究将会提供进一步的证据
34
肿瘤发生过程
启动 initiation 促进 promotion
36
另外，研究还发现肝脏解毒酶之一，谷 胱甘肽转硫酶（GST）在肝癌患者的肝组 织中的T1基因缺失比例远远高于对照组
37
(三)疾病易感性的测定
近来分子生物学与免疫学研究发现，如 同传染病一样，机体对慢性病也同样存 在着易感性，且往往与个体的某些基因 型别或序列或其表达产物有关，如果与 遗传有联系，往往称之为遗传易感性
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第十六章分子流行病学
名词解释
1．molecular epidemiology
2．biological marker
3．susceptibility biomarker
4．molecular biomarker
5．exposure-disease continuum, EDC
6．exposure marker
填空题
1．人类基因组流行病学是指应用＿＿＿＿与＿＿＿＿＿＿相结合的研究方法，开展以＿＿为基础的研究，评价＿＿＿＿＿对人群健康和疾病的流行病学意义，是遗传流行病学与分子流行病学交叉的前沿领域。
2．效应标志是指宿主暴露后产生＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的生物标志。
3．常用的核酸技术包括一下五种＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。
4．狭义的克隆是指＿＿＿＿＿＿。
选择题
单项选择题
1．在下列哪项研究中，血清学调查是唯一可行的方法
A．疾病监测与预测
B．疾病的三间分布
C．疾病早期诊断
D．预防接种免疫学效果评价
E．病因及危险因素探索
2．生物标志的类型．主要包括
A．暴露标志、免疫标志、效应标志
B．免疫标志、易感性标志、暴露标志
C．暴露标志、病理标志、易感性标志
D．暴露标志、效应标志、易感性标志
E．效应标志、免疫标志、易感性标志
3．在分子流行病学研究中，暴露标志和效应标志是结合疾病的不同阶段和研究需要确定的；根据研究目的不同，大多情况下，一项生物标志
A．作为暴露标志就不能作为效应标志
B．作为效应标志就不能作为暴露标志
C．有时作为效应标志，有时也可作为暴露标志
D．可以同时既是暴露标志又是效应标志
E．只易作为暴露标志
4．在分子流行病学研究中，暴露标志和效应标志是结合疾病的阶段和研究需要确定的；根据研究目的不同，大多情况下，一项生物标志
A．作为暴露标志就不能作为效应标志
B．作为效应标志就不能作为暴露标志
C．有时作为效应标志，有时也可作为暴露标志
D．可以同时既是暴露标志又是效应标志
E．只易作为暴露标志
5．分子流行病学与传统流行病学的主要区别是
A．研究目的不同
B．研究对象不同
C．测量的结局不同
D．设计思想不同
E．群体调查方法不同
6．在分子流行病学研究中，选择偏倚除样本选择偏倚外，还可能出现
A．标本储存偏倚
B．标本采集偏倚
C．检测偏倚
D．混杂偏倚
E．信息偏倚
多项选择题
1．用于血清流行病学研究的血清指标有
A抗原
B．抗体
C．生化物质
D．核糖核酸
E．血清蛋白
2．在血清流行病学调查研究中，抗原抗体类血清指标的影响因素主要有
A性别
B．年龄
C．遗传因素
D．人工免疫
E．免疫反应消长规律
3．分子流行病学可以研究
A．传染性疾病
B．慢性非传染性疾病
C．意外伤
D．健康状态
E．遗传病
4．下列哪些属于分子生物学标志
A．基因异常表达
B．功能变异的蛋白质
C．头发中某微量元素含量较高
D．尿液中钙离子浓度升高
E．突变的DNA
问答题
1．简述分子流行病学的概念及其应用。
2．简述分子流行病学研究中标本采集与储存的要求。
3．在分子流行病学研究中，一般采取哪些实验室质量控制措施？
4．分子流行病学与传统流行病学之间的关系和特点是什么？
5．请论述分子流行病学是怎样揭开暴露和疾病之间的黑匣子？
参考答案
名词解释
1．分子流行病学：阐明人群和医学相关生物群体中生物标志的分布及其与疾病的关系和影响关系，并研究防治疾病，促进健康的策略与措施的科学。
2．生物标志：指能代表生物结构和功能的可识别的物质特征，分为暴露标志、效应标志和易感标志。
3．易感性标志：指能够增加疾病危险性或通过修饰环境因素暴露来增加肿瘤危险性的遗
传多态性基因及其产物，是机体在暴露前就已经存在的遗传性可测量指标。
4．分子生物标志(molecular biomarker) 指代表生物结构和功能的生物大分子特征。
5．暴露发病连续带(exposure-disease continuum,EDC) 指从暴露到疾病不同阶段的暴露、效应和易感性标志所构成的连续体。
6．暴露标志(exposure marker) 指与疾病或健康状态有关的暴露因素的生物标志。
填空题
1．流行病学、基因组信息、人群、基因组信息；
2．功能性或结构性变化；
3．核酸电泳图谱、核酸酶切电泳图谱、核酸分子杂交、核酸体外扩增、核酸序列分析；4．一个生物体的无性繁殖群体。
选择题
单项选择题
1D 2B． 3C 4C 5C 6B
多项选择题
1ABCE 2ADE 3ABDE 4ABE
问答题
1．简述分子流行病学的概念及其应用。
分子流行病学是阐明疾病和健康状态相关生物标志（或分子事件）在人群和生物群体中的分布及其影响因素，并研究防制疾病、促进健康的策略和措施的科学，是流行病学的一个分支。
分子流行病学的应用：①疾病病因及其致病机制的分子水平探讨；②宿主易感性和高危人群筛查标志的研究；③在人群中流行规律、传播机制的深入探讨；④针对性预防措施的研究；
⑤人类基因组流行病学研究；⑥疾病防治措施
研究及效果评价。
2．简述分子流行病学研究中标本采集与储存的要求。
①避免生物标本受到“污染”；②保证生物标本对环境的“安全，尤其是病原生物标本；③储存条件适宜；④生物标本的背景材料和标识明确。
3．在分子流行病学研究中，一般采取哪些实验室质量控制措施？
分子流行病学中引入了分子生物学技术，要通过对样本检测来收集数据，所以实验室的量控制是研究科学性和可靠性的基础。
实验室质量控制一般要注意如下事项：a、一般实验质量控制，主要注意标本采集和储存、试剂和材料、仪器、实验方法、操作规范等问题；b、设立多重对照，如标准对照、空白对照和重复对照；c、重复试验，要进行实验室内重复实验和实验室间重复试验。
4．分子流行病学与传统流行病学之间的关系和特点是什么？
分子流行病学和传统流行病学既是一个统一体，又有各自不同的特征。
传统流行病学在研究暴露与疾病关系时，直接测量人群中暴露与疾病或健康状况的频率，由此推测暴露与疾病的关系。
但是由于黑箱的存在，使暴露与疾病关系的判断缺乏直接证据。
分子流行病学通过疾病与健康不同阶段生物标志的测量及影响因素研究，可以全面阐述疾病自然史，即健康-疾病连续带和暴露发病连续带，从而揭示黑箱秘密，制定更有效的防治疾病、促进健康的策略和措施，并评价其效果。
5．请论述分子流行病学是怎样揭开暴露和疾病之间的黑匣子？
致病因素作用于机体到发生相应的疾病是机体健康状态发生改变的过程，其中的每一个变化都涉及到相应的分子水平的物质变化。
传统流行病学由于技术水平的限制，只能研究致病因素与疾病的关系，而越过了中间的过程，不能得到直接的证据，这中间的不清楚的过程我们常称为黑匣子。
分子流行病学从分子水平揭开了疾病的自然史，我们就可以研究致病因素进入机体后与机体发生的不同阶段分子改变，并且以这些分子改变为暴露或测量结局来灵活的研究疾病，从而揭开了黑匣子的秘密，为疾病研究提供了直接和丰富的证据。