分子流行病学在疾病预防控制中的应用共59页
分子流行病学
二
分子流行病学的产生与发展
概念的演变 定义 分子流行病学的发展
三 与传统流行病学的关系
暴露 ---------------------- 暴露(E)与剂量(ED) ↓ 结局 ---------- 健康态(HC) ←···机体···→临床态(CD) (健康疾病连续带)
传统流行病学
分子流行病学
生物标志 暴露测量 效应测量 易感性测量 防治效果评价
Huntington病应用分子流行病学方法很快确定了 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 冠心病发病中的易感性是不同的。 传染病
不同基因特征的人群对HIV的易感性也具有很大差异。
结果分析 结果：当地城市居民（19例）与煤焦
油作业工人（63例）的DNA加合物水平相似，而 近郊农民（15例）的DNA加合物水平与煤焦油作 业工人相比,仅为后者的二分之一或三分之一。结
论：环境中芳香族化合物（煤焦油）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
生物标志 暴露测量 效应测量 易感性测量 防治效果评价
暴露标志 与疾病Baidu Nhomakorabea健康状态有关的暴露因素的生
指宿主暴露后产生功能性或结构性变化
流行病学第十六章 分子流行病学
第二节 生物标志
（三）易感性标志 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，称之为 易感性标志物。遗传与非遗传因素如年龄、健康状况、饮食等都可能影响个体 对疾病的易感性。目前，疾病易感性研究主要关注遗传易感性，即由个体遗传 背景差异所导致的不同个体对同一疾病易感程度或治疗反应的强弱。
第二节 生物标志
（二）效应标志 宿主暴露后产生功能性或结构性变化，并进一步引起疾病亚临床阶段和疾 病 发 生 过 程 的 生 物 标 志 称 为 效 应 标 志 ， 主 要 包 括 早 期 生 物 效 应 （ early biological response ）标志、结构和（或）功能改变（ altered structure and function）标志、临床疾病（clinical disease）标志等。 1.早期生物效应标志 2.结构和（或）功能改变标志 3.临床疾病标志
流行病学
（Molecular Epidemiology）
胡志斌 南京医科大学
第十六章 分子流行病学
杜江波
南京医科大学
目录
01 第一节：概述 第二节：生物标志 第三节：主要研究方法 第四节：应用和展望
02
03 04
重点难点
※ 分子流行病学的科学内涵 ※ 分子标志的范畴和应用 ※ 分子流行病学研究设计与实施
者遗传缺陷的鉴定，最近几年，也开始尝试在复杂疾病或性状相关常见遗传变异的鉴定
分子诊断技术在疾病预防和治疗中的应用
分子诊断技术在疾病预防和治疗中的应用分子诊断技术是一种在近几十年发展起来的、可以检测人体基因、蛋白及其他生物分子的一种先进技术。在疾病的预防和治疗中，分子诊断技术具有越来越重要的作用。
一、疾病早期预防
传统诊断方法往往需要通过各种检验来确认疾病是否存在，这种方法一般是在发病后才能发现病情，且并不适用于一些静态疾病，如遗传病等。而分子诊断技术不仅能够提早发现病情，而且还能够进行血液、皮肤、尿液等体液样本的检验。因此，在某些疾病的早期预防中，分子诊断技术占据了重要的地位。例如，体液PCR技术可以很早就发现癌症等疾病的存在，从而提前采取治疗措施，有效避免疾病的进一步发展。
二、疾病诊断
目前，传统的疾病诊断方法多数是通过临床症状、体征、医学检查等方面来进行的。但是，由于各种因素的影响，例如治疗、年龄、性别等，诊断结果并不一定准确。而分子诊断技术则是基
于分子层面的分析，利用基因、蛋白等分子的变化来诊断疾病。
同时，分子诊断技术也可以检测一些罕见病种、遗传性疾病等，
从而更加准确地判断患病情况，并为适当的治疗提供帮助。
三、疾病治疗
分子诊断技术在疾病的治疗中也有广泛的应用。在肿瘤治疗中，肿瘤细胞检测技术可以帮助对肿瘤细胞进行分子诊断，从而进行
更加精确的治疗。例如，对肺癌等病种采用靶向治疗技术，可以
根据其分子类别制定更科学和有效的治疗方案，使治疗有针对性
且减少不必要的药物使用，减轻病人的痛苦。同时，分子生物学
手段还可以通过调控肝素、凝血酶等活性蛋白的基因表达、功能
来制定靶向血栓形成的治疗方案。
总而言之，在疾病预防和治疗的过程中，分子诊断技术具有不
分子生物学技术在疾病研究与防治中的应用
分子生物学技术在疾病研究与防治中的应用随着科技的不断发展，人们对于生命的认识也越来越深刻。分
子生物学技术是现代生命科学中的重要成果之一，其应用范围十
分广泛。其中，其在疾病研究与防治方面的应用备受重视，已经
成为一个不可忽视的趋势。
1. 代谢疾病的诊断和治疗
代谢疾病是指由于人体代谢过程中发生异常，导致生理功能失
调和器官损伤的疾病。常见的代谢疾病有糖尿病、高血脂症、肝
病等。传统的诊断方法往往是基于患者的临床表现和化验结果，
缺乏准确性和敏感性。但是，通过分子生物学技术可以检测患者
体内的代谢产物、酶活性、基因突变等信息，从而得出更加准确
的诊断结果。同时，分子生物学技术还可以针对特定的代谢异常
进行靶向治疗，如运用CRISPR-Cas9基因编辑技术进行基因修复，或者设计特定的药物靶向代谢相关的信号通路。
2. 肿瘤的早期检测和个性化治疗
肿瘤是当前全球最主要的健康问题之一，早期的肿瘤诊断和治疗尤为重要。分子生物学技术可以通过检测肿瘤相关的分子标记物、基因异常等信息，实现早期肿瘤的检测和诊断。与此同时，个性化治疗也是十分重要的，不同肿瘤病人需针对不同的基因表达、基因突变进行定制化的治疗方案。分子生物学技术在个性化治疗方面同样具有重要的意义，可以通过测序技术检测肿瘤基因组的变异，为肿瘤治疗选择合适的靶向药物。
3. 感染病毒的检测和疫苗研发
病毒感染是人类健康的威胁之一，尤其是新型病毒的出现给人类健康带来了巨大风险。现有的传统病毒检测方法大都存在灵敏度和特异性不足的问题。分子生物学技术可以通过检测病毒的核酸，快速、准确地检测病毒感染。同时，分子生物学技术在疫苗研发方面也发挥着重要的作用。基于分子生物学技术的DNA或RNA疫苗，已经成为未来疫苗发展的一股重要趋势。
课件：分子流行病学
与传统流行病学的关系
传统流行病学
Exposure
？
分子流行病学
Cancer
传统流行病学
暴露
前瞻性研究
？
回顾性研究
疾病
分子流行病学
暴露
疾病
图16-2 传统流行病学与分子流行病学的关系（EDC模型） （Schulte,1993）
第二节 生物标志
暴露标志 与疾病或健康状态有关的暴露因素的生物标志。 包括外暴露标志、内暴露标志和生物有效剂量标志。 效应标志 宿主暴露后产生功能性或结构性变化，并进一 步引起疾病亚临床阶段和疾病发生过程的生物标志。包括 早期生物效应标志、结构和（或）功能改变标志、临床疾 病标志等。 易感性标志 指宿主对疾病发生、发展易感程度的生物标 志。
百度文库
✓1986年定义：分子流行病学的核心在于把先进的实 验室方法和分析流行病学结合起来，从而查明环境 和（或）宿主病因。
✓1993年定义：分子流行病学是在流行病学中应用生 物标志或生物学测量。
✓1996年定义：分子流行病学狭义上讲是测量作为暴 露和效应的生物标志——信息大分子：DNA、RNA 和蛋白质。
分子流行病学在我国的发展
✓20世纪80年代初开始进行分子流行病学研究， 当时仅限于传染病，如对轮状病毒腹泻、大肠 杆菌腹泻等的研究。
✓90年代中后期，分子流行病学研究开始得到了 长足的发展，逐渐推广到流行病学的各个领域。
[医药卫生]分子流行病学概述及我国分子流行病
![[医药卫生]分子流行病学概述及我国分子流行病](https://img.taocdn.com/s3/m/f3b062f776eeaeaad1f33074.png)
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
普通人群
A1/A1
A1/A2 A2/A2 计
96
68 15 179
肺腺癌 观察数 期望数b 81.5 89 59 4 152 57.8
12.7
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。
图2 分子流行病学和癌的发展过程及其三级预防策略
（三）分子流行病学常用的主要研究方法
分子流行病学在某种意义上讲，是一 种流行病学宏观与实验室微观结合的方 法学，需要现场流行病学调查研究与实 验室先进的检测技术相结合。因此，分 子流行病学的研究方法大致可以分为二 大类：实验室技术与流行病学现场研究 方法。
分子流行病学概述及我国分子 流行病学研究现状
提纲：
一、分子流行病概述 (一)定义 (二)分子流行病学研究内容和范围 (三)分子流行病学常用的主要研究方法 二、我国分子流行病学研究现状 (一)病原体分型和检测研究 (二)人群中疾病流行规律、传播机理研究 (三)在慢性病研究中的应用 (四)在遣传性疾病研究中的应用 (五)在疾病防治方面的应用 三、存在问题和前景 (一)存在问题 (二)前景
（2）传播途径的判定 以往，传染病流行中传播途径或传 播媒介的调查通常使用排除法，同时尽可能在媒介物中分离 到引起流行的病原体或检测到病原学标志。近来分子流行病 学研究引入一些新的技术，如分子进化诊断（molecular evolutionary diagnosis）。例如，不少分析性流行病学研究与 血清流行病学研究均认为丙肝病毒（HCV）可经性传播途径 感染配偶。然而，出人意料的是，在1993年东京国际病毒性 肝炎会议有2篇报道，用分子进化法进行的研究提出了相反的 意见。如Ohno筛检50对至少有一方抗-HCV阳性的夫妇，发 现仅4对夫妇双方抗-HCV均阳性。用PCR扩增、测序分型， 结果其中2对配偶男女之间的HCV RNA彼此的基因型别不同， 由此可排除性传播所至；另2对夫妇之间型别相同，用分子进 化诊断判定男女病毒株的分株时间（divergence time），发 现第1对配偶的分株时间发生在45~52年前，而结婚却才32年； 第2对配偶分株时间已有30~34年，结婚时间则在25年前。基 于这些研究结果，作者认为HCV经性传播的可能性很小。
分子流行病学
分子流行病学的产生
现代流行病学遇到的难题 传染病方面 研究个体的发病差异 证实疾病的病因 分子流行病学的产生的基础
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产生的背景 传染性疾病 耐药性质粒；病原体变异；新 发现传染病。
慢性非传染病 多病因、多阶段、多基因、 长潜隐期。 易感性 生物个体间的遗传和环境不同，易 感性差异很大；传统流行病学无法有效测量。
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传染病预防控制 病原体耐药、新病原体的出现、病原 体变异、发病谱的变化、传染源的判定、 传播途径复杂化、疫苗免疫效果下降 等，大多需要应用分子流行病学来解决。 病原体研究 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
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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； 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。
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分子流行病学应用的主要研究方法 实验室方法 检测基因结构变化的实验方法 检测基因表达的实验方法 传统流行病学研究方法
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实验室检测技术
核酸技术 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 蛋白质技术 凝胶电泳、蛋白转印杂交、蛋白 质测序 酶学技术 多位点酶电泳法 生物芯片技术 基因芯片
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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。
分子流行病学.
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 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
传统流行病学无法有效测量
④实验医学病因假设和防治措施的人群检验
第一节 概
述
2、分子生物学的发展
①理论突破 DNA双螺旋结构、遗传中心法则、RNA逆转录等 ②技术创新
凝胶电泳技术、分子杂交、基因克隆等
第一wenku.baidu.com 概
述
（二）发展历程
1、概念演变 国外
1972年，提出“流感分子流行病学” 1977年，提出应用精细技术进行生物材料 流行病学研究
第一节 概
述
产生与发展历程 分子流行病学定义 与传统流行病学关系
第一节 概
述
一、产生与发展历程
(一) 产生背景
1、疾病防治中新问题
①传染性疾病
病原体变异与疾病预防控制
抗生素与耐药 新发现传染病
第一节 概
述
②慢性非传染病
多病因、多阶段、多基因、长潜隐期
暴露——发病（死亡）关系
流行病学在疾病预防和控制中的作用
流行病学在疾病预防和控制中的作用近年来，随着疾病的不断爆发和传播，流行病学的重要性越来越受
到关注。流行病学是一门研究疾病在人群中的分布、传播和控制的科学，通过对病例的调查和研究，可以有效地预测和阻断疾病的传播路径，为疾病的预防和控制提供科学依据。
在疾病预防方面，流行病学的作用不可忽视。通过流行病学调查，
我们可以了解疾病的传播途径和主要危险因素，从而针对性地开展预
防工作。例如，对于新冠病毒的研究表明，该病毒主要通过飞沫传播，因此我们可以采取戴口罩、勤洗手等措施阻断传播链。此外，流行病
学还可以帮助科学家确定并评估不同预防策略的有效性，为防控工作
提供指导。
除了预防工作，流行病学在疾病控制方面也发挥着关键作用。通过
流行病学调查，我们可以快速确定疫情的规模和传播速度，及时采取
相应措施进行控制。例如，当发现某地出现疫情暴发时，流行病学家
会迅速展开调查，确定病毒的传播路径和患者的接触史，以便及时隔
离病例、追踪密切接触者，并对公共场所进行消毒，防止病毒的进一
步传播。
此外，流行病学研究还可以为制定公共卫生政策提供科学依据。通
过对人群中疾病的分布和传播规律的研究，我们可以了解不同人群在
患病风险上的差异，进而制定有针对性的政策。例如，在疾病预防和
控制中，我们可以针对高风险人群提供定向的防控措施，从而最大程
度地降低疾病的传播和发病风险。
总的来说，流行病学在疾病预防和控制中扮演着重要的角色。通过流行病学调查和研究，我们可以从根源上了解疾病的传播途径和危险因素，为预防工作提供科学依据。同时，在疫情暴发时，流行病学的快速调查可以帮助我们及时采取控制措施，阻断传播链。因此，加强对流行病学研究的支持和投入，发挥其在疾病预防和控制中的作用，对保护公共健康具有重要意义。
分子诊断技术在疾病预防中的应用
分子诊断技术在疾病预防中的应用
一、引言
分子诊断技术是指利用分子生物学的原理和方法进行疾病诊断的技术，该技术可以检测DNA、RNA、蛋白质等生物分子的存在和表达情况，具有高灵敏度和特异性等优势，已经成为疾病预防和治疗的重要手段之一。
二、分子诊断技术的基本原理
分子诊断技术的基本原理是通过DNA、RNA等核酸分子的检测，诊断患者身上特定的疾病状态，其中主要包括PCR技术、基因芯片技术、NGS技术等。
1. PCR技术
PCR全称聚合酶链反应，是一种能够在体外扩增DNA片段的方法，是目前最广泛应用的分子诊断技术之一。PCR技术通过双链DNA的解离和扩增，通过体外增殖特定的DNA片段，快速、特异性的提取和扩增所需的DNA样本，从而实现对病原体的检测和鉴定。
2. 基因芯片技术
基因芯片（Gene chip）技术是一种利用光刻技术在单一芯片上并列固定大量核酸探针的技术，并通过探针和靶标之间的互作，
实现对病原体的检测和分析。该技术具有多复合、高通量、快速
高效的特点，已经成为疾病分子诊断的核心技术之一。
3. NGS技术
NGS全称Next Generation Sequencing，是指第二代测序技术。
该技术可以对DNA、RNA等分子进行快速、准确的测序，对于疾病诊断和治疗有着重要的应用价值。NGS技术具有高通量、速度快、成本低等优点，已经成为疾病分子诊断中不可缺少的技术之一。
三、分子诊断技术在疾病预防中的应用
分子诊断技术在疾病预防中的应用非常广泛，主要体现在以下
几个方面。
1. 感染性病原体的检测
分子诊断技术可以快速、准确地检测感染性病原体的存在，包
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
分子流行病学在疾病预防控制中的应 用
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，Fra Baidu bibliotek好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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