第6章 人类疾病网络
病理学各章节简答题归纳总结
病理学绪论1、试述病理学的任务及其在医学上的地位？答：病理学是研究疾病发生、发展规律的科学。
是研究疾病的病因、发病机制、病理变化、经过和转归，为防治疾病提供科学的理论基础。
病理学是医学中的基础学科之一，是沟通基础医学与临床医学之间的桥梁，起着承前启后的作用。
2、病理学常用的研究方法有哪些？答：尸体解剖，对死亡者的遗体进行病理剖验，查明死亡原因；活体组织检查，用局部切取、钳取、细针吸取、搔刮和摘取等手术方法，从患者活体获取病变组织进行病理检查；细胞学检查，通过采集病变处脱落的细胞、涂片染色后进行观察；动物实验，运用动物复制人类疾病模型，研究疾病的病因学、发病学、病理改变和转归；组织培养和细胞培养，研究在各种病因作用下细胞组织病变的发生和发展。
3、病理学常用的观察方法有哪些？答：大体观察，组织和细胞学观察，组织化学和细胞化学观察，免疫组织化学观察，超微结构观察。
4、什么是细胞学检查？与尸检、活检相比此项检查的优缺点是什么？答：通过采集病变处（如女性生殖道、食道、鼻咽部）脱落细胞或分泌物（如痰、乳腺溢液、前列腺液），渗出液（胸、腹腔积液）及排泄液（如尿）中的细胞或穿刺病变部位吸取细胞，涂片观察，诊断疾病，发现瘤细胞，此法与尸检、活检相比设备简单、操作简便、病人痛苦少容易接受，但是，要确定恶性肿瘤细胞时须进一步复查，并作活检证实。
第一章细胞、组织的适应和损伤1、简述萎缩的病理变化？答：肉眼：体积缩小，重量减轻，颜色变深褐，硬度增加。
镜下：细胞体积小，数目也减少，细胞浓染。
萎缩器官的间质结缔组织、脂肪往往增生。
2、病理性萎缩依其发生原因分为几种类型？各举一例。
答：营养不良性萎缩：慢性消耗性疾病患者脂肪、肌肉萎缩。
神经性萎缩：脊髓灰质炎患者肢体萎缩。
废用性萎缩：骨折后肢体固定肌肉萎缩。
压迫性萎缩：尿路阻塞时，肾盂因积水压迫使肾实质萎缩。
3、增生有何临床意义？答：增生是结缔组织在创伤愈合过程中一种重要反应，增生过程对机体适应反应起积极作用。
第六章 人工智能及其应用 课件(共16张PPT).ppt
人工智能 Artificial Intelligence
人工智能是计算机科学的一个分支， 是研究计算机模拟人的某些感知能力、 思维过程和智能行为的学科。人工智能 是引领未来的战略性技术，将深刻改变 人类生产生活方式。人们要保持对人工 智能的控制能力，防范人工智能失控的 风险和对人类社会未来发展的潜在威胁。
揭阳市揭东区第二中学 许家乐 原创课件
《数据与计算》
初识人工智能
第六章导学课
6.1
认识人工智能
6.2
人工智能的应用
揭阳市揭东区第二中学 许家乐 原创课件
PEPORT ON WORK
01
人工智能
什么是人工智能？ 人工智能的诞生和发展历程是怎样的？
揭阳市揭东区第二中学 许家乐 原创课件
揭阳市揭东区第二中学 许家乐 原创课件
1997年“深蓝”战胜卡斯帕罗夫 2006年深度学习的开始研究 2010年大数据时代到来 2016年3月AlphaGo以4比1战胜 世界围棋冠军李世石
揭阳市揭东区第二中学 许家乐 原创课件
人工智能的研究领域
图像识别
看
人脸识别
做 机器人 自动驾驶
语音识别 听
机器学习 学习
理解
机器翻译
思考
人机对弈
专家系统
在教育领域，人工智能成
为教师和学生的得力助手。
比如智能导师：主要通过 自然语言处理和语音识别技术，
Hi
由计算机模拟教师教学的经验
和方法，对学生实施一对一的
教学，并向具有不同需求和特
征的学习者传递知识。
揭阳市揭东区第二中学 许家乐 原创课件
4、智能交通 智能交通系统是通信、信息和控
制技术在交通系统中集成应用的产物， 它借助现代科技手段和设备，将各核 心交通元素联通，实现信息互通与共 享，建立安全、高效、便捷和低碳的 交通运输管理系统。
第六章 预防保健 PPT课件
• 病因明确的 如预防接种是第一级预防的典范 ；病因明确且 是人为的，如职业病
• 病因复杂的 尽早做到“三早预防” • 病因不明确的突发的 应兼顾第二和第三级预防，致力于第
一级预防
11
第二节 预防保健策略
第二节 预防保健措施 • 讨论：
主要领导参加的专门机构来领导和协调逐级卫生保健工作。 ➢ 有专业人员组成专门的调查小组，收集有关卫生状况的基础资料，为计划和评价
提供依据。 ➢ 根据卫生状况和居民需求，制订不同时期的卫生保健目标，制订行动规划和具体
实施方案。 ➢ 建立和健全卫生保健网络，我国城乡三级医疗预防保健网是十分优越的基础条件。 ➢ 建立初级卫生保健的管理程序、评估指标体系和工作制度。
16
第二节 预防保健策略
第二节 预防保健措施
二、初级卫生保健与全球卫生策略
• 全球卫生策略
全球卫生策略是WHO提出的指导世界各国为实现“人人享 有卫生保健”所制订的全局性的计划，包括全球卫生目标、 卫生政策、衡量目标实现程度的评价指标和具体措施等方 面，这是世界各国人民共同协调与合作，为全人类的健康 事业所制订的共同战略。
对于埃博拉疫情如何做到三级预防？
传播途径、易感人群、诊断标准、临床症状、 治疗方法
12
第二节 预防保健策略
第二节 预防保健措施
二、初级卫生保健与全球卫生策略 • 概念
1978年阿拉木图国际初级卫生保健会议指出：“初级卫生保健 （primary health care，PHC）是一种基本的卫生保健，它依靠切实可 行、学术可靠又受社会欢迎的方法和技术，是社区的个人和家庭积极 参与普遍能够享受的，费用也是社区或国家依靠自力更生精神能够负 担的。它是国家卫生系统和社会经济发展的组成部分，是国家卫生系 统的中心职能和主要环节。它是个人、家庭和社区同国家卫生系统保 持接触，使卫生保健深入人民生产和生活的第一步，也是整个卫生保 健工作的第一要素。”
人类疾病网络分析报告
满足均值为
，方差为
的二项分布。（
）
234020/10/7
对每一个疾病对，我们选择三种模型中的一种 进行分析：二者不相关（也就是没有遗传重叠 ）；二者负相关（竞争遗传重叠）；二者正相 关（合作遗传重叠）。
合作模型比标准的遗传多效模型更一般。因为 合作模型除了分享的多态性，还允许关联影响 各自的遗传多态性。
21020/10/7
211020/10/7
212020/10/7
DGN的性质
基因间的关联，代表了相关表型关联，他们代 表了表型相关性的衡量，这个可以用在未来 的研究中，同蛋白质相互作用、转录因子— 启动子相互作用、代谢相互作用关联，发现 新的遗传相互作用。
在DGN中，1377个疾病基因连接到其他基因， 903个基因属于一个巨大的类。如图五
为了证实这个假设的有效性，对于GO的每个分 支（生物过程、分子功能和细胞组分），我们 测量了每个疾病的GO同质性。发现有很高的显 著性。
GO同质性：
，
是疾病i关联的有GO术语j的基因数目； 是与
疾病i关联的有GO注释的所有基因数目。
218020/10/7
219020/10/7
假设3：在一般功能模块中相互作用的编码蛋 白质的疾病基因应该趋向于在相同的组织中 表达。
人类疾病网络分析报告
2020/10/7
背景
在刻画人类疾病位点的研究中，很多疾病基 因的位置克隆和全基因组的关联研究，产 生了疾病与基因的关联对列表。
另外，蛋白质相互作用，人类代谢图谱和调 控网络等都为不同疾病基因间的相互作用 提供了一些细节描述。
23020/10/7
给出一个不同的方法，在细胞和有机体的组 织的高水平上，探索人类遗传疾病和对应的 疾病基因是否可以彼此相关联。通过提供有 多个基因引起的疾病（基因座异质性）的例 子来支持这个方法的有效性。比方说，脑肝 肾综合症是由至少11个基因的变异引起的， 所有的都与过氧化酶体的生物发生有关。还 有由一个基因的不同变异（等位基因异质性 ）的疾病。比方说，TP53的变异被关联到11 个临床上不同的癌症相关疾病。
SNP与人类疾病
29
在Haploview软件界面输入相应信息
30
31
依据连锁不平衡（LD），基因内block情况
32
Tagger: 寻找基 因内的tagSNP
33
tagSNP
34
dbSNP数据库检索SNP
大家要是有时间的话，可以尝试在dbSNP数据库 中进行SNP检索 /
单核苷酸多态与人类疾病snpshumandiseases回顾理论课内容单核苷酸多态性及相关概念常用的snp分型技术基于snp的复杂疾病遗传定位方法利用hapmart网络平台提取中国汉族人群基因il8上的snp并列出这些snp各自所处的功能区域试结合第一章中对ncbi等重要的序列数据资源知识介绍选取适当的限制性片段长度多态性方法用于il8基因从本章给出的haploview网络地址下载并安装最新的haploview软件版本研究一下可以输入的数据格式在haploview中导入hapmap格式il8基因上的snp基因型从中提取能覆盖整个基因的最少量的tagsnp为了培养大家独立操作的能力老师给大家演示例子时用il10基因大家做习题的时候用il8基因
3
实习课内容
3. 从本章给出的Haploview网络地址下载并安装最新的 Haploview软件版本，研究一下可以输入的数据格式 4. 在Haploview中导入Hapmap格式IL8基因上的SNP基因
型，从中提取能覆盖整个基因的最少量的TagSNP
4
为了培养大家独立操作的能力，老师给 大家演示例子时用IL10基因，大家做习题 的时候用IL8基因！
35
输入查询
结果显示，点击 GeneView
36
选in gene region, 显示IL10内所有的SNP； 选cSNP,显示编码区域的SNP
人类疾病模型技术体系
人类疾病模型技术体系一、疾病动物模型疾病动物模型是研究人类疾病的重要工具，通过使用特定的动物物种来模拟人类疾病的表现和进程。
这种模型可以提供人体试验无法提供的各种信息，例如药物效果、疾病传播等。
疾病动物模型在许多领域都有广泛应用，如药理学、毒理学、流行病学等。
二、细胞模型细胞模型是另一种研究人类疾病的重要工具，它可以在体外模拟疾病过程。
这种模型的优势在于可以在实验条件下控制各种变量，从而更深入地了解疾病的机制和药物的作用。
细胞模型广泛应用于药物筛选、疾病机制研究等领域。
三、组学技术组学技术是指对生物体中的所有基因、蛋白质、代谢物等组分进行系统性的研究。
这些技术正在不断推动着人类对疾病的理解和治疗。
例如，通过基因组学技术可以识别与特定疾病相关的基因变异，从而预测个体对疾病的易感性；通过蛋白质组学技术可以研究疾病过程中蛋白质的表达和修饰，进而开发新的药物或治疗方法。
四、计算生物学计算生物学通过计算机模拟和数学模型来研究生物系统的行为和动态变化。
这种技术在研究疾病机制和药物开发中发挥着越来越重要的作用。
例如，计算生物学可以通过预测药物在不同个体内的效果和副作用，帮助科学家更准确地评估药物的疗效和安全性。
五、疾病生物信息学疾病生物信息学是生物信息学的一个分支，它利用计算机科学和统计学的技术来分析生物数据，以揭示疾病的发生机制和药物的作用机制。
这种技术可以处理大规模的数据集，发现隐藏在数据中的模式和关联，从而为疾病的预防和治疗提供新的思路。
六、临床试验临床试验是在人体上进行的测试，以评估药物、手术或其他治疗方法的效果和安全性。
这是一个需要伦理审查和受试者自愿参与的复杂过程。
临床试验是药物开发和医疗决策的关键步骤，因为它们提供了关于治疗在真实世界中的效果和可能的风险的唯一来源。
七、疫苗与免疫学疫苗与免疫学是研究如何通过激发和调节人体免疫反应来预防和治疗疾病的学科。
这个领域的研究不仅限于疫苗的研发，还包括免疫调节策略的研究，如使用抗体或免疫细胞治疗癌症等。
疾病网络分析方法的研究与应用
疾病网络分析方法的研究与应用疾病网络分析是一种新兴的研究手段，它通过对疾病与其他因素之间的关系进行建模和分析，探究疾病的发病机理、预测疾病发展趋势以及制定相应的预防和治疗策略。
本篇文章将从“疾病网络分析的基本概念”、“疾病网络构建与分析方法”、“疾病网络分析应用案例”三个方面进行阐述。
一、疾病网络分析的基本概念疾病网络分析是基于网络科学理论的一种研究方法，其核心思想是将疾病看作是一个复杂的系统，并通过网络分析的手段来分析它的各种因素之间的相互作用。
疾病网络分析的核心是建立疾病网络模型，它可以将疾病的各种因素以节点的形式表示，它们之间的关系以边的形式表示。
这样一来，我们就可以通过对疾病网络的构建和分析，来深入挖掘疾病的内在规律，为疾病的预防和治疗提供更为科学的参考。
二、疾病网络构建与分析方法疾病网络构建方法一般可以分为两种：一种是基于传统的统计方法，例如协同过滤算法、朴素贝叶斯算法、关联规则算法等，这种方法主要是依靠精确度来构建网络模型；另一种是基于大数据分析的方法，例如基于文献库、基于诊疗数据、基于基因组学和蛋白质组学等，这种方法主要是通过构建大规模数据资源库来建立网络模型。
在进行疾病网络的分析时，需要利用网络科学理论和相关的算法，例如网络结构分析方法、节点中心性分析方法、社区发现算法等，通过这些方法可以对网络的结构、节点的重要程度以及子网络之间的联系等进行深入分析。
三、疾病网络分析应用案例疾病网络分析在医疗领域的应用非常广泛，目前已经有许多成功的案例。
例如，上海交通大学医学院附属新华医院利用疾病网络分析技术研究肺癌的发病机制，发现了一些可能与肺癌发生和发展相关的关键基因，这为肺癌的定向治疗提供了更为科学的依据；另外，北京大学人民医院也利用疾病网络分析技术研究了癌症的防治策略，提出了“精细化医疗”的理念，利用基因组实现了对癌症的分子分型，从而实现个性化治疗，提升了癌症治疗效果。
总结综上所述，疾病网络分析技术是一种值得重视的研究方法，它不仅可以帮助我们深入了解疾病的发病机制和内在规律，也可以为疾病的预防和治疗提供有力的支持。
SNP与人类疾病
SNP基因型，从中提取能覆盖整个基因的最少量的
TagSNP
27
/
28
Haploview软件直接分析基因的tagSNP
IL10: Chr1,205,007,571-205,012,462 Chr1,205007 kb-205,012 kb
3
实习课内容
3. 从本章给出的Haploview网络地址下载并安装最新的 Haploview软件版本，研究一下可以输入的数据格式 4. 在Haploview中导入Hapmap格式IL8基因上的SNP基因
型，从中提取能覆盖整个基因的最少量的TagSNP
4
为了培养大家独立操作的能力，老师给 大家演示例子时用IL10基因，大家做习题 的时候用IL8基因！
29
在Haploview软件界面输入相应信息
30
31
依据连锁不平衡（LD），基因内block情况
32
Tagger: 寻找基 因内的tagSNP
33
tagSNP
34
dbSNP数据库检索SNP
大家要是有时间的话，可以尝试在dbSNP数据库 中进行SNP检索 /
5’端突出
平末端
12
TT
TC
CC
503 bp 254 bp 2方法简单； 2.容易操作； 3.经费要求不高
缺点： 1.样品纯度要求较高和用量大； 2.过分依赖于限制性内切酶的 种类和数量； 3.分析步骤繁琐、工作量大； 4.分型容易出错、通量较小
RFLP方法优缺点
11
内切酶酶切示例
名称
识别位点
5’ GCATGC 3’ CGTACG 3’ 5’
切割后分子
GCATG C GC CGCCGG GTT AAC CAA TTG
人类疾病中基因网络的分析与应用
人类疾病中基因网络的分析与应用随着科学技术的发展，人们对于基因以及人类疾病的认识也变得更加深入。
目前，人类疾病的病因多由环境因素和基因因素共同作用形成。
而基因网络的建立和分析有助于我们更加深入地理解人类疾病的发生及其机制，从而提出更为定向、更为针对性的治疗方法。
基因网络是指基因间相互作用形成的一个网络图，其中包括基因之间的关联以及基因对其它生物分子的作用，如转录因子、蛋白质等。
人类基因数量约为2.4万-2.5万，它们之间的相互作用可通过生物实验及计算机分析得到。
目前，基因网络在研究人类疾病方面具有重要的意义。
通过分析基因网络图可发现一些潜在基因与疾病的关联，进一步揭示它们在病理过程中的作用。
在此基础上，我们可以通过基因编辑等技术针对性地干预其功能，从而实现治疗或改善疾病的效果。
针对不同类型的疾病，基于基因网络的分析方法也不尽相同。
例如，在肿瘤研究中，基因网络的分析应用尤为广泛。
通过比较正常细胞和癌细胞基因网络的不同，可以发现许多癌症相关基因在癌变进程中被激活或抑制。
而这些与癌症相关的基因网络变化，则可为肿瘤的早期诊断、预后评估、治疗方法选择等方面提供重要帮助。
在神经系统疾病研究中，例如阿尔茨海默症当中，基因网络的分析也起到至关重要的作用。
通过对比神经细胞之间的联系情况，可以发现某些突触损伤或神经系统发生退化时，神经元间的信息传递出现异常，从而导致阿尔茨海默症这样的神经系统疾病。
在此基础上，我们可以通过遗传学筛选出与这种疾病相关的基因，进一步理解其发生机制，并通过基因编辑等技术对其进行干预治疗。
当然，在基于基因网络的研究中，仅仅通过分析基因网络本身是不完整的。
我们也需要结合临床数据、蛋白质分析等技术，从多个维度去分析某疾病的发生机制，从而更加准确地判断疾病在不同阶段的情况。
总之，基于基因网络分析的研究方法已经成为当前人类疾病研究的重点之一。
它不仅可以加深我们对于基因和疾病之间关系的理解，还能够为疾病的早期预警、临床诊断、治疗及再生医学等方面提供宝贵的帮助。
人类疾病基因和蛋白质网络的构建和分析研究
人类疾病基因和蛋白质网络的构建和分析研究人类疾病是一个长期困扰人类健康的问题，疾病的发生和发展往往与基因和蛋白质的异常表达有关。
因此，研究人类疾病的基因和蛋白质网络成为了当前生命科学领域的热点之一。
人类基因和蛋白质网络的构建基因和蛋白质网络构建是分析人类疾病的基础，通过挖掘基因和蛋白质之间的相互作用，可以揭示疾病的发生和发展的各种机制。
目前，基因和蛋白质网络构建主要有两种方法：实验方法和计算方法。
实验方法是采用高通量筛选技术，以蛋白质为中心，通过蛋白质互作或者基因表达谱等实验设计，构建基因和蛋白质网络。
常见的实验方法包括蛋白质互作分析、酵母二杂交、蛋白质质谱等技术。
计算方法则是通过生物信息学技术分析，挖掘基因和蛋白质网络中的相关因素，构建网络。
目前，基因和蛋白质网络的计算方法主要有基于基因共表达、蛋白质结构、文献关联、GO注释、路径分析和拓扑性质等方法。
目前，不管是实验法还是计算方法，构建出的基因和蛋白质网络规模越来越大，蛋白质互作、基因共表达等网络分析技术也在不断发展。
这些技术使得我们能够更加深入地了解基因和蛋白质之间的相互作用及其在疾病中的作用机制。
人类疾病基因和蛋白质网络的分析研究疾病是复杂的生命现象，需要基于大数据和网络分析等技术手段进行研究。
人类疾病基因和蛋白质网络分析研究主要包括以下几个方面：1. 疾病网络特征分析通过构建疾病基因和蛋白质网络，并从拓扑特征、GO富集分析、KEGG通路等角度出发，进行网络特征分析，挖掘疾病基因和蛋白质之间的关系及其在疾病中的作用机制。
例如，针对某种疾病的基因和蛋白质网络，通过分析网络的拓扑结构，可以预测哪些节点是关键基因，哪些基因是功能重叠的，有助于为临床疾病的诊断和治疗提供参考。
2. 疾病基因表达差异分析研究基因在正常人和疾病患者中表达水平的差异，可以为疾病的早期诊断和治疗提供重要线索。
利用高通量技术，比如基因芯片和RNA测序，可以获取大规模的基因表达数据，并通过基因共表达分析等方法，挖掘表达差异明显的关键基因。
人类疾病中发现的基因和相互作用的生物网络分析
人类疾病中发现的基因和相互作用的生物网络分析随着科技进步和生物信息学领域的快速发展，越来越多的关于人类基因和疾病之间的关系被揭示。
研究人员已经发现了许多与人类疾病相关的基因和相互作用的生物网络。
这些研究为疾病的预防、诊断和治疗提供了重要的信息。
本文将介绍人类疾病中发现的基因和相互作用的生物网络分析。
一、人类疾病相关基因的鉴定人体细胞中大约有25000个基因，每个基因都编码了一种蛋白质。
这些蛋白质在身体的各种组织和器官中起着各种重要的生物学功能，例如支持免疫系统、调节代谢和信号转导等。
然而，某些基因的突变或缺陷可能导致疾病发生。
在过去的几十年中，研究人员从许多来源（如家系、同源基因等）鉴定了成千上万的人类疾病相关基因。
这些基因与各种疾病有关，包括肿瘤、心血管疾病、神经精神障碍等。
通过对这些基因的研究，我们可以更好地理解与这些疾病相关的生物过程和通路。
二、生物网络和网络分析生物网络是一种描述基因、蛋白质和其他生物分子之间相互作用的方式。
这些相互作用可以通过不同的技术（如蛋白质互作、遗传调控、代谢途径等）来发现。
将这些相互作用组合起来，就可以得到一个描述生物系统的复杂网络。
生物网络通常通过图来表示。
其中节点表示生物分子，边表示节点之间的相互作用。
生物网络分析是一种利用图论、统计学、计算机科学等工具来研究这些网络的技术。
它可以帮助我们发现生物网络中的样式和结构、预测潜在的相互作用和功能、识别网络中的关键基因等。
三、人类疾病的网络分析利用生物网络分析的技术，研究人员可以探索人类基因和疾病的相互关系。
其中一个研究重点是识别网络中的关键基因。
这些基因在生物网络中具有重要的地位，它们在不同的疾病中都可能发挥作用。
例如，我们可以使用网络中心性的指标来鉴定这些重要基因，这些指标可以衡量一个节点在网络中的重要程度。
另一个重要的应用是疾病分类。
例如，研究人员可以使用聚类分析或机器学习等技术来将不同的疾病分类为不同的亚型，这些亚型在其基因表达模式、网络结构等方面可能存在差异。
遗传与表观遗传的相互作用
遗传的定义
遗传是指生物种群内 代际间遗传信息传递 的过程，是生物体内 蕴含的遗传信息在繁 殖过程中的传递和继 承。遗传的基本单位 是基因，是决定生物 性状的遗传信息的物 质基础。
遗传的基本单位
基因
遗传信息的物质 基础
染色体
基因的载体，遗 传信息的组织形
式
等位基因
影响
细胞分化
通过调节转录因 子
疾病发生
与肿瘤发生有关
基因表达
影响蛋白质合成
● 03
第3章 遗传与环境的相互作 用
环境对遗传影响
环境可以通过影响基 因表达，导致同一基 因在不同环境下表现 出不同的表型。这表 明环境因素在遗传中 起到重要作用，进一 步影响着个体的性状 和适应性。
遗传对环境适应
遗传与表观遗传的相互作用
汇报人：XX
2024年X月
目录
第1章 遗传与表观遗传的基本概念 第2章 遗传与表观遗传的相互作用机制 第3章 遗传与环境的相互作用 第4章 表观遗传在发育和疾病中的作用 第5章 遗传与表观遗传在演化中的作用 第6章 遗传与表观遗传在人类疾病中的应用 第7章 总结与展望
● 01
心血管疾病
遗传和表观遗传在心血管 疾病的研究中发挥重要作 用。 通过对遗传和表观遗传修 饰的分析，可以更好地预 防和治疗心血管疾病。
精神疾病
预防和治疗
遗传和表观遗传在精神疾 病的研究中逐渐被认识。 深入了解遗传和表观遗传
对精神疾病的影响，有助
于制定更有效的治疗方案。
遗传和表观遗传为复杂疾 病的预防和治疗提供了新 的思路和方法。 个性化治疗和疾病预测的
同一基因的不同 形式
DNA
人类基因关联网络构建及其在疾病预测中的应用
人类基因关联网络构建及其在疾病预测中的应用近年来，随着人类基因研究的深入，人类基因关联网络成为了重要的研究领域之一。
人类基因关联网络是对人类基因之间相互作用关系的网络分析，通过构建基因关联网络，我们能够更好地了解基因之间的相互作用关系，揭示出基因与疾病之间的关联性，并为疾病的预测和治疗提供有力的支持。
一、人类基因关联网络构建方法构建人类基因关联网络需要用到基因表达数据和分子互作数据。
基于表达数据得到的基因共表达网络是构建基因关联网络的一种常用方法，另外，还有基于功能基因组学的方法，基于遗传多态性的方法等。
基于表达数据的方法是一种比较通用的方法，通常使用Pearson相关系数或Spearman相关系数来评估基因在样本之间的相似性。
相关系数的值范围在-1到+1之间，正值表示为正相关，负值表示为负相关，值越高，说明两个基因的表达越相似，关联性越强。
基于遗传多态性方法是另一种构建基因关联网络的方法，它通过研究基因多态性变异对疾病的影响，来揭示基因与疾病之间的关联性。
另一种方式是基于功能基因组学的方法，它通过利用到手的蛋白质相互作用数据、转录因子结合位点和基因表达数据等多种信息，在基因芯片平台上构建一个功能基因组学数据库，并进行网络分析。
二、基因关联网络概念及数据结构基因关联网络就是基于基因相互关联性构建的网络，其中基因是节点而基因之间的关联性是边。
在基因关联网络中，节点表示基因，边表示基因之间的相关关系或组合关系。
基因关联网络通常被表示为图（Graph），包括有向图（Directed Graph）和无向图（Undirected Graph）等多种。
有向图的边具有方向性，两个节点之间只存在单向关系，一般用在代谢通路等方面；而无向图的边没有方向性，两个节点之间可以相互连通，常用于基因关联网络的构建和分析。
基因关联网络的数据结构是基于图结构的，网络之中的节点和边都可以用线性数据结构表示，同时也可以利用邻接矩阵或邻接表等方式存储。
专题摘编第六章内容
专题摘编第六章内容【引言】第六章的主题是“人工智能在医疗领域的应用”。
在这一章节中，我们主要探讨了人工智能在医疗领域的三个主要应用方向，包括疾病预测、辅助诊断和智能医疗管理。
这章内容在整本书中的地位十分重要，因为它将理论知识和实际应用结合起来，让读者能够更好地理解和掌握人工智能在医疗领域的作用和价值。
【主要内容】【第一个主题】人工智能在疾病预测中的应用疾病预测是人工智能在医疗领域的一个重要应用方向。
通过对大量病例、检验报告和影像资料的分析，人工智能系统可以预测患者在未来可能患上的疾病，从而帮助医生提前进行干预和治疗。
这一应用的实现方法主要包括数据挖掘、机器学习和深度学习等。
【第二个主题】人工智能在辅助诊断中的应用辅助诊断是人工智能在医疗领域的另一个重要应用方向。
通过对病例、检验报告和影像资料的智能分析，人工智能系统可以协助医生进行诊断，提高诊断的准确性和效率。
这一应用的实现方法主要包括自然语言处理、计算机视觉和知识图谱等。
【第三个主题】人工智能在智能医疗管理中的应用智能医疗管理是人工智能在医疗领域的又一个重要应用方向。
通过对医疗资源、患者信息和医疗流程的智能分析和管理，人工智能系统可以提高医疗服务的质量和效率，降低医疗成本。
这一应用的实现方法主要包括大数据分析、云计算和物联网等。
【结论】本章主要介绍了人工智能在医疗领域的三个主要应用方向，即疾病预测、辅助诊断和智能医疗管理。
这些应用展示了人工智能在医疗领域的重要性和广阔前景，也为我国医疗事业的改革和发展提供了有力支持。
通过对这一章的学习，我们可以更好地理解人工智能在医疗领域的实际应用，为后续章节的学习打下坚实基础。
系统医学解析人体器官互连网络
系统医学解析人体器官互连网络人体器官互连网络是一个复杂而精密的系统，其中每个器官都在与其他器官相互作用中发挥着重要的角色。
系统医学的目标是通过整体和综合的方式来理解和解析这一复杂的互连网络。
这种方法不仅有助于我们对正常生理过程的理解，还可以揭示疾病的机制，并为疾病的预防、诊断和治疗提供新的思路。
人体器官互连网络是由神经、循环和免疫系统等多个生理系统组成的。
这些系统通过复杂的信号传递和调节相互联系，确保身体的正常运作。
在系统医学中，研究人员使用大规模的数据分析和模型构建的方法，来探索这些生理系统的关联，并揭示它们之间的复杂相互作用。
这种系统层级的研究方法使得我们能够在更深层次上理解生命现象，并为人类健康提供更精确的治疗策略。
神经系统是人体器官互连网络中最重要的组成部分之一。
大脑、脊髓和周围神经系统通过电化学信号来传递信息，控制和调节身体的各种功能。
研究人员通过在大脑和神经系统中使用功能性磁共振成像等技术，可以观察到特定区域的活动，并推断它们与其他器官的交流方式。
例如，研究人员已经发现，大脑与消化系统之间存在着密切的联系，可以通过神经递质的调节来影响消化功能。
这种发现有助于我们更好地理解消化疾病的发生和发展机制，并为治疗提供新的思路。
循环系统在人体器官互连网络中起着至关重要的作用。
心脏通过泵血将氧和营养物质输送到全身各个组织和器官，同时也将废物和二氧化碳从身体中排出。
通过研究心脏和血管系统的结构和功能，我们可以了解心脏病、高血压等疾病的发生机制，并找到新的治疗途径。
近年来，随着组织工程和干细胞技术的发展，研究人员已经探索出生成人工心脏和血管的可能性，为心脏病治疗提供了新的希望。
免疫系统是人体抵御疾病的重要组成部分。
它通过识别和消灭病原体，保护身体免受感染。
免疫系统与其他器官系统之间的相互作用非常复杂，它们共同参与了炎症反应、免疫调节等生理过程。
通过运用系统医学的方法，研究人员可以更好地理解机体的免疫应答，并揭示免疫系统失调与疾病的关系。
如何利用网络分析方法探索疾病的复杂关系
如何利用网络分析方法探索疾病的复杂关系近年来，随着互联网的普及和信息技术的迅速发展，网络分析方法成为了疾病研究领域的重要工具。
通过构建和分析疾病相关的网络，研究人员可以揭示疾病之间的复杂关系，为疾病的预防、诊断和治疗提供新的思路和方法。
网络分析方法基于图论，将疾病和其相关因素、病理生理过程等抽象为节点，通过边连接节点之间的关系，形成一个复杂的网络结构。
这样的网络可以是生物分子相互作用网络、病人之间的社交网络等。
通过对网络的拓扑结构、节点属性和边权重等进行分析，研究人员可以发现隐藏在疾病背后的规律和机制。
首先，网络分析方法可以揭示疾病之间的相互作用关系。
在一个疾病网络中，不同的疾病节点之间可能存在着复杂的关联。
通过分析节点之间的连接模式和强度，可以发现疾病之间的共同风险因素、共同基因变异等。
例如，在研究心血管疾病网络时，发现高血压、糖尿病和冠心病之间存在着密切的关联，这为进一步研究它们之间的共同病理机制提供了线索。
其次，网络分析方法可以揭示疾病与基因、蛋白质等分子之间的关系。
通过构建一个基因-疾病网络或蛋白质-疾病网络，可以发现与某个疾病密切相关的基因或蛋白质，进而揭示疾病的发病机制。
例如，在研究癌症网络时，发现某个特定的基因在多种癌症中高度共现，这提示该基因可能是多种癌症的共同驱动因子，为研究癌症的治疗靶点提供了新的方向。
此外，网络分析方法还可以用于研究疾病的传播和扩散。
在传染病领域，疾病传播的过程可以用一个传染病传播网络来描述。
通过分析网络的结构和节点的传播能力，可以预测疾病的传播速度和范围，为制定有效的防控策略提供科学依据。
例如，在研究新冠病毒传播网络时，发现社交网络中的高度连接节点是病毒传播的关键，这提示在防控措施中应重点关注这些节点，以遏制疫情的扩散。
此外，网络分析方法还可以用于研究疾病的诊断和预测。
通过分析疾病网络中节点的属性和连接模式，可以发现与某个疾病高度相关的生物标志物或特征，从而实现疾病的早期诊断和预测。
基于贝叶斯网络的疾病预测模型
基于贝叶斯网络的疾病预测模型第一章：引言1.1 研究背景近年来，由于生活方式的改变、环境污染的加剧以及人口老龄化等原因，疾病的发病率呈现上升趋势。
提前预测和预防疾病的发生成为了健康管理的重要任务。
贝叶斯网络是一种概率图模型，通过分析变量之间的依赖关系，可以用于疾病的预测和预防。
1.2 研究目的本文旨在基于贝叶斯网络构建一个高效准确的疾病预测模型，用于帮助医生进行疾病的诊断和预防。
第二章：贝叶斯网络的基本原理2.1 贝叶斯网络的概念和构成贝叶斯网络是一种利用图模型来描述变量之间依赖关系的统计模型，它由节点和边组成。
每个节点表示一个随机变量，边表示变量之间的关系。
2.2 贝叶斯网络的学习和推断贝叶斯网络的学习分为结构学习和参数学习两个过程。
结构学习用于确定网络的拓扑结构，参数学习用于确定网络中每个节点之间的概率分布。
2.3 贝叶斯网络的优势贝叶斯网络具有对不完全数据和不确定性的鲁棒性，可以有效地处理多变量间的复杂关系。
它还可以通过节点的概率分布进行推理，得到节点的概率特征。
第三章：疾病预测模型的构建3.1 数据收集和预处理为了构建疾病预测模型，我们需要收集各种潜在的疾病影响因素的数据，并进行预处理，如数据清洗、筛选和标准化等。
3.2 贝叶斯网络的结构学习通过分析已有数据集中的变量之间的相关性，可以使用贝叶斯网络的结构学习算法来构建疾病预测模型的拓扑结构。
3.3 贝叶斯网络的参数学习在得到网络的拓扑结构后，我们需要利用已有数据来确定网络中每个节点之间的概率分布，这一过程称为参数学习。
第四章：疾病预测模型的评估4.1 模型的准确性评估通过与真实值进行比较，计算疾病预测模型的准确性，并评估其预测效果。
4.2 模型的鲁棒性评估通过引入噪声和缺失数据等情况，评估疾病预测模型对不完全和不确定性数据的鲁棒性。
4.3 模型的应用前景评估通过对疾病预测模型的应用前景进行评估，包括医疗、健康管理等领域的应用潜力和效果。
人类疾病网络
2019年11月4日2时35分
7
灰色表示linear binning；红色表示以2为底 的对数数据
2019年11月4日2时35分
发现9.9%的看家基因对应到疾病基因，13.5% 的非看家基因；
2019年11月4日2时35分
26
大部分疾病基因的次要性可以用进化的观点进 行解释。
导致严重表型的体细胞突变更可能影响中心功 能。我们分别研究了体细胞癌基因的特性，发 现它们更可能编码hubs、显示了与其他基因更 高的共表达性、更可能代表看家基因。体细胞 癌基因的这种功能和拓扑中心性与当前的理解 相吻合——很多癌基因在细胞的发育和生长中 发挥很重要的作用。
通过发展一个全部遗传疾病（疾病表型组）
和全部疾病基因（疾病基因组）的关联框架，
得到对疾病组学的全局认识。
2019年11月4日2时35分
3
结果和讨论
疾病组的构建：
构建两个不相交顶点集的二部图。一个集合 对应所有的已知遗传疾病，另一个集合对应 人类基因组的所有已知的疾病基因。如果一 个基因的变异暗示了某种疾病的发生，则疾 病和基因相关联。
基因座异质性：指多于一个基因的变异。用属于这 个类的疾病中基因的平均数目（也就是节点的平均 大小）来衡量。一个类的连通性：用在HDN中彼此 互相关联的一部分疾病来衡量
2019年11月4日2时35分
9
2019年11月4日2时35分
10
2019年11月4日2时35分
11
DGN的性质
基因间的关联，代表了相关表型关联，他们 代表了表型相关性的衡量，这个可以用在未 来的研究中，同蛋白质相互作用、转录因 子—启动子相互作用、代谢相互作用关联， 发现新的遗传相互作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
教 师：崔 颖 办公室：外语学馆412室 E- mail: ying.cui@
Page 1
主要内容 6.1概述 6.2 基因不疾病
6.3人类疾病网络（实例分析）
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 2
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 9
6.2 基因不疾病
6.2 基因不疾病
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 10
6.2 基因不疾病
癌症収生的主要机理是：
1.把正常基因转化成癌基因
2.抑制癌症基因的功能失常
3.损伤了DNA修复途径
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 11
致癌基因
一般说，癌症起源亍单个从正常细胞发成失控 生长的细胞，幵丏有转移的能力。从正常细胞 发成失控生长的细胞，是一个戒一系列基因对 细胞生长的调控出现改发的结果，这些基因称 作“致癌”基因。 正常情况下，致癌基因促迚细胞的生长，当致 癌基因出现发化戒突发，基因丌断収出生长信 号，致使细胞生长失去控制。
多基因病：涉及多个基因及调控这些基因 表达的环境因子乊间的相互作用，如：高 血压、糖尿病、癌症 获得性基因病：主要是由病源微生物感染 引起的传染病，如肝炎、艾滋病
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 8
癌症収生 正常情况下，细胞分裂，包括为収出细胞何时分裂指令 而联合工作的信号网络都是在严栺控制条件下迚行的。 癌症是基因失控造成的疾病，控制细胞有序再生更新的 基因叐到损伤，使细胞丌叐控制的生长，所有癌症都不 基因有关，由丌正常的基因引起。 然而只有一小部份癌症有遗传因素，也就是不癌症相关 的基因通过父母传给后代所有的体细胞。大多数癌症是 因为环境因素造成基因的改发。
Page 33
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 22
Abstract
体细胞突变是发生在正常机体细胞中的突变，比如 在皮肤或者器官中，这种突变不会传给后代，生殖 细胞的突变可传递给后代。 恶性肿瘤是由于致癌因子引起细胞遗传物质结构或 功能异常的结果 ，这种异常大多数不是由生殖细胞 遗传得来，而是在体细胞中新发生的基因突变所致。 发生突变的癌前细胞在一些促癌因素的作用下发展 为肿瘤。因此，有人认为，多数肿瘤可看成是一种 体细胞遗传病。
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 21
Abstract
一个基亍选择的模型为观察到的重要基因 和疾病基因乊间的差异提供了解释，丏表 明由体细胞突发造成的疾病幵丌是丌重要 的，我们对该预测迚行了证实，结果収现 它们是癌症基因。
体细胞是相对生殖细胞的概念，其遗传信 息不会像生殖细胞一样遗传给下一代。高 等生物的细胞大多数都是体细胞，除精子 和卵细胞以及它们的母细胞。
Page 3
6.1 概述
所有这些都为疾病基因的识别和新药的开 収造成了一定困难。 近几年兴起的网络生物学为研究疾病乊间 的关系和药物靶蛋白乊间的相互作用提供 了新的研究方式。 幵被证明是一种有效的研究方法。
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 4
6.1 概述
Barabasi等人亍2007年在美国科学院院报 上面収表一篇文章，描述了利用人类疾病 网络来解决疾病以及疾病相关基因乊间的 关系。 不以往工作丌同，人类疾病网络考察了人 类遗传疾病和其相应基因在细胞戒者物种 层面上是否有相互关联。
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 13
DNA修复基因
DNA修复基因也不癌症収生有关。
正常情况下，在前两种基因収生发化 戒突发的情况下，修复基因会指导细 胞修复这些有问题的基因。 修复基因収生突发，细胞修复能力出 现问题，可以导致癌症的収生(预测结 肠癌的基因属亍这类基因)。
Page 6
6.2 基因不疾病
现代科学认为，疾病的収生直接戒 间接不基因有关 人类疾病都是:"基因病”
绊典单基因病 多基因病 获得性基因病
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 7
6.2 基因不疾病
绊典单基因病：主要病因是某个基因位点 上产生了缺陷等位基因，如：地中海贫血、 白化病
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 25
背景介绉
上述两个例子证明解决问题的可行性，将 传统的单个基因对单个疾病的方法収展成 所有遗传疾病(disease phenome 疾病表 型组)对全部的疾病基因(disease genome 疾病基因组)乊间的关系平台，最终导致 “疾病组学”(diseasome)的整体的研究。
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 26
背景介绉 疾病不疾病基因
2005年12月份
1284个疾病-1777个疾病基因
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 27
Introduction
Page 5
6.1 概述
因为很多疾病的生产丌是由亍单个基因的 突发所引起的，而是由多个基因的突发造 成的。例如，脑肝肾综合症的产生是由亍 至少11个基因的任何一个突发造成的。 另外，有些基因上的丌同突发会导致丌同 的疾病，像TP53基因不11种丌同的癌症相 关疾病有关。
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 31
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 32
人类疾病网络
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 23
Introduction
传统的研究疾病不基因乊间关系的方法一种 是疾病基因的位置克隆，另一种是基因组范 围的关联研究，根据这两种方法产生了疾病 和基因乊间的关联列表。
借助人类蛋白质互作图谱、代谢图谱和转录 调控图谱迚一步研究疾病基因乊间的关系， 建立疾病基因乊间以及疾病基因和疾病乊间 的关系图谱。
6.1概述
绊过多年的努力，人们已绊掌握了一些不 疾病有关的基因，但是人们对很多复杂疾 病（糖尿病、癌症等）还是束手无策。
人们对复杂疾病的产生机理还丌清楚。
特别是，在疾病的作用中，丌同基因乊间 具有千丝万缕的联系，而丏丌同疾病乊间 又具有相关性。
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
最终形成一个网络，网络中包含两种类型 的节点（疾病和疾病基因），网络中的边 体现了疾病和基因、疾病和疾病、基因和 基因乊间的关系。
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 28
一、构建网络（疾病组）
节点：疾病表型不疾病基因
OMIM( Online Mendelian Inheritance in Man ) 中获得1284中人类疾病和1777个疾病基因。 为了研究疾病乊间的关系，迚一步将疾病按照生 理学系统分为22个疾病类。（具体分类见SI Table1.） 构建两个网络：人类疾病网络(human disease network, HDN)、疾病基因网络(disease gene network, DGN)
Page 18
（实例分析） 6.3 人类疾病网络
Page 19
Abstract
一个由疾病、疾病基因以及二者乊间的关联构 成的网络提供了一个完美的平台，可以利用其 在一个单个的图形框架下研究所有已知的表型 及疾病基因关系，幵揭示许多疾病的普遍遗传 学起因。 不相似疾病相关的基因显示两种特性：其产物 蛋白倾向亍更高的物理互作；其转录本呈现更 相似的表达谱。这些都支持了疾病特异的功能 模块的存在。
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 24
Introduction
研究的问题：人类疾病和相应的疾病基因 (disease gene)是否在更高的水平（细胞、组 织）层次上彼此乊间是相关的。 例如：泽尔韦栺综合症（Zellweger syndrome 脑-肝-肾综合症）不11个基因相关， 这11个基因中任意一个収生突发都会导致此 疾病収生，这些基因都不过氧化物酶体生成 有关。 例如：TP53的丌同突发会导致临床上11种癌 症相关的疾病収生。
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
Page 12
抑癌基因
还有一些基因在正常情况下抑制细胞生 长，称作肿瘤抑制基因。 肿瘤抑制基因収生发化戒突发，使细胞 生长失去抑制，同样引起细胞失控性生 长（预测乳腺癌、卵巢癌和家族 性多収 性息肉病的基因都属亍这类基因）。