流行病学精品课件之分子流行病学
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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
分子流行病学(molecular eidemiology)是传统流行病学与 新兴的生物学技术相结合而产生的一个新的流行病学分支， 主要从分子水平阐明疾病发生、发展的规律及其影响因素， 有效的解决传统流行病学遇到的一系列困难，使得疾病的 预防及干预手段更加先进、有效。
6
分子流行病学的定义
人类基因组计划
Collins et al., Nature, 2003
22
第二节 研究内容
生物标志 探索疾病病因及其致病机制 疾病在人群中流行规律、传播机制 评估个体易感性和确定高危人群 疾病防制措施及效果评价
23
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、内暴露剂量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。 易感标志 指宿主对疾病发生、发展易感程度的生物标志。
✓ 1993年美国Schulte等首次提出其功能定义：在流行病学研究中应 用生物标志或生物学测量。
✓ 1996年Saracci提出：其狭义上讲是测量作为暴露或效应的生物标 志——信息大分子，即DNA、RNA和蛋白质，广义上讲则包括 任何实验的、生化的测量，也包括血清流行病学甚至遗传流行病 学等内容。
方法：采用聚合酶链反应-连接酶检测反应（polymerase chain reaction-ligase detection reaction PCR-LDR）方法对 527例ESCC患者和527例健康对照PLCε1基因rs2274223 A/G SNP和rs11599672 T/G SNP进行基因分型。
理论的突破 如：DNA双螺旋模型、遗传中心法则、 遗传密码、RNA逆转录、表观遗传修饰、微小RNA 等。
技术的创新 各种凝胶电泳、体外核酸扩增、DNA测 序、蛋白质测序、分子杂交、基因克隆、色谱分析、 生物芯片技术等。
➢ 分子流行病学的发展历程
概念的演变
✓ 20世纪70年代概念被提出并逐渐被应用到慢性非传染性疾病的研 究中；
第 十 七 章
案例17-1
目的：探讨PLCε1基因rs2274223 A/G单核苷酸多态性（ single nucleotide polymorphism, SNP）和rs11599672 T/G SNP与河北省磁县高发区人群食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma, ESCC）遗传易感性之间的关系。
人类基因组计划
1990年启动，2003年发表完整的基因序列图
16
17
17
人类基因组流行病学（human genome epidemiology，HuGE）的 产生和发展 ✓ 1998年，Khoury和Dorman首次提出了人类基因组流行病学的概 念：应用流行病学与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
案例17-1
结果： ESCC患者组及健康对照组PLCε1基因rs2274223 A/G SNP AA、AG、GG基因型频率分别为48.0%、43.9% 、8.1%和57.1%、37.5%、5.4%。与AA基因型相比，携带 AG、GG、AG/GG基因型可能增加ESCC的发病风险，经 年龄、性别、吸烟状况、UGIC家族史校正后的OR值分别 为1.41（95%CI=1.09～1.83）、1.71（95%CI=1.03～2.86 ）、1.45（95%CI=1.13～1.85）。 PLCε1基因rs11599672 T/G SNP等位基因频率和基因型频率总体分布在ESCC患者 组及健康对照组之间无显著性差异（P>0.05）。
传统流行病学
Exposure
？
分子流行病学
Cancer
9
“冰山” 现象
“海平面”
患者 亚临床者
健康 者
10
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1 传统流行病学与分子流行病学的关系（EDC模型） （Schulte,1993）
11
分子流行病学的发展简史
➢ 分子流行病学的产生背景
➢ 分子流行病学是阐明人群和生物群体中医学相关生物标志 的分布及和影响因素其与人类疾病或健康的关系，并研究 防治疾病、促进健康的策略与措施的科学。
➢ 生物标志 (biological markers或biomarkers)主要指是指能 代表生物结构和功能的可识别（即可检测）的分子水平的 物质。
➢ 如生物大分子物质——核酸、蛋白质、脂类、多糖等。
人类基因组计划(HGP)
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人类基因组流行病学网站 - HuGE Net
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基因组多态性 数据库(SNPs)
21
Human Genome Project
Biology
SNPs
Response
Disease
Prevention
SNPS=Single Nucleotide Polymorphisms
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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。
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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
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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
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➢ 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。
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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？
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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
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பைடு நூலகம்一节 概述
分子流行病学(molecular eidemiology)是传统流行病学与 新兴的生物学技术相结合而产生的一个新的流行病学分支， 主要从分子水平阐明疾病发生、发展的规律及其影响因素， 有效的解决传统流行病学遇到的一系列困难，使得疾病的 预防及干预手段更加先进、有效。
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分子流行病学的定义
人类基因组计划
Collins et al., Nature, 2003
22
第二节 研究内容
生物标志 探索疾病病因及其致病机制 疾病在人群中流行规律、传播机制 评估个体易感性和确定高危人群 疾病防制措施及效果评价
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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、内暴露剂量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。 易感标志 指宿主对疾病发生、发展易感程度的生物标志。
✓ 1993年美国Schulte等首次提出其功能定义：在流行病学研究中应 用生物标志或生物学测量。
✓ 1996年Saracci提出：其狭义上讲是测量作为暴露或效应的生物标 志——信息大分子，即DNA、RNA和蛋白质，广义上讲则包括 任何实验的、生化的测量，也包括血清流行病学甚至遗传流行病 学等内容。
方法：采用聚合酶链反应-连接酶检测反应（polymerase chain reaction-ligase detection reaction PCR-LDR）方法对 527例ESCC患者和527例健康对照PLCε1基因rs2274223 A/G SNP和rs11599672 T/G SNP进行基因分型。
理论的突破 如：DNA双螺旋模型、遗传中心法则、 遗传密码、RNA逆转录、表观遗传修饰、微小RNA 等。
技术的创新 各种凝胶电泳、体外核酸扩增、DNA测 序、蛋白质测序、分子杂交、基因克隆、色谱分析、 生物芯片技术等。
➢ 分子流行病学的发展历程
概念的演变
✓ 20世纪70年代概念被提出并逐渐被应用到慢性非传染性疾病的研 究中；
第 十 七 章
案例17-1
目的：探讨PLCε1基因rs2274223 A/G单核苷酸多态性（ single nucleotide polymorphism, SNP）和rs11599672 T/G SNP与河北省磁县高发区人群食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma, ESCC）遗传易感性之间的关系。
人类基因组计划
1990年启动，2003年发表完整的基因序列图
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人类基因组流行病学（human genome epidemiology，HuGE）的 产生和发展 ✓ 1998年，Khoury和Dorman首次提出了人类基因组流行病学的概 念：应用流行病学与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。
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案例17-1
结果： ESCC患者组及健康对照组PLCε1基因rs2274223 A/G SNP AA、AG、GG基因型频率分别为48.0%、43.9% 、8.1%和57.1%、37.5%、5.4%。与AA基因型相比，携带 AG、GG、AG/GG基因型可能增加ESCC的发病风险，经 年龄、性别、吸烟状况、UGIC家族史校正后的OR值分别 为1.41（95%CI=1.09～1.83）、1.71（95%CI=1.03～2.86 ）、1.45（95%CI=1.13～1.85）。 PLCε1基因rs11599672 T/G SNP等位基因频率和基因型频率总体分布在ESCC患者 组及健康对照组之间无显著性差异（P>0.05）。
传统流行病学
Exposure
？
分子流行病学
Cancer
9
“冰山” 现象
“海平面”
患者 亚临床者
健康 者
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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1 传统流行病学与分子流行病学的关系（EDC模型） （Schulte,1993）
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分子流行病学的发展简史
➢ 分子流行病学的产生背景
➢ 分子流行病学是阐明人群和生物群体中医学相关生物标志 的分布及和影响因素其与人类疾病或健康的关系，并研究 防治疾病、促进健康的策略与措施的科学。
➢ 生物标志 (biological markers或biomarkers)主要指是指能 代表生物结构和功能的可识别（即可检测）的分子水平的 物质。
➢ 如生物大分子物质——核酸、蛋白质、脂类、多糖等。