分子流行病學(xué)答案

1、分子流行病學(xué)復(fù)習(xí)與思考題1、生物標(biāo)志: 生物標(biāo)志是生物體內(nèi)發(fā)生的與發(fā)病機制有關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵事件的指示物，是機體由于接觸各種環(huán)境因子所引起機體器官、細(xì)胞、亞細(xì)胞的生理、生化、免疫和遺傳等任何可測定的改變。分為三類。1.暴露生物標(biāo)志：內(nèi)劑量生物標(biāo)志；生物有效劑量生物標(biāo)志。2.效應(yīng)生物標(biāo)志：指機體內(nèi)可測量的生化、生理或其他方面的改變。3.易感性生物標(biāo)志：是指機體接觸某種特定環(huán)境因子時的反應(yīng)能力的一類生物標(biāo)志。2、生物芯片：生物芯片，又稱蛋白芯片或基因芯片，它們起源于DNA雜交探針技術(shù)與半導(dǎo)體工業(yè)技術(shù)相結(jié)合的結(jié)晶。該技術(shù)系指將大量探針分子固定于支持物上后與帶熒光標(biāo)記的DNA或其他樣品分子（例如蛋白，因子或

2、小分子）進(jìn)行雜交，通過檢測每個探針分子的雜交信號強度進(jìn)而獲取樣品分子的數(shù)量和序列信息。技術(shù)起源：核酸分子雜交。用途分類：生物電子芯片、生物分析芯片。3、探針：基因探針（probe）又稱“寡核苷酸探針”，簡稱“探針”，就是一段與目的基因或DNA互補的特異核苷酸序列，它可以包括整個基因，也可以僅僅是/基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之轉(zhuǎn)錄而來的RNA。基因探針通過分子雜交與目的基因結(jié)合，產(chǎn)生雜交信號，能從浩翰的基因組中把目的基因顯示出來。根據(jù)雜交原理，作為探針的核酸序列至少必須具備以下兩個條件：應(yīng)是單鏈，若為雙鏈，必須先行變性處理。應(yīng)帶有容易被檢測的標(biāo)記。它可以包括整個基因，也可以僅僅是

3、基基因探針因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之轉(zhuǎn)錄而來的RNA。4、易感性標(biāo)志：是關(guān)于個體對外源化學(xué)物的生物易感性的指標(biāo)，包括反映機體先天具有或后天獲得的對接觸外源性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)能力的指標(biāo)。5、基因免疫：又稱DNA免疫、核酸疫苗、DNA疫苗、體細(xì)胞轉(zhuǎn)基因免疫，是一種將靶抗原編碼基因置于真核表達(dá)調(diào)控元件的調(diào)控下，將該質(zhì)粒DNA（裸DNA免疫 ）直接進(jìn)行動物體內(nèi)接種，并以與自然感染類似的方式呈遞抗原，誘生特異性體液和細(xì)胞免疫應(yīng)答的新理論和技術(shù)。6、生物標(biāo)志的特性：(1) 分子特性 化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成；物理特性；穩(wěn)定性等；(2) 時相特性 生物標(biāo)志在正常情況下可能并不存在，只有在暴露后才出現(xiàn)；或雖

4、然存在，但處于正常水平的表達(dá)，只在致病因子暴露后才發(fā)生改變；(3) 個體內(nèi)變異 時間、部位的變異；(4) 個體間變異 生理、生化測定值的范圍，個體的易感性；(5) 群體間變異 年齡、性別、民族；(6) 儲存7、選擇物標(biāo)志的系統(tǒng)方法及一般原則：系統(tǒng)方法：按照系統(tǒng)科學(xué)的觀點、理論，把研究對象視為系統(tǒng)并以此解決認(rèn)識和實踐中的各種問題的方法的總稱。研究系統(tǒng)與要素、要素與要素、要素與系統(tǒng)、系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用和變化規(guī)律，以綜合地、整體地把握對象，精確地考察對象的各種關(guān)系、運動和變化規(guī)律，有效地認(rèn)識和最佳地處理和改造對象。一般原則：具體見生物標(biāo)志P33-39(1)整體性原則：(2)動態(tài)性原則:(3)最優(yōu)化

5、原則；(4)模型化原則；8、生物標(biāo)志的時相特征：生物標(biāo)志在正常情況下可能并不存在，只有在暴露后才出現(xiàn)；或雖然存在，但處于正常水平的表達(dá)，只在致病因子暴露后才發(fā)生改變(高表達(dá)或低表達(dá))9、芯片實驗室：是指把生物和化學(xué)等領(lǐng)域中所涉及的樣品制備、生物與化學(xué)反應(yīng)、分離檢測等基本操作單位集成或基本集成一塊幾平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化學(xué)反應(yīng)過程，并對其產(chǎn)物進(jìn)行分析的一種技術(shù)。通過分析化學(xué)、微機電加工、計算機、電子學(xué)、材料科學(xué)與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)等交叉來實現(xiàn)化學(xué)分析檢測即實現(xiàn)從試樣處理到檢測的整體微型化、自動化、集成化與便攜化這一目標(biāo)。10、暴露生物標(biāo)志：生物標(biāo)志的一種，是指研究對象接觸過某

6、種待研究的物質(zhì)（如重金屬）、具備某種待研究的特征（年齡、性別及遺傳等）或行為（如吸煙）。可分為：外暴露和內(nèi)暴露，外暴露：暴露因素進(jìn)入機體前的標(biāo)志和劑量，內(nèi)暴露：暴露因素進(jìn)入機體后的標(biāo)志。11、分子流行病學(xué)產(chǎn)生的背景及特征背景：疾病防治中的新問題：1病原微生物的多樣性、多變性和抗生素的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致各種耐藥病原體不斷出現(xiàn)，而且具有廣泛傳播趨勢，應(yīng)用傳統(tǒng)流行病學(xué)方法也不能給予很好的回答和解決。2慢性非傳染?。憾嗖∫颉⒍嚯A段、多基因、長期暴露導(dǎo)致發(fā)病或死亡的關(guān)系。3人群易感性：遺傳和環(huán)境導(dǎo)致易感性差異，傳統(tǒng)流行病學(xué)無法有效測量。4實驗醫(yī)學(xué)病因假設(shè)和防治措施的人群實驗分子流行病學(xué)的特點：（一）與傳統(tǒng)流行

7、病學(xué)的區(qū)別1研究的水平不同2所解決的問題不同（二）與分子生物學(xué)的區(qū)別1研究對象不同2研究內(nèi)容和方向有所不同12、表觀遺傳：是指基于非基因序列改變所致基因表達(dá)水平變化，如DNA甲基化和染色質(zhì)構(gòu)象變化等；表觀遺傳學(xué)是研究在沒有DNA序列改變的情況時，基因功能的可逆的、可遺傳的改變；也指生物發(fā)育過程中包含的程序的研究。13、分子流行病學(xué)在慢性非傳染性疾病防治中應(yīng)用答：分子流行病學(xué)在慢性非傳染性疾病的病因探索、發(fā)病機制研究以及集體易感性測定等方面，做出了巨大的貢獻(xiàn)。(1)探索疾病的病因及發(fā)病機制：傳統(tǒng)流行病學(xué)僅僅從病因或者危險因素的暴露出發(fā)，研究疾病發(fā)生或死亡的結(jié)局，缺乏暴露-疾病之間的系列過程或事件

8、的研究。分子流行病學(xué)把流行病學(xué)方法與分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合，選擇多種生物標(biāo)志，探討疾病的全過程及各事件間的內(nèi)在聯(lián)系，在基因水平及分子水平闡述疾病發(fā)生的機制，為確定暴露與疾病之間的因果關(guān)系提供更可靠的證據(jù)。(2)評估個體易感性和確定高危人群：分子流行病學(xué)可以根據(jù)環(huán)境危險因素與遺傳易感因素的交互作用來確定疾病的危險度，進(jìn)而用于篩選對特定因子敏感的個體及亞群。(3)慢性病防制措施的制定及其效果評價：分子流行病學(xué)不僅研究疾病的危險因素，而且研究從危險因素暴露到疾病發(fā)生過程中一系列尚未知曉的事件，因此可以為慢性病的三級預(yù)防特別是第一、第二級預(yù)防提供更科學(xué)的證據(jù)。(4)輔助疾病早期診斷及臨床個體化治療:分子

9、生物學(xué)技術(shù)可以檢出與癌變相關(guān)的早期生物學(xué)改變，從而作為腫瘤早期診斷的輔助指標(biāo)。14、分子流行病學(xué)在傳染病防治中的應(yīng)用答: 傳染性疾病的分子流行病學(xué)研究主要是指針對某一種傳染病的病原體在基因水平上分析其特征，從而更準(zhǔn)確地解決傳染病相關(guān)的傳染源、傳播途徑等流行病學(xué)問題。主要包括以下幾個方面;(1)病原體的分離和檢測：研究病原生物分型分類和鑒定的最有效手段是傳染病分子流行病學(xué)的重要使命。由于病原體表型特征的不穩(wěn)定性和易變性，以表型特征進(jìn)行研究的方法存在缺陷。而遺傳學(xué)分型穩(wěn)定可靠，可以作為鑒定和診斷的重要依據(jù)。(2)病原生物進(jìn)化變異規(guī)律研究：近年來出現(xiàn)許多新的傳染病，如艾滋病、新型肝炎、出血熱等，嚴(yán)重

10、危害人們健康和生命；同時許多老的傳染病又逐漸成為重要的公共衛(wèi)生問題，如結(jié)核、性病。因此，研究病原生物體遺傳關(guān)系和進(jìn)化變異規(guī)律成為分子流行病學(xué)研究的重要內(nèi)容。(3)傳染源追蹤：過去在分析傳染源時，由于檢測方法的靈敏度和特異度不夠，經(jīng)常遇到傳染源無法確定的情況，給防治工作帶來了困難。分子流行病學(xué)的發(fā)展，使得這些難題得到解決。(4)確定傳播途徑：過去，傳染病流行中的傳播途徑或傳播媒介的調(diào)查通常使用排除法，同時盡可能在媒介物中分離到引起流行的病原體或檢測到病原學(xué)標(biāo)志。分子流行病學(xué)的發(fā)展引入一些新的分子生物學(xué)技術(shù)，從而可以更準(zhǔn)確地確定傳播途徑。(5)傳染病防制措施及其效果評價：分子流行病學(xué)在傳染病的研究

11、中應(yīng) 用了分子生物學(xué)等現(xiàn)代技術(shù)，對傳染源的追蹤，傳染途徑、傳播媒介和易感人群的確立更為精確，因此據(jù)此而提出的防治措施更有針對性和成效。15、分子流行病學(xué)與傳統(tǒng)流行病學(xué)區(qū)別與聯(lián)系是應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)測量生物學(xué)標(biāo)志的分布情況，結(jié)合流行病學(xué)現(xiàn)場研究方法，從分子或基因水平闡明疾病的病因及其相關(guān)的致病過程，并研究疾病的防治和促進(jìn)健康的策略和措施的科學(xué)。是流行病學(xué)與分子生物學(xué)的交叉學(xué)科。（一）與傳統(tǒng)流行病學(xué)的區(qū)別1研究的水平不同2所解決的問題不同（二）與分子生物學(xué)的區(qū)別分子流行病學(xué)與傳統(tǒng)流行病學(xué)既是一個統(tǒng)一體，也有各自不同的特征，傳統(tǒng)流行病學(xué)在研究暴露與疾病關(guān)系時，常常使用“黑箱”理論。發(fā)病和死亡測量可以直接

12、反映人群疾病和健康狀況，但由于黑箱的存在，使暴露與疾病關(guān)系的判斷顯得缺乏直接證據(jù)。分子流行病學(xué)通過疾病不同階段暴露標(biāo)志、效應(yīng)標(biāo)志和易感性標(biāo)志測量及影響因素研究，可以全面闡明疾病自然史，即暴露-發(fā)病連續(xù)帶(exposure- disease continuum, EDC)，從而揭示“黑箱”秘密，制定更有效的防治疾病、促進(jìn)健康的策略與措施，并評價其效果。1研究對象不同2研究內(nèi)容和方向有所不同16、結(jié)合分子流行病學(xué)，談?wù)劤彩讲±龑φ昭芯吭O(shè)計的原則巢式病例對照研究是將病例對照研究與隊列研究的設(shè)計思路重新組合雜交后形成的一種新的設(shè)計思路, 其設(shè)計原則是: 首先根據(jù)一定的條件確定某一個人群作為研究的隊列

13、, 收集隊列中每個成員的有關(guān)資料信息和/ 或生物標(biāo)本(最常用的是血清，也可以是白細(xì)胞或其他組織) 等分子遺傳學(xué)資料, 對該隊列隨訪一段事先規(guī)定好的時間 , 將發(fā)生在該隊列內(nèi)的某病( 即所要研究的疾病) 的新發(fā)病例全部挑選出來, 組成病例組, 并為每個病例選取一定數(shù)量的研究對象作為對照組, 對照應(yīng)為該隊列內(nèi)部, 在其對應(yīng)的病例發(fā)病時尚未發(fā)生相同疾病的人,素進(jìn)行匹配( 此即危險集抽樣) , 然后分別抽出病例組和對照組的相關(guān)資料及生物標(biāo)本進(jìn)行檢查、整理,最后按病例對照研究( 主要是匹配病例對照研究) 的分析方法進(jìn)行資料的統(tǒng)計分析和推論。17、舉例談?wù)勯_展分子流行病學(xué)研究設(shè)計的原則(1) 研究目的：明

14、確該研究可能闡明或解決的問題，充分考慮創(chuàng)新性、實用性、可行性。(2) 測量指標(biāo)：根據(jù)研究目的和研究路線確定。一類為結(jié)局指標(biāo)，一般為生物標(biāo)志指標(biāo)，一類為影響因素指標(biāo)，一般為生物標(biāo)志指標(biāo)。(3) 測量方法：對于生物指標(biāo)，要結(jié)合研究目的和實驗室條件合理選擇，最好為成熟檢測方法，還要考慮進(jìn)行數(shù)值測量還是分類測量。(4) 調(diào)查方法與樣本：確定調(diào)查研究方法是描述性、分析性還是干預(yù)性研究。樣本選擇，樣本來源的地區(qū)和人群、樣本大小，標(biāo)本采集和儲存要求。(5) 結(jié)果與分析：設(shè)計中要預(yù)測研究結(jié)果根據(jù)選擇測量指標(biāo)和測量方法確定資料分析方法。即綠或比分析、定量分析、遺傳關(guān)系分析等。并要制定總結(jié)、分析、結(jié)果報告的具體計

15、劃。(6) 質(zhì)量控制：注重現(xiàn)場質(zhì)量控制同時，要特別注重實驗室的質(zhì)量控制，制定監(jiān)控和核查計劃。(7) 注意事項：在研究的不同階段都要注意一些關(guān)鍵問題及處理辦法，最好有預(yù)實驗。17、人類基因組流行病學(xué)( human genome epidemiology,HuGE)：把基因組作為一個整體,探討基因改變對人群健康和疾病危險度的影響, 研究基因之間及其與環(huán)境的相互作用的定量關(guān)系, 為疾病診斷、治療以及行為、環(huán)境干預(yù)提供依據(jù)。18、質(zhì)粒（Plasmid）是附加到細(xì)胞中的非細(xì)胞的染色體或核區(qū)DNA原有的能夠自主復(fù)制的較小的DNA分子（即細(xì)胞附殖粒、又胞附殖粒）。大部分的質(zhì)粒都是環(huán)狀構(gòu)型，目前也發(fā)現(xiàn)有少數(shù)的

16、質(zhì)粒屬于線性構(gòu)形，它存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中，乃至于植物的線粒體等胞器中。天然質(zhì)粒的DNA長度從數(shù)千堿基對至數(shù)十萬堿基對都有。一個細(xì)胞里面可以有一種乃至于數(shù)種的質(zhì)粒同時存在。有時有些質(zhì)粒含有某種抗藥基因（如大腸桿菌中就有含有抗四環(huán)素基因的質(zhì)粒）。有一些質(zhì)粒攜帶的基因則可以賦予細(xì)胞額外的生理代謝能力，乃至于在一些細(xì)菌中提高它的致病力。一般來說，質(zhì)粒的存在與否對宿主細(xì)胞生存沒有決定性的作用。它是基因工程最常見的運載體。19、基因的多態(tài)性（polymorphism）在一個生物群體中，同時和經(jīng)常存在兩種或多種不連續(xù)的變異型或基因型(genotype)或等位基因(allele)，亦稱遺傳多態(tài)性，

17、從本質(zhì)上來講，多態(tài)性的產(chǎn)生在于基因水平上的變異，一般發(fā)生在基因序列中不編碼蛋白的區(qū)域和沒有重要調(diào)節(jié)功能的區(qū)域。對于一個體而言，基因多態(tài)性堿基順序終生不變，并按孟德爾規(guī)律世代相傳。人類基因多態(tài)性既來源于基因組中重復(fù)序列拷貝數(shù)的不同，也來源于單拷貝序列的變異，以及雙等位基因的轉(zhuǎn)換或替換。通常分為3大類:DNA片段長度多態(tài)性、DNA重復(fù)序列多態(tài)性、單核苷酸多態(tài)性。20、人類基因組計劃(human genome project, HGP) 由美國科學(xué)家于1985年率先提出，于1990年正式啟動，美國、英國、法國、德國、日本和我國科學(xué)家共同參與了這一預(yù)算達(dá)30億美元的人類基因組計劃。通過測定組成人類染色

18、體（指單倍體）中所包含的30億個堿基對組成的核苷酸序列，從而繪制人類基因組圖譜，并且辨識其載有的基因及其序列，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，達(dá)到破譯人類遺傳信息的最終目的。與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并稱為三大科學(xué)計劃21、后基因組計劃（post genome project ）：人類基因組計劃的實施導(dǎo)致了基因組學(xué)(genomics)的誕生,而其快速推進(jìn)促使了功能基因組計劃的開展,使得蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)很快成為了一門新興學(xué)科并得到了迅猛發(fā)展,被人們稱為后基因組計劃。它是在基因組全序列測定完成后，對基因組的結(jié)構(gòu)、表達(dá)、修復(fù)、功能等進(jìn)行研究的計劃。是包括功能基因組和蛋

19、白質(zhì)組等研究的國際合作計劃。2003年4月14日，美國人類基因組研究項目首席科學(xué)家Collins F博士在華盛頓隆重宣布：人類基因組序列圖繪制成功，人類基因組計劃(HGP)的所有目標(biāo)全部實現(xiàn)。這標(biāo)志“人類基因組計劃”勝利完成和“后基因組時代”的正式來臨。22、蛋白質(zhì)組計劃（proteomic project ）：人類蛋白質(zhì)組組織(HUPO)于2001年成立,倡導(dǎo)實施人類蛋白質(zhì)組計劃(HPP),旨在系統(tǒng)解析人體組織所有蛋白質(zhì),進(jìn)一步全面揭示生命活動的本質(zhì)。2003年4月，歷時13年的“國際人類基因組計劃”正式完成。但僅僅測繪出基因組序列，并非這一計劃的最終目的，必須對其編碼產(chǎn)物蛋白質(zhì)組進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究，才能真正實現(xiàn)基因診斷和基因治療。人類蛋白質(zhì)組研究成為繼人類基因組計劃之后生物科技發(fā)展的重要課題。從2002年起相繼啟動了人類血漿蛋白質(zhì)組計劃(HPPP)、人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃(HLPP)、人類蛋白質(zhì)組標(biāo)準(zhǔn)化計劃(HPSI)、人類腦蛋白質(zhì)組計劃(HBPP)等,并在加拿大成立總部,全面協(xié)調(diào)HPP的實施。由于中國在蛋白質(zhì)研究方面的雄厚實力，因而成為“人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”（HLPP）的牽頭國。23、Southern印跡雜交: Southern印跡