医学不同领域科研课题的设计课件

1、医学科研课题的设计,科研设计(research design) 指有关科学研究具体内容方法的设想、设计和计划安排，即科研总题目（科研规划）中某一具体分题的近期实验观察内容。 医学科学研究工作的组成部分： 科研设计 研究实施 分析结果、给出结论 各个部分环环紧扣、结合严密。,医学科研工作的共性和特点： 人类有关疾病预防、诊断和治疗的研究成果须通过临床研究加以验证（因为动物模型的结果并非与人一致） 个体差异大、实验条件不易控制； 常涉及医德与伦理学问题； 研究内容广泛、涉及学科众多。,医学科研的分类原则； (1)按医学专业的属性：基础医学、临床医学、预防医学、社会医学、（包括心理学）的科研。 (2

2、)按研究对象的属性：实验性科研；临床试验性科研；社区干预试验性科研。 (3)按研究对象属性和实验场所不同：调查性科研；实验性科研；临床试验性科研。,医学科研设计的推荐程序,第一节 基础医学科研设计的基本思路与策略,一、形态学研究 形态学研究指通过一定方法和技术，使生物体局部形态结构可视化或成像并分析，从而解释生命的某种存在状态。 形态学研究包括解剖学、组织学、胚胎学、细胞学及细胞超微结构等。,形态学研究 通过对正常形态结构及病理形态改变的比较分析， 揭示形态、结构与功能的密切关系，扩大和加深人类对疾病的理解。,（一）形态学研究的手段： 化学方法，如组织化学、细胞化学和免疫组织化学等，可了解各种

3、化学成分（糖原、蛋白质、DNA、RNA和酶等）在组织中的定位； 显微技术，如光学显微镜、相差显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜和电子显微镜； 切片技术，如石蜡切片、冷冻切片、超薄切片、冰冻蚀刻等。,（二）形态学观察工具,（三）形态学研究的组织处理原则 进行形态学研究时须考虑形态、结构与功能的关系，以及多层次研究、形态学技术与分子生物学技术结合等基本策略。 此外，须对固定、切片、染色等环节进行精确设计。,1固定和固定剂 为保持细胞和组织原有形态结构，防止组织自溶，开展研究时须对细胞和组织进行固定，使胞内蛋白质凝固，终止或抑制外源性和内源性酶的活性，并最大限度保存细胞和组织的抗原性，使水溶性抗原转变为

4、非水溶性抗原，防止抗原弥散。,选择最佳固定液的标准： 最有利于保持细胞和组织形态结构； 最大限度保存抗原的免疫活性。 最常用固定剂为多聚甲醛，其不与蛋白质产生广泛交叉连接，故不影响探针穿透入细胞或组织。,2组织切片技术 表 各类切片技术的优点和主要用途,3染色方法 形态学研究中染色技术可以分为 组织学染色 组织化学和细胞学染色 免疫组织（细胞）化学技术 原位杂交技术,（四）形态学研究的定量技术 1显微分光光度术 原理： 细胞内某种物质含量不同，其染色反应深浅不一，对一定波长的光吸收亦各异 即某物质的消光度与一定厚度和面积内该物质浓度成正比。,2流式细胞术(flow cytometry，FCM)

5、 利用流式细胞仪对溶液中细胞数量或表型进行迅速、精确分析，每秒钟可检测5000-10000个细胞 包括细胞大小、内部结构和表面标记，并可通过计算机进行多参数数据处理。,3图像分析术 利用图像分析仪(image analyser) 通过获取有关图像形态的几何光密度及三维结构的信息，使细胞学、组织病理学等有关形态学研究走向定量化和立体化，更深刻地揭示形态与功能间的定量关系。,4体视学技术 根据从切片所获得的定量资料，推论组织结构内待测结构的定量特征。 体视学测量应遵循如下原则： 随机抽样或等同可能性抽样； 盲法测量； 所取切片包含待测结构的全部信息。,二机能学研究 是一门研究机体功能变化规律的科学

6、 主要在器官和系统水平观察、探讨机体功能和代谢变化规律。,实验机能学 是指以生理学、病理生理学、药理学等为基础，通过对研究对象施加一定影响因素，进行连续、动态地试验和观察，记录组织器官机能代谢的反应和变化，探索并揭示生理和疾病状态下这些变化的发生机制、条件及内外环境中各种因素（包括药物）的影响 掌握机体机能发生、发展及生理和病理变化的规律，为临床诊断和治疗疾病提供必要的理论和实验依据。,（一）机能学实验的分类 主要在动物体内完成 根据实验目的不同，分为以下两大类： 1急性动物实验 此种动物实验周期常在数十分钟或数小时内完成。又分为离体实验和整体实验。,(1)离体实验：将分离的组织或器官置于体外

7、合适的环境中，能够在一定时间内观察其生理功能。 如摘取动物心脏进行体外灌注，观察心肌本身的基本特性。离体实验容易控制实验条件，排除非处理因素干扰。直接将处理因素作用于靶器官或靶组织，观察其机能变化，并分析作用机制。,(2)整体实验：在麻醉或毁坏大脑使动物丧失意识的前提下，手术暴露拟研究的组织或器官，进行实验。 如观察某种药物对肠平滑肌的作用，直接将药物喷洒在手术暴露的肠管上，观察其对肠活动的影响。,2慢性动物实验 慢性实验通常是指以完整、健康的动物为研究对象，或经手术暴露，或摘除某部分并已康复的条件下所进行的整体实验。 如巴甫洛夫将动物的唾液腺导管开口移植到颊部皮肤，在动物手术创伤恢复后，通过

8、直接收集从颊部皮肤分泌出来的唾液，研究各种条件对清醒动物唾液分泌的影响。 慢性动物实验可长时间动态观察，便于全面、系统地收集实验动物的功能、代谢活动等综合信息。,（二）机能学实验的动物模型 1 诱发的疾病模型 应用物理、化学或生物的致病因素，人工诱导动物发生特定疾病，如 用二乙基亚硝胺诱发大鼠肝癌； 用高脂、高胆固醇喂养家兔，诱发动脉粥样硬化等 经肾动脉注射去甲肾上腺素，引起犬急性肾衰竭 静脉注射细菌内毒素，诱导大鼠内毒素性休克等,2、自发的疾病模型 指实验动物未经任何人工诱导，在自然情况下所发生的疾病。如 自发性高血压大鼠、无胸腺裸鼠、肌肉萎缩症小鼠、肥胖症小鼠、癫痫大鼠等。,人类疾病动物模

9、型主要用于研究疾病发生的原因、条件；探索患病机体功能、代谢和组织形态结构变化的病理及病理生理机制；筛选药物并探讨有效的治疗方法。,（三）机能实验的动物选择原则 (l)近似性：待研究动物的组织、器官结构及生理功能与人相似；或动物自发或诱发的疾病模型与人类相应的疾病相似。 (2)适合性：选用生理特点符合实验目的和要求的动物。 因不同动物具有不同的生理特点，如犬和猫具有呕吐反应，而草食动物则无此反应,(3)易化性：选择能满足实验要求，且结构、功能简单的动物，如用蛙研究神经弧反射；用果蝇进行遗传学研究。 (4)重复性：选择个体差异小、遗传背景相同的动物，保证实验结果的重复性和均一性。 (5)可获性：选

10、择具有饲养容易、繁殖周期短、多胎性、遗传和微生物控制方便等特点的动物，这类动物容易获取。,（四）机能学研究的基本思路 1多水平整合 机能学研究根据其观察水平，可分为整体、器官、细胞、分子水平研究。 从整体看，不同水平的研究相辅相成，不同水平的研究整合，有助于更深入、全面地了解系统。,分子水平研究，应考虑细胞内可能整合的作用； 细胞水平研究，须考虑器官行使功能中细胞间的彼此联系和配合； 器官水平研究，应考虑整体的综合效应； 动物实验，须考虑是否适用于人类的机能变化及疾病； 基础医学研究中，须考虑如何与临床医学密切结合；等等。,2多类方法相结合 随着科学技术的发展，不同学科越来越广泛地采用共同的研

11、究技术。机能学研究中，采用单一技术或方法往往不够，通常将多学科的多种技术与方法相结合，相互印证补充。 例如：借助分子生物学技术，有助于深入探讨作用机制；借助免疫学原理与方法，可检测微量蛋白类物质。若仅利用一种方法观察某类细胞含有某种物质，有时会得到错误的答案，但是采用多种方法相互配合，进行多方面相互印证，则可最大限度地避免此类错误的发生。,3加减验证结合 机能学研究中，不能仅依赖于加法（正面）论证，须同时以减法（反面）验证，才能使结论更具说服力。加减验证结合广泛运用于机能学研究的各个方面和层次 如在器官水平（摘除或植入某器官）、细胞水平（使用激动药或拮抗药）、基因水平（转基因或基因敲除、沉默）

12、等。 其基本原理是：在保持其他变量不变，增加或删减一个变量的前提下，观察其对结果的影响。,4量效与时效相结合 为了在机能学研究中获得较为满意的结果，除正确选择科研三要素（处理因素、受试对象、实验效应）和严格遵循实验设计三原则（随机、对照、重复），也须寻找量效关系即被试因素的最佳水平（剂量、强度）和时效关系，即确定反应的最佳观察时间。,此外，药物量效关系研究中，常利用半数有效量(EDso)、半数抑制浓度(IC50)或半数致死量(LDso)，以观察药物的有效浓度和毒性，比较不同药物的有效性。 一般而言，被试因素作用后很快发生反应，通常提示为非基因转录过程；若延迟数小时后反应才达到高峰，则提示为基因

13、转录过程。,三、病因学研究 疾病的病因是指引起人群发病概率升高的因素，包括生物、理化、社会以及人体自身的心理和遗传因素等。 病因学研究是寻找疾病的病因、各种病因因素的相互关系及其对疾病发生的影响。,（一）病因研究设计的步骤 1提出病因假设 根据临床资料（病例报告、病案系列研究）、流行病学调查（现况调查或横断面调查）及生态学研究等描述性研究方法，发现某些因素与疾病间的相关现象。 据此，再结合相应医学知识，可进行某些推理并提出病因假设。,(1)病例报告(casereport)： 病例报告涉及疾病的症状、体征、诊断、转诊、治疗、病理等信息，对可能的病因或暴露因素提供线索，进而提出病因假说。,(2)病

14、案系列研究(case series study) 通过描述一系列相同病例的特点，往往能发现某些共同特点。 优于个别病例研究（因为病案系列研究所陈述某些病例的共有特征）。 仅能揭示某些现象而不能论证病因（未设相应对照） 。,(3)现况调查(cross sectional study) 现况调查也称横断面调查或现患率调查，是应用普查或抽样调查方法，在某个时间点或较短时间内调查和收集特定人群中疾病和健康的状况及其与某些因素的相关关系，为病因研究提供线索。,在进行现况调查时，疾病或健康状况与某些因素或特征是在一次调查中所获得，研究的因素与患病并存，并不能区分出因素与患病的时间顺序，故在病因分析时仅能提

15、出病因线索，并不能得出有关因素与疾病因果关系的结论。,不能严格区分患病与因素的时间顺序，但可为病因不明的疾病研究提供线索。 在不同时间、不同地点的调查得出相同结果，可在某种程度上增强对病因的判断。 如20世纪50年代震惊世界的“反应停(thalidomide)”事件， 80年代初艾滋病(AIDS)的病因假设，均是从现况调查开始的。,(4)生态学研究(ecological study) 生态学研究是以群体为观察单位，研究人群生活方式与生存条件对健康或疾病的影响，通过描述不同人群中某因素的暴露情况与疾病频率，分析该因素与疾病的关系，为病因研究提供线索。,例如 Hennekens 研究了11个国家肺

16、癌死亡率与平均每人香烟消耗量之间的关系，发现香烟消耗量最多的国家其肺癌死亡率最高，而香烟消耗量最少的国家其肺癌死亡率最低，中等量香烟消耗量国家其肺癌死亡率居中。 该结果有助于形成吸烟可能增加肺癌死亡率的假设，且其后被许多分析和实验流行病学研究所证实。,生态学研究所提供的信息并不完全，它不是以收集群体中每个成员的暴露量或暴露经历为基础，故只是一种粗线条的描述性研究。 尽管如此，当对某病病因很不了解时，生态学研究可从群体角度提供病因线索，以供进一步研究。,(5)系统的分布研究(systemic distribution study) 上述方法可从某侧面反映可疑因素与疾病之间的关系，但并非都能获得病

17、因资料。可进行疾病分布的研究，发现危险因素的线索，以便深入研究。,2验证病因假说 病因假设建立后，进一步借助某些流行病学方法对假设进行验证，多使用分析流行病学方法（如病例对照研究、队列研究、巢式病例对照研究等）及实验流行病学方法（如随机对照试验等）。,(l)病例对照研究(case-control study) 1)概念：病例对照研究为一种回顾性、具有对照的调查方法，是以确诊患有所研究疾病的人群为病例组，以不患所研究疾病、但具可比性的个体为对照组，分别调查其既往暴露于某个（或某些）危险因子的情况及程度，通过测量并比较病例组与对照组各因素的暴露史比例差异，经统计学检验，判断暴露于危险因子与某病是否

18、存在联系及联系的性质和程度。,2)成功的实例 包皮过长与阴茎癌 输血与乙型肝炎 吸烟与肺癌 妊娠期吸烟与胎儿先天性畸形 小剂量放射线接触与白血病 单纯疱疹病毒与面神经麻痹 体力活动与冠心病猝死 ,3)应用范围 广泛探索疾病的可疑危险因素，指在病因不明的阶段，从机体内外环境诸因素中筛选可疑的危险因素，如高血压研究中，可从遗传、职业、饮食、生活方式、精神因素等诸因素中探索可疑的危险因素；,深入检验某个或某几个病因假说，即经描述性研究或探索性的病例-对照研究，初步形成假说后，再利用精心设计的病例对照研究加以验证，如经探索性研究，发现吸烟与肺癌发生有强关联，即可重点调查吸烟量、吸烟年限、吸烟方式、被动

19、吸烟、吸烟种类等有关吸烟的详细情况，以验证吸烟与肺癌有关的假设；,为进一步进行前瞻性研究提供明确的病因线索，即利用病例对照研究获得明确线索后，进行队列研究或实验流行病学的现场试验，以进一步证实该病因假设。由于所需样本量较少，故特别适用于罕见病的病因研究。,4)设计方案 病例一对照研究设计模式,(2)队列研究(cohort study) 1)概念：指将人群按是否暴露于某危险因素而分为暴露组及非暴露组，追踪其各自发病结局，比较两者发病结局的差异，从而判定暴露因子与发病有无因果关联以及关联大小。 “队列”，指具有共同经历或共同状态的一群人。,2）队列研究不适于发病率很低的疾病病因研究 需要对象的数量

20、大，实际难以达到； 研究常需观察较长一段时间，对象不易保持依从性，易产生失访偏倚； 研究的组织后勤工作复杂，花费大。,3)应用范围 队列研究用于研究某种可能致病因素或某项措施对固定人群的影响。 用于病因研究、治疗性研究和预防性研究。,4)设计方案 队列研究设计方案的原理,5)类型 按观察时间顺序，队列研究可分为前瞻性队列研究、回顾性（历史性）队列研究和双向（混合）性队列研究,A前瞻性队列研究(prospective cohort study) 是从现在时点开始，随访一定时期，比较两组间对目标疾病发生率或病死率的差异，以明确该目标与暴露因素间的关系。随访过程可同期进行并可选用最好的检测方法，按时

21、记录，采用统一的判断标准，使两组间具有较好的可比性。,此法是队列研究的基本形式 最大优点是研究者可直接获取第一手资料，资料的偏性较小。 影响研究可行性的因素是： 若需观察大量人群，花费较大； 若疾病潜伏期较长，所需观察时间较长。,B历史性队列研究(historical cohort study) 其特点是 研究工作从现在开始，但研究对象是在过去某个时间进入队列，即研究的起点是过去某个时间； 研究对象的确定与分组乃根据进入队列的暴露情况而进行，研究结局在研究开始时已发生，暴露到结局的方向为前瞻性，而研究工作的性质属回顾性。 节省时间、人力和物力，出结果快，故适用于研究长诱导期和长潜伏期的疾病，也

22、常用于研究暴露于特殊因素的职业人群。,C双向性队列研究(ambispective cohort study) 指历史性队列研究之后，继续进行前瞻性队列研究。 具有上述两种研究的优点，可在一定程度上弥补二者的不足。,队列研究分类： 同群体队列研究(cohort study in same population pool)，即被观察的对象不论是暴露组或非暴露组，均在同一个群体中，如同一工厂、同一社区或同一城市等； 不同群体的队列研究(cohort study in different population pool)，即被观察的人群暴露组与非暴露组不在同一个群体中，但基本条件相似，如两个性质不同的

23、工厂或两个不相邻的地区、社区等。,(3)实验病因学研究 从临床和流行病学研究中，提出病因学假说，须进行相关的基础研究（如分离鉴定病原体、探讨发病机制及病理研究、疾病的复制等），以进一步验证病因，为临床和流行病学的诊断和防治提供理论依据。,目前，基础医学相关的病因学研究多借助动物试验，但寻找完全与人类相似的敏感性动物十分困难； 体外模拟的“人体内环境”与人体内状况和反应也不完全一样。 因此，将试验结果应用于人体时，应持审慎的批判态度。 当然，某些实验结果对现实具有重要意义。,3病因推论 指对流行病学研究所发现的某因素与疾病间的关联，作出是否为因果关系的最后推断。 有关病因的因果推论涉及非常复杂的

24、论证推理，应根据流行病学资料，按照病因推论的步骤严格考察。,推论的基本步骤一般为： (l)确定两事件间是否存在统计学联系，即通过统计学检验，证实两者在数量关系上有显著关联。 (2)判断两事件间统计学联系的性质：若观察到两事件存在统计学联系，须判明是否为真正的联系，即排除由于各种原因所致的虚假联系或因第三因素存在而造成的间接联系。,(3)检验是否符合因果联系的判断标准：按因果联系的判断标准，检验其联系的逻辑关系。 (4)根据上述分析，结合其他资料或现有知识进行概括、推理，最后作出因果关系的判断。,（二）病因研究的评价与实例,1.病因研究的评价标准 (1)该结论是否从真正的临床人体试验研究中获得；

25、 (2)暴露于该因素和发生疾病之间的联系强度如何； (3)不同地区的不同研究者使用同样方法，其所获结论是否一致； (4)先后关系是否正确，即是否先暴露于某因素而后发病；,(5)是否有剂量一效应关系； (6)其联系是否具有医学意义； (7)其联系是否具有特异性； (8)这种联系是否和以前已被证实的病因联系相类似。,2实例简析 题目：低浓度青石棉污染区间皮瘤的回顾性队列研究 著者：陈玲，穆世惠，罗素琼，等 出处：预防医学情报杂志，2002，18(6)：504-506,四、医学遗传学研究(medical genetics) 医学遗传学(medical genetics)是运用遗传学原理和方法研究人类

26、遗传病的发生、传递规律、诊断、预防和治疗的学科。 其研究对象是人类（包括个体和群体），以遗传学基本理论和方法为基础，以分子生物学为先导，研究人类疾病与遗传的关系。 医学遗传学分别从分子、细胞、个体和群体水平探索遗传病的发病机制、诊治措施和预防策略。,（一）遗传病研究策略 围绕遗传病的病理、诊断、治疗和预防等内容而进行。 对临床上已发现并明确的遗传病 首先阐明其遗传规律，属常染色体遗传或性染色体遗传、显性遗传或隐性遗传、单基因遗传或多基因遗传。 然后探寻此遗传病是否具有可检测出的生化指标或蛋白质异常，或该遗传病总是与某一性状共分离( cosegregation)等，以决定对致病基因进行定位和克隆

27、的策略,（二）医学遗传学的研究技术和方法 1群体筛查法 采用一种或几种高效、简便并有一定准确性的方法，对某一人群进行某种遗传病或性状普查。这种普查须在一般人群（例如患者亲属）中进行。主要目的是为了解某种遗传病在群体中的发病率及其各种基因型频率，与家系调查相结合，探讨某种疾病是否与遗传因素有关。,群体筛查通常采用的方法： 将血缘亲属与非血缘亲属加以比较，遗传病的血缘亲属患病率高； 所养子女调查，即调查患者寄养子女与养母亲生子女之间患病率的差异。,2系谱分析法 根据先证者线索调查家族成员发病情况，绘制成系谱图进行分析，通常调查某一疾病在患者亲属中的发病情况，并与一般人群的发病率进行比较，确定疾病属

28、于单基因遗传，还是多基因遗传，或其他遗传方式，开展遗传咨询，进行产前诊断，探讨遗传异质性。 通常要综合多个系谱的结果或分析包括几代人在内的大家系，方能得出较正确的结论。,系谱分析中若仅包括父母及其子代的小家系，称为核心家系。 一个核心家系加上三位指示者，即组成一个系谱分析单位。 所谓指示者，指一个家系中表现型极端者，多为患者或某性状的表现者。,3双生子分析法 分析疾病中遗传因素与环境因素作用大小。 双生子分析的分类： 同卵双生(monozygotic twin，MZ)，亦称单卵双生，是由同一受精卵分裂而来，所带基因相同； 异卵双生( dizygotic twin，DZ)，是由两个卵子接受不同精

29、子受精发育而成，在遗传特点方面无异于两次妊娠。,双生子中出现某疾病或性状一致的对子数占所有被调查的双生子对子数的百分比称为同病率或一致率(concordance rate，C)。 同病率的计算有成对同病率(pairwise concordance rate，Cw)和先证者同病率(proband concordance rate，Cp)。,成对同病率的计算公式为： Cw=C/(C+D) C指共同患有所研究疾病或性状的双生子对子数； D指所研究疾病或性状表现不一致的双生子对子数。,先证者同病率的计算公式为： Cp=C+C/(C+C+D) C为发病一致的双生子均各自作为先证者被独立发现的双生子对子数

30、； C和D的意义同Cw的计算公式。,4养子、半同胞分析 通过比较、分析养子与其同胞及生身父母的相似性及与其寄养同胞或养父母的相似性，可研究某种疾病或性状发生中遗传与环境因素相对作用的大小，确定所研究疾病与遗传因素的关系。,5种族差异比较 种族差异具有遗传学基础。 不同种族的肤色、发型、发色、虹膜颜色、颧骨外形、身材等外部形态性状均显示遗传学差异。 种族间在红细胞血型、组织相容性抗原(HIA)型别、血清型、同工酶谱等的基因型频率也各异。,与遗传密切相关： 某种疾病在不同种族中的发病率、临床表现、发病年龄和性别、合并症有明显差异。 在不同种族个体混杂居住的地方进行： 不同种族生活的地理环境、气候条

31、件、饮食习惯、社会经济状况等也各有不同。,6疾病组分析 比较复杂的疾病，尤其是其发病机制未完全阐明的疾病，若须研究其遗传因素，可将疾病“拆开”，对其某一发病环节（组分）进行单独的遗传学研究。 又称亚临床标记研究。 若证明所研究疾病组分受遗传控制，则可认为此种疾病也由遗传因素控制。,7伴随性状研究 若某病常伴随另一已确定由遗传决定的性状或疾病而出现，则说明该病与遗传有关。 性状的伴随出现可由于基因连锁或关联所致。,8动物模型 直接研究人类遗传病受到某些限制（人类每世代的时间很长；不可能进行随机杂交实验等），故动物存在的自发遗传病可作为研究人类遗传病的辅助手段。,9分子生物学方法 借助基因克隆、基

32、因定位等方法，寻找已确定与遗传因素有关的疾病基因，最终将基因定位于染色体的具体位点，并克隆出疾病相关基因，研究疾病在分子水平的发生机制，为遗传病的诊断、治疗、预防提供新方法。 人类基因组全序列的测定，为寻找疾病相关基因提供了良好基础和手段。,五、分子流行病学研究 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，并研究防治疾病、促进健康的策略与措施的科学。,生物标志( biological markers或biomarkers，简称M) 指能代表生物结构和功能的可识别物质。 分子事件或分子生物标志(molecular biomarkers) 主要指

33、代表生物结构和功能的生物大分子特征（如DNA、RNA、蛋白质等）。,传统流行病学和分子流行病学的区别,传统流行病学在研究暴露与疾病关系时，发病和死亡测量可直接反映人群疾病和健康状况，但由于两者之间存在黑箱，使暴露和疾病的关系判断显得缺乏直接证据。,分子流行病学通过疾病不同阶段暴露标志、效应标志和易感性标志测量及影响因素研究，可全面阐明疾病自然史，即暴露-发病连续带( exposure-disease continuum，EDC)，对制定更有效的预防疾病、促进健康的策略与措施有重大意义。,分子流行病学研究分类模式 以人群为基础( population based) 属传统流行病学的分子流行病学研

34、究，主要探讨疾病病因、研究疾病危险因素的致病机制、疾病易感性、流行规律、防治措施等；,以医院或患者为基础(hospital based or patients based) 属临床流行病学的分子流行病学研究，着重研究疾病分子病因和机制、分子生物学标志在疾病筛检和诊断中的应用和价值、分子生物学标志在判断疗效和预后中的意义等。,分子流行病学研究设计与实施,1研究目的和路线 (1)确定研究目的，建立研究假设 进行研究设计时，首先须明确通过该项研究可能阐明或解决的问题，充分考虑创新和重复的意义。 分子流行病学研究中，研究假设、研究设计模型和生物学标志选择构成研究设计的3个相互联系的基本要素，尤以研究假

35、设为重要。,(2)研究路线 根据研究目的不同，可确定不同的研究路线，见表和图。 表 生物标志相互关系及意义,2测量指标的选择 (1)生物学标志： 暴露标志(expo-sure marker，ME)，是与疾病或健康状态相关的反映暴露因素的生物标志。 包括外暴露标志和内暴露标志（前者通常为生物性病原因子（如病毒、细菌、生物毒素等）；后者是能反映体内暴露因子水平的物质）。,效应标志(effect marker，MEF)，指宿主暴露后产生功能性或结构性变化的生物标志（如突变基因、畸变染色体、特异蛋白等），其包括疾病标志( MD)和健康标志(MH)，主要用于研究暴露所致生物效应及其与疾病或健康的相关性；

36、,易感性标志( susceptibility marker，MS)，指宿主对疾病发生、发展易感程度的生物标志，可研究其易感性在疾病发生发展中的作用。,(2)选择测量指标： 一般须遵循如下原则 生物标志应特异、稳定； 样本采集、储存方便； 检测方法较简单、实用，且操作规范，便于与同类研究结果比较； 灵敏度和特异度高。 因此，根据候选生物学标志的特性、在疾病过程中的意义、检测方法及研究目的进行筛选。,按生物学标志的不同类型，分子流行病学研究中测量指标也可分为3类： 暴露指标，选择时宜考虑能代表接触剂量或生物效应剂量，前者便于其后进行大样本人群研究和制定疾病防治策略和措施，后者对进一步研究早期生物效

37、应等具有意义。,效应指标，一般以最早期生物效应标志（如抗体产生、代谢异常、基因表达异常等）作为探索暴露因素的致病作用或干预措施的短期效果评价指标；选择变异结构和功能作为确定暴露致病作用和早期诊断、早期预防的指标；应用临床诊断标志作为干预措施长期效果评价或预后的指标。,易感性指标，一般选择抗体水平作为传染病易感性指标，而易感基因及其表达产物作为心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病、遗传病等易感性标志。,3调查方法与样本 (1)确定研究方法： 描述性研究中小样本横断面抽样研究 分析性研究中 病例对照研究、 队列与病例对照结合的巢式病例对照研究、病例一病例研究等， 实验性（或干预性）研究中小样本随机对照实

38、验。 若检测方法简便或研究确实需要，也可进行大样本研究（如疫苗效果评价等）。,分子流行病学的研究模式,1) 巢式（套式、嵌入式）病例对照研究 (nested case control study) 选择一队列，收集基线资料，采集待研究的生物学标志的组织或体液标本储存备用，随访到能满足病例对照研究样本量的病例数为止。 把这些病例作为病例组，按匹配条件从同一队列中选择一个或数个非病例作对照，抽出病例与对照的基线资料并检测所收集的标本，资料按病例对照研究处理，其他非病例及其资料、标本均可不用。,巢式病例对照研究的优点： 按队列研究设计进行，资料收集和生物标本采集均在发病前，观察对象是生物学标志，故因

39、果关系清楚，资料可靠，论证强度高； 标本检测与资料处理按病例对照研究方式，省时、省钱、省力。,2)病例-病例对照研究( case-case study) 病例-病例对照研究的对象仅为某类病例，其将不同临床类型或具有标志的这些病例与无标志的病例，按病例对照研究的方式处理资料，以探讨不同临床类型危险因素的差异或该生物学标志与该疾病其他危险因素间的关系和相互作用。,病例一病例对照研究可用于探讨遗传、环境的交互作用和不同亚型疾病病因、发病机制的差异等， 但不能用于估计环境、遗传因素的单独作用。,(2)样本选择 原理和方法同一般研究设计。 但就分子流行病而言，其特点为： 虽值、p值可预先给定，但各种生物

40、学标志在不同人群中的流行率，不同组群中的可能差异等则难以估计； 分子流行病学研究的样本量一般偏小，故假阴性结果较多。,据估计，若某种分子生物学标志在对照组中的流行率为15%，给定a=0. 05，p=0.20，估计OR值为1. 61，如采用病例对照研究设计，则病例组、对照组各需494例。对于分子流行病学研究，这自然是一个不小的数目。,4结果、资料处理与分析 (1)资料的收集： 1)宏观资料：指传统流行病学通过现场调查、问卷调查等方式收集到的资料， 其直接用途是： 可用于分析环境遗传因素交互作用； 在分析某一生物学标志的意义或作用时，可用于鉴别环境暴露因素这一混杂因素，避免形成偏倚的结果； 用于解

41、释生物标志检测的结果。,2)微观资料：指通过分子生物学实验获得的实验数据、结果等。,(2)结果、资料处理与分析 在研究设计阶段即需预测研究结果，并确定资料分析方法，制订总结、分析、结果报告的具体计划。 传统流行病学常用分析指标（如疾病率或比分析、定量水平比较或描述、危险度估计等）均可应用于分子流行病学研究。 分子流行病学还可进行遗传关系分析、遗传多态性分析等。,5质量控制 (1)实验中的质量控制包括 样本采集过程须注意采集部位、时间、方法等影响因素，样本储存中须注意储存温度、时间、样本介质等； 最好使用同一批次的试剂材料进行指标测定，若须使用二批以上，则不同批次须进行对比分析和标准化； 使用前

42、调校实验仪器； 同一项研究内，检测生物标志测量的方法须统一； 操作规范。 另外，为保证检测质量，还可设立多种对照，且可采取“盲法”，或进行重复试验等。,(2)误差、偏倚的控制 1)随机误差：分子流行病学研究样本一般相对较小，出现随机误差的机会较大。但由于分子流行病学结局测量的有效性（如灵敏度和特异度）较好，故结果真实性（效度）也较高。 2)偏倚：,常见的偏倚来源: 选择偏倚，主要来源于样本的选择和采集（如采集部位、时间、机体状态、方法等不同所造成的偏倚）； 信息偏倚，主要是检测偏倚和样本储存偏倚，前者包括操作偏倚、试剂（材料、仪器）偏倚、方法偏倚等，后者主要指由于生物标本储存条件和时间不同所致

43、检测结果的偏倚； 混杂偏倚，主要出现于结果分析阶段，当两种因素混在一起或相互影响时，可能错误地将其中之一当成某一结果的原因，可通过严格的设计而控制之。,分子流行病学研究对现场质量和实验室的质量控制的要点： 研究设计应包括预试验，即探索所选用的生物学标志及其检测方法的最佳工作条件，并考核标本收集、处理、保存等方法与条件； 应评估生物学标志及其检测方法的真实性、可靠性，以发现误差和偏倚因素，及时予以控制，避免浪费财力和时间，甚至做出错误结论，形成误导。,第二节 循证医学与临床科学研究,一、循证医学的概念 （一）循证医学的基本概念 循证医学(evidence-based medicine，EBM)

44、是关于如何遵循证据进行医学实践的科学，是现有最佳证据、临床经验和病人价值的有机结合。 具体而言，循证医学指明智、慎重地应用当前临床研究中所能获得的最新、最有力的科学证据，结合医生个人专业技能和临床经验，并考虑病人的价值和愿望，进行医学实践的科学。,1现有最佳证据 指有效的、与临床相关的研究证据，是实践循证医学的关键。 证据来自基础医学研究，更主要是来自以病人为中心的临床研究。,最佳证据强调研究过程中采用防止偏倚的措施，以确保试验结果的真实性和科学性 如诊断试验（包括临床试验）的准确性研究 预后标志物的把握度研究 治疗、康复和预防措施的有效性和安全性研究等。 高质量的系统评价结果或高质量的随机对

45、照临床试验结论，是循证医学最高级别的证据，并作为权威临床指南最重要的证据基础。,2临床医生的专业技能及临床经验 指医生利用临床技能和既往经验快速评价病人的健康状况、作出诊断、估计治疗措施的可能风险和效益、分析病人个体情况和期望的能力，是实践循证医学的必备条件。 循证医学提倡将医生的临床实践经验与外部最佳证据相结合，从而做出最佳临床决策。,3病人的价值及愿望 指每个病人对其治疗的选择、关注和期望。 充分考虑病人的价值及愿望是实践循证医学的关键因素。 循证医学提倡临床决策力求从病人角度出发，了解病人患病过程及感受、疾病对机体与身心功能的影响、病人对治疗方案的期望与选择等，在诊治中与病人建立友好平等

46、的关系，取得病人信任与依从，从而获得最佳治疗和预后效果。,（二）循证医学与传统医学 传统医学的特点： 以经验医学为主，其医疗决策多依据医师的经验、直觉；高年资医师及专家的指导；教科书，医学期刊的研究报告或疾病的病理生理机制等； 证据收集上很难做到系统全面，也不重视对收集到的证据进行系统评价；,对预后、诊断试验、治疗的有效性评价是建立在非实验性的临床经验的基础上及对发病机制和病理生理知识理解的基础上，专家与经验是临床实践的基础； 疗效判断指标方面，更多依据某些中间指标，如实验室指标、仪器或影像学结果等； 传统医疗模式中，医生是绝对主宰，病人多为被动地接受治疗。,循证医学的特点： 并非否定经验，但

47、决不盲从经验，强调将当前可获得的最佳临床证据、医师的临床经验及专业技能、来自病人的一手资料三者有效结合，是对经验的补充和完善；,证据收集中，强调系统全面，并建立一整套方法和措施，以保证其资料收集的系统全面，同时注重对所收集的证据进行严格评价，确保证据的真实性和科学性； 疗效判断指标为患者预后的终点指标，如死亡率、重要事件发生率、生存质量或卫生经济学指标等； 根本改变了传统的医患关系，从以医生为中心转变为以病人为中心，充分考虑病人的期望和选择。,循证医学与传统医学的差异,二、循证医学的基本步骤 找什么证据（如何提出临床问题）； 如何发现证据（如何决定所要寻找的资料来源及检索方法）； 用所获得的证

48、据做什么（如何快速评价已找到证据的可靠性、正确性和适用性，及如何有效用于解决临床问题）。,（一）确定需要解决的问题 提出明确、可回答的临床问题是循证医学实践的第一步，也是关键的一步，它关系到是否能找到正确的证据来解决所面临的临床问题。 构建一个好的问题可帮助临床医生将有限的时间集中于收集与患者需要及本人临床实践直接有关的证据上，帮助制定好的证据检索策略，快速找到恰当答案，并易于评价和应用。,1来源于临床实践的问题 (1)病因问题：引起某疾病的可能原因。 (2)诊断问题：如何基于准确度、精确度、可接受性、费用及安全性等因素而选择和解释诊断试验，以便确定或排除某种诊断。,(3)预后问题：估计病人可

49、能的病程和预测可能发生的结局。 (4)治疗问题：为患者选择“利”大于“弊”、较经济的治疗方法。 (5)预防问题：识别和纠正危险因素，以减少疾病发生及通过筛查而早期诊断疾病。,2临床问题的种类 背景问题(background ques-tions) 指关于疾病的一般性知识，涉及人类健康和疾病的生物、心理及社会因素等各方面问题； 前景问题( foreground questions) 是关于处理、治疗病人的专门知识问题，有时也涉及与治疗及预后有关的生理、心理及社会因素等方面问题。,作为临床医生，须同时掌握背景知识和前景知识。随时间推移，两者比例随之变化，主要取决于对当前疾病已有的经验（图5-6）。

50、 若缺乏经验，即处于A点（如同一名初学者），所提出的多数问题（图中用垂直维度表示）可能都属于背景知识；,随着临床经验增长，即处于B点（如住院医生），可提出更多关于图5-6知识需要与临床经验的关系如何处理病人的前景问题； 若经验增长到C点（如专家），所提出的多数问题可能属于前景问题。 图中的对角线，其位置提示临床医生永远需要同时具有背景知识和前景知识，不因欠缺经验而忽略学习前景知识，也不因经验丰富而轻视背景知识。,3问题的构建 提出一个既有临床意义又能回答的问题并非易事，须了解构建一个好问题的策略，将问题转变为可回答的格式。 背景问题的构建较简单，如“我患什么病？”；“为何会头痛？”；“充血性心

51、衰如何引起腹水？”等等。 针对任何疾病或健康状态、检测方法、治疗手段、干预措施或医疗实践的任何方面，均可提出此类背景问题。 本节着重介绍如何构建前景问题。,构成前景问题的四大因素（PICO模式） P ( patient/problem)-病人和（或）问题 I (intervention)-干预 C ( comparison)-比较干预 O (outcomes)-临床结局,(1)病人或问题，包括病人的诊断及分类 描述与问题相关的病人特点（如年龄、性别、种族以及所具有的危险因素） 病人有待解决的问题是什么（主要疾病、合并症及其他有临床意义的症状等） 描述应准确简洁。认真充分地定义具体病人，以便研究

52、及查找文献时，较易判断相关文献是否可应用于待研究病人。,(2)干预 内容很广泛，可包括 某种暴露因素、 诊断试验、 预后因素、 治疗方法、 管理措沲、 病人感觉等。,(3)比较干预 指与拟研究的干预措施进行对比的其他措施，即是否还有其他可取代当前干预措施的方案。 例如：有两种疗法可供选择（药物治疗或手术治疗），或有两种诊断性检验可选择。 当然，临床问题中也可能无其他可供选择的方案，故此部分在构建问题时并非必要。,(4)临床结局 指希望实现的治疗目标是什么？ 此处所谓“结局”既包括 干预的有效结局，如症状缓解或消除、功能改善及诊断改进等， 也包括某些非所愿的结局，如药物或治疗的副作用和花费（时间

53、、金钱、劳力）等。,4前景问题构建实例,例： 一位2周前出院的75岁男性患者来访，自述其刚经历了一次短暂性脑缺血发作(TIA)，被诊断为相当严重的颈动脉狭窄，进行了颈动脉内膜切除术。其出院处方包括控制高血压的美托洛尔（50mg，2次日）及阿司匹林(8lmg/d)。 今天，病人带来一份从网络下载的文章，描述应用他汀类药物对预防脑卒中的好处，他想知道该药物是什么，以及他是否能应用这种药物。 上次来访时的记录显示，病人总胆固醇( TC) 5mmol/L、高密度脂蛋白( HDL) 2mmol/l_、低密度脂蛋白(LDL) 2mmol/l，体检结果无显著异常。,根据前面所提方法，按PICO模式剖析问题

54、构建问题：对于一位具有TIA发病史和动脉内膜切除史、患高血压、血脂正常的病人，应用他汀疗法是否会降低病人发生脑卒中的风险？,（二）系统检索，全面收集证据 根据问题，采用各种手段（如上网、图书馆检索、会议资料及专家通信等）系统地查找与问题相关的证据。 循证医学强调系统化、有计划地查找证据。,1掌握相关医学文献检索技能 为全面查找证据，首先应 确定检索证据的类型，即弄清楚所提出的问题属哪一类型， 了解回答不同类型问题的研究设计有哪些， 根据问题类型而确定最适合的研究类型。,2确定检索资源和制定检索策略 检索资源的确定须针对检索策略，并结合现有条件，确定 当前与待解决的临床问题最相关的数据库和基本相

55、关的数据库， 充分了解各种证据的来源，以便正确选择最佳检索资源。,3准确判断检索结果的适用性 按制定的检索策略开始检索，进而浏览和评价初步检索的结果， 必要时还应对检索策略进行修改并再次检索，以获得最佳临床证据。,（三）严格评价及找出最佳临床研究证据 1严格评价的概念及其重要性 临床决策前须考虑回答如下问题： 资料提供的研究结果是否正确可靠； 结果是什么； 这些结果对处理该病人有无帮助，即对检索到的临床证据进行严格评价。,严格评价( critical appraisal) 指将研究证据应用于决策前，系统地评价证据的真实性、可靠性、临床价值以及适用性， 是循证医学实践过程的重要步骤。,2如何评价

56、临床研究证据 评价研究证据的质量涉及如下两方面： 该研究设计是否对研究相关问题最合适； 与同类研究相比，该研究的方法学质量如何 评价的重点是研究的设计、实施、分析和解释等。,评价临床研究证据3个步骤: (1)初筛临床研究证据的真实性和相关性 面对一篇文献，首先须决定是否值得仔细阅读，即初筛文献的真实性及其与具体临床问题的相关性。,初筛证据的真实性可参考如下方面： 文献是否来自具有同行评审( peer-reviewed)的杂志，经同行评审所发表的文献并不能保证没有缺点及错误，但质量相对较高； 文献的研究场所是否与研究者所在医院相似，以保证结果真实即可应用于该院病人； 若该研究由外界组织倡议或资助

57、，则需考虑倡议或资助本身是否可能影响研究结果，如许多药厂或其他商业组织资助的研究往往带有偏倚，初筛时应引起注意。,(2)确定研究证据的类型 经过初筛，若认为该文献值得阅读，则应进一步确定该项研究的目的及适合目的的研究方法，因为不同研究方法所提供证据的质量和等级不同。,随机对照试验(RCT)是治疗性研究最佳的设计类型； 病因研究常选用队列研究和病例对照研究； 诊断性研究常用现况研究和RCT; 预后研究的最佳设计类型是队列研究和RCT。 上述研究系统适用于几乎所有临床问题。,(3)根据研究证据的内容评价真实性和适用性 临床研究证据的评价应采用临床流行病学循证医学的原则和方法， 研究目的和类型不同，

58、具体的评价原则和方法也各异。,评价临床研究证据的价值： 研究结果的内在真实性 该文献的研究设计是否科学， 统计分析是否正确， 结论是否可靠及研究结果是否支持作者的结论等；,研究结果的临床重要性 即该研究的结果是否有临床价值，主要依据某些反映效应的客观指标 不同研究类型其指标不同,研究结果的适用性( generalizability) 即研究结果的外在真实性(external validity)，指文献结果和结论在不同人群、不同地点和针对具体病例的推广应用价值 须考虑 实际遇到的病例与文献中研究对象的特点是否类似， 以及病人本身的价值观和选择。,3各类研究证据的评价原则 为使临床医生能快速、有效

59、地判断文献的真实性和临床应用价值，临床流行病研究者已建立一套简捷、有效的筛选及评价方法，针对不同类型的临床研究还建立了一系列严格评价的自学材料。,加拿大McMaster大学临床流行病学和统计学研究室从1981年开始即发表了一系列有关疾病病因、诊断、治疗和预后的评价标准； JAMA杂志从1992 2000年已发表20余种研究证据的评价原则，美国医学会已将其以手册和专著的形式于2002年发表。 针对各类研究证据的评价原则，可查；阅JAMA杂志所发表的相关论著或参考网站http：www. cche. net/usersguides/main. asp。,（四）应用最佳证据指导临床决策 经过严格评价的最佳临床证据用于指导临床决策，还须结合临床医生的实践经验和技能，以及病人的具体情况和期望。 因此，医生须与病人有充分交流，了解病人的期望，并在医疗决策中优先考虑病人和社会的价值取向和意愿。,（五）后效评价循证实践 循证医学实践的后效评价( reevaluation)指应用