分子流行病学ppt课件

1、分子流行病学分子流行病学molecular epidemiology流行病学教研室流行病学教研室 王素萍王素萍l概述概述l研讨内容研讨内容l研讨方法研讨方法l运用前景运用前景第一节第一节 概述概述l一、背景一、背景l 一分子流行病学为何产生？一分子流行病学为何产生？l 二分子流行病学怎样产生？二分子流行病学怎样产生？l二、概念二、概念l 开展历程开展历程 l 分子流行病学是什么？分子流行病学是什么？l三、与传统流行病学的关系三、与传统流行病学的关系一、背景一为何产生？一、背景一为何产生？l现代流行病学开展中遇到了难题现代流行病学开展中遇到了难题l1疾病防制疾病防制 病原体多样性病原体多样性 抗

2、抗生素运用生素运用l2实验医学从分子程度提出病因实验医学从分子程度提出病因假设。假设。 肿瘤肿瘤l3人群易感性人群易感性 遗传变异遗传变异l4疾病疗效和预后疾病疗效和预后l5临床问题机制讨论临床问题机制讨论一、背景二怎样产生？一、背景二怎样产生？l分子生物学的开展分子生物学的开展l1.实际的突破实际的突破 l DNA构造、遗传密码子、转录等基因调控实构造、遗传密码子、转录等基因调控实际际l2.技术的创新技术的创新 l 凝胶电泳、体外扩增、测序、分子杂交、计凝胶电泳、体外扩增、测序、分子杂交、计算机运用等算机运用等 l由传统流行病学学科开展的剧烈需求和分子生由传统流行病学学科开展的剧烈需求和分子

3、生物学实际和技术获得的宏大成就相结合，产生物学实际和技术获得的宏大成就相结合，产生了分子流行病学。了分子流行病学。 二、开展历程一概念演二、开展历程一概念演化化l国外：国外：l1972年年 Kilbourne 提出提出“流感分子流流感分子流行病学。行病学。l1993年年 分子流行病学是在流行病学中分子流行病学是在流行病学中运用生物标志或生物学丈量。运用生物标志或生物学丈量。l2019年年 分子流行病学狭义上讲是丈量分子流行病学狭义上讲是丈量作为暴露和效应的生物标志作为暴露和效应的生物标志信息大信息大分子：分子：DNA、RNA和蛋白质。和蛋白质。lhuman genome epidemiolog

4、y, HuGEl 将流行病学与基因组学相结合，研讨人群中基因组信息与疾病和安康形状的关系。l 基于核酸生物标志的分子流行病学。 二、开展历程二、开展历程二血清流行病学人类基因组流二血清流行病学人类基因组流行病学行病学二、二、 定义一是什么？定义一是什么？研讨人群中疾病安康形状相关生物标研讨人群中疾病安康形状相关生物标志的分布及其影响要素、医学相关生物志的分布及其影响要素、医学相关生物群体特征及其与人类疾病安康的关群体特征及其与人类疾病安康的关系，制定防制疾病、促进安康的战略与系，制定防制疾病、促进安康的战略与措施的科学。措施的科学。定义注释 流行病学分支学科流行病学分支学科 研讨对象研讨对象

5、研讨内容研讨内容 D和和H形状相关生物标志的分布规律形状相关生物标志的分布规律 生物标志与生物标志与D和和H关系，以及其影响分布的要素关系，以及其影响分布的要素 医学相关生物的群体特征、与人类医学相关生物的群体特征、与人类D和和H的关系的关系 制定和评价防治疾病、促进安康的战略和措施制定和评价防治疾病、促进安康的战略和措施 特征：生物标志和群体分布特征：生物标志和群体分布 三、与传统流行病学关系三、与传统流行病学关系健 康 者 “海平面海平面 图图 疾病的疾病的“冰山景象冰山景象亚临床者患者 传统流行病学传统流行病学 暴露暴露 疾病疾病 外暴露外暴露 内暴露内暴露 有效暴露有效暴露 临床前期临

6、床前期 临床疾病临床疾病 早期效应疾早期效应疾病病 易感性易感性 暴露标志易感性标志分子流行病学效应标志暴露标志易感性标志分子流行病学效应标志传统流行病学与分子流行病学的关系传统流行病学与分子流行病学的关系 第二节第二节 研讨内容研讨内容一、生物学标志一、生物学标志biological markers，biomarkers l1.定义：定义：l生物学标志是指从暴露到疾病各个延续过程中生物学标志是指从暴露到疾病各个延续过程中可丈量的、能反映构造和功能改动的各种细胞可丈量的、能反映构造和功能改动的各种细胞的、生物化学的、免疫的或分子的物质。的、生物化学的、免疫的或分子的物质。l分子生物学标志分子生

7、物学标志molecular biomarkers：能反映分子程度、基因程度的能反映分子程度、基因程度的DNA损伤、变异损伤、变异和表达异常的蛋白分子的生物学标志。和表达异常的蛋白分子的生物学标志。l2.种类种类l按从暴露到疾病的延续事件，主要按从暴露到疾病的延续事件，主要分为分为l暴露标志暴露标志(exposure marker)l效应标志效应标志(effective marker )l易感性标志易感性标志(susceptibility marker)1暴露标志暴露标志l外暴露标志：宿主对环境要素的暴外暴露标志：宿主对环境要素的暴露标志露标志 。 l生物性：有细菌、病毒、寄生虫。生物性：有细菌

8、、病毒、寄生虫。l非生物性：空气、水、土壤等理化因非生物性：空气、水、土壤等理化因子。子。l内暴露标志：暴露要素进入机体之后的内暴露标志：暴露要素进入机体之后的标志，是外源性物质进入人体的可靠证据。标志，是外源性物质进入人体的可靠证据。l在体内可是化学性质未改动的，如尿铅；在体内可是化学性质未改动的，如尿铅；l也可指其代谢产物，如烟草中尼古丁也可指其代谢产物，如烟草中尼古丁(nicotine)(nicotine)的代谢产物尿中的可丁宁的代谢产物尿中的可丁宁(cotinine)(cotinine)。l生物作用标志生物作用标志(有效暴露有效暴露)：暴露要素：暴露要素进入机体后，经过一系列转运、转化

9、而进入机体后，经过一系列转运、转化而最终起生物活性作用的暴露标志。最终起生物活性作用的暴露标志。 l如暴露于苯并芘后，在淋巴细胞中能检如暴露于苯并芘后，在淋巴细胞中能检测到特异的测到特异的DNA加成物加成物,是比是比EEM与与IEM更具压服力的剂量标志。更具压服力的剂量标志。2效应标志效应标志l指宿主暴露后产生功能性或构造性变化如突指宿主暴露后产生功能性或构造性变化如突变基因、畸变染色体等的生物标志。变基因、畸变染色体等的生物标志。l早期生物效应标志：早期生物效应标志： 产生疾病前期的生物学产生疾病前期的生物学标志。标志。l例如，吸烟导致肿瘤的抑癌基因例如，吸烟导致肿瘤的抑癌基因p53p53序

10、列上的序列上的一些特殊部位发生一些特殊部位发生G G到到T T的突变而使其失活。的突变而使其失活。l疾病标志疾病标志l从暴露到发病的整个过程中最终的效应标志，从暴露到发病的整个过程中最终的效应标志，是组织构造或功能改动的结果。是组织构造或功能改动的结果。l它往往代表疾病的亚临床阶段或者它本身就是它往往代表疾病的亚临床阶段或者它本身就是疾病的表现。疾病的表现。3易感性标志易感性标志l指宿主对疾病发生、开展易感程度的生物标志。指宿主对疾病发生、开展易感程度的生物标志。l易感性主要与宿主的遗传特征，以及生长发育、易感性主要与宿主的遗传特征，以及生长发育、营养、免疫、机体活动形状等有关。不同疾病营养、

11、免疫、机体活动形状等有关。不同疾病阶段，也可以具有不同的易感性标志。阶段，也可以具有不同的易感性标志。l例如，在吸烟量类似的吸烟者群体中，作为效例如，在吸烟量类似的吸烟者群体中，作为效应标志的苯并芘应标志的苯并芘-DNA-DNA加成物的程度，在不同个加成物的程度，在不同个体可相差体可相差2-1002-100倍，缘由：宿主的遗传易感性倍，缘由：宿主的遗传易感性不同。不同。二、研讨内容运用二、研讨内容运用一一 疾病病因及其致病机制的的分子程度讨论疾病病因及其致病机制的的分子程度讨论1. 生物性病缘由子的检测鉴定生物性病缘由子的检测鉴定 发现新的病原体发现新的病原体查明知病原体的基因构造和进展准确分

12、型查明知病原体的基因构造和进展准确分型例如，例如，HCV就是经过分子生物学技术和流行病就是经过分子生物学技术和流行病学人群研讨而发现的。学人群研讨而发现的。HCV不同基因型与不同基因型与HCV感染的地域分布、流行规律、预后、临感染的地域分布、流行规律、预后、临床表现及治疗等均有一定关系。床表现及治疗等均有一定关系。二二 宿主易感性和高危人群筛查标志的研讨宿主易感性和高危人群筛查标志的研讨 l1 1遗传性疾病遗传性疾病l2 2传染病传染病l3 3慢性非传染病慢性非传染病三三 疾病流行规律、传播机制的深化讨论疾病流行规律、传播机制的深化讨论l研讨最多的是传染病。研讨最多的是传染病。l尤其是在传染源

13、的追索、传播途径尤其是在传染源的追索、传播途径的判别和传播机制的研讨方面。的判别和传播机制的研讨方面。四疾病防制研讨四疾病防制研讨l1.传染病预防传染病预防 l1 新型疫苗的研讨新型疫苗的研讨 l 进展进展DNA重组，构建载体，经过细菌等大量重组，构建载体，经过细菌等大量表达目的蛋白质作为疫苗。表达目的蛋白质作为疫苗。l2预防接种效果评价预防接种效果评价l3预防接种相关发病研讨预防接种相关发病研讨 l2.非传染病的预防非传染病的预防 l 疾病的一、二和三级预防的科学的根底疾病的一、二和三级预防的科学的根底五疾病的早期诊断五疾病的早期诊断传染病传染病非传染病非传染病六临床疗效评价六临床疗效评价l

14、药物的平安性药物的平安性l 有效性有效性l 敏感性敏感性七疾病预后评定七疾病预后评定l疾病预后相关生物标志疾病预后相关生物标志l疾病预后的预测疾病预后的预测第三节第三节 研讨方法研讨方法l一、研讨方法一、研讨方法l一先进的实验室技术一先进的实验室技术l1.分子生物学技术分子生物学技术 l2.免疫学技术免疫学技术 l3.组织细胞学技术组织细胞学技术l二现场流行病学研讨方法二现场流行病学研讨方法二、研讨设计怎样做？二、研讨设计怎样做？l一研讨目的一研讨目的 l二丈量目的二丈量目的 l三丈量方法三丈量方法 l四调查方法与样本四调查方法与样本 l五结果与分析五结果与分析l六质量控制六质量控制 l七本卷

15、须知七本卷须知一研讨目的一研讨目的l充分思索创新性、适用性、可行性充分思索创新性、适用性、可行性二丈量目的二丈量目的l1.丈量目的丈量目的(生物标志生物标志)的选择原那么：的选择原那么：l1具有较好的特异性和稳定性具有较好的特异性和稳定性l2检测方法具有较高的灵敏度，特异检测方法具有较高的灵敏度，特异度度l3检测方法快速、简便，操作规范，检测方法快速、简便，操作规范，便于与同类研讨结果比较便于与同类研讨结果比较l4标本采集和储存方便标本采集和储存方便2.2.丈量目的的选择丈量目的的选择1 1暴露目的暴露目的 2 2效应目的效应目的 3 3易感性目的易感性目的 实验室检测技术核酸技术核酸技术 核

16、酸电泳图谱核酸电泳图谱 核酸酶切电泳图谱核酸酶切电泳图谱 核酸分子杂交核酸分子杂交 核酸体外扩增核酸体外扩增 核酸序列分析核酸序列分析 蛋白质技术蛋白质技术 凝胶电泳、蛋白转印杂交、蛋白质测序凝胶电泳、蛋白转印杂交、蛋白质测序酶学技术酶学技术 多位点酶电泳法多位点酶电泳法 生物芯片技术生物芯片技术 基因芯片基因芯片 其他技术其他技术 免疫学技术免疫学技术 如如 (ELISA)、荧光免疫实验、荧光免疫实验(FIA) 等；等； 色谱技术色谱技术 如高效液相色谱技术如高效液相色谱技术(HPLC)等等三结果与分析三结果与分析l设计中要预测研讨结果，并根据选择的丈量目设计中要预测研讨结果，并根据选择的丈

17、量目的和丈量方法确定资料分析方法的和丈量方法确定资料分析方法 。l传统流行病学分析方法传统流行病学分析方法l生物学技术相关的分析方法生物学技术相关的分析方法展望展望l分子流行病学是一门新兴的边缘学科，尚有很分子流行病学是一门新兴的边缘学科，尚有很多不成熟的地方，但已显示出了强大的生命力。多不成熟的地方，但已显示出了强大的生命力。l随着先进的生物标志检测技术、计算机技术、随着先进的生物标志检测技术、计算机技术、信息技术和统计学方法等的不断引入，分子信息技术和统计学方法等的不断引入，分子e将将会临床科学研讨提高到一个崭新阶段。会临床科学研讨提高到一个崭新阶段。 胎盘细胞凋亡与TLR3及HBV宫内感

18、染的关系孕妇肘静脉血孕妇肘静脉血胎盘石蜡切片胎盘石蜡切片新颖胎盘组织新颖胎盘组织免疫荧光双标志免疫荧光双标志检测检测新生儿股静脉血新生儿股静脉血实 时实 时 R T - P C R R T - P C R 测 定测 定Caspas3 mRNACaspas3 mRNA正常孕妇组正常孕妇组HBV-DNAHBV-DNA测定测定HBsAgHBsAg、HBeAgcHBeAgc测测定定 病毒携带情况病毒携带情况TLR3TLR3表达情况表达情况胎盘感染组胎盘感染组非胎盘感染组非胎盘感染组TunelTunel检测胎盘组织凋检测胎盘组织凋亡亡HBV-DNAHBV-DNA测定测定HBsAgHBsAg、HBeAgcHBeAgc测测定定 宫内感染分组宫内感染分组非宫内感染组非宫内感染组正常孕妇组正常孕妇组宫内感染组宫内感染组HBsAgHBsAg表达情况表达情况胎盘感染与胎盘感染与凋亡的关系凋亡的