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1、动物病毒性疾病分子流行病学动物病毒性疾病分子流行病学研究方法研究方法 江西农业大学动物科技学院江西农业大学动物科技学院何后军何后军 教授教授联系电话：联系电话：0791-3813149E-mail:精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日分子流行病学分子流行病学1972年Kilbourne 博士在美国传染病学会第10次年会上作了题为“流感的分子流行病学”的报告。1977年法国Higginson认为“分子流行病学”是应用复杂精细的技术进行生物材料的流行病学研究。1982年Perera与Weinstein在分子流行病学基础上,提出了“癌症分子流行病学”(molecular cancer e
2、pidemiology)精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日一一 产生的背景产生的背景(一一)疾病预防控制中的需求疾病预防控制中的需求传染性疾病传染性疾病 耐药性质粒；病原体变异；新发现传染病。慢性非传染病慢性非传染病 多病因、多阶段、多基因、长潜隐期。人群易感性人群易感性 生物个体间的遗传和环境不同，易感性差异很大；传统流行病学无法有效测量。实验医学实验医学 实验医学的病因假设和防治措施的人群检验。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日一一 产生的背景产生的背景(二二)分子生物学的快速发展分子生物学的快速发展理论的突破理论的突破 如：DNA双螺旋结构，遗传中心法则，遗传
3、密码子，RNA逆转录，断裂基因，操纵子模型，限制性内切酶，DNA聚合酶，DNA连结酶，染色体外遗传物质等。技术的创新技术的创新 凝胶电泳技术，核酸体外扩增，DNA测序，蛋白质测序，分子杂交，基因克隆，色谱技术，计算机应用。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日定义定义分子流行病学分子流行病学(molecular epidemiology)(molecular epidemiology)是应用先进的技术测量生物标志生物标志的分布情况，结合流行病学现场研究方法，从分子或基因水平阐明疾病的病因及其相关的致病过程，并研究疾病的防治和促进健康的策略和措施的科学。生物标志生物标志（biologi
4、cal marker，biomarker，简称M）指能代表生物结构和功能的可识别物质。分子事件（molecular event）或分子生物标志（molecular biomarker）主要指代表生物结构和功能的生物大分子特征。如DNA、RNA、蛋白质等。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日现代流行病学遇到的难题现代流行病学遇到的难题（1）传染病方面：病原生物的多样性和多变性，如流感病毒、艾滋病毒；抗生素广泛应用，耐药性病原体不断出现；新发现的传染病，SAS等 传统表型研究 从分子或基因水平阐明（2）研究个体的发病差异 根本阐明个体差异必须从分子水平研究（3）证实疾病的病因 精品医学
5、资料 欢迎下载2021/7/18 星期日(三三)分子流行病学的发展分子流行病学的发展研究内容更加丰富研究内容更加丰富 传染病、慢性非传染病、健康状态。研究手段越来越多研究手段越来越多 主要是分子生物学方法和技术。应用范围不断扩大应用范围不断扩大 流行病学、预防医学、基础医学、生物学、遗传学、环境科学和人类学等。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日研究的水平不同：研究的水平不同：传统流行病学：宏观水平或表型 分子流行病学：微观水平或基因水平所解决的问题不同：所解决的问题不同：传统流行病学：可阐明暴露与发病之间的联系，但不能揭示疾病发生的机制（黑匣子）。分子流行病学：既可阐明暴露与疾病
6、之间的联系，又可揭示疾病发生的机制。即可以阐明疾病的自然史。二、与传统流行病学的关系二、与传统流行病学的关系精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日 暴露暴露-暴露(E)与剂量(ED)结局结局-健康态(HC)机体临床态(CD)(健康疾病连续带)传统流行病学传统流行病学分子流行病学 暴露生物标志暴露生物标志-外暴露标志(EEM)与剂量(EED)内暴露标志(IEM)与剂量(IED)生物作用标志(BAM)与剂量(BAD)健康疾病连续带健康疾病连续带：健康态亚健康态潜在疾病态临界疾病态亚临床态临床态 效应生物标志效应生物标志：HCM EBEM ASFM PM SCCM CDM 易感生物标志易感
7、生物标志-易感标志与水平(SM&SL)精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日三、与分子生物学的关系 研究对象不同:分子生物学：个体 分子流行病学：群体 研究内容和方向有所不同:分子生物学：基础研究（方法学研究）分子流行病学：应用研究（指导疾病治）精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日分子流行病学的特点分子流行病学的特点与传统流行病学的区别 1.研究水平不同 宏观水平 微观水平 2.所解决问题不同 揭示“黑匣子”之谜与分子生物学的区别 1.研究对象不同 个体 群体 2.研究内容和方向有所不同 侧重基础，侧重应用精品医学资料 欢迎
8、下载2021/7/18 星期日分子流行病学的主要分子流行病学的主要研究内容研究内容传染病病因及流行规律的探讨非传染病病因及病因致病机制研究疾病易感性的测定疾病防治措施的研究疾病治疗效果和预后评价生物标志（测量指标）的研究暴露测量及其与疾病的关系效应测量及其与疾病的关系易感性测量及其与疾病的关系疾病防治效果评价 精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日传染病病因及流行规律的探讨传染病病因及流行规律的探讨对已知传染病，通过分子流行病学研究可阐明病原体特点，能更准确地分析其传染源和传播途径；对新发现的传染病，可以尽快确定传染病的病因和流行规律。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日
9、1、研究已知传染病的病原体和流行特点基因水平研究病原体 快速准确阐明 其特点分析病因、传染源和传播途径 利于防治流行或爆发时 病原体的鉴定和分型十分重要传统：从表型进行鉴定、分型 不稳定或无法进行分型现在：从分子或基因水平鉴定、分型 直接反映其遗传本质、特点 稳定可靠精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日2、研究新发传染病病原体和流行特点新发传染病分子流行病学研究方法查找病原体，确定遗传特点阐明病因、传播规律和流行特点如庚肝的发现和心肌V.分离 精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日非传染病病因及病因致病机制研究病因复杂 环境因素+遗传因素通过分子流行病学的研究方法可阐明疾
10、病发生的遗传本质、环境因素致病的分子基础，为疾病的防治提供理论依据。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日二、疾病易感性的测定个体对疾病都存在一定的感受性，称之易感性以往认为：只有传染病才有确定易感性 特异Ab传染性疾病的易感性与机体某些基因类型有联系，决定免疫反应的方式与强度慢性病也存在易感性，与个体基因型别或序列或其表达产物有关 遗传易感性精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日三、疾病防治措施的研究传染病的预防 通过分子流行病学手段，可以研究疫苗的预防效果、疫苗株引起的感染以及疫苗的逃逸株等问题。非传染病的防治 分子流行病学通过研究病因的致病机制，为三级预防奠定理论基础
11、。以肿瘤为例以肿瘤为例精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日四、疾病治疗效果和预后评价从分子或基因水平评价治疗措施的效果及判断预后，更客观、快速、准确、节约对基因治疗，可能是唯一可行的评价方法。通过检测患者体内是否有导入的基因及导入的基因表达情况，判断治疗效果。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日生物标志与分子生物学标志生物标志(biological markers，biomarkers)是宿主生物材料(组织、体液、细胞)中可测量的细胞的、生物化学的、免疫的或分子的改变。是可以测量的、能代表生物结构和功能的大分子物质，如DNA、RNA或蛋白质等。分子生物学标志(molec
12、ular biomarkers)能反映分子水平、基因水平的DNA损伤、变异和表达的蛋白质分子的生物标志。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日生物标志的分类在暴露-疾病链中，一般可将生物学标志分为:体内剂量标志、生物有效剂量标志、生物学反应标志、疾病标志，此外，尚有易感性标志：起着重要作用,是决定疾病能否发生的主要因素。常用按疾病发病过程进行分类，根据疾病发生的不同阶段出现不同的标志,分为三类：暴露标志、易感性标志和效应或疾病标志精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日五、生物标志五、生物标志暴露标志暴露标志(exposure marker)与疾病或健康状态有关的暴露因素的生
13、物标志，包括外暴露标志和内暴露标志。效应标志效应标志 指宿主暴露后产生功能性或结构性变化的生物标志，如突变的基因、畸变的染色体等。易感标志易感标志 指宿主对疾病发生、发展易感程度的生物标志。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日外暴露标志：外暴露标志：是指暴露因素进入机体之前进入机体之前的标志和剂量生物性：微生物、寄生虫、生物毒素等;非生物性：某些化学和物理因素，如吸烟烟雾、环境物质等。内暴露标志：内暴露标志：指暴露因素进入机体之后进入机体之后的标志生物性病原因子生物性病原因子：可以是生物病原因子本身、其代谢产物或与宿主体内生物大分子结合产物，像病毒整合基因、生物毒素-DNA加合物等
14、非生物性病原因子非生物性病原因子：可以是体内转运分子、代谢产物或与宿主靶体结合物等，如暴露于苯并(a)芘后，在淋巴细胞中能检测到特异的DNA加合物。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日易感性标志(susceptibility marker)易感性标志：易感性标志：指宿主对疾病发生、发展易感程度的生物标志，如宿主的遗传特征、营养、免疫、机体的活动状态等。是在暴露之前就已存在的遗传性或获得性的可测量指标，决定着机体对疾病发生、发展的易感程度。可以探讨疾病发生的个体差异。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日效应标志(effect marker)或疾病标志(disease ma
15、rker)宿主暴露于某种因素后产生结构或功能性变化的生物性标志，如突变的基因、畸变的染色体、特异抗体、细胞因子等。在病后的不同阶段，其效应标志不同精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日生物标志的筛选要求：具有较好的特异性和稳定性 检测方法具有较高的灵敏度，特异度高检测方法快速、简便依据：研究目的、生物学标志的本身特性、在疾病过程中的意义、检测方法、生物学标志与所要代表的特定阶段的关联程度。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日生物标志特性生物标志特性分子特性分子特性 化学结构、组成、物理特性和稳定性等时相特性时相特性 即生物学标志存在的时间长短及其在暴露至疾病不同阶段的表现
16、和意义。变异性变异性 -个体内变异个体内变异 生物标本采集时间、部位等不同造成 -个体间变异个体间变异 不同生物个体的检测结果不相同 -群体间变异群体间变异 不同生物群体的检测结果不相同 -储存变异储存变异 生物标志的生物特性、储存条件、储存时 间等都会影响其检测结果精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日生物标志检测方法生物标志检测方法实用性实用性 研究样本一般较大一定的实验室条件可信性可信性 可信性强 有效性有效性 灵敏度和特异度，注意区分流行病学的灵敏度和实验室测量中所谓的敏感性的不同精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日暴露测量暴露测量外暴露研究外暴露研究 指环境因素暴露，分为生物性因素和非生物性因素。作为分子流行病学测量的生物标志一般是生物性病原因子，如病原生物、生物毒素等。精品医学资料 欢迎下载2021/7/18 星期日生物性病原因子检测鉴定生物性病原因子检测鉴定 流感嗜血杆菌 病原生物进化变异规律研究病原生物进化变异规律研究 O157大肠杆菌确定传播途径确定传播途径 S.munchen菌感染 非生物性因素的暴露测量非生物性因素的暴露测量 吸烟烟雾 可研究
