遗传流行病学总论.pptx

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1、1背景遗传流行病学是一门近20多年发展起来的新兴边缘学科。它借助于群体遗传学的基本理论，分子遗传学的实验手段，流行病学的群体资料收集、处理和病因研究以及科学研究设计方法学、生物统计学与电子计算机的数理模型和数值处理方法来研究和阐明与遗传有关疾病，特别是慢性病中的遗传因素、环境因素和这两类因素的相互作用。第1页/共76页2背景由于近年来传染病的发病率逐年下降，不少危害人群生命健康严重的疾病日益得到控制甚至有的已在人间绝迹，而非传染病相对日渐抬头，故流行病学科学研究及防治的重点已由单因性的传染病转移至多因子的慢性病、非传染病及一些常见的家族性疾病。第2页/共76页3背景但是，不容忽视的是，发展中国

2、家，包括中国，传染病与非传染病是并重的，都是当前重大的公共卫生问题。第3页/共76页4背景近10年来，随着分子遗传学技术、电子计算机软件和生物统计方法的不断发展以及这些学科的相互渗透，遗传流行病学的研究内容、对象、方法和目的不断地得到充实和扩展。遗传流行病学已不是仅仅从群体水平宏观地对遗传性疾病进行研究，而是深入到基因的分子水平，例如对多个位点或基因在染色体上的线性排列问题进行研究。第4页/共76页5概念遗传流行病学是一门研究与遗传有关疾病在亲属中的病因,分布,控制以及在人群中遗传规律的学科。这里遗传的概念是广义的,它包括了生物学的遗传和教养的传递。这里的亲属也是广义的,可以近至同卵双胞胎,也

3、可以远至同一种族。第5页/共76页6区别遗传流行病与一般流行病,医学遗传学,群体遗传学的区别与一般流行病学相比，遗传流行病学强调遗传因素和家庭相似性与医学遗传学相比，强调群体与群体遗传学相比，强调研究遗传因素与疾病或健康的关系第6页/共76页7研究意义 遗传病的危害：人群中有2530受累；在未患遗传病的人群中，每个人也携带58个有害基因。遗传负荷：由于环境污染等原因，新的遗传病不断出现（近10年来，平均每年新发现100200种），遗传负荷不断增大。第7页/共76页8遗传与环境的相对意义 了解遗传与环境在疾病发病中相互作用与相对关系意义重大，这决定了控制对策与措施。从现代病因模式看，所有的致病因

4、素都可归入遗传和环境两个范畴。现在一般认为，绝大多数疾病均是遗传因素与环境因素相互作用的结果。第8页/共76页9疾病分类（1）由遗传因素决定发病。如成骨发育不全,血友病等。（2）基本上由遗传因素决定的,但需要一定的环境因素才发病。如蚕豆病、半乳糖血症等。（3）多基因遗传疾病。如唇腭裂等先天畸形、糖尿病等慢性病、一些传染病等。这是本学科研究的重点。（4）基本上由环境因素决定发病而无明显的遗传基础。如中毒、外伤等。第9页/共76页10定位遗传流行病学是流行病学的一新分支。一方面是以遗传病作为对象，研究遗传病在群体中发生的环境原因和遗传背景，从而控制其发生的一门学科；另一方面它也作为一门方法学用以研

5、究人群中各种疾病的遗传性原因。第10页/共76页11研究方法 提示疾病与遗传有关的证据:1.患者亲属中该病的发病率或患病率比可比的非患者的亲属中该病的发病率或患病率高;2.某一特定人群中的病例的亲属比该人群该病的频率或危险性高;3.有该病家族史的健康个体的队列,在一定时间里发生该病的比例高于没有该病家族史的可比的个体的队列的发病的比例;第11页/共76页12研究方法 提示疾病与遗传有关的证据（续）:4.有血缘关系的个体之间的某性状值的相关显著地高于零;5.同卵双生子的同病率较异卵双生子为高;6.共同生活的非近亲者均不发病,而近亲中有发病者。第12页/共76页13研究方法 流行病学的常用方法一般

6、在遗传流行病学中均可使用，在这里就不赘述了。但是遗传流行病学涉及的是一个特殊的群体即有亲缘关系的群体，因此有其独特的分析研究方法。第13页/共76页14研究方法患病率或死亡率的分析 患病率在时间上的动态胎次发病率日历年代及年龄移民患病率第14页/共76页15研究方法家族或种族聚集性分析 比较患者亲属与普通人群的患病率或发病率，若前者的患病率或发病率大于后者，则提示有家族的聚集性；比较患者亲属与对照亲属的患病率或发病率，若前者大于后者也提示有家族的聚集性；患者亲属的患病率或发病率如随亲缘级数的降低而逐渐升高，则表明有家族聚集性；第15页/共76页16研究方法家族或种族聚集性分析 证实有家族史患者

7、亲属的发病风险高于从群体中随机抽取患者亲属的发病风险，也说明有家族聚集性的存在；对某些数量性状，如血压水平等，亲属对之间的相关大于非亲属对之间者，则提示该性状有家族聚集性。第16页/共76页17研究方法家族或种族聚集性分析 对于一种疾病在家族中的聚集现象，通常有三种解释：患者家族中有致病基因的遗传；由于教养传递，致病的行为、生活方式等危险因素通过学习或模仿在家庭中由上代延续到下一代；由于共同的环境因素，即家庭中各成员暴露在同一危险因素的环境之中。第17页/共76页18研究方法家族或种族聚集性分析 为得到这三种解释，通常采用的研究设计或分析方法有：双生子分析法、半同胞分析法、养子分析法。第18页

8、/共76页19研究方法家系调查和系谱分析 判断某种疾病或性状的遗传方式最常用的方法。通过家系调查，绘制系谱图，对所研究疾病或性状有初步的认识与判断。第19页/共76页20研究方法双生子分析 双生子是人类性状和疾病遗传学研究的极好材料。从理论上讲，通过异卵双生子(DZ)（1/2相同遗传物质、共同生活环境）和单卵双生子(MZ)（有完全一致的遗传物质、共同生活环境）的发病一致率和数量性状相关系数的比较，可以定量估计遗传因素的作用程度。第20页/共76页21研究方法双生子分析 如果疾病或数量性状是完全由于遗传因素造成，则同卵双生的同病一致率或相关系数应为100%，而异卵双生子则视遗传方式不同而异，不超

9、过50%。同病率或一致率是指双生子中某疾病或性状的一致性。同病率C/（CD）第21页/共76页22研究方法半同胞及养子分析 半同胞是指同父异母或同母异父的兄弟姐妹。半同胞分析可分析疾病或性状来自父方或母方。养子分析通过与其同胞及生身父母和寄养同胞或养父母的相似性比较，可研究遗传与环境因素相对作用的大小。第22页/共76页23右半侧左半侧正常右半侧左半侧正常图1半同胞遗传分析图第23页/共76页2419681968年DenngDenng和HestonHeston观察了精神分裂症住院女病人产后3 3天送出寄养的子女4747人，同时寻找条件近似，由正常的生身母亲送出的寄养子女5050名作对照，观察结

10、果如表：精神分裂症母亲组正常母亲组寄养子女数4750平均年龄38.8岁36.3岁精神分裂症50精神发育缺陷（智商一级亲属二级亲属三级亲属一般人群,但下降幅度各不相同。（5）在一个家庭中罹患成员越多,则再发危险率也越高。（6）疾病越严重,再发危险率也越高。（7）再发危险率与疾病的性比率有关。第60页/共76页61遗传疾病的预防 1.遗传病的普查和普防 利用普查、筛检等方法，研究人群的基本情况如疾病分布、基因频率等，为防治提供依据，同时早发现、早诊断、早治疗遗传病患者，减少发病，降低其危害。第61页/共76页62遗传疾病的预防2.人类群体监测及人群环境监测 通过监测了解遗传性疾病或性状在特定人群中

11、的分布及变异情况，分析与疾病发生有关因素的作用及相对重要性，从而采取积极有效的政策与措施。第62页/共76页63遗传疾病的预防3.检出致病基因携带者致病基因携带者是指表现型正常，但携带致病基因等遗传物质能将疾病传递给后代的人。一般包括隐性致病基因杂合子、染色体平衡异位者、未外显或迟发外显的显性致病基因携带者。第63页/共76页64遗传疾病的预防隐性遗传病大多发病率低但是杂合子多。及时检出杂合子，进行婚育指导有助于预防发病；对于显性遗传病的携带者及早发现，可延缓或阻止其发病。染色体平衡异位者的子女染色体异常概率较大，也可能死胎。及早发现，可进行遗传咨询。检测水平可以是细胞水平、酶与蛋白质水平和基

12、因水平。第64页/共76页65遗传疾病的预防 4.婚姻,生育中的遗传预防防止近亲婚配，降低遗传负荷，预防遗传病。优生，提倡适龄生育。第65页/共76页66遗传疾病的预防5.遗传咨询遗传咨询是应用遗传学与临床医学的基本原理与技术解答遗传病患者或有关人员提出的有关疾病病因、遗传方式、诊断、治疗、预后等问题，估计患者亲属特别是子女中某病的再发风险，并对婚姻、生育及遗传监护等予以指导。第66页/共76页67遗传疾病的预防遗传咨询不仅可以减轻患者及其亲属的心理压力，而且可以降低人群遗传负荷，减少传递机会，降低发病率。可分为一般咨询、婚前咨询和产前咨询。第67页/共76页68展 望 近年来，遗传流行病学的

13、研究有三大趋势。趋势之一是以Bonney，Elston等人的logistic回归模型为代表的遗传分析数理统计模型的建立和不断完善。他们最大的特点是将严格的流行病学调查、设计思想和近年来的新的生物统计方法与群体遗传学的基本理论有机地结合在一起，将形式多样的调查资料用一种数理模型分析，以便获得更多的信息，并同时进行分离分析、连锁分析和非随机环境因素分析。第68页/共76页69展 望 趋势之二是对主基因的易感性、基因型与环境因素的互相作用的研究，其代表人物是Khoury等人。他们将生态遗传学的理论与方法引入遗传流行病学中。由于该研究受到调查设计的严格限制，发表的研究论文并不多。第69页/共76页70

14、展 望 趋势之三是以Risch等人为代表的复杂病因疾病的连锁分析策略研究。他们在1990年发表系列文章，阐述利用亲属对间的表型和标记基因的信息，对复杂性、慢性疾病的易感性主基因进行定位。该连锁分析可以不知道易感性主基因的遗传方式，我们将其称为逆向遗传分析（inverse genetic analysis）。第70页/共76页71展 望 过去了的20年，我们目睹了人类许多孟德尔单基因病基因用定位克隆的技术得到了鉴定，这对带有该病理基因的个体来说无疑是十分有益的。但这些单基因的德孟德尔遗传病在人群中毕竟稀少。而事实上像定位克隆这一类技术，虽然对一些常见的无明显孟德尔式遗传的疾病基因的鉴定也有一定效

15、用，但效用还是有限的，目前几乎没有成功的例子。可是这些非孟德尔式遗传的多基因多因子病却是在人群中多发，如高血压、糖尿病、心血管病、肿瘤等等。第71页/共76页72展 望 过去所用的反向遗传、传递/连锁不平衡分析方法固然在确定一些疾病同某些候选基因相关性方面以及鉴定鉴定某些疾病基因方面都作出了贡献且仍需继续发挥其作用。但我们是否也应思考一下传统的正向遗传学方法。第72页/共76页73展 望 最后，不管将来遗传学的发展如何，遗传流行病学仍不能忽视两个“E”即流行病学及环境因子。遗传流行病学的大部分还是一门观察性医学，流行病学也是，我们应重视流行病学中述及的一些原则。如应重视设计，仔细寻找对照以避免

16、系统误差，尚可运用病例对照研究，相关性研究，全基因组相关性筛选等。还应关注生物信息学，比如数据分析、计算机软件开发等。第73页/共76页74展 望 遗传流行病学也有微观的一方面，即运用实验手段为进一步进行遗传分析提供分子水平的实验数据，复杂疾病病因的探索也离不开动物实验，在动物身上寻找同人类同源的较保守的有关基因是研究复杂疾病有关基因的一个重要手段。第74页/共76页75展 望 总之，在后基因组时代来临之际，遗传流行病学在面对复杂疾病病因探索时应在群体及家系研究上应多多考虑环境因子，多运用流行病学方法，在实验方面应适当考虑蛋白质组与功能基因组技术的应用，不仅要了解基因的变化，更重要的是了解其表达产物的功能变化，从而剖解复杂疾病的真正病因。第75页/共76页76感谢您的观看！第76页/共76页