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基因-环境交互作用研究方法:无对照病例研究
从目前的观点来看,可以认为很少有疾病是纯粹由遗传或者环境因素决定的,基因-环境交互作用在许多疾病,特别是常见的慢性疾病或者是所谓的"复杂性状疾病"(complex-trait diseases)的发病中,具有非常重要的意义[1].基因-环境交互作用可以理解为遗传因素对环境因素易感性的影响[2].对于基因-环境交互作用的深入研究,有助于了解人群易感性差异的原因,进而可以对环境与疾病、基因与疾病的关系有更深入的认识.目前许多对复杂性状疾病病因的遗传流行病学研究得到非常不一致的结论[3],没有考虑到基因-环境交互作用应该是重要原因之一.从另一个角度来看,如果能够对基因-环境交互作用有深入了解的话,我们就可以根据个人的基因型,制定更有效的干预措施以及个人保健措施[4].传统研究交互作用应用的方法是病例对照研究,但应用病例对照研究进行基因-环境交互作用的研究需要很大的样本量,同时一些潜在的因素可能会对研究结果有较大的影响.近几年来,研究者提出,可以用其他的研究方法进行基因-环境交互作用的研究,例如无对照病例研究(case-only study),病例-亲本研究(case-parental study)等[5-8].我们将对无对照病例研究作一简单介绍.
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生物医学检测的PCR技术及其应用
聚合酶链反应或多聚酶链反应(polymerasechain reaction,PCR)检测技术,又称体外基因扩增技术,早由美国Cetus公司的Kary Mullis及其同事于1985年发现并研究成功.它是通过聚合酶促寡核苷酸引物的延长,反复循环,使目的DNA成指数扩增,是一种对特定的DNA片段在体外进行快速扩增的新方法,也是体外酶促合成特异DNA片段的新方法.经过PCR过程,可在数小时内使几个拷贝的DNA序列扩增107-109倍.它已广泛应用于基因分离、基因克隆、核酸序列分析和测序,应用于研究基因表达和调控、基因多态性分析以及探讨基因与疾病等生物医学体外检测的各个领域.
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基因组医学、染色体组和人类疾病基因(1)
人类基因组测序图的完成与多种疾病相关的基因陆续发现,现代医学开辟了基因组医学的领域.基因组医学从基因组研究开始又迅速地进入了蛋白质组学,染色体组和人类疾病基因的研究.在基因组医学中,人类疾病基因和基因变异研究的两个重要方面包括:单基因遗传性疾病的致病基因研究,复杂多基因疾病的相关基因研究和疾病易感性分析.实际上要达到揭示基因与疾病的关系;遗传背景与环境因素综合作用对疾病发生发展的影响;为疾病的预后、诊断、风险预测、预防和治疗提供依据.
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冠心病相关基因的全基因组扫描策略与研究进展
冠心病是严重危害人类健康,并受多种遗传、环境因素及其之间相互作用影响的复杂性疾病.因此,深入进行遗传和环境因素研究,将为预防和控制冠心病提供依据.全基因组扫描新策略对于筛查多基因疾病的致病和易感基因无疑具有里程碑式的意义,其对疾病相关基因的定位,不再依赖已知候选基因,并可在整个基因组范围内对未知基因进行筛查[1].在过去的2年里,已从40种常见疾病中鉴定出100多个新致病基因位点[2],使人类深入认识了基因与基因、基因与疾病之间的遗传学关系.现对全基因组扫描策略在冠心病相关基因定位中的应用与研究进展综述如下.
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Meta分析系列之十四:Stata实现单核苷酸多态性研究的Meta分析
基因多态性是指在一个生物群体中,同时或经常存在两种或多种不连续的变异型或基因型或等位基因,包括DNA片段长度多态性、DNA重复序列多态性、单核苷酸多态性三类[1]。单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism,SNP)是常见的一种,为散在的单个碱基的不同,包括单个碱基的插入、缺失以及置换,在患某疾病的人群中,出现一个频率较高的某等位基因或基因型的SNP,则意味着此疾病的患病风险可能会增加[2]。随着分子生物学、遗传病学的快速发展,人们对基因与疾病之间关系的研究越来越多,据统计,每年有超过6000篇基因流行病学的原始文献公开发表[3]。SNP的Meta分析是综合处理多个这样探讨相同的某基因与疾病关系的原始研究结果,以得出更稳健可靠的结论。本文介绍如何使用Stata软件进行SNP的Meta分析。
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应提高基因与疾病关联研究的质量
许多常见心血管疾病,如冠心病、原发性高血压,在遗传学上属于复杂性疾病,受到多个微效基因和环境因素的联合作用.在这些常见疾病遗传危险因素识别研究中,关联研究得到了广泛的应用.
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基因与疾病研究的样本量计算方法
随着基因谱的建立,遗传因素与疾病发生关系的研究已经进入了广泛探索的阶段.其中仅有约5%的疾病属于基因缺陷性遗传所致,绝大部分疾病的发生与基因的易感性有关.如肿瘤、心脑血管疾病属于多因素所致的疾病,已有的研究资料表明,多个(种)易感基因参与发病.充分利用临床病例进行相关研究,发现有关的易感基因,将会把疾病的防治引入新的领域.但基因研究的资金投入大,因此确定研究设计和样本量非常重要.本文就设计类型和样本量的计算方法作简要介绍.
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Hardy—Winberg平衡检验在双等位基因与疾病关联性研究中的正确应用
问题的提出在医学遗传学领域的基因关联性疾病研究中,首先需要对所研究基因进行Hardy-Weinberg平衡检验(HWE,Hardy-Weinberg equilibrium)[1,2],若该基因符合HWE,可推断该基因是群体中稳定存在的基因,具有群体代表性,进而方可对该基因与某疾病的关联性做进一步研究.
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遗传性疾病基因诊断技术及进展
人类基因组计划(HGP)的工作框架图已经完成,不久将完成全部图谱.结构基因组学研究目标的顺利进展标志着以揭示基因组功能及调控机制为目标的功能基因组学和以揭示人类基因与疾病的关联的疾病基因组学的研究已成为HGP的新一轮计划.使已知的基因序列用于疾病的诊断和治疗是目前国内外许多实验室正在努力探索的课题,疾病的基因诊断有可能发展成21世纪临床医学的一个重要分支.1遗传性疾病中常见的分子缺陷遗传性疾病的产生是由于1个(或数个)基因发生异常导致了这些基因所载有的遗传信息受到改变,继而使蛋白质合成受影响.遗传性疾病中常见的分子缺陷主要包括点突变、片段性突变和基因表达异常.
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基因组研究:现代医学的福音
人类基因组计划(Human Genome Project,,HGP)自1990年正式启动以来,经过包括美国、英国、日本、德国、法国、中国科学家在内的全球科学共同体的努力,已于2000年6月26日宣布获得了人类基因组序列的工作草图,预计在2001年获得完成序列图.这是人类自实现登月以来的又一伟大科学工程.届时,人类将破译自身这部有30亿个碱基对、包含约5~8万个基因的DNA序列的"天书",而读懂这部"天书"即功能基因组学的研究将是今后几代科学家不懈奋斗的目标.可以预见,有关基因与疾病相互关系的研究,将由于基因组结构和功能的阐明而大大加快,无论对于疾病机理的认识,疾病的诊断、预防和治疗,还是对于新药的设计、筛选,都将产生深刻的影响;而与之相关的伦理、道德、法律方面的讨论,对于保证基因组研究的科学成果造福于人类,将产生重大的作用.总之,基因组研究为现代医学带来了福音.
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心衰与基因的研究进展
各种基因与疾病的相关研究广泛开展后,人类已经进入基因时代.就心力衰竭(简称心衰)的基因组学研究也在日渐增多,一些基因已经被研究表明与心力衰竭的治疗和预后有关联,本文就相关研究进展作一综述.
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人类基因与疾病关系研究概况
人类基因组计划( Human Genome Project,HGP) 是美国能源部( DOE) 1985年率先提出的,旨在阐明人类基因组 DNA长达 3× 109碱基对的序列的一项研究计划 ,计划将发现所有人类基因并阐明其在染色体上的位置,从而在整体上破译人类遗传信息.1986年美国宣布启动 " 人类基因组启动计划 " ; 1989年,美国国立卫生研究院( NIH) 建立国家人类基因组研究中心( NCHGR) ; 1990年,NIH和 DOE联合提出并正式启动美国人类基因组计划.并将在 15年内提供 30亿美元资助该计划,当时预计在 2005年完成人类基因组全部序列的测定.
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人类基因组研究在医学上的意义
2000年6月26日科学家们宣布人类基因草图绘制完毕,这表明人类基因组计划(Human GenomeProject,HGP)已初步完成,标志着人类探索生命奥秘的进程进入一个崭新的时期.HGP的主要目的是寻找导致人类疾病的基因,科学家认为,至少4000种基因与人类疾病的发生有直接关系,还有大量其他基因与疾病有千丝万缕的联系.毫无疑问,人类基因组的深人研究将给21世纪的医学发展带来深刻的变革.
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基因与疾病研究进展
基因是遗传信息的物质载体,蕴含支配生命活动的指令和构成生物体的信息.所有生物体的生命活动,都直接或间接受到基因的控制.人类的疾病无论器质性或功能性大多与基因有关.基因的分离、表达和克隆是目前功能性基因研究的热点,对人类基因的认识、定位和测序分析被认为"大科学".近年来国际上提出的"生物学中的星球大战"就是要利用体细胞遗传学方法和电子计算机技术,认清人类染色体的30亿bp DNA的信息顺序,从而把握"生命的蓝图",基因对医学各生命科学的发展极具现实意义[1].
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阿尔茨海默病的危险基因与疾病发病机制
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是以记忆、认知功能障碍及神经功能受损为主要特征的由多种原因引起的一种常见的慢性进行性神经系统退行性疾病。AD 的主要病理特征为细胞外淀粉样蛋白沉积形成的老年斑(SP)、细胞内由神经元纤维异常聚集形成的神经元纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFT)和过度的神经元损失。AD 的发病机制目前仍然未明确,以新研究结果来集成数据信息能帮助进一步了解复杂性疾病 AD 的发病机制。AD 是由遗传易感性和下游分子通路之间的复杂相互作用而引起的。AD 遗传学与疾病病理有极为密切的关系。遗传性早发性 AD 与年龄相关的外显率典型的孟德尔式遗传有关,迟发型阿尔茨海默病(LOAD)同样与其危险基因有关。识别新的能引起迟发型 AD 的基因位点是研究 AD 病因的关键。全基因组关联研究(GWAS)已确定了 AD 发病的危险基因多态性。随着研究的逐渐深入,有关研究结果显示大多数的 AD 危险基因影响β-淀粉样蛋白(Aβ)的生成及清除[1],以及基因变异体参与胆固醇代谢和内吞作用等途径。本文就影响以上途径的AD 的危险基因进行综述,现报道如下。