基因调控网络模型构建方法

基因调控网络的研究从基因之间相互作用的角度揭示复杂的生命现象,是功能基因组学研究的重要内容,也是当前生物信息学研究的前沿。基因芯片技术在生物信息学中的应用为基因调控网络的研究提供大量可供研究与分析的基础数据。本文介绍了基因调控网络的起源与近年来的发展情况,详细说明了基因调控网络构建的前提与基本原理,并分析几种经典调控网络模型:布尔网络模型、线性及非线性模型和贝叶斯网络模型,阐述各种模型构建的基本原理和算法,结合基因芯片的数据特点,探讨各种模型的优缺点及其适用情况,对各种网络模型进行分析与总结。

基于贝叶斯网络的原发性肝癌预后影响因素相互关系研究

目的运用贝叶斯网络(Bayesian network,BNT)分析肝癌病人资料,探索肝癌预后影响因素间的相互关系。方法依据最小描述长度(Mini mal Description Length,MDL)准则学习网络结构,对完整数据运用极大似然估计(Maxi mumlikelihood esti mation,MLE)获得网络参数,对含有缺失值的数据运用期望最大化(Expectation Maxi mization,EM)算法进行参数学习,并与完整数据的MLE估计进行比较,衡量BNT学习含有缺失值数据的能力。结果通过对含有1441个样本的肝癌资料的学习,构建了一个含有49个结点,62条有向边的BNT模型,并获得各结点参数。网络中的有向边反映肝癌预后影响因素之间的相互作用或影响,网络参数反映其强度。分析了直接影响肝癌预后和分期的指标,并依据网络参数,判断肝癌分期及预后情况。结论BNT模型具有较强的处理缺失数据的能力,应用BNT分析肝癌病人资料,揭示了影响肝癌预后的多因素间,多层次的多重因果关系,并从概率角度定量描述各因素间的影响强度。

2002~2009年上海市死亡人群高血压患者特征分析

目的:探索2002~2009年上海市高血压病患者死亡的变化趋势及其相关危险因素,为高血压防治提高参考依据。方法:分析2002~2009年上海市全人群死因监测资料,了解死亡人群中高血压病患者所占比例随时间的变化情况,及不同人群的不同变化特征。结果:多因素Logistic回归分析表明,随时间的推进,死亡人群中高血压病患者的比例越来越高,中学及以下学历高血压的风险要高于大学及以上学历者,年龄和性别、居住区域、婚姻状况均存在交互作用。结论:近年来上海市居民高血压病患者的风险越来越高,需要加强对中青年人群、低学历人群和城市人群的高血压风险管理措施。

应用ROC曲线下面积对两相关诊断试验进行评价和比较

目的:阐明两相关诊断试验的评价及比较的方法,为新的诊断试验的临床应用提供科学依据。方法:通过ROC曲线下面积来对两相关诊断试验进行评价和比较,用拟合双正态模型的参数法来估计ROC曲线下面积,并通过对前列腺癌的两种诊断试剂的分析来说明方法的应用。结果:采用ROC曲线的方法,得到的对照试剂两指标Free-PSA、Total-PSA ROC曲线下面积分别为0.92、0.90,检测试剂相应指标的ROC曲线下面积分别为0.91、0.89,2个试剂相应指标ROC曲线下面积的差异无统计学意义,经等效性检验Z值分别为2.73、2.78,相应的P值为0.006 4、0.005 4,有统计学意义。结论:2个诊断试剂的分析表明均具有较好的诊断性能,其诊断准确度相同,同时也表明采用ROC曲线下面积可方便地对两诊断试验进行评价和比较。

SF-36量表应用于居民自我健康测评的信度和效度研究

目的:评价SF-36量表用于测量上海市居民健康及生存质量的信度和效度。方法:采用SF-36生存质量量表,由经过统一培训的调查员对上海市15岁以上居民2016人进行面对面访谈,对测量结果进行信度和效度分析。信度包括内部信度和分半信度,效度包括准则效度和结构效度。采用相关分析、非参数检验、多重比较和因子分析方法对SF-36量表的信度和效度进行评价。结果:整个量表的Cronbach’α系数以及去掉一项内容后得到的Cronbach’α系数均高于0.8,总量表的分半信度和各个分量表的分半信度均高于0.6。反映量表的信度较好。在准则效度的评价中,实际结果和理论推断和以往研究结果相一致,表明量表的准则效度较好。因子分析所产生的3个公共因子可解释总变异的75.30%,并在相应项目上有较强的因子负荷,表明量表的结构效度较好。结论:SF-36量表具有较好的信度和效度,适用于上海市居民的生存质量评价。

96例胰头癌根治术患者术后生存率影响因素分析

目的:探讨以区域淋巴结廓清为重点的胰头癌根治术后生存率的主要影响因素。方法:采用Cox模型分析1996～2004年间的96例以区域淋巴结廓清为重点的胰头癌根治术患者术后生存率与性别、年龄、手术时间、术中出血量、输血量、CA199水平、肿瘤大小、肿瘤组织学分型、淋巴结转移等指标的关系。结果:全组无手术死亡。96例患者术后1、2、3、5年的存活病例数分别为55、30、15、7例,1、2、3、5年累积生存率分别为78.1%、54.9%、37.0%、23.1%。患者术后生存率与肿瘤大小(P<0.0001)、肿瘤组织学分型(P=0.0005)、有无淋巴结转移(P=0.0092)显著相关,而与其他指标无显著相关性。结论:胰头癌的肿瘤大小、组织学分型以及是否有淋巴结转移对手术预后有重要影响;在重视胰头癌早期诊断的同时,加强手术彻底性对提高胰头癌的长期生存率至关重要。

连续性危险因素暴露的人群归因危险度精确计算及统计软件实现

人群归因危险度(population attributable fraction,PAF)是一种广泛用于评估人群暴露对健康影响的流行病学指标[1]。其计算过程是通过对实际人群中危险因素暴露的分布与理论最小分布比较,若人群中危险因素暴露降低到理论最小分布,估计疾病或死亡降低的比例[2]。从数据类型看,人群危险因素暴露主要分为两大类:分类变量和连续性变量。当人群危险因素暴露水平为分类变量时,人群归因危险度计算过程比较简单[3];但人群中危险因素暴露呈连续性分布的情况也广泛存在,如人群中呈正态(近似正态)分布的收缩压,目前的研究通常采用离散求和的方式来近似估计其对疾病的人群归因危险度,估算过程较繁琐复杂,尚无可供直接实现此类计算的统计软件或程序模块,其应用的普及受到一定影响。

上海市2011年户籍及非户籍人口5岁以下儿童死亡分析

目的：分析上海市户籍及非户籍人口5岁以下儿童死亡的主要原因及相关因素，为制定干预措施提供流行病学依据。方法：收集2011年上海市出生死亡监测数据，分析上海市2011年户籍与非户籍5岁以下儿童死亡状况。结果：2011年上海市户籍人口5岁以下儿童前三位死因为新生儿病、先天异常和损伤中毒，新生儿病为新生儿期首位死因，先天异常为婴儿期和1～4岁年龄组首位死因，损伤中毒是威胁1～4岁儿童生命的重要原因。结论：重视孕期保健及新生儿病诊治，通过各种途径加强社会和家庭对1～4岁儿童的安全监护。

2014年上海市黄浦区出生监测结果分析

目的分析上海市黄浦区新生儿出生特征、产妇生育特征、人口生育水平及变化趋势,为政府相关部门制定卫生策略和规划人口发展提供科学依据。方法对监测点收集的出生数据,统一用国际疾病分类(ICD-10)进行编码,并用Excel软件进行分析。结果 2014年上海市黄浦区户籍人口总生育率45.67‰,总和生育率1.17‰,出生性别比105.37,区内非本市户籍新生儿出生性别比为121.2。2014年黄浦区户籍人口剖腹产率为52.04%,非本市户籍人口剖腹产率为45.81%。结论上海市黄浦区户籍人口生育水平偏低,剖腹产率超过警戒水平,非本市户籍新生儿性别比失衡,出生缺陷发生率高。

上海市全人群出生队列的创建及概况

【目的】介绍上海市全人群出生队列的基本设计思路、建设方案和建设目标,以及队列收集的主要数据和入组人群的基线特征,为未来生殖和健康相关领域研究提供重要信息参考。【方法】上海市全人群出生队列以2005年1月1日为起点,纳入每年在上海出生的新生儿及其父母,运用信息化数据链接技术,结合现场调查的方式,收集生殖健康、生殖治疗、出生特征、生长发育状况,以及疾病的发病、治疗和死亡等信息,形成全生命周期的出生队列。【结果】截至2022年10月,共纳入2978538名出生儿童及其父母,其中自然受孕子代2905135(97.54%)人,辅助生殖子代73403(2.46%)人。辅助生殖治疗夫妇中,女性平均年龄为(32.56±4.12)岁,男性为(34.62±5.34)岁,高于自然受孕夫妇的(28.02±4.71)岁和(30.07±5.54)岁。辅助生殖治疗夫妇中≥30岁的女性和男性占比分别为77.12%和85.08%,高于自然受孕夫妇的35.28%和49.66%。大学及以上学历占比分别为73.23%和73.66%,高于自然受孕夫妇的49.98%和50.91%。辅助生殖子代多胎占比33.81%,高于自然受孕子代的1.88%。子代早产、低出生体重发生率分别为24.47%和19.08%,高于自然受孕子代的5.47%和3.73%。【结论】上海市全人群出生队列全面收集在上海出生的新生儿及其父母的生殖和健康相关信息,可为研究生命早期遗传、环境、生殖治疗等因素相互作用是否对后代健康产生影响提供重要信息参考。

贝叶斯概率链接模型在出生和死亡数据链接中的应用

【目的】阐述贝叶斯概率链接模型的原理和方法,并应用于出生和死亡数据的链接以展示模型的应用效果。【方法】通过上海市出生和死亡登记系统,收集2017年出生婴儿199025例,2017和2018年死亡婴儿1512例,对清洗后数据按月份分区后进行全链接,以Jaro-Winkler算法和欧式距测量两个数据集用于匹配字段的相似度,以之构建贝叶斯概率链接模型,并用混淆矩阵评估链接效果。【结果】应用贝叶斯概率链接模型,将婴儿出生和死亡数据进行了有效链接,发现上海市死亡婴儿中36.71%生于外地,测算得到婴儿死亡概率为2.60‰。测试集混淆矩阵显示,模型的召回率为0.86,精确率为0.76,F-score为0.81。【结论】贝叶斯概率链接的实例应用显示模型效果良好,用于建立出生死亡队列,能更准确地反映婴儿死亡的真实水平。利用该技术,整合不同部门数据,可有效提升公共卫生领域的研究效率。

上海市双生子出生登记队列建设概况

【目的】建立上海市双生子出生登记队列(STBC),分析遗传因素、共享环境以及非共享环境的相互作用对新生儿出生健康和生长发育的影响。【方法】基于上海市全人群出生队列,筛选2015年1月1日以后出生的户籍双、多胎婴儿家庭进行全面调查,收集双、多胎婴儿的出生健康、生长发育以及家庭环境信息。【结果】截至2021年12月31日,STBC共成功纳入调查的双生子7195对(14405例),双生子出生平均身长为47.20 cm,出生平均体重为2465.30 g,异卵双生子占69.05%,早产儿占57.07%。双生子母亲平均年龄为31.82岁,父亲平均年龄为33.87岁,超过80%的父母文化程度在大专及以上。母亲采用辅助生殖技术的有44.50%,孕期患病的有7.40%,15.90%的母亲孕期存在被动吸烟。调查期间,双胎婴儿的身长平均每月增加2.09 cm,体重平均每月增加0.53 kg。【结论】双生子人群的母亲剖宫产率、新生儿出生早产和低体重等不良结局发生率较高,依托STBC收集双生子人群出生健康以及儿童和青少年期的生长发育信息,为研究儿童慢性非传染性疾病、心理、行为异常等由遗传与环境共同作用的复杂健康问题奠定良好的数据基础。

应用APC方法分析老年性痴呆死亡率性别差异的趋势

【目的】了解2002—2018年上海市户籍老年性痴呆死亡率的性别差异特点及其趋势,从公共卫生的角度出发为老年性痴呆疾病发生前后制定相应的预防及干预措施提供理论依据。【方法】收集2002—2018年上海市户籍死亡资料,对国际疾病分类第10版(ICD⁃10)编码范围为F03、G30.0、G30.1、G30.8、G30.9的老年性痴呆死因进行性别特征分析。按照世界标准人口标化率(ASR)计算老年性痴呆标化死亡率,采用卡方检验比较分析两性别间死亡率的差异,并用Joinpoint线性回归分析死亡率随时间变化的趋势。【结果】上海市2002—2018年期间年均老年性痴呆粗死亡率为5.46/10万,男性3.50/10万,女性7.43/10万。总体标化死亡率为2.61/10万,男性1.67/10万,女性3.56/10万。17年间老年性痴呆标化死亡率呈现下降趋势[APC=−5.5(−6.5,−4.5)%,P<0.01];男性老年性痴呆标化死亡率呈现下降趋势[APC=−4.9(−6.2,−3.6)%,P<0.01];女性老年性痴呆标化死亡率呈现下降趋势[APC=−5.9(−6.9,−4.9)%,P<0.01];男性与女性老年性痴呆标化死亡差异随时间呈现下降趋势[APC=−6.8(−8.2,−5.3)%,P<0.01]。女性老年性痴呆死亡率高于男性(χ^(2)=33.63,P<0.01)。【结论】上海市户籍老年性痴呆死亡率女性明显高于男性,男女老年性痴呆标化死亡差异随时间呈现下降趋势。性别间的差异值得引起重视。

上海市新生儿低出生体重发生率的产妇相关年龄-时期-队列效应分析

目的分析和描述上海市新生儿低出生体重(low birth weight,LBW)发生率的产妇年龄、产婴时期和产妇出生队列效应及其特点。方法收集覆盖全市所有接产机构报告的2015—2021年单胎新生儿出生登记信息;基于年龄-时期-队列模型,应用STATA的apc_ie模块分别估计产妇年龄、产婴时期和产妇出生队列对上海市单胎新生儿LBW发生率的影响效应。结果该地产妇的年龄效应表现为25~31岁组RR值均低于1(相应P均<0.05),38~42岁组RR值均>1(除40~41岁组外,相应P<0.05);非本地产妇24~32岁组RR值均低于1(相应P均<0.05),37~42岁组RR值均>1(相应P均<0.05);年龄别RR随年龄增加而增大。两类产妇人群的产婴时期效应表现为2015—2017年的RR值均低于1(相应P均<0.05),2020—2021年RR值均>1(相应P均<0.05);时期别RR呈逐年上升。两类产妇人群出生队列效应表现为大部分队列别RR的P均>0.05。2015年以来两类产妇人群高龄比例呈上升趋势,其变化特征与时期别RR相似。结论逐年上升的高龄产妇比例是上海市新生儿LBW发生率上升的重要原因,有关部门应不断完善生育相关福利政策,以降低高龄生育比例。

2000—2020年上海市结直肠癌死亡率趋势分析

[目的]了解2000—2020年上海市结直肠癌死亡率变化趋势。[方法]采用Joinpoint软件中的年度变化百分比(annual percentage change,APC)与平均年度变化百分比(average annual percentage change,AAPC)计算结直肠癌死亡率区间与总体变化趋势,使用年龄-时期-队列模型分析2000—2020年上海市不同年龄、时期、出生队列人群的结直肠癌死亡率风险。[结果]2000—2020年上海市报告结直肠癌死亡共计77016例,死亡率26.05/10万,标化死亡率14.04/10万。男性结直肠癌死亡42634例,标化死亡率15.86/10万;女性死亡34382例,标化死亡率12.30/10万。上海人群结直肠癌死亡风险在2000—2011年间具有显著上升的趋势(P=0.019)。2000—2015年间,男性结直肠癌标化死亡率明显上升(P<0.001)。结直肠癌死亡率随着年龄的增长而升高;1915—1935年的出生队列人群,结直肠癌死亡风险大致上升;1935—1980年间的出生队列人群,结直肠癌死亡风险有波动下降的趋势;1980年以后的出生队列人群,结直肠癌死亡风险又继续上升。[结论]上海市结直肠癌死亡率处于较高水平。仍需要加强对结直肠癌的公共卫生学干预,包括早期筛查诊断、开展对目标人群的健康教育等措施。

上海市人口死亡率变化与城市发展水平的动态关系研究

【目的】分析上海市城市发展与人口死亡率之间的动态响应关系,预测人口死亡率变化趋势。【方法】利用1978—2017年上海市人口死亡率(TMR)、国内生产总值(GDP)及社会人口发展指数(SDI)等数据,构建向量自回归(VAR)模型,评估城市发展对人口死亡率的影响程度。【结果】VAR(2)模型拟合的R2=0.92。GDP对人口死亡水平改善的短期效应为负,长期效应为正;SDI无论短期还是长期均为负效应。到第10年,GDP和SDI对TMR变化的贡献率分别为10.61%和27.25%。模型预测显示,至2030年上海人口死亡率为9.17‰。【结论】长期的经济增长可以有效促进人口死亡率下降,但在大力发展经济的同时,不可忽视人口发展“高水平时代”下少子老龄化趋势对人口健康的不利影响。

上海市低出生体重新生儿的风险预测

【目的】了解上海市早产和低出生体重的发生率变化趋势,探讨相关的生育行为危险因素并建立足月低出生体重的风险评估列线图。【方法】收集2010—2020年上海市出生登记数据,应用方差分析和χ^(2)检验,比较不同时段生育因素和儿童健康状况差异。根据是否早产或是否低出生体重,将新生儿分为4组,采用多分类logistic回归模型,估计在不同生育因素的影响下,早产或低出生体重组的发生风险,并计算OR值和95%CI。依据logistic模型建立足月低出生体重的风险评估列线图,用ROC曲线下面积评估模型效果。【结果】纳入的2089384名单胎新生儿中,足月低出生体重、早产正常体重和早产低出生体重的发生率分别为0.94%、2.48%和2.01%。2010—2020年期间,有40.00%的生育女性有过流产史,生育年龄≥40岁的产妇占比从1.05%上升至2.24%,父亲年龄≥40岁的占比从4.79%上升至7.48%,研究生及以上学历的产妇占比从4.81%上升至11.74%,早产低出生体重和足月低出生体重的发生风险均随时间呈上升趋势。多因素logistic回归分析显示,女婴发生早产低出生体重的风险低于男婴(OR=0.97,95%CI:0.95~0.98),发生足月产低出生体重的风险则高于男婴(OR=1.85,95%CI:1.80~1.90)。育龄夫妇学历越高,发生早产、低出生体重的风险越低。母亲生育年龄>30岁、父亲年龄>35岁、流产2次以上,新生儿发生早产低出生体重的风险呈上升趋势。母亲生育年龄<25岁或>35岁、父亲年龄>30岁、流产3次以上,足月新生儿的低出生体重风险增高。【结论】育龄夫妇选择过高或过低的生育年龄,均有可能增加早产、低出生体重的风险,须加强人群宣传,提倡适宜年龄生育。多次流产也与早产、低出生体重密切相关,宜普及避孕节育科学知识,降低不必要的人工流产。研究建立的风险评估列线图可直观展现不同因素水平下育龄夫妇发生足月低出生体重儿的风险,可用于备孕夫妇决策生育时机,了解风险水平。

上海2004—2015年辅助生殖技术婴儿不良出生结局分析

目的探索辅助生殖技术(ART)妊娠分娩的新生儿不良出生结局发生情况及影响因素。方法采用数据库匹配方法,识别2004—2015年上海市出生监测数据库中ART婴儿5 858例,描述其出生特征,分析ART婴儿各种不良出生结局发生情况,并应用Poisson回归模型测算其相对危险度。结果 ART婴儿双多胎比例为35.73%,高于总体2.12%的水平。ART单胎婴儿早产、低体重和出生缺陷的发生风险均有所增高,发生率分别为8.34%、4.75%和1.65%,校正RR值分别为1.70(95%CI=1.52~1.90),1.68(95%CI=1.45~1.95)和1.66(95%CI=1.29~2.13)。ART双多胎婴儿早产、低体重和出生缺陷发生率分别为58.39%、44.19%和1.72%,与总体差异无统计学意义。结论 ART技术助孕后多胎率明显升高,ART新生儿早产、低体重和出生缺陷的风险也有所增高。

2009年上海市出生缺陷监测分析

目的:分析上海市2009年新生儿出生缺陷的发生情况,探讨出生缺陷发生的相关危险因素。方法:收集2009年上海市接产医院出生监测数据,了解出生缺陷新生儿宫内发育情况,运用Logistic回归分析探索出生缺陷的相关危险因素。结果:上海市2009年出生缺陷的发生率为12.41‰,比历年有所升高,全市首位出生缺陷为先天性心脏病,无出生缺陷新生儿宫内发育要优于有出生缺陷的新生儿。结论:近年来出生缺陷发生率的上升需要得到重视,应加强宣教,做好出生缺陷的产前筛查与预防。

上海市2004—2013年出生性别比变化及影响因素分析

目的了解上海市出生人口性别比特征及其变化趋势,并探索出生性别的影响因素,为人口和计划生育工作提供数据支持。方法收集2004—2013年上海市出生监测数据,描述出生人口性别比变化趋势,运用经济学贡献率的概念,计算不同因素对出生性别比升高的贡献,应用多因素logistic回归模型,分析出生人口性别比的影响因素。结果 2004—2013年上海市外来人口出生性别比从125降低到117,预测至2025年能达到正常水平。上海市出生性别比的升高主要由外来人口引起;产次的增加(OR2 vs1=1.19,OR3 vs1=1.67,OR>3 vs1=1.61)、母亲学历低(OR=1.01)是出生性别比升高的影响因素;父母生育年龄的升高将使得出生性别比降低(OR父=OR母=0.99)。结论上海市外来人口出生性别比偏高,母亲文化程度较低,父母的性别偏好观念对出生性别比有影响。