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《统计学二十一世纪的挑战和机遇ⅲ》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、112数理统计与管理第25卷第5期2005年9月文章编号:1002—1566(2005)05—0112—14统计学:二十一世纪的挑战和机遇(Ⅲ)BruceLindsay,JonKettenring,DavidSiegmund缪柏其译(接上期)5科学与工业中的统计统计学作为一门学科,它的一个显著特征就是它与整个自然科学、社会科学和技术的相互作用。这一节主要阐述统计学在广泛的领域内对于人类提高认识所起的作用。511生物统计二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高
2、了人类的期望寿命。最近在分子生物和遗传领域取得重要进展,使得人类在可以预见的将来在分子层面上对基础生命过程的理解将有飞速的进展。该项研究的长期目标是把分子过程的知识应用到整个有机体和种群上。这些目标包括对个人医疗方案的改善(即设计出个性化基因疗法),通过改良重要的农作物品种和家畜来缓解营养不良和饥饿问题,改进公共卫生,以及更好地防范生物恐怖袭击(bioterrorism)。除了对即将在下文讨论的‘新’生物学所产生的问题的新解决方法外,统计研究的成功也依赖于对在过去半个世纪中发展起来的临床诊断、实验室试验和野外试验,以及观测研究等统计方法更好的理解和这些方法的进一步的发展。统计和计算方
3、法已经扮演和会继续扮演重要角色的大体上包括如下四个领域:(A)计算基因组学,特别包括生物分子序列分析和功能基因组学;(B)遗传流行病学和基因定位(genemapping);(C)进化和种群遗传学以及生态学;(D)计算神经学。(A)生物分子序列分析和功能基因组学是一种生物研究方法,它是基于DNA序列(基因构成片断)分析、氨基酸序列(蛋白质的构成片断)分析,以及在各种细胞状态下的RNA和蛋白质的全剖面(grobalprofile)分析,来发现基因和蛋白质的结构和演化过程,以及它们在正常和不正常过程中的功能,例子包括11数据库搜索:基于蛋白质序列对齐,比较新发现蛋白质与已研究过的有关蛋白质
4、来推断新蛋白质的机能。21识别基因组中的控制区域:这个基因组区域控制蛋白质的数量以及产生蛋白质的条件。31不同生物或动物种群的同源遗传区域的序列对比:这是推断它们种群史的第一步。41在正常和疾病细胞中基因表达水平的比较分析:它不仅可以为那些表现出相似临床症状的疾病提供客观和不同的诊断,而且在了解疾病病理学中基因的过表达和欠表达规律的基础上,为该类病症大体上提供成功治疗的途径。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.缪柏其:统计学:二十一世纪的挑战和机遇(Ⅲ)113在这个领域很有希望的方向包括在分子医
5、药学、细胞和发展生物学这些领域使用使用计算的和功能遗传学的方法。分子医药学包括以下几个方面的研究:用遗传数据来识别对药品毒性有风险的人群:基于基因型、RNA型蛋白质外形(profile)研究疾病子类型的更细的分类;根据用分子水平分析得到的预测模型来发展个性化的治疗方法。在这个方向上研究的理由最终将依赖于传统的针对临床的生物统计学领域,如临床试验和队列研究。对生物统计学科来说,这是一个充满无限机遇的领域。尽管统计学在细胞和发展生物学方面还没有完全建立起来,但随着设计越来越大的试验方案,例如,目前按96井或384井精心安排的试验分析来平行获得上千个基因promoter活性的真实时间测量,
6、新的统计和计算方法对将来该方向的进步是本质的。借助于时衰显微镜(time-lapsed),杂交和抗体着色中的大量图象将动态地提供在有机体发展的每个阶段上发生的关键分子事件。特别令人兴奋的一个研究方向是研究方法的进步,它有能力把来自第一手文献(PubMed,在线文章)和数据库(如,LocusLink,OMIM,Flybase,GeneOntology)与大型的功能功能基因组学和细胞成像数据分析信息结合起来。(B)遗传流行病学的目标是理解环境和遗传在人类疾病中的相对重要性。基因定位包括使用分子标记图,来确定与感兴趣的表现型有关的基因的位子。这经常是它迈向更好理解并治疗动植物中遗传病的第一
7、步。人们也希望对导致那些在重要农作物和家畜中具有所需特性的基因定位,或对生物体模型中表现型的基因定位,如对实验鼠,这可以对类似的人类表现型的遗传提供线索。在实险生物体中遗传定位包括生殖试验设计以获得最多的信息。关于不能进行生殖实验的人类基因定位则更复杂,一些方法解释了家族成员间的关联,而另外一些方法包含了对一人群内个体之间更难于推断和更复杂的关联。(C)进行,种群遗传学和生态学研究发生在动植物中总群水平下的变化,这种变化是由于基因库的随机突变和环境发生变化
