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《統(tǒng)計(jì)學(xué)二十一世紀(jì)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇?！酚蓵?huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、112數(shù)理統(tǒng)計(jì)與管理第25卷第5期2005年9月文章編號(hào):1002—1566(2005)05—0112—14統(tǒng)計(jì)學(xué):二十一世紀(jì)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇(Ⅲ)BruceLindsay,JonKettenring,DavidSiegmund繆柏其譯(接上期)5科學(xué)與工業(yè)中的統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)學(xué)作為一門(mén)學(xué)科,它的一個(gè)顯著特征就是它與整個(gè)自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和技術(shù)的相互作用。這一節(jié)主要闡述統(tǒng)計(jì)學(xué)在廣泛的領(lǐng)域內(nèi)對(duì)于人類提高認(rèn)識(shí)所起的作用。511生物統(tǒng)計(jì)二十世紀(jì)上半葉農(nóng)業(yè)和遺傳統(tǒng)計(jì)學(xué)首先獲得了發(fā)展,在其基礎(chǔ)上展起來(lái)的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、統(tǒng)計(jì)流行病學(xué)、隨機(jī)化臨床試驗(yàn)學(xué)已經(jīng)成為攻克人類疾病的一個(gè)里程碑。這在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里顯著提高
2、了人類的期望壽命。最近在分子生物和遺傳領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,使得人類在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)在分子層面上對(duì)基礎(chǔ)生命過(guò)程的理解將有飛速的進(jìn)展。該項(xiàng)研究的長(zhǎng)期目標(biāo)是把分子過(guò)程的知識(shí)應(yīng)用到整個(gè)有機(jī)體和種群上。這些目標(biāo)包括對(duì)個(gè)人醫(yī)療方案的改善(即設(shè)計(jì)出個(gè)性化基因療法),通過(guò)改良重要的農(nóng)作物品種和家畜來(lái)緩解營(yíng)養(yǎng)不良和饑餓問(wèn)題,改進(jìn)公共衛(wèi)生,以及更好地防范生物恐怖襲擊(bioterrorism)。除了對(duì)即將在下文討論的‘新’生物學(xué)所產(chǎn)生的問(wèn)題的新解決方法外,統(tǒng)計(jì)研究的成功也依賴于對(duì)在過(guò)去半個(gè)世紀(jì)中發(fā)展起來(lái)的臨床診斷、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和野外試驗(yàn),以及觀測(cè)研究等統(tǒng)計(jì)方法更好的理解和這些方法的進(jìn)一步的發(fā)展。統(tǒng)計(jì)和計(jì)算方
3、法已經(jīng)扮演和會(huì)繼續(xù)扮演重要角色的大體上包括如下四個(gè)領(lǐng)域:(A)計(jì)算基因組學(xué),特別包括生物分子序列分析和功能基因組學(xué);(B)遺傳流行病學(xué)和基因定位(genemapping);(C)進(jìn)化和種群遺傳學(xué)以及生態(tài)學(xué);(D)計(jì)算神經(jīng)學(xué)。(A)生物分子序列分析和功能基因組學(xué)是一種生物研究方法,它是基于DNA序列(基因構(gòu)成片斷)分析、氨基酸序列(蛋白質(zhì)的構(gòu)成片斷)分析,以及在各種細(xì)胞狀態(tài)下的RNA和蛋白質(zhì)的全剖面(grobalprofile)分析,來(lái)發(fā)現(xiàn)基因和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和演化過(guò)程,以及它們?cè)谡：筒徽＿^(guò)程中的功能,例子包括11數(shù)據(jù)庫(kù)搜索:基于蛋白質(zhì)序列對(duì)齊,比較新發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)與已研究過(guò)的有關(guān)蛋白質(zhì)
4、來(lái)推斷新蛋白質(zhì)的機(jī)能。21識(shí)別基因組中的控制區(qū)域:這個(gè)基因組區(qū)域控制蛋白質(zhì)的數(shù)量以及產(chǎn)生蛋白質(zhì)的條件。31不同生物或動(dòng)物種群的同源遺傳區(qū)域的序列對(duì)比:這是推斷它們種群史的第一步。41在正常和疾病細(xì)胞中基因表達(dá)水平的比較分析:它不僅可以為那些表現(xiàn)出相似臨床癥狀的疾病提供客觀和不同的診斷,而且在了解疾病病理學(xué)中基因的過(guò)表達(dá)和欠表達(dá)規(guī)律的基礎(chǔ)上,為該類病癥大體上提供成功治療的途徑。?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.繆柏其:統(tǒng)計(jì)學(xué):二十一世紀(jì)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇(Ⅲ)113在這個(gè)領(lǐng)域很有希望的方向包括在分子醫(yī)
5、藥學(xué)、細(xì)胞和發(fā)展生物學(xué)這些領(lǐng)域使用使用計(jì)算的和功能遺傳學(xué)的方法。分子醫(yī)藥學(xué)包括以下幾個(gè)方面的研究:用遺傳數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別對(duì)藥品毒性有風(fēng)險(xiǎn)的人群:基于基因型、RNA型蛋白質(zhì)外形(profile)研究疾病子類型的更細(xì)的分類;根據(jù)用分子水平分析得到的預(yù)測(cè)模型來(lái)發(fā)展個(gè)性化的治療方法。在這個(gè)方向上研究的理由最終將依賴于傳統(tǒng)的針對(duì)臨床的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)領(lǐng)域,如臨床試驗(yàn)和隊(duì)列研究。對(duì)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)科來(lái)說(shuō),這是一個(gè)充滿無(wú)限機(jī)遇的領(lǐng)域。盡管統(tǒng)計(jì)學(xué)在細(xì)胞和發(fā)展生物學(xué)方面還沒(méi)有完全建立起來(lái),但隨著設(shè)計(jì)越來(lái)越大的試驗(yàn)方案,例如,目前按96井或384井精心安排的試驗(yàn)分析來(lái)平行獲得上千個(gè)基因promoter活性的真實(shí)時(shí)間測(cè)量,
6、新的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算方法對(duì)將來(lái)該方向的進(jìn)步是本質(zhì)的。借助于時(shí)衰顯微鏡(time-lapsed),雜交和抗體著色中的大量圖象將動(dòng)態(tài)地提供在有機(jī)體發(fā)展的每個(gè)階段上發(fā)生的關(guān)鍵分子事件。特別令人興奮的一個(gè)研究方向是研究方法的進(jìn)步,它有能力把來(lái)自第一手文獻(xiàn)(PubMed,在線文章)和數(shù)據(jù)庫(kù)(如,LocusLink,OMIM,Flybase,GeneOntology)與大型的功能功能基因組學(xué)和細(xì)胞成像數(shù)據(jù)分析信息結(jié)合起來(lái)。(B)遺傳流行病學(xué)的目標(biāo)是理解環(huán)境和遺傳在人類疾病中的相對(duì)重要性?；蚨ㄎ话ㄊ褂梅肿訕?biāo)記圖,來(lái)確定與感興趣的表現(xiàn)型有關(guān)的基因的位子。這經(jīng)常是它邁向更好理解并治療動(dòng)植物中遺傳病的第一
7、步。人們也希望對(duì)導(dǎo)致那些在重要農(nóng)作物和家畜中具有所需特性的基因定位,或?qū)ι矬w模型中表現(xiàn)型的基因定位,如對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠,這可以對(duì)類似的人類表現(xiàn)型的遺傳提供線索。在實(shí)險(xiǎn)生物體中遺傳定位包括生殖試驗(yàn)設(shè)計(jì)以獲得最多的信息。關(guān)于不能進(jìn)行生殖實(shí)驗(yàn)的人類基因定位則更復(fù)雜,一些方法解釋了家族成員間的關(guān)聯(lián),而另外一些方法包含了對(duì)一人群內(nèi)個(gè)體之間更難于推斷和更復(fù)雜的關(guān)聯(lián)。(C)進(jìn)行,種群遺傳學(xué)和生態(tài)學(xué)研究發(fā)生在動(dòng)植物中總?cè)核较碌淖兓?這種變化是由于基因庫(kù)的隨機(jī)突變和環(huán)境發(fā)生變化
