遺傳流行病學(xué)與環(huán)境因素的關(guān)系

遺傳流行病學(xué)與環(huán)境因素的關(guān)系

許多常見的慢性疾?。ㄈ绨┌Y、心血管疾病等）的病因非常復(fù)雜，遺傳因素和環(huán)境因素可能與這些疾病有關(guān)。識別這些復(fù)雜的病因是流行病學(xué)和遺傳學(xué)研究者共同的目標(biāo),兩門學(xué)科的相互滲透形成了遺傳流行病學(xué)。相對來說,遺傳流行病學(xué)是一個比較新的研究領(lǐng)域,它將遺傳學(xué)和流行病學(xué)的設(shè)計(jì)和方法結(jié)合起來,以探索遺傳因素和環(huán)境因素對疾病的單獨(dú)作用以及它們對疾病的聯(lián)合作用。其主要任務(wù)是評價(jià)環(huán)境因素與疾病狀態(tài)的關(guān)聯(lián);評價(jià)疾病的家庭聚集性;通過分離分析判斷疾病的遺傳模式;從而最終通過和遺傳標(biāo)記連鎖定位出致病基因。為便于描述,首先給出一個病因的框架。遺傳因素G(泛指無法測量的遺傳因素和可檢測的候選基因或遺傳標(biāo)記等因素)和環(huán)境因素E(泛指可測量的外環(huán)境因素和可傳遞的家庭教養(yǎng)環(huán)境)以及它們之間的交互作用GE共同影響疾病狀態(tài)D(或稱疾病性狀、表型)。D可以是連續(xù)的,如血壓、血脂水平、出生體重等;也可以是離散的,如發(fā)病(D=1)或不發(fā)病(D=0)、某病的不同亞型;還可以是包含截尾的生存數(shù)據(jù),如發(fā)病年齡等。以二分類性狀為例,G和E對D的關(guān)系可由logistic回歸模型描述:式中,α、β、γ、δ是未知參數(shù),α表示遺傳因素G和環(huán)境因素E為0時個體的基準(zhǔn)危險(xiǎn)。β、γ、δ分別是環(huán)境因素E、遺傳因素G和兩者的交互作用EG對疾病狀態(tài)的對數(shù)OR。它們的大小是我們病因研究中的首要關(guān)心的問題。在流行病學(xué)中,模型(1)常用于分析環(huán)境因素對疾病的影響;在遺傳學(xué)中,該模型表示致病基因?qū)膊”磉_(dá)的外顯率。為探察疾病病因,需要進(jìn)行系列研究。本文主要介紹幾種遺傳流行病學(xué)研究中常用的設(shè)計(jì)。1.以人群基礎(chǔ)的病例對照研究設(shè)計(jì)(population-basedcase-controlstudydesign):病例對照研究設(shè)計(jì)是一種以人群為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),所以它的研究結(jié)果可以推廣到目標(biāo)人群。對罕見疾病,由于病例對照設(shè)計(jì)具有省時、省力、省費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn),在慢性病病因研究中倍受流行病學(xué)研究者的青睞。但傳統(tǒng)的流行病學(xué)研究著重環(huán)境因素E,而忽視遺傳因素G的作用,這樣D和單獨(dú)的E關(guān)聯(lián)的概率模型就變成在G上的邊際logistic回歸,表示為:除非沒有遺傳作用和遺傳/環(huán)境交互作用,否則上式不服從我們通常假設(shè)D和E關(guān)聯(lián)的logistic回歸,所以忽略遺傳因素的作用,必然導(dǎo)致可測量的環(huán)境因素的有偏估計(jì)。如果遺傳因素G對D有重要影響,并且和E不存在交互作用,忽視G可能使β的估計(jì)朝向無效假設(shè)。如果交互作用存在,忽視G使β估計(jì)朝向或背離無效假設(shè)。但是在病例對照研究中,對不能測量到的遺傳因素是無法估計(jì)其對疾病影響的,更無法評價(jià)基因和環(huán)境的交互作用。為了克服這個缺陷,一個替代的辦法是把家族史作為一個危險(xiǎn)因素放入模型,一方面可以識別疾病是否存在家庭聚集性,另一方面可以用來調(diào)整遺傳因素的影響。但應(yīng)該格外注意的是,家族史這個變量和病例對照研究中其他可測的危險(xiǎn)因素有所不同,首先家族史并不是病例和對照自身的一個特征,它依賴于一些外部因素,包括家庭大小、指示病例親屬的生物學(xué)關(guān)系、這些親屬的年齡分布和疾病的患病率等因素。結(jié)果導(dǎo)致這個變量很容易錯分,而這種錯分必然影響到參數(shù)估計(jì)。例如即使某病沒有遺傳病因,當(dāng)疾病患病率n=0.05,某個體的一級親屬數(shù)n=5時,該個體有陽性家族史的概率1-(1-n)n為0.23;如果患病率不變,n=10時,個體陽性家族史的概率為0.40。所以如果家庭成員數(shù)目大小在病例和對照中的分布不一致時,就會導(dǎo)致OR值估計(jì)的錯誤。其次陽性的家族史本身也受遺傳和環(huán)境因素在家庭內(nèi)聚集的影響,所以單純調(diào)整家族史是不夠的。和后面所述的研究設(shè)計(jì)相比,病例對照設(shè)計(jì)在遺傳流行病學(xué)研究中還有一個重要的局限性就是它的資料一般并不能用于遺傳流行病學(xué)隨后的病因?qū)W研究工作(如通過分離分析確定疾病的遺傳模式和遺傳標(biāo)記連鎖定位致病基因)。當(dāng)然隨著近年來分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,病例對照設(shè)計(jì)已推廣到研究已定位的候選基因?qū)膊〉挠绊懸约盎?環(huán)境交互作用和基因/基因交互作用。特別是應(yīng)用基因組掃描技術(shù),可同時研究大量的遺傳標(biāo)記位點(diǎn)和疾病的關(guān)聯(lián),從而繪制疾病的關(guān)聯(lián)圖譜。然而,病例對照設(shè)計(jì)在關(guān)聯(lián)分析中最大的問題是如果研究人群是具有不同遺傳特征的人群的混合,不同遺傳背景的人群與疾病的相對危險(xiǎn)和基因突變頻率可能存在差異,導(dǎo)致候選基因或遺傳標(biāo)記和疾病狀態(tài)的關(guān)聯(lián)將會受到人群結(jié)構(gòu)的混雜而出現(xiàn)假陽性。2.遺傳學(xué)中傳統(tǒng)的家系研究設(shè)計(jì)(familystudydesign):遺傳學(xué)研究設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)流行病學(xué)設(shè)計(jì)最大的不同是抽樣單位,后者抽樣的單位往往是獨(dú)立的個人,而前者常常以家庭為單位抽樣?；疾〉膫€體稱為先證者,進(jìn)一步確認(rèn)他的家庭成員,并調(diào)查他們的疾病狀態(tài),收集的資料為家系資料。由于家庭成員之間往往具有相似的遺傳物質(zhì)和共同的教養(yǎng)環(huán)境,所以家系成員的疾病狀態(tài)D之間可能具有某種家族聚集性模式。這種家庭聚集性是否由于遺傳因素引起,可通過對家系資料進(jìn)行分離分析來判斷。分離分析基于似然函數(shù):分別表示所有家庭的疾病狀態(tài)和假定致病基因的所有可能取值,K表示家庭總數(shù)。是假設(shè)服從HardyWeinberg平衡和Mendelian遺傳的致病基因的等位基因頻率,是外顯率(即給定基因型后表型的概率)和剩余家庭聚集參數(shù)(反映消除致病基因影響后的疾病的家庭聚集性)。如果分離分析顯示存在主基因遺傳,可利用遺傳標(biāo)記連鎖分析定位致病基因,連鎖分析基于似然函數(shù):是在假定遺傳標(biāo)記和給定致病基因后疾病的表型無關(guān)的情況下,由等位基因頻率和致病基因與遺傳標(biāo)記的重組率決定。利用家系資料可以分析疾病的家族聚集性,致病基因的遺傳模式和定位致病基因。一般用于連鎖分析的資料應(yīng)盡可能選擇攜帶致病基因概率大的家庭,如選擇有多個個體發(fā)病的家庭,所以連鎖分析多為有偏抽樣,它的參數(shù)估計(jì)對抽樣是穩(wěn)健的。但是基于模型基礎(chǔ)的連鎖分析要求預(yù)先指定傳遞概率、外顯率和等位基因頻率等參數(shù),而這些參數(shù)需由分離分析估計(jì)。所以,任何影響分離分析參數(shù)估計(jì)的因素都會導(dǎo)致遺傳模型參數(shù)的錯誤指定,進(jìn)一步影響到連鎖分析的效率。傳統(tǒng)的遺傳學(xué)研究往往忽視環(huán)境因素的存在,但如果確實(shí)存在影響疾病的環(huán)境因素,或存在基因/環(huán)境的交互作用,那么模型(2)和(3)中的外顯率函數(shù)應(yīng)該由模型(1)來考慮。所以如果忽視環(huán)境因素,在喪失評價(jià)環(huán)境因素及其基因/環(huán)境交互作用的同時,還會影響到分離分析和連鎖分析的效能及參數(shù)估計(jì)的準(zhǔn)確性。如果環(huán)境因素沒有家庭聚集性,即使不造成分離分析和連鎖分析參數(shù)的有偏估計(jì),也會降低分析的效能;如果環(huán)境因素存在家庭聚集性,則不僅降低分析效能,還會帶來參數(shù)的有偏估計(jì)。除此之外,另一個不容忽視的問題就是此種設(shè)計(jì)抽樣的非隨機(jī)性,由于這種以家庭為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)收集到的資料只是通過某些病例確認(rèn)的,因而導(dǎo)致確認(rèn)偏倚的存在。盡管這種家庭可能包含更多的致病基因的信息,但在研究環(huán)境因素和疾病關(guān)聯(lián)以及疾病表型的家庭聚集性時,如不考慮家庭確認(rèn)問題,其結(jié)果能否推廣到目標(biāo)人群值得考慮。3.以家系為基礎(chǔ)的病例對照研究設(shè)計(jì)(family-basedcasecontrolstudydesign):如上所述,在研究遺傳標(biāo)記與疾病關(guān)聯(lián)的時候,傳統(tǒng)的病例對照設(shè)計(jì)易受人群結(jié)構(gòu)混雜的影響,造成人群分層偏倚。為避免這個問題,許多研究人員提出用和病例有相同遺傳背景的親屬作對照,即以家庭為基礎(chǔ)的病例對照研究設(shè)計(jì),其中主要包括病例-同胞設(shè)計(jì)(case-siblingdesign)和病例-父母設(shè)計(jì)(case-parentdesign)等。在病例同胞設(shè)計(jì)中,用一個或多個未發(fā)病的病例同胞做為對照。一般來說,當(dāng)研究發(fā)病年齡不確定的復(fù)雜疾病時,對照應(yīng)選擇到病例發(fā)病年齡(稱指示年齡)時仍未發(fā)病的同胞。對在指示年齡沒有發(fā)病但后來發(fā)病的同胞也不排除在外,否則會造成遺傳效應(yīng)估計(jì)偏離無效假設(shè)。對所有病例和對照收集在指示年齡時的環(huán)境危險(xiǎn)因素和生物學(xué)標(biāo)本。如果只有近來的新發(fā)病例,那么按照年齡匹配的要求就限制了只能選擇比病例年齡大的同胞作為對照。這可能產(chǎn)生有長期趨勢或出生順序效應(yīng)的環(huán)境暴露效應(yīng)的混雜。這種現(xiàn)象一般不會影響遺傳因素的效應(yīng)評價(jià),但在評價(jià)環(huán)境的作用和基因/環(huán)境交互作用時可以考慮為一種潛在的偏倚來源。有些病例可能沒有滿足對照條件的同胞,所以只能從分析中排除掉。原則上通過構(gòu)造似然函數(shù)可以對這個問題加以校正,如似然函數(shù)中包括還未到指示年齡的同胞在到達(dá)指示年齡時仍未受累的概率。但是如果包含這些年齡較小的對照,很難控制相應(yīng)的協(xié)變量沒有時間依賴性,這在分析時也將帶來很多不便。此外,病例同胞設(shè)計(jì)的有效性要依賴假設(shè):在父母基因型的條件下,如何選取病例和對照與他們的基因型無關(guān)。與病例對照設(shè)計(jì)相比,在檢驗(yàn)候選基因和環(huán)境因素的作用時,由于同胞對的過度匹配可能使病例同胞設(shè)計(jì)的效能偏低。在病例-父母研究設(shè)計(jì)中,收集病例和父母的生物學(xué)標(biāo)本以及有關(guān)病例的環(huán)境因素的信息。通過比較父母基因型中傳遞給病例的基因型頻率和沒有傳遞的基因型頻率或比較父母基因型中傳遞的等位基因和未傳遞的等位基因的分布,來判斷候選基因?qū)膊〉挠绊?。所以事?shí)上這種設(shè)計(jì)并沒有選擇實(shí)際存在的對照,只是將父母基因型中沒有傳遞給病例的基因型作為擬“對照”(或相當(dāng)于偽同胞對照)。故這種分析方法的有效性依賴假設(shè):人群中父母的等位基因以相同的獨(dú)立的概率傳遞給子代。在這種設(shè)計(jì)中,無需調(diào)查父母的疾病狀態(tài)和關(guān)于環(huán)境暴露的信息。因?yàn)榉治鰰r的對照相當(dāng)于是偽同胞,“他們”除了基因型與病例不同,其他環(huán)境因素都相同,所以該設(shè)計(jì)不能分析環(huán)境因素和疾病的關(guān)聯(lián)。但是通過比較有暴露病例和無暴露病例的候選基因的傳遞頻率有無差別,可以檢驗(yàn)是否存在基因/環(huán)境交互作用。而且在檢驗(yàn)基因/環(huán)境交互作用方面,由于病例父母設(shè)計(jì)的弱假設(shè)條件和可以通過分層的方法控制家庭內(nèi)依賴性,這種設(shè)計(jì)是值得推薦的,尤其在疾病易感基因很罕見時,用病例父母設(shè)計(jì)比病例對照設(shè)計(jì)檢驗(yàn)基因/環(huán)境交互作用會有更高的效率。似然函數(shù)表明在檢驗(yàn)基因的主效應(yīng)時只利用了基因型為雜合子的父母的信息。和病例對照設(shè)計(jì)相比,病例的父母有更高概率為雜合子,所以在檢驗(yàn)顯性基因作用時,病例父母設(shè)計(jì)和病例對照設(shè)計(jì)效率幾乎相等,但檢驗(yàn)隱性基因作用時,效能會更高。但某些學(xué)者也認(rèn)為,不能完全利用資料的信息,這也是病例父母設(shè)計(jì)的一大缺陷。而使用這種設(shè)計(jì)更大的局限是受到疾病發(fā)病年齡的限制,如果是晚發(fā)性疾病,通常很難收集到父母的信息。4.以人群為基礎(chǔ)的病例對照家系設(shè)計(jì)(population-basedcase-controlfamilydesign):在遺傳流行病學(xué)的發(fā)展中,很自然的將流行病學(xué)中以人群為基礎(chǔ)的病例對照設(shè)計(jì)和遺傳學(xué)中的家系設(shè)計(jì)結(jié)合起來,形成了病例對照家系設(shè)計(jì)。在過去十年,這種設(shè)計(jì)已經(jīng)得到許多遺傳流行病學(xué)研究者的重視。類似于病例對照研究,在人群中選擇患有所研究疾病的病例和沒有患此疾病的對照,按習(xí)慣稱病例(對照)先證者,收集先證者及其家庭成員的有關(guān)疾病狀態(tài)和環(huán)境因素的信息。與傳統(tǒng)病例對照設(shè)計(jì)相比,無論從抽樣還是分析的角度來看,這種設(shè)計(jì)都是以家庭作為單位,比較病例家庭和對照家庭成員的疾病狀態(tài),這個區(qū)別在實(shí)際應(yīng)用中和統(tǒng)計(jì)推斷的有效性方面都有重要的含義。對于病例對照家系資料,我們首先關(guān)心病例親屬是否比對照親屬有更高的疾病風(fēng)險(xiǎn),也就是家庭風(fēng)險(xiǎn)。病例家系和對照家系的聚集程度有無差別等等。而這些都可以同時考慮環(huán)境因素對疾病的影響,從而得到更準(zhǔn)確的估計(jì)。考慮到可能與疾病有關(guān)的環(huán)境因素,利用該設(shè)計(jì)資料可以建立模型直接估計(jì)再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)(即在一個家庭中給定某個人發(fā)病的情況下,其他成員發(fā)病的概率),這可用于遺傳咨詢中;另外,假設(shè)對照是一般人群的代表,可以得到再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)率比(家庭中有一人發(fā)病時其他成員的再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和一般人群中的疾病風(fēng)險(xiǎn)的比值)的近似估計(jì)。這個值在多個受累同胞對的連鎖分析中樣本量的計(jì)算上起著關(guān)鍵作用。在研究環(huán)境因素和疾病的關(guān)系方面,利用這種以人群為基礎(chǔ)的病例對照研究設(shè)計(jì)可以同時考慮疾病的家庭聚集后更精確的測量環(huán)境因素對疾病的影響,包括可以得到更準(zhǔn)確的OR值。同時在調(diào)整了環(huán)境因素后如果疾病仍存在家庭聚集,提示需研究假定的致病基因或其他環(huán)境危險(xiǎn)因素。該家系資料可進(jìn)一步用于分離分析,以識別該疾病是否存在主基因效應(yīng),在控制了主基因效應(yīng)和已知環(huán)境因素后,是否還存在剩余家庭聚集。此外,如果具有家系成員某候選基因的信息,還可評價(jià)候選基因和環(huán)境因素的交互作用,候選基因和假定致病基因的交互作用。如果疾病存在各種亞型,也可研究環(huán)境因素對各種亞型的影響和各亞型是否具有同質(zhì)性。這些因素的研究往往給基因的尋找和定位提供非常有用的信息?？傊?分離分析可以提供一般人群中致病基因的外顯率,等位基因頻率等參數(shù)的無偏估計(jì)。調(diào)整環(huán)境因素和假定致病基因后,可得到更準(zhǔn)確的剩余家庭聚集,為下一步的病因研究提供最有效的信息。盡管病例對照家系設(shè)計(jì)研究疾病的家庭聚集性分析和假定致病基因的分離分析中有很多的優(yōu)良性質(zhì),但是它最大的局限性就是通過人群為基礎(chǔ)選擇的病例對照家庭中可能真正攜帶致病基因的家庭并不多,所以如果對所有參加者收集生物學(xué)標(biāo)本進(jìn)行連鎖分析不僅花費(fèi)大且可行性低,而且可能根本就是無效的。但是以病例對照的家系調(diào)查為依據(jù),可以選擇包含三個或更多個病例的家庭,收集這些有較高概率攜帶致病基因的家庭成員的生物學(xué)標(biāo)本,進(jìn)行連鎖分析以搜尋假定的致病基因。5.多階段抽樣設(shè)計(jì)(multi-stagesamplingdesign):遺傳流行病學(xué)的最終目的是尋找致病基因的位置,所以收集參加成員的生物學(xué)標(biāo)本是必不可少的。當(dāng)資料較難收集且花費(fèi)很高時,通過兩個或更多階段的抽樣可能會使整個研究更有效。Whittemore提出多階段抽樣設(shè)計(jì)的家系研究,它擴(kuò)展了流行病學(xué)中兩階段設(shè)計(jì)到家庭中。以前列腺癌的遺傳研究為例,一次大規(guī)模的病例對照研究中(Stage1)調(diào)查了前列腺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)與飲食和其他生活方式的關(guān)系。病例是最近診斷患有前列腺癌的患者的隨機(jī)樣本(稱為病例先證者),對照是沒有患前列腺癌的人群中的隨機(jī)樣本(稱為對照先證者)。為避免大量的繁瑣的調(diào)查,對先證者只是簡單的詢問是否有父親或兄弟也患有前列腺癌(稱為家族史陽性或陰性)。依據(jù)簡單的家族史資料,可以將樣本分為家族史陽性的病例、家族史陰性的病例、家族史陽性的對照、家族史陰性的對照共四層。從每一層中按一定的比例隨機(jī)抽樣得到第一個樣本中的亞樣本。對亞樣本詳細(xì)調(diào)查每個先證者的家族史情況,如家庭大小及結(jié)構(gòu)、家庭中所有成員發(fā)生前列腺癌的年齡或截尾年齡、發(fā)生前列腺癌的地點(diǎn)和診斷日期,每個成員的危險(xiǎn)環(huán)境因素方面的信息等等情況。利用亞樣本的家庭資料可以進(jìn)行家庭聚集性的測量和分離分析(Stage2)。最后對包含三個或更多個臨床診斷為前列腺癌患者的家庭,收集每個家庭成員的血樣或其他生物學(xué)標(biāo)本,用于遺傳標(biāo)記的檢測,進(jìn)行連鎖分析定位易感基因(Stage3)。在多階段抽樣設(shè)計(jì)中,首先要確定每階段抽樣的比例,例如在上述第二階段中從每層抽取的亞樣本比例。為達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì),抽樣的比例要滿足:分離分析時參數(shù)估計(jì)的方差達(dá)到最小;連鎖分析時前列腺癌的假定易感基因有分離的家庭數(shù)目達(dá)到最大。例如Whittemore的模擬研究曾表明,在上述第二階段中最好的策略是抽取所有的家族史陽性的病例,大部分家族史陽性的對照,較少的家族史陰性的病例,和非常少的家族史陰性的對照。在上述第三階段中最好的策略是家族史陽性的病例和對照,少量家族史陰性的病例,而家族史陰性的對照對連鎖分析并不提供任何信息。但為了參數(shù)估計(jì)的一致性,需要對所有層都進(jìn)行抽樣,折中的策略是從家族史陰性的對照中也抽取極少數(shù)的亞樣本。與以人群為基礎(chǔ)的單純隨機(jī)抽樣的病例對照家系設(shè)計(jì)相比,如按照相同含量的病例和對照確定的家系資料進(jìn)行分離分析時,多階段抽樣設(shè)計(jì)具有更高的效率。6.一套以人群為基礎(chǔ)的家系研究設(shè)計(jì)(aclassofpopulation-basedfamilystudydesigns):在多階段設(shè)計(jì)的思想促使下和出于分析方法的考慮,Zhao等提出一套以人群為基礎(chǔ)的家系研究設(shè)計(jì),包括三個階段。每個階段可以有若干種設(shè)計(jì)方案選擇(表1)。第一階段稱為關(guān)聯(lián)和聚集階段,抽樣主要出于流行病學(xué)考慮,主要目的是評價(jià)環(huán)境危險(xiǎn)因素和疾病的關(guān)系。如收集到候選基因或遺傳標(biāo)記信息,也可評價(jià)它們和疾病的關(guān)聯(lián)以及基因/環(huán)境因素的交互作用?；诩易迨焚Y料,可考慮疾病的家庭聚集性。在研究發(fā)病率低,而可能的暴露頻率不太低的疾病時,病例對照設(shè)計(jì)可能是最有效的。隊(duì)列研究也可以用于評價(jià)暴露和疾病的關(guān)聯(lián)。此外,病例系列研究設(shè)計(jì)近年來有越來越多的應(yīng)用。僅收集病例的環(huán)境因素的信息,所以病例系列研究不能評價(jià)環(huán)境因素和疾病的關(guān)聯(lián),但可以評價(jià)環(huán)境因素和疾病亞型的關(guān)聯(lián)。在對照的生物學(xué)標(biāo)本很難收集的情況下,只根據(jù)病例的候選基因信息,也可在環(huán)境因素和候選基因獨(dú)立的假設(shè)下探索基因/環(huán)境的交互作用。第二階段稱為分離階段,主要目的是推斷調(diào)整了環(huán)境因素后人群中假定致病基因的特征和調(diào)整了環(huán)境因素和假定致病基因后的剩余家庭聚集。該階段主要是在第一階段的基礎(chǔ)上收集家系資料(包括親屬的疾病狀態(tài)和有關(guān)環(huán)境因素的信息),可以收集第一階段所有參加者的親屬信息,如病例的父母或同胞信息,或者包括病例和對照的所有親屬。也可以采用有偏倚抽樣,如只收集家族史陽性的先證者親屬的信息,或收集具有(沒有)某危險(xiǎn)因素的先證者親屬信息,如研究非吸煙者中肺癌的遺傳模式。還有一種方式是對每個家庭中固定數(shù)目的親屬連續(xù)抽樣。如先收集病例的一級親屬的信息,再收集一級親屬中的病例的一級親屬的信息,這樣連續(xù)抽樣,直至沒有新的病例發(fā)現(xiàn)或沒有可繼續(xù)加入的親屬。這種抽樣方式在確認(rèn)攜帶假定致病基因的家庭時是非常有效的,但在一般人群中實(shí)施這種設(shè)計(jì)的可行性問題還應(yīng)考慮。第三階段稱為連鎖階段,其主要目的是完成遺傳流行病學(xué)的最終任務(wù):定位假定致病基因。所以遺傳設(shè)計(jì)主要考慮抽取最可能攜帶致病基因的家庭,以便提高連鎖分析的效率。如前所述,連續(xù)家庭抽樣是不錯的選擇。此外,根據(jù)家族史或高危環(huán)境因素的有偏倚抽樣可能有效的搜尋到與危險(xiǎn)因素有交互作用的假定致病基因。對最終確定的家庭成員收集生物學(xué)標(biāo)本。所有上述三個階段收集到的信息都可用于關(guān)聯(lián)、連鎖、分離和聚集分析。特別是第一、二階段的資料可以分析環(huán)境因素和疾病的關(guān)聯(lián),假定致病基因的特征和剩余的家庭聚集。雖然連鎖分析對抽樣的隨機(jī)性并無要求,而估計(jì)也是穩(wěn)健的,但它的效率直接依賴前兩階段估計(jì)的參數(shù)的準(zhǔn)確性。所以需要以人群為基礎(chǔ)的研