2025年大學(xué)《生物統(tǒng)計學(xué)》專業(yè)題庫——生物統(tǒng)計學(xué)在腫瘤病理學(xué)中的作用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述在腫瘤病理學(xué)研究中，使用假設(shè)檢驗的目的是什么？并說明第一類錯誤和第二類錯誤的含義及其之間的關(guān)系。二、某研究者欲比較兩種不同治療方法（A法和B法）對晚期肺癌患者的生存期影響。隨機選取100名晚期肺癌患者，均接受治療，并記錄其生存時間（單位：月）。假設(shè)兩種治療方法的生存時間數(shù)據(jù)均服從對數(shù)正態(tài)分布。請簡述如何設(shè)計統(tǒng)計檢驗來比較兩種治療方法的生存期差異，并說明選擇該檢驗方法的理由。三、在一份研究中，研究人員測量了50名乳腺癌患者的年齡（歲）和腫瘤大?。╟m），并希望分析年齡與腫瘤大小之間的關(guān)系。請列出至少兩種可用于分析這種關(guān)系的統(tǒng)計方法，并簡述每種方法的適用條件。四、一項研究旨在探究某基因突變（突變組vs.未突變組）與腫瘤惡性程度（低級別vs.高級別）之間的關(guān)系。研究者收集了200例腫瘤樣本，數(shù)據(jù)如下：假設(shè)使用卡方檢驗分析該數(shù)據(jù)，請列出卡方檢驗的基本步驟，并說明如何判斷基因突變與腫瘤惡性程度之間是否存在顯著關(guān)聯(lián)。五、研究者收集了60名前列腺癌患者的臨床數(shù)據(jù)，包括年齡、PSA水平（ng/mL）、gleason評分以及生存時間（月）。研究者希望建立一個模型來預(yù)測患者發(fā)生轉(zhuǎn)移的風(fēng)險。請簡述適合該研究目標的統(tǒng)計模型，并說明該模型中關(guān)鍵參數(shù)（如回歸系數(shù)、風(fēng)險比）的含義。六、某病理學(xué)家想要評估一種新的免疫組化染色方法（方法A）在檢測某種蛋白表達上的準確性，并將其與現(xiàn)有的標準方法（方法B）進行比較。研究者對50個已知陽性和50個已知陰性的腫瘤樣本同時使用兩種方法進行檢測。請簡述如何利用統(tǒng)計方法評估兩種方法的診斷性能，并說明哪些指標可以用來比較兩種方法的優(yōu)劣。七、在一項分析Kras基因突變對結(jié)直腸癌患者預(yù)后的研究中，研究者收集了150名患者的隨訪數(shù)據(jù)，其中包括生存時間（月）和是否發(fā)生轉(zhuǎn)移（是/否）的信息。由于Kras突變狀態(tài)分為野生型和三種突變類型（G12D,G12V,G13D），研究者希望分析不同Kras突變狀態(tài)對患者預(yù)后的影響。請簡述如何進行統(tǒng)計分析，并說明如果數(shù)據(jù)不符合參數(shù)檢驗的假設(shè)，可以采用哪些非參數(shù)方法替代。試卷答案一、答案：假設(shè)檢驗的目的是在樣本信息的基礎(chǔ)上，判斷關(guān)于總體參數(shù)的假設(shè)是否成立。在腫瘤病理學(xué)研究中，用于判斷兩種治療方法的效果是否存在差異、不同病理特征組間是否存在顯著區(qū)別、某個因素是否影響患者預(yù)后等。第一類錯誤（TypeIError）是指在原假設(shè)H0為真時，錯誤地拒絕了H0，即“虛報假陽性”。第二類錯誤（TypeIIError）是指在原假設(shè)H0為假時，錯誤地接受了H0，即“漏報真陽性”。兩者之間的關(guān)系是：在樣本量固定的情況下，減小第一類錯誤的概率會增加第二類錯誤的概率，反之亦然。通常需要在研究開始前根據(jù)研究目的和重要性水平（α）來設(shè)定允許的第一類錯誤概率。二、答案：可以使用Log-rank檢驗來比較兩種治療方法的生存期差異。選擇該檢驗方法的理由是：Log-rank檢驗是一種非參數(shù)檢驗方法，它對生存時間分布沒有嚴格的要求（僅要求生存時間數(shù)據(jù)是順序統(tǒng)計量），適用于比較兩組（或更多組）總生存期的差異。在本例中，已知生存時間數(shù)據(jù)均服從對數(shù)正態(tài)分布，雖然參數(shù)檢驗（如Wilcoxon生存檢驗）也可考慮，但Log-rank檢驗因其廣泛適用性和對截尾數(shù)據(jù)的良好處理能力，是臨床腫瘤研究中比較生存期的常用且穩(wěn)健的方法。三、答案：可用于分析年齡與腫瘤大小之間關(guān)系的統(tǒng)計方法有：1.Pearson相關(guān)系數(shù)（PearsonCorrelationCoefficient）：適用于分析兩個連續(xù)變量之間是否存在線性關(guān)系。適用條件是兩個變量均服從正態(tài)分布，且關(guān)系為線性。在本例中，如果年齡和腫瘤大小均近似正態(tài)分布且散點圖顯示線性趨勢，則可用此方法。2.Spearman秩相關(guān)系數(shù)（SpearmanRankCorrelationCoefficient）：適用于分析兩個連續(xù)變量之間是否存在單調(diào)關(guān)系，或者兩個變量不滿足正態(tài)分布假設(shè)。適用條件是數(shù)據(jù)至少是定序數(shù)據(jù)，或者兩個連續(xù)變量不滿足線性關(guān)系但滿足單調(diào)關(guān)系。在本例中，如果年齡和腫瘤大小不服從正態(tài)分布，或者散點圖顯示非線性但單調(diào)的趨勢，則此方法更合適。3.簡單線性回歸分析（SimpleLinearRegression）：旨在建立一個線性模型，用年齡來預(yù)測腫瘤大小。適用條件同Pearson相關(guān)系數(shù)，即變量間存在線性關(guān)系。四、答案：卡方檢驗的基本步驟如下：1.建立假設(shè)：零假設(shè)H0：基因突變狀態(tài)與腫瘤惡性程度之間無關(guān)聯(lián)（獨立）；備擇假設(shè)H1：基因突變狀態(tài)與腫瘤惡性程度之間存在關(guān)聯(lián)（不獨立）。2.列出列聯(lián)表：根據(jù)題意，構(gòu)建2x2列聯(lián)表，行代表基因突變狀態(tài)（突變組、未突變組），列代表腫瘤惡性程度（低級別、高級別），填寫觀測頻數(shù)。3.計算期望頻數(shù)：在假設(shè)H0成立下，根據(jù)行總計數(shù)和列總計數(shù)計算每個單元格的期望頻數(shù)。4.計算卡方統(tǒng)計量：對每個單元格，計算(觀測頻數(shù)-期望頻數(shù))2/期望頻數(shù)，并將所有單元格的計算結(jié)果相加，得到卡方統(tǒng)計量χ2。5.確定P值：根據(jù)卡方統(tǒng)計量χ2的大小和自由度（df=(行數(shù)-1)*(列數(shù)-1)=1）查卡方分布表，或使用統(tǒng)計軟件計算P值。6.做出統(tǒng)計推斷：將P值與預(yù)設(shè)的顯著性水平α（如0.05）比較。若P≤α，則拒絕H0，認為基因突變與腫瘤惡性程度之間存在顯著關(guān)聯(lián)；若P>α，則不能拒絕H0，尚無充分證據(jù)表明兩者存在關(guān)聯(lián)。五、答案：適合該研究目標的統(tǒng)計模型是Logistic回歸模型（LogisticRegressionModel）。該模型用于分析一個分類變量（二元或多分類）如何受一個或多個自變量（連續(xù)或分類）的影響。在本例中，因變量是“是否發(fā)生轉(zhuǎn)移”（二元分類：是/否），自變量包括年齡、PSA水平、gleason評分。Logistic回歸可以估計各因素對發(fā)生轉(zhuǎn)移風(fēng)險的獨立影響，并給出風(fēng)險比（OddsRatio,OR），OR大于1表示該因素增加發(fā)生轉(zhuǎn)移的風(fēng)險，OR小于1表示降低風(fēng)險。模型輸出通常包含回歸系數(shù)（β），通過exp(β)計算風(fēng)險比，以及模型的整體擬合優(yōu)度指標。六、答案：評估兩種免疫組化染色方法診斷性能的統(tǒng)計方法主要有：1.計算性能指標：對于每種方法，根據(jù)已知的金標準（假設(shè)已知樣本的真正狀態(tài)），計算真陽性率（Sensitivity,TPR=TP/(TP+FN)）、真陰性率（Specificity,TNR=TN/(TN+FP)）、陽性預(yù)測值（PPV=TP/(TP+FP)）和陰性預(yù)測值（NPV=TN/(TN+FP)）。2.繪制ROC曲線：將兩種方法的真陽性率（Sensitivity）作為縱坐標，假陽性率（1-Specificity）作為橫坐標，分別繪制兩種方法的ROC曲線。曲線下面積（AreaUndertheCurve,AUC）是衡量診斷測試整體準確性的一個重要指標，AUC越接近1，準確性越高。3.比較指標：比較兩種方法的AUC值。AUC值大的方法整體診斷性能更優(yōu)。也可以比較兩種方法在相同真陽性率下的假陽性率，或者使用NetReclassificationIndex(NRI)等方法進行統(tǒng)計學(xué)檢驗，以判斷兩種方法的區(qū)分能力是否存在顯著差異。七、答案：分析不同Kras突變狀態(tài)對患者預(yù)后的統(tǒng)計分析方法：1.生存分析：主要使用Kaplan-Meier生存曲線來可視化不同Kras突變組（野生型、G12D,G12V,G13D）患者的生存差異，并使用Log-rank檢驗來比較各組間的生存分布是否存在顯著差異。2.Cox比例風(fēng)險回歸模型：將生存時間（生存狀態(tài)：存活/死亡）作為因變量，Kras突變狀態(tài)（作為分類變量或多個啞變量）、年齡、是否發(fā)生轉(zhuǎn)移等作為自變量，建立模型?？梢苑治霾煌琄ras突變狀態(tài)對patientsurvival的獨立影響（通過風(fēng)險比HR，HR>1表示該狀態(tài)增加死亡風(fēng)險），并控制其他混雜因素的影響。如果數(shù)據(jù)不符合參數(shù)檢驗的假設(shè)（如生存時間分布不符合比例風(fēng)險假設(shè)），可以采用非參數(shù)方法替代