有关肿瘤的记载可以追溯到公元前470余年，但是直到近100多年来，人们才开始逐步揭示肿瘤的发生机制。20世纪最后50年，传统的肿瘤流行病学在探讨肿瘤的病因、研究肿瘤的危险因素以及对肿瘤进行预防和控制等方面都发挥了十分重要的作用。尤其是在肿瘤病因学研究方面，人们认识了大量的环境致癌物并进行了系统的评价，如吸烟与肺癌、头颈部肿瘤、膀胱癌发病的联系 ^［2］，工业环境中石棉、重金属、苯、氯乙烯等物质的致癌性，生活环境中氡元素、紫外线和黄曲霉毒素暴露的致癌效应，以及生物性致癌因素，如病毒（HBV、HCV、HPV）和细菌（H. pylori）等 ^［3］。然而，仅依靠传统流行病学研究手段难以对人类肿瘤的病因进行深入研究，肿瘤的形成过程及其机制的阐明仍需要实验研究。

分子流行病学（molecular epidemiology）是将流行病学调查研究和分子生物学理论技术结合起来，从分子水平阐述疾病的病因及其相关致病过程，并探讨相应的疾病防治和健康促进策略及措施的一门学科。它的主要研究内容是探讨与疾病或健康相关的不同生物标志物，包括暴露标志物、效应标志物以及易感性标志物，从而将群体研究与个体研究、宏观研究与微观研究的方法有机地结合起来。分子流行病学的理论和方法为研究环境致癌物以及探讨肿瘤的防治提供了非常有力的工具。随着分子流行病学的发展，研究者们开始能够在流行病学研究和分析中采用生物标志物作为客观评价指标，来解决关于肿瘤发生发展过程中的中间结局/事件以及易感性的测量问题。此外，随着人类肿瘤遗传学研究的进展，人们也逐渐认识到肿瘤的发生是基因和环境相互作用的结果。在此过程中，如果能够对致癌因素与机体和细胞相互作用的生物学标志及早进行定量估计，就可以提高流行病学研究的灵敏度，有利于致癌机制的研究、肿瘤高危个体的早期筛查和检测、临床治疗效果的准确评价等。

1982年，Perera和Weinstein在 Journal of Chronic Diseases上发表题为“分子流行病学和致癌物DNA加合物的检测：研究人类癌症病因的新方法”的论文，指出了传统流行病学研究与动物试验各自的局限性，认为有必要同时利用高度敏感而特异的实验室方法来鉴定特异的环境致癌物以及修饰易感性的宿主因素，为此提出了“肿瘤分子流行病学”这一术语，并定义为：“肿瘤分子流行病学是一种方法，这种方法应用先进的实验室技术结合分析流行病学方法，在生化或分子水平确定人类肿瘤病因中起作用的特异性外源因素和（或）宿主因素” ^［4］。Hulka（1990）则认为肿瘤分子流行病学为在肿瘤流行病学研究中结合生物标记的研究。尽管对于肿瘤分子流行病学定义的描述有所不同，但其根本上是结合分子生物学的理论和先进技术补充传统流行病学方法的不足，用更加客观、敏感、准确、定量的方法反映个体体内接受致癌物质暴露剂量，深入研究由此引起细胞或分子水平上的改变。

20世纪90年代至今，肿瘤分子流行病学不断得到发展，出现了专业的教材、杂志以及建立了博士课程等。近年来，随着人类基因组计划的顺利实施及进展，人们逐渐认识到，应该把基因组作为一个整体，研究其结构和功能及其与环境的交互作用等。在这样的背景下，Perera（2000年）又提出应推动第二代肿瘤分子流行病学研究，即应用自动化的分析技术，开展学科间大规模的协作研究，确定生物标志物的预测能力，检测基因间及其与环境间的相互作用，以及这种相互作用对于个体易感性的影响，并促进这些研究结果转化为肿瘤危险性评价和预防的策略 ^［5］。

近20年来，肿瘤分子流行病学研究取得了巨大进展，诸多研究进一步证实：肿瘤的发生发展过程涉及多种分子/遗传学改变，并且这些改变可以通过生物标志物进行测量。例如，研究发现外暴露与生物有效剂量标志或早期生物效应标志之间存在相关性；DNA或蛋白加合物的水平与致癌物的环境暴露（如吸烟、职业环境、大气环境等）之间存在相关性，并且不同个体间的加合物水平差异较大；一些DNA加合物以及染色体改变可以预测肿瘤的发生；特定的遗传学改变（如单核苷酸多态性）可以修饰个体患肿瘤的风险等（表1-1）。这些证据为肿瘤病因学研究和预防措施评价开辟了新的途径。此外，研究者们在一些较易量化的环境效应如吸烟和相关代谢酶基因、DNA损伤修复基因变异的交互作用与常见恶性肿瘤病因学联系方面已经积累了大量的研究数据。尽管这些数据有时被诟病缺乏一致性和可重复性，但它们对于分子流行病学学科的发展和肿瘤病因学研究产生的推动是巨大的，并带来了方法学和技术的巨大变革。

在过去的十余年间，伴随着基因组研究技术的突飞猛进，人类对基因组的认识日趋成熟，分子流行病学研究手段发展至目前的基因组芯片技术乃至高通量测序技术，研究策略也从最初的单基因单位点、多基因多位点的候选基因策略发展到如今的全基因组关联研究（Genome-Wide Association Study，GWAS）。应用这些最新的理论、技术和方法，分子流行病学研究在恶性肿瘤遗传易感机制研究中也取得了显著的进展。GWAS至今已在20余种恶性肿瘤中发现了数百个肿瘤易感基因（区域），这些发现不仅开创性地揭示了肿瘤发生的潜在遗传机制，还为今后肿瘤药物的开发提供潜在的新型靶标；更重要的是，GWAS发现的肿瘤易感位点可以作为遗传标志物用于个体肿瘤发病风险预测、筛选肿瘤高危人群，进而为高危人群的早期预防以及定期筛查提供依据 ^［6］。

我国开展肿瘤分子流行病学研究始于20世纪90年代初期，2000年以后开始进入快速发展时期。虽然起步较晚，但经过不断努力，我国肿瘤分子流行病学研究已取得了较快的发展。尤其是近年来，我国科学家在我国常见肿瘤的全基因组关联研究方面也取得了重要进展和成果。在继鼻咽癌GWAS研究发表以来 ^［7］，肝癌、食管癌、肺癌、胃癌、胰腺癌等GWAS已相继发表于《Nature Genetics》等国际期刊 ^［8-12］。这些研究为揭示我国肿瘤发生发展的遗传学机制提供了很多重要的结果。