疾病的研究方法繁多，针对不同性质的疾病，可选择截然不同的研究策略。下面将从流行病学、临床研究和基础研究层面简述之。

流行病学研究（epidemiological study）主要用于描述疾病与健康状态的分布特点，探讨疾病的病因和影响因素。研究结果对疾病的诊断、疗效和预后评价以及预防策略的制订有指导意义。由于计算机和大数据分析技术的发展，大大提高了流行病学研究的效率。

关于流行病学的研究方法，按其性质可分为描述性、分析性和实验性研究。①描述性研究（descriptive study）：指应用调查或观察的方法，真实地描述疾病、健康或其他卫生事件在不同时间、地点、人群的分布特征，为研究病因提供线索和科学假设。研究结果常以案例报告、现况调查等形式呈现。②分析性研究（analytic study）：指通过病例对照或队列研究等方法，发现影响疾病发生发展及其分布特征的因素。③实验性研究（experimental study）：指通过人为控制某些因素进行临床或现场试验，以验证病因和评价疾病的防治效果。此外，还可通过对疾病分布特点及其影响因素进行数学建模，模拟疾病流行过程，达到预测疾病流行趋势、描述疾病流行规律、考核疾病防治效果。

临床研究（clinical research）主要以患者为研究对象，以疾病的病因、诊断、治疗和预防为研究内容，以医疗服务机构为主要研究基地，由多学科人员共同参与组织实施的科学研究活动。其目标是明确病因、早期正确诊断、有效防治疾病。临床研究包括观察性研究（observational studies）和实验性研究。观察性研究主要针对临床症状、体征和实验室检查结果，探讨疾病发生发展的规律。临床实验性研究主要包括人体实验、动物实验和体外实验。人体实验是医学研究中不可缺少的环节，主要用于了解不同治疗方案的效果，探索有效的新治疗方法或检测新药的治疗效果和毒副作用。任何新技术、新药物在临床推广应用之前，都必须先通过人体实验。在设计和执行人体实验时，必须严格遵守人体实验的伦理原则。

目前常用的临床研究可按其结果的可靠程度降序排列为：荟萃分析（meta analysis）、随机对照研究（randomised controltrial）、队 列 研 究 （cohort study）、病例对照研究（case control study）、个案报道（case report）、动物在体研究（animal in vivo study）、动物离体研究（animal ex vivostudy）和体外实验（ in vitrostudy）。

医学研究中大量的前期理论性工作及其应用效果的检测（包括新药药效、药代动力学、毒性等）均属于基础研究的范畴。对一种特定疾病而言，理论性研究内容主要包括：确定致病因子的致病作用，阐明致病因子的作用途径和机制，探讨减轻或阻止或预防致病因子发挥作用的策略。在这一过程中，需要在加入特定致病因子或同时加入阻断剂之后的不同时间点对特定组织器官进行观察，这些工作显然是无法在人体进行的。因此，大量的医学基础研究必须通过复制人类疾病的动物模型来实现。在进行动物实验时，也要严格遵循国际公认的相关动物管理和实验条例，在伦理委员会的指导和监管下实施。

常用的疾病模型包括整体动物模型、离体器官模型和离体细胞模型，下面简述其优缺点。

这类模型能从整体水平（神经-体液-器官-分子）较全面地体现临床疾病的特征，是最能体现人类疾病特征的实验模型。由于人类是高度进化的生物体，因此，动物进化程度越高，越能反映人类疾病时的改变。其缺点是：①干扰因素复杂，实验条件难以控制，个体之间的实验数据差异较大。②由于人类与动物在结构、功能和代谢以及语言和思维等方面的差异，动物实验结果只能供临床参考和借鉴，必须经过分期临床实践检验后方能用于人类疾病的防治。③高等动物（如猿猴等）试验周期长，价格昂贵。

离体器官在合适的温度、氧气及营养条件下，可在体外生存并维持其功能。例如，离体大（小）鼠脑片在适当培养条件下可长期存活，已被广泛用于中枢神经系统疾病的研究。离体大鼠心脏在适宜灌注条件下可跳动数小时，可用于研究各种心肌损伤和保护的机制和策略。最近，有人用干细胞技术，在体外从单细胞水平开始培养类器官（organoids）获得成功。

离体器官模型的优点是可排除神经调节造成的干扰，集中研究某一种或几种体液因素对疾病发生发展的影响。其缺点是离体状态下器官功能难以长久维持，不宜于慢性疾病或病理过程的实验研究。

在含有相关营养成分的培养基以及适量的氧气和二氧化碳条件下，动物及人体的各种细胞可在体外培养成活或增殖。通过药物处理或基因操控技术，可复制特定人类疾病的细胞损伤模型。

从动物或人体组织直接分离的细胞被称为原代细胞（primary cell），它在功能、代谢及形态方面具有与动物或人体细胞十分类似的特点，如体外培养的心肌细胞可有节律性搏动。原代细胞的缺点是：①难以同步化处理，所以细胞的均一性较差，即从特定组织制备的原代细胞可能处于不同的发育时期。②一些分化程度较高的细胞（如心肌细胞、神经细胞）增殖能力低，体外培养时间受限，且不能传代。此外，原代培养细胞转染效率低。因此，原代细胞是分析单个细胞形态、代谢或功能改变的理想模型，但很难满足需要大样本量的定量分析或全体细胞的转基因效能的定量分析。

当某些原代细胞经长期培养、筛选后，其功能、代谢、形态趋于均一化，并获得无限增殖及永生化的特征，称为细胞株（cell line）。用细胞株的研究可克服上述原代细胞的一些缺点，干扰因素少、便于同步化、实验条件更易控制，且便于进行基因操控。其主要缺点是与整体差别大；经过选择的永生化细胞株可能完全丧失原代细胞的特性；细胞株在长期传代过程中可能发生变异，所以，即使来自同一祖先、具有同样学名的细胞株，可能存在完全不同的形态、代谢和功能表现；同一名称的细胞株若来自不同的传代次数（passage），也可能具备完全不同的性质。因此，用细胞株进行研究时，所获结果必须在整体水平进行检验；如果出现重复性差的情况，需要特别注意上述问题。

除上述三个层次的生物学模型外，通过联合应用生物信息学、生物物理学等新型交叉学科技术对相关疾病进行建模，对疾病的研究也有一定的辅助作用。此外，大部分疾病模型是通过采用不同的生物技术进行人工诱发而成（如各种基因操控模型等），但有些疾病模型为自然发生（如自发性高血压等）。

随着医学科学和技术的不断进步以及人们对疾病与健康在认识上的改变，对疾病病因和发病机制以及诊断防治的研究从理念到技术手段方面均在不断变革。依照笛卡尔法则中“将复杂事物拆分为简单事物的原则”，医学和生命科学在人体物质组成的拆分方面取得了丰硕成就。例如，依靠显微镜、细胞培养、单细胞RNA测序等技术，已经或正在阐明人体内不同细胞群的分类和组成。通过细胞类型特异性示踪、单细胞基因和蛋白质组学及膜片钳等技术，可检测单个细胞的功能和代谢过程。特别是20世纪80年代分子生物学技术的快速发展，成为推动分子医学发展的重要工具，其已经逐步成为医学领域不可或缺的诊疗手段之一。这些研究的直接成果是，人类已经能够有效地治疗或控制多数急性传染病、有效地预防或控制多种慢性病。

应用现有的研究方法（包括基因或分子研究技术）虽然可部分解析人类的行为，但这些方法对人类精神世界的阐释明显不及对物质世界那样精准而有效。对于针对人类精神世界的高级功能研究，无论是将精神归于上帝的笛卡尔，还是认为上帝已死的尼采、康德以及近代的海德格尔，都未能提供一个有效的方法论体系。这也是人类至今尚未能解开记忆之谜、对情感和精神类疾病的病因和防治缺乏有效研究手段的症结所在。随着神经影像学、神经环路标记、透明脑、活体电生理和电化学等检测技术的不断发展，将促进人类对大脑功能和相关疾病的理解。

以下简述传统医学向近现代医学发展过程中，一些受到关注的思维或实践范式的主要特点和局限性。

传统医学（traditional medicine）是指在近现代医学之前，已经独立发展起来的多种医疗知识体系。WHO对传统医学的定义是：利用基于植物、动物、矿物药物、精神疗法、肢体疗法等对疾病进行诊治和预防的医学。值得注意的是，很多文明古国都有自己的传统医学。中国的传统医学即为“中医学”。

传统医学主要依靠直觉和经验诊治和预防疾病，其医疗实践过程中体现了人文、哲学和艺术以及个体化医疗，体现了从整体水平认识和诊治疾病。传统医学的主要不足是缺乏系统、科学的评估体系，有关诊治经验难以验证并向大众推广。

1992年，D.Sackett首次提出循证医学的概念。循证医学（evidence-based medicine）的实质是一种方法学，其中心思想是依据基础和临床研究证据诊治疾病。在循证医学指导下的医疗实践中，各项诊治决策均有据可查并可推广应用，故对疾病的诊疗更具科学性。通过对近30年来循证医学数据的分析，大量用于疾病诊断或治疗的指南（guidelines）应运而生。然而，目前在循证医学所依赖的研究证据的获取方式及数量等方面还存在极大的局限性，根据这些数据，尚不能确定在疾病发生发展过程中谁是因、谁是果；谁是启动或推进因素、谁是伴随因素等重要问题。

例如，慢性肾病（chronic kindey disease）是肾脏损害的一种状态。根据目前的循证医学数据，多种慢性肾病的发生发展过程中可出现血管紧张素Ⅱ增高和高血压，如免疫球蛋白A肾病（immunoglobulin A nephropathy）、微小病变型肾病（minimal change nephrosis）、高血压肾病（hypertensive nephropathy）、糖尿病肾病（diabetic nephropathy）、狼疮性肾炎（lupus nephritis）等，因此，血管紧张素转换酶抑制剂（angiotensin coverting enzyme inhibitor）在这些慢性肾病中被广泛引用。然而，由于血管紧张素不一定是上述慢性肾病的主导因素或不一定在上述所有慢性肾病中发挥作用，其防治效果对慢性肾病患者或部分患者当然会非常有限。同样，类风湿关节炎患者虽然临床表现相似，但其病程、对治疗的反应及预后却不同，根据目前的循证医学数据还不能达到有效的针对性诊疗。

在此背景下，美国科学院、美国工程院、美国国立卫生研究院及科学委员会于2011年共同发表文章，提出了向精准医学（precision medicine）迈进的倡议。2015年1月，美国前总统奥巴马在国情咨文中正式宣布了美国的精准医学计划（precision medicine initiative）。2015年3月，我国科技部首次召开精准医学战略专家会议，计划启动我国的精准医学计划，并将精准医学列为“十三五”健康保障发展问题研究的重大专项之一。2016年6月，国家科技部正式批准我国第一批精准医学研究项目。

实施精准医学的前提是，必须收集每例患者基因组学、表观基因学、蛋白组学、信号传导学、临床症状体征及临床实验室检测数据，结合体内微生物学、外环境暴露学、社会学等资料，建立完善的个体信息档案和疾病知识共享平台；在大数据（big data）的框架下开展循证医学研究，通过长期追踪和动态分析，寻找疾病的驱动因素和分子基础。可见，精准医学的实现可能打破两千多年来以症状和部位命名疾病的方式，对疾病进行重新分类和命名；精准医学还将改变西方医学一直沿用的从尸体解剖中寻找致病原因和解析发病机制的医学研究思维模式；其终极目标是实现对疾病更加精准的个体化诊治和预防。

精准医学是一项极其巨大的工程。要实现精准医学，大数据的收集、数据库的建立、有效管理和合理应用至关重要。我国国务院办公厅在2016年6月发布的《关于促进和规范健康医疗大数据应用发展的指导意见》中指出，要大力推动健康医疗信息系统和公众健康医疗数据互联融合、开放共享，使其更好地为医疗机构和大众健康管理服务。因此，作为医务工作者，必须掌握大数据的相关知识。

20世纪末，美国国立卫生研究院（United States National Institutes of Health，NIH）每年的科研经费高达200多亿美元，期间发表了大量高水平科研论文、发明了大量新技术、积累了大量新知识。然而，统计数据显示，人们健康状况的改善似乎没有达到预期效果。迫于社会压力，NIH于 2003年提出转化医学（translational medicine）的概念。转化医学是指将基础医学研究和临床治疗连接起来的一种思维方式，其主要目的是要打破基础医学与药物研发、临床及公共卫生之间的屏障，将基础研究获得的知识成果快速转化为临床和公共卫生方面的防治新方法。转化医学提倡的是从“实验台到临床”（bench to bed）的连续、双向、开放的研究过程。在我国，已经有大量医药院校和科研单位均相继成立了转化医学中心，为我国转化医学研究奠定了基础。