《病原學研究》課件

病原學研究揭示微觀世界的奧秘探索病原體與人類健康的關系課程概述課程目標掌握病原學基礎知識主要內容病原體分類與特性研究學習方法理論結合實驗實踐什么是病原學？定義研究致病微生物的學科研究對象病毒、細菌、真菌、寄生蟲學科意義預防控制傳染病的基礎病原學的發(fā)展歷史1古代病原學瘟疫理論與經驗觀察2現(xiàn)代病原學的誕生巴斯德和科赫的微生物學貢獻321世紀的發(fā)展分子生物學與高通量技術應用病原體的分類病毒非細胞結構細菌原核生物真菌真核微生物寄生蟲多細胞生物病毒學基礎病毒的結構核酸與蛋白質外殼有包膜與無包膜病毒的復制周期吸附、穿透、合成、組裝、釋放病毒的分類DNA病毒與RNA病毒正鏈與負鏈RNA病毒重要病毒家族流感病毒分為A、B、C三型易發(fā)生抗原變異冠狀病毒引起呼吸道感染包括SARS、MERS和COVID-19肝炎病毒包括甲、乙、丙、丁、戊型HIV逆轉錄病毒攻擊免疫系統(tǒng)細菌學基礎細菌的結構細胞壁、細胞膜、核質體細菌的生長繁殖二分裂方式指數(shù)增長特點細菌的分類形態(tài)學分類革蘭染色分類重要細菌病原體結核分枝桿菌抗酸染色陽性肺炎鏈球菌蘭索氏染色顯示莢膜大腸桿菌腸道條件致病菌金黃色葡萄球菌產生多種毒素真菌學基礎真菌的特征真核細胞真菌的生活史有性生殖和無性生殖3真菌的分類酵母菌和絲狀真菌常見病原真菌主要致病真菌的顯微形態(tài)特征不同病原真菌具有獨特的形態(tài)學特征，是實驗室鑒定的重要依據(jù)寄生蟲學基礎寄生蟲的特征依賴宿主生存寄生蟲的生活史復雜發(fā)育周期寄生蟲的分類原蟲、蠕蟲、節(jié)肢動物重要寄生蟲病原體瘧原蟲通過蚊子傳播血吸蟲水體中感染蛔蟲通過食物傳播病原體的傳播途徑空氣傳播飛沫和氣溶膠接觸傳播直接接觸和間接接觸食物和水傳播消化道感染媒介傳播蚊蟲和其他節(jié)肢動物病原體與宿主的相互作用感染過程病原體入侵與定植宿主防御機制先天和適應性免疫病原體逃避機制抗原變異與免疫抑制病原體的致病機制毒力因子細胞毒素內毒素外毒素侵襲因子粘附素侵入素酶類毒素產生AB毒素細胞膜溶解毒素超抗原病原體的基因組學研究1全基因組測序技術第二代和第三代測序2比較基因組學進化關系和基因水平轉移3功能基因組學基因功能和調控網絡病原體的進化與適應基因突變隨機變異產生新特性自然選擇環(huán)境壓力篩選適應性狀宿主跨越從動物傳播至人類新發(fā)和再發(fā)傳染病定義和特點新出現(xiàn)或重新流行的傳染病全球化加速傳播影響因素氣候變化人口遷移森林砍伐典型案例分析埃博拉病毒新型冠狀病毒寨卡病毒人畜共患病概念人與動物共同傳染的疾病重要人畜共患病原體狂犬病毒禽流感病毒布魯氏菌預防和控制策略動物疫苗接種人畜接觸管理病原體檢測技術培養(yǎng)法傳統(tǒng)金標準免疫學方法抗原抗體反應分子生物學方法核酸檢測技術病原體快速診斷技術即時檢測（POCT）現(xiàn)場快速結果多重PCR技術同時檢測多種病原基因芯片技術高通量篩查病原體的分子分型MLST分型多位點序列分型家族遺傳關系PFGE分型脈沖場凝膠電泳DNA指紋圖譜全基因組SNP分型單核苷酸多態(tài)性高分辨率溯源病原微生物實驗室生物安全生物安全等級P1-P4實驗室分級個人防護防護服和呼吸保護實驗室設施要求負壓系統(tǒng)和高效過濾抗生素與病原體耐藥性抗生素作用機制細胞壁合成抑制耐藥性產生機制酶失活和靶點變異多重耐藥菌問題超級細菌威脅全球疫苗學基礎疫苗類型滅活疫苗減毒活疫苗亞單位疫苗疫苗開發(fā)流程基礎研究臨床前評估臨床試驗疫苗效果評估抗體滴度檢測保護率計算安全性監(jiān)測新型疫苗技術mRNA疫苗利用信使RNA傳遞抗原信息病毒載體疫苗使用無害病毒攜帶抗原基因重組蛋白疫苗體外生產純化的抗原蛋白病原體的免疫逃逸機制抗原變異表面蛋白結構改變免疫抑制干擾素信號通路阻斷分子擬態(tài)模擬宿主分子結構病原體與慢性疾病幽門螺桿菌與胃癌慢性胃炎到胃癌進展細菌毒力因子作用HPV與宮頸癌高危型HPV持續(xù)感染E6/E7蛋白致癌作用EBV與鼻咽癌潛伏感染與癌變區(qū)域性分布特點腸道微生物組與健康腸道菌群組成細菌、真菌、病毒的生態(tài)系統(tǒng)微生物組與免疫調節(jié)免疫系統(tǒng)發(fā)育與功能微生物組與代謝疾病腸道菌群失調與肥胖病原體與自身免疫疾病分子模擬理論病原抗原與自身抗原相似引發(fā)交叉反應超抗原活化非特異性T細胞活化免疫紊亂表觀遺傳調控感染引起DNA甲基化改變基因表達異常病原體與神經系統(tǒng)疾病病毒性腦炎急性中樞神經系統(tǒng)感染朊病毒疾病蛋白質錯誤折疊傳播神經退行性疾病與感染微生物與阿爾茨海默病關聯(lián)病原體與癌癥致癌病原體的作用機制病原體可通過多種機制導致細胞癌變，包括直接整合到宿主基因組、產生致癌蛋白和誘導慢性炎癥病原體基因工程基因敲除技術特定基因功能研究CRISPR-Cas9應用精確基因編輯合成生物學方法人工設計病原體病原體組學研究轉錄組學基因表達譜分析蛋白組學蛋白質表達與修飾代謝組學代謝物網絡分析病原體與藥物開發(fā)抗病毒藥物病毒復制周期靶點新型抗生素細菌特異性靶點生物制劑單克隆抗體治療病原體的系統(tǒng)生物學研究網絡生物學病原體調控網絡基因互作網絡宿主-病原體相互作用網絡蛋白互作圖譜信號通路干預系統(tǒng)級疾病模型多層次數(shù)據(jù)整合疾病發(fā)生機制模擬計算病原學生物信息學工具基因組分析軟件機器學習在病原學中的應用疾病流行預測大數(shù)據(jù)分析全球監(jiān)測數(shù)據(jù)整合病原體的單細胞研究單細胞測序技術個體細胞轉錄組分析高分辨率基因表達病原體異質性亞群體差異性功能多樣性持留感染機制休眠菌群特征抗藥性差異病原體的結構生物學研究X射線晶體學蛋白質精細結構冷凍電鏡技術大分子復合物結構原子力顯微鏡應用單分子實時觀察病原體與免疫治療CAR-T細胞療法靶向病毒感染細胞慢性感染清除免疫檢查點抑制劑增強T細胞抗感染能力治療頑固性感染治療性疫苗已感染者免疫調節(jié)慢性感染控制病原體的體外模型研究細胞培養(yǎng)模型單層細胞感染實驗類器官培養(yǎng)三維組織結構模擬微流控芯片技術動態(tài)環(huán)境模擬病原體的動物模型研究小鼠模型常用實驗動物靈長類模型與人類相似度高人源化動物模型攜帶人類基因的轉基因動物3病原體與宿主表觀遺傳學DNA甲基化感染引起甲基化譜變化組蛋白修飾乙?；c甲基化改變非編碼RNA調控miRNA和lncRNA表達變化病原體的納米技術應用10nm納米診斷超敏檢測限50x納米遞送系統(tǒng)靶向遞送效率提升99%納米疫苗抗原展示增強病原體與微生物組調控益生菌競爭性抑制病原體糞菌移植重建腸道菌群平衡微生物組疫苗預防菌群失衡病原體的環(huán)境監(jiān)測水體監(jiān)測飲用水安全評估污水流行病學水源病原體篩查空氣監(jiān)測氣溶膠采樣分析空氣質量評估室內環(huán)境檢測土壤監(jiān)測農田病原體篩查土壤微生物組分析環(huán)境污染評估病原體的分子流行病學案例數(shù)死亡率%某地區(qū)近期呼吸道病毒感染流行病學監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，顯示不同病原體的流行規(guī)模和嚴重程度差異病原體與全球衛(wèi)生跨境傳播全球化帶來的挑戰(zhàn)國際合作機制WHO和CDC網絡全球疾病負擔發(fā)展中國家受影響嚴重病原體研究的倫理問題雙重用途研究潛在安全風險研究限制與管理生物安全與生物安保實驗室泄漏防范病原樣本管理倫理審查制度研究方案評估國際規(guī)范遵循新技術在病原學研究中的應用先進技術正在徹底改變病原體研究方法，從分子檢測到疫苗開發(fā)，打開了全新研究路徑病原體與氣候變化媒介傳播疾病的變化蚊蟲分布區(qū)域擴大新發(fā)病原體的出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境改變促進宿主跨越適應性對策疾病監(jiān)測與防控增強病原體的經濟學研究$95B疾病經濟負擔全球年度損失8:1成本效益分析疫苗接種投資回報比15%衛(wèi)生經濟學模型GDP受重大疫情影響病原體研究與精準醫(yī)療個體化治療策略基于病原體基因型靶向治療方案藥物敏感性預測基因標記物分析快速耐藥性檢測宿主因素分析遺傳背景影響免疫狀態(tài)評估病原體與免疫衰老年齡相關免疫變化免疫細胞功能下降慢性感染的影響CMV持續(xù)感染加速免疫衰老老年人疫苗策略高劑量和佐劑增強病原體與微生物組工程合成微生物組人工設計微生物群落定向進化篩選有益菌株生態(tài)系統(tǒng)重建恢復健康微生物環(huán)境病原體研究的前沿技術光遺傳學光控基因表達單分子成像實時觀察分子過程納米孔測序長讀長實時測序