《病原體與宿主》課件

病原體與宿主探索微生物世界與人體相互作用的奧秘課程概述課程目標(biāo)掌握病原體與宿主互動(dòng)的基本原理主要內(nèi)容病原體類型、宿主防御、互作機(jī)制學(xué)習(xí)要點(diǎn)什么是病原體？定義能引起宿主疾病的微生物或生物體主要類型細(xì)菌、病毒、真菌、寄生蟲(chóng)等特征病原體的種類細(xì)菌單細(xì)胞原核生物病毒非細(xì)胞型病原體真菌單細(xì)胞或多細(xì)胞真核生物寄生蟲(chóng)各種寄生性生物體細(xì)菌概述結(jié)構(gòu)特征單細(xì)胞、無(wú)核膜、有細(xì)胞壁具有細(xì)胞質(zhì)和核區(qū)繁殖方式二分裂法快速繁殖世代時(shí)間短生存條件適宜溫度、pH值和氧氣環(huán)境部分能形成芽孢常見(jiàn)致病細(xì)菌金黃色葡萄球菌皮膚感染、食物中毒大腸桿菌腸道感染、尿路感染肺炎鏈球菌肺炎、中耳炎、腦膜炎病毒概述結(jié)構(gòu)特征非細(xì)胞形態(tài)核酸與蛋白質(zhì)外殼有些具有包膜復(fù)制過(guò)程吸附、穿透、脫殼合成、裝配、釋放宿主依賴性專性細(xì)胞內(nèi)寄生利用宿主合成系統(tǒng)常見(jiàn)病毒類型流感病毒呼吸道傳播，引起流感冠狀病毒引起呼吸道疾病艾滋病毒攻擊免疫系統(tǒng)真菌概述1結(jié)構(gòu)特征真核細(xì)胞，有細(xì)胞壁生長(zhǎng)條件溫暖潮濕環(huán)境，有機(jī)物營(yíng)養(yǎng)致病機(jī)制產(chǎn)生毒素，引起過(guò)敏，侵入組織常見(jiàn)致病真菌80%白色念珠菌引起口腔、生殖器感染10+皮膚癬菌引起各類皮膚癬病90%肺孢子菌引起免疫缺陷患者肺炎寄生蟲(chóng)概述定義依賴其他生物生存的有機(jī)體分類原蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)、節(jié)肢動(dòng)物生活史復(fù)雜發(fā)育周期，多種宿主常見(jiàn)寄生蟲(chóng)蛔蟲(chóng)：腸道寄生，常見(jiàn)于兒童瘧原蟲(chóng)：經(jīng)蚊子傳播，引起瘧疾血吸蟲(chóng)：引起血吸蟲(chóng)病，危害肝臟什么是宿主？定義為病原體提供生存環(huán)境的生物體類型終宿主、中間宿主等多種類型重要性影響病原體傳播與疾病發(fā)展宿主的類型終宿主病原體在其中完成性成熟階段中間宿主病原體在其中完成幼蟲(chóng)階段儲(chǔ)存宿主攜帶病原體但自身無(wú)癥狀死端宿主感染后不能傳播病原體宿主特異性高度特異性中等特異性低特異性概念：病原體只能感染特定宿主物種影響因素：受體識(shí)別、生理環(huán)境、免疫系統(tǒng)病原體與宿主的相互作用侵入病原體突破宿主屏障防御宿主啟動(dòng)免疫應(yīng)答適應(yīng)病原體調(diào)整適應(yīng)宿主環(huán)境平衡達(dá)到共存或致病狀態(tài)感染的過(guò)程侵入突破宿主物理屏障定植附著并適應(yīng)局部環(huán)境增殖利用宿主資源快速繁殖擴(kuò)散擴(kuò)散至全身或其他組織病原體的侵入途徑呼吸道吸入帶病原體的飛沫或氣溶膠消化道攝入被污染的食物或水皮膚和粘膜通過(guò)傷口或直接接觸血液通過(guò)昆蟲(chóng)叮咬或醫(yī)療操作病原體的傳播方式直接傳播接觸、飛沫、性行為等間接傳播食物、水源、媒介生物等垂直傳播從母體到胎兒或新生兒宿主的防御機(jī)制免疫系統(tǒng)特異性識(shí)別并消滅病原體化學(xué)屏障胃酸、酶、抗菌肽等物理屏障完整皮膚和粘膜先天性免疫概念生來(lái)就有的非特異性防御系統(tǒng)組成部分中性粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞補(bǔ)體系統(tǒng)炎癥反應(yīng)作用機(jī)制識(shí)別模式分子，迅速反應(yīng)獲得性免疫概念接觸抗原后產(chǎn)生的特異性防御具有免疫記憶體液免疫B細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體中和病原體及其毒素細(xì)胞免疫T細(xì)胞直接殺傷感染細(xì)胞調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)免疫細(xì)胞類型T細(xì)胞：細(xì)胞免疫主力，多種亞型B細(xì)胞：產(chǎn)生抗體，介導(dǎo)體液免疫巨噬細(xì)胞：吞噬、抗原呈遞自然殺傷細(xì)胞：直接殺傷異常細(xì)胞抗體的作用中和結(jié)合并阻斷病原體活性凝集將病原體凝集成團(tuán)補(bǔ)體激活啟動(dòng)補(bǔ)體系統(tǒng)攻擊促進(jìn)吞噬標(biāo)記病原體供吞噬細(xì)胞識(shí)別病原體的免疫逃避機(jī)制抗原變異改變表面抗原逃避識(shí)別免疫抑制干擾宿主免疫反應(yīng)分子擬態(tài)模仿宿主分子逃避攻擊病原體的毒力因子內(nèi)毒素細(xì)菌細(xì)胞壁釋放的毒性物質(zhì)外毒素細(xì)菌分泌的蛋白質(zhì)毒素侵襲酶分解宿主組織的酶類細(xì)菌的毒力因子細(xì)胞壁成分激活補(bǔ)體和炎癥反應(yīng)莢膜抵抗吞噬，增強(qiáng)附著力鞭毛提供運(yùn)動(dòng)能力，增強(qiáng)侵襲性病毒的毒力因子包膜蛋白識(shí)別宿主受體，介導(dǎo)病毒入侵病毒酶輔助病毒復(fù)制，破壞宿主功能基因組編碼毒性蛋白，劫持宿主細(xì)胞寄生蟲(chóng)的毒力因子1鉤和吸盤物理附著宿主組織2代謝產(chǎn)物釋放毒素?fù)p傷宿主細(xì)胞3抗原變異改變表面抗原逃避免疫系統(tǒng)宿主因素對(duì)感染的影響環(huán)境因素對(duì)感染的影響溫度影響病原體存活率季節(jié)性傳染病流行濕度影響病原體存活時(shí)間呼吸道病毒在干燥環(huán)境易傳播人口密度密集環(huán)境促進(jìn)傳播城市比農(nóng)村感染率高衛(wèi)生條件清潔飲水減少腸道傳染病醫(yī)療廢物處理減少傳播病原體的檢測(cè)方法培養(yǎng)在特定培養(yǎng)基上培養(yǎng)病原體2顯微鏡檢查直接觀察病原體形態(tài)血清學(xué)檢測(cè)檢測(cè)特異性抗體或抗原分子生物學(xué)技術(shù)PCR檢測(cè)病原體核酸感染的診斷臨床癥狀發(fā)熱、炎癥、特異癥狀實(shí)驗(yàn)室檢查病原體檢測(cè)，血常規(guī)，炎癥指標(biāo)影像學(xué)檢查X光，CT，超聲定位病灶傳染病的預(yù)防疫苗接種建立特異性免疫保護(hù)衛(wèi)生習(xí)慣洗手、口罩、食品安全環(huán)境衛(wèi)生消毒、通風(fēng)、廢物處理疫苗的類型滅活疫苗失去活性的完整病原體減毒活疫苗降低毒力的活病原體mRNA疫苗編碼病原體抗原的信使RNA抗生素治療作用機(jī)制抑制細(xì)胞壁、蛋白質(zhì)或核酸合成分類青霉素類、頭孢類、大環(huán)內(nèi)酯類等耐藥性問(wèn)題過(guò)度使用導(dǎo)致耐藥菌株出現(xiàn)抗病毒藥物作用機(jī)制阻斷病毒吸附、復(fù)制或釋放常見(jiàn)藥物阿昔洛韋、奧司他韋、利托那韋局限性特異性強(qiáng)，耐藥性發(fā)展快抗寄生蟲(chóng)藥物90%作用機(jī)制干擾代謝或神經(jīng)功能50+常見(jiàn)藥物甲硝唑、青蒿素、伊維菌素3-7天使用注意事項(xiàng)劑量精確，療程完整新發(fā)傳染病定義近期出現(xiàn)或再次流行的傳染病產(chǎn)生原因病原體變異生態(tài)環(huán)境改變?nèi)蚧眯锌股貫E用挑戰(zhàn)診斷困難，缺乏特效藥物人畜共患病概念在人類和動(dòng)物間傳播的疾病常見(jiàn)病例狂犬病、禽流感、布魯氏菌病預(yù)防措施避免接觸野生動(dòng)物，食品安全病原體的進(jìn)化突變基因組發(fā)生隨機(jī)變化1自然選擇有利變異被保留適應(yīng)性進(jìn)化適應(yīng)宿主和環(huán)境變化宿主的進(jìn)化適應(yīng)免疫基因多態(tài)性MHC基因多樣性增強(qiáng)識(shí)別病原體能力共進(jìn)化現(xiàn)象宿主與病原體同步進(jìn)化相互施加選擇壓力抗性機(jī)制紅細(xì)胞突變抵抗瘧疾CCR5突變抵抗HIV病原體的基因組學(xué)研究1全基因組測(cè)序解讀病原體完整遺傳信息比較基因組學(xué)不同菌株間基因組對(duì)比功能基因組學(xué)研究基因功能與表達(dá)調(diào)控宿主-病原體互作組學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)整合多組學(xué)數(shù)據(jù)綜合分析2代謝組學(xué)代謝物變化圖譜研究3蛋白質(zhì)組學(xué)蛋白表達(dá)與互作研究轉(zhuǎn)錄組學(xué)基因表達(dá)全譜分析病原體的生物信息學(xué)分析1序列分析基因注釋，功能預(yù)測(cè)2結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模擬分析3進(jìn)化分析系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)構(gòu)建，溯源病原體數(shù)據(jù)庫(kù)病原微生物基因組數(shù)據(jù)庫(kù)：收集細(xì)菌全基因組數(shù)據(jù)病毒數(shù)據(jù)庫(kù)：病毒序列與結(jié)構(gòu)信息寄生蟲(chóng)數(shù)據(jù)庫(kù)：寄生蟲(chóng)基因組與流行病學(xué)數(shù)據(jù)病原體與宿主研究的新技術(shù)單細(xì)胞測(cè)序研究個(gè)體細(xì)胞差異CRISPR基因編輯精確改變基因功能生物芯片技術(shù)高通量篩選與檢測(cè)病原體與宿主相互作用的數(shù)學(xué)模型時(shí)間(天)易感人群感染人群康復(fù)人群病原體與癌癥致癌病原體相關(guān)癌癥人乳頭瘤病毒宮頸癌乙型肝炎病毒肝癌幽門螺桿菌胃癌病原體與自身免疫疾病分子擬態(tài)病原體抗原與宿主分子相似超抗原激活大量T細(xì)胞，引起炎癥風(fēng)暴慢性感染持續(xù)刺激免疫系統(tǒng)導(dǎo)致失調(diào)共生微生物與健康腸道菌群參與消化、免疫調(diào)節(jié)1皮膚菌群抵抗病原菌，維持酸堿平衡益生菌調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡3病原體與藥物開(kāi)發(fā)靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)識(shí)別病原體特異結(jié)構(gòu)或功能高通量篩選篩選大量化合物尋找活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)生物學(xué)基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精準(zhǔn)藥物病原體與生物武器歷史炭疽桿菌信件731部隊(duì)生物戰(zhàn)國(guó)際公約《禁止生物武器公約》限制高致病性微生物研究生物安全BSL-4實(shí)驗(yàn)室雙用途研究管控全球傳染病監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)WHO全球預(yù)警響應(yīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享跨國(guó)數(shù)據(jù)平臺(tái)合作預(yù)警系統(tǒng)AI預(yù)測(cè)與早期預(yù)警病原體與宿主研究的倫理問(wèn)題實(shí)驗(yàn)安全功能獲得性研究爭(zhēng)議數(shù)據(jù)隱私患者基因組與臨床數(shù)據(jù)保護(hù)利益沖突商業(yè)利益與公共健康平衡病原體與宿主研究的未來(lái)趨勢(shì)1精準(zhǔn)醫(yī)療根據(jù)個(gè)體差異定制治療方案免疫治療增強(qiáng)宿主自身免疫力對(duì)抗病原體3合成生物學(xué)設(shè)計(jì)新型疫苗與治療方法病原體與宿主研究的應(yīng)用疾病預(yù)防疫苗開(kāi)發(fā)，早期診斷新藥開(kāi)發(fā)抗生素，抗病毒藥物生物防治農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)控制，環(huán)境修復(fù)課程總結(jié)學(xué)習(xí)心得分享微觀世界宏