《病原學(xué)研究》課件

病原學(xué)研究揭示微觀世界的奧秘探索病原體與人類健康的關(guān)系課程概述課程目標(biāo)掌握病原學(xué)基礎(chǔ)知識主要內(nèi)容病原體分類與特性研究學(xué)習(xí)方法理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)實(shí)踐什么是病原學(xué)？定義研究致病微生物的學(xué)科研究對象病毒、細(xì)菌、真菌、寄生蟲學(xué)科意義預(yù)防控制傳染病的基礎(chǔ)病原學(xué)的發(fā)展歷史1古代病原學(xué)瘟疫理論與經(jīng)驗(yàn)觀察2現(xiàn)代病原學(xué)的誕生巴斯德和科赫的微生物學(xué)貢獻(xiàn)321世紀(jì)的發(fā)展分子生物學(xué)與高通量技術(shù)應(yīng)用病原體的分類病毒非細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)菌原核生物真菌真核微生物寄生蟲多細(xì)胞生物病毒學(xué)基礎(chǔ)病毒的結(jié)構(gòu)核酸與蛋白質(zhì)外殼有包膜與無包膜病毒的復(fù)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(fù)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(zhuǎn)錄病毒攻擊免疫系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)基礎(chǔ)細(xì)菌的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、核質(zhì)體細(xì)菌的生長繁殖二分裂方式指數(shù)增長特點(diǎn)細(xì)菌的分類形態(tài)學(xué)分類革蘭染色分類重要細(xì)菌病原體結(jié)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(chǎn)生多種毒素真菌學(xué)基礎(chǔ)真菌的特征真核細(xì)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(dú)特的形態(tài)學(xué)特征，是實(shí)驗(yàn)室鑒定的重要依據(jù)寄生蟲學(xué)基礎(chǔ)寄生蟲的特征依賴宿主生存寄生蟲的生活史復(fù)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(jī)制先天和適應(yīng)性免疫病原體逃避機(jī)制抗原變異與免疫抑制病原體的致病機(jī)制毒力因子細(xì)胞毒素內(nèi)毒素外毒素侵襲因子粘附素侵入素酶類毒素產(chǎn)生AB毒素細(xì)胞膜溶解毒素超抗原病原體的基因組學(xué)研究1全基因組測序技術(shù)第二代和第三代測序2比較基因組學(xué)進(jìn)化關(guān)系和基因水平轉(zhuǎn)移3功能基因組學(xué)基因功能和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)病原體的進(jìn)化與適應(yīng)基因突變隨機(jī)變異產(chǎn)生新特性自然選擇環(huán)境壓力篩選適應(yīng)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(diǎn)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(yù)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(shù)培養(yǎng)法傳統(tǒng)金標(biāo)準(zhǔn)免疫學(xué)方法抗原抗體反應(yīng)分子生物學(xué)方法核酸檢測技術(shù)病原體快速診斷技術(shù)即時檢測（POCT）現(xiàn)場快速結(jié)果多重PCR技術(shù)同時檢測多種病原基因芯片技術(shù)高通量篩查病原體的分子分型MLST分型多位點(diǎn)序列分型家族遺傳關(guān)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(shí)驗(yàn)室生物安全生物安全等級P1-P4實(shí)驗(yàn)室分級個人防護(hù)防護(hù)服和呼吸保護(hù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)施要求負(fù)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(jī)制細(xì)胞壁合成抑制耐藥性產(chǎn)生機(jī)制酶失活和靶點(diǎn)變異多重耐藥菌問題超級細(xì)菌威脅全球疫苗學(xué)基礎(chǔ)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(chǔ)研究臨床前評估臨床試驗(yàn)疫苗效果評估抗體滴度檢測保護(hù)率計算安全性監(jiān)測新型疫苗技術(shù)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(chǎn)純化的抗原蛋白病原體的免疫逃逸機(jī)制抗原變異表面蛋白結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)病原體與慢性疾病幽門螺桿菌與胃癌慢性胃炎到胃癌進(jìn)展細(xì)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(diǎn)腸道微生物組與健康腸道菌群組成細(xì)菌、真菌、病毒的生態(tài)系統(tǒng)微生物組與免疫調(diào)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(diào)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(yīng)超抗原活化非特異性T細(xì)胞活化免疫紊亂表觀遺傳調(diào)控感染引起DNA甲基化改變基因表達(dá)異常病原體與神經(jīng)系統(tǒng)疾病病毒性腦炎急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染朊病毒疾病蛋白質(zhì)錯誤折疊傳播神經(jīng)退行性疾病與感染微生物與阿爾茨海默病關(guān)聯(lián)病原體與癌癥致癌病原體的作用機(jī)制病原體可通過多種機(jī)制導(dǎo)致細(xì)胞癌變，包括直接整合到宿主基因組、產(chǎn)生致癌蛋白和誘導(dǎo)慢性炎癥病原體基因工程基因敲除技術(shù)特定基因功能研究CRISPR-Cas9應(yīng)用精確基因編輯合成生物學(xué)方法人工設(shè)計病原體病原體組學(xué)研究轉(zhuǎn)錄組學(xué)基因表達(dá)譜分析蛋白組學(xué)蛋白質(zhì)表達(dá)與修飾代謝組學(xué)代謝物網(wǎng)絡(luò)分析病原體與藥物開發(fā)抗病毒藥物病毒復(fù)制周期靶點(diǎn)新型抗生素細(xì)菌特異性靶點(diǎn)生物制劑單克隆抗體治療病原體的系統(tǒng)生物學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)病原體調(diào)控網(wǎng)絡(luò)基因互作網(wǎng)絡(luò)宿主-病原體相互作用網(wǎng)絡(luò)蛋白互作圖譜信號通路干預(yù)系統(tǒng)級疾病模型多層次數(shù)據(jù)整合疾病發(fā)生機(jī)制模擬計算病原學(xué)生物信息學(xué)工具基因組分析軟件機(jī)器學(xué)習(xí)在病原學(xué)中的應(yīng)用疾病流行預(yù)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(xì)胞研究單細(xì)胞測序技術(shù)個體細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析高分辨率基因表達(dá)病原體異質(zhì)性亞群體差異性功能多樣性持留感染機(jī)制休眠菌群特征抗藥性差異病原體的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究X射線晶體學(xué)蛋白質(zhì)精細(xì)結(jié)構(gòu)冷凍電鏡技術(shù)大分子復(fù)合物結(jié)構(gòu)原子力顯微鏡應(yīng)用單分子實(shí)時觀察病原體與免疫治療CAR-T細(xì)胞療法靶向病毒感染細(xì)胞慢性感染清除免疫檢查點(diǎn)抑制劑增強(qiáng)T細(xì)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(diào)節(jié)慢性感染控制病原體的體外模型研究細(xì)胞培養(yǎng)模型單層細(xì)胞感染實(shí)驗(yàn)類器官培養(yǎng)三維組織結(jié)構(gòu)模擬微流控芯片技術(shù)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(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)基因動物3病原體與宿主表觀遺傳學(xué)DNA甲基化感染引起甲基化譜變化組蛋白修飾乙酰化與甲基化改變非編碼RNA調(diào)控miRNA和lncRNA表達(dá)變化病原體的納米技術(shù)應(yīng)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(qiáng)病原體與微生物組調(diào)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(yù)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(xué)水源病原體篩查空氣監(jiān)測氣溶膠采樣分析空氣質(zhì)量評估室內(nèi)環(huán)境檢測土壤監(jiān)測農(nóng)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(xué)案例數(shù)死亡率%某地區(qū)近期呼吸道病毒感染流行病學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，顯示不同病原體的流行規(guī)模和嚴(yán)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(jī)制WHO和CDC網(wǎng)絡(luò)全球疾病負(fù)擔(dān)發(fā)展中國家受影響嚴(yán)重病原體研究的倫理問題雙重用途研究潛在安全風(fēng)險研究限制與管理生物安全與生物安保實(shí)驗(yàn)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(shù)在病原學(xué)研究中的應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)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(kuò)大新發(fā)病原體的出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境改變促進(jìn)宿主跨越適應(yīng)性對策疾病監(jiān)測與防控增強(qiáng)病原體的經(jīng)濟(jì)學(xué)研究$95B疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)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(jīng)濟(jì)學(xué)模型GDP受重大疫情影響病原體研究與精準(zhǔn)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(yù)測基因標(biāo)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(guān)免疫變化免疫細(xì)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(qiáng)病原體與微生物組工程合成微生物組人工設(shè)計微生物群落定向進(jìn)化篩選有益菌株生態(tài)系統(tǒng)重建恢復(fù)健康微生物環(huán)境病原體研究的前沿技術(shù)光遺傳學(xué)光控基因表達(dá)單分子成像實(shí)時觀察分子過程納米孔測序長讀長實(shí)時測序