《病原体与宿主》课件

病原体与宿主探索微生物世界与人体相互作用的奥秘课程概述课程目标掌握病原体与宿主互动的基本原理主要内容病原体类型、宿主防御、互作机制学习要点什么是病原体？定义能引起宿主疾病的微生物或生物体主要类型细菌、病毒、真菌、寄生虫等特征病原体的种类细菌单细胞原核生物病毒非细胞型病原体真菌单细胞或多细胞真核生物寄生虫各种寄生性生物体细菌概述结构特征单细胞、无核膜、有细胞壁具有细胞质和核区繁殖方式二分裂法快速繁殖世代时间短生存条件适宜温度、pH值和氧气环境部分能形成芽孢常见致病细菌金黄色葡萄球菌皮肤感染、食物中毒大肠杆菌肠道感染、尿路感染肺炎链球菌肺炎、中耳炎、脑膜炎病毒概述结构特征非细胞形态核酸与蛋白质外壳有些具有包膜复制过程吸附、穿透、脱壳合成、装配、释放宿主依赖性专性细胞内寄生利用宿主合成系统常见病毒类型流感病毒呼吸道传播，引起流感冠状病毒引起呼吸道疾病艾滋病毒攻击免疫系统真菌概述1结构特征真核细胞，有细胞壁生长条件温暖潮湿环境，有机物营养致病机制产生毒素，引起过敏，侵入组织常见致病真菌80%白色念珠菌引起口腔、生殖器感染10+皮肤癣菌引起各类皮肤癣病90%肺孢子菌引起免疫缺陷患者肺炎寄生虫概述定义依赖其他生物生存的有机体分类原虫、蠕虫、节肢动物生活史复杂发育周期，多种宿主常见寄生虫蛔虫：肠道寄生，常见于儿童疟原虫：经蚊子传播，引起疟疾血吸虫：引起血吸虫病，危害肝脏什么是宿主？定义为病原体提供生存环境的生物体类型终宿主、中间宿主等多种类型重要性影响病原体传播与疾病发展宿主的类型终宿主病原体在其中完成性成熟阶段中间宿主病原体在其中完成幼虫阶段储存宿主携带病原体但自身无症状死端宿主感染后不能传播病原体宿主特异性高度特异性中等特异性低特异性概念：病原体只能感染特定宿主物种影响因素：受体识别、生理环境、免疫系统病原体与宿主的相互作用侵入病原体突破宿主屏障防御宿主启动免疫应答适应病原体调整适应宿主环境平衡达到共存或致病状态感染的过程侵入突破宿主物理屏障定植附着并适应局部环境增殖利用宿主资源快速繁殖扩散扩散至全身或其他组织病原体的侵入途径呼吸道吸入带病原体的飞沫或气溶胶消化道摄入被污染的食物或水皮肤和粘膜通过伤口或直接接触血液通过昆虫叮咬或医疗操作病原体的传播方式直接传播接触、飞沫、性行为等间接传播食物、水源、媒介生物等垂直传播从母体到胎儿或新生儿宿主的防御机制免疫系统特异性识别并消灭病原体化学屏障胃酸、酶、抗菌肽等物理屏障完整皮肤和粘膜先天性免疫概念生来就有的非特异性防御系统组成部分中性粒细胞巨噬细胞补体系统炎症反应作用机制识别模式分子，迅速反应获得性免疫概念接触抗原后产生的特异性防御具有免疫记忆体液免疫B细胞产生特异性抗体中和病原体及其毒素细胞免疫T细胞直接杀伤感染细胞调节免疫反应免疫细胞类型T细胞：细胞免疫主力，多种亚型B细胞：产生抗体，介导体液免疫巨噬细胞：吞噬、抗原呈递自然杀伤细胞：直接杀伤异常细胞抗体的作用中和结合并阻断病原体活性凝集将病原体凝集成团补体激活启动补体系统攻击促进吞噬标记病原体供吞噬细胞识别病原体的免疫逃避机制抗原变异改变表面抗原逃避识别免疫抑制干扰宿主免疫反应分子拟态模仿宿主分子逃避攻击病原体的毒力因子内毒素细菌细胞壁释放的毒性物质外毒素细菌分泌的蛋白质毒素侵袭酶分解宿主组织的酶类细菌的毒力因子细胞壁成分激活补体和炎症反应荚膜抵抗吞噬，增强附着力鞭毛提供运动能力，增强侵袭性病毒的毒力因子包膜蛋白识别宿主受体，介导病毒入侵病毒酶辅助病毒复制，破坏宿主功能基因组编码毒性蛋白，劫持宿主细胞寄生虫的毒力因子1钩和吸盘物理附着宿主组织2代谢产物释放毒素损伤宿主细胞3抗原变异改变表面抗原逃避免疫系统宿主因素对感染的影响环境因素对感染的影响温度影响病原体存活率季节性传染病流行湿度影响病原体存活时间呼吸道病毒在干燥环境易传播人口密度密集环境促进传播城市比农村感染率高卫生条件清洁饮水减少肠道传染病医疗废物处理减少传播病原体的检测方法培养在特定培养基上培养病原体2显微镜检查直接观察病原体形态血清学检测检测特异性抗体或抗原分子生物学技术PCR检测病原体核酸感染的诊断临床症状发热、炎症、特异症状实验室检查病原体检测，血常规，炎症指标影像学检查X光，CT，超声定位病灶传染病的预防疫苗接种建立特异性免疫保护卫生习惯洗手、口罩、食品安全环境卫生消毒、通风、废物处理疫苗的类型灭活疫苗失去活性的完整病原体减毒活疫苗降低毒力的活病原体mRNA疫苗编码病原体抗原的信使RNA抗生素治疗作用机制抑制细胞壁、蛋白质或核酸合成分类青霉素类、头孢类、大环内酯类等耐药性问题过度使用导致耐药菌株出现抗病毒药物作用机制阻断病毒吸附、复制或释放常见药物阿昔洛韦、奥司他韦、利托那韦局限性特异性强，耐药性发展快抗寄生虫药物90%作用机制干扰代谢或神经功能50+常见药物甲硝唑、青蒿素、伊维菌素3-7天使用注意事项剂量精确，疗程完整新发传染病定义近期出现或再次流行的传染病产生原因病原体变异生态环境改变全球化旅行抗生素滥用挑战诊断困难，缺乏特效药物人畜共患病概念在人类和动物间传播的疾病常见病例狂犬病、禽流感、布鲁氏菌病预防措施避免接触野生动物，食品安全病原体的进化突变基因组发生随机变化1自然选择有利变异被保留适应性进化适应宿主和环境变化宿主的进化适应免疫基因多态性MHC基因多样性增强识别病原体能力共进化现象宿主与病原体同步进化相互施加选择压力抗性机制红细胞突变抵抗疟疾CCR5突变抵抗HIV病原体的基因组学研究1全基因组测序解读病原体完整遗传信息比较基因组学不同菌株间基因组对比功能基因组学研究基因功能与表达调控宿主-病原体互作组学系统生物学整合多组学数据综合分析2代谢组学代谢物变化图谱研究3蛋白质组学蛋白表达与互作研究转录组学基因表达全谱分析病原体的生物信息学分析1序列分析基因注释，功能预测2结构预测蛋白质结构模拟分析3进化分析系统发育树构建，溯源病原体数据库病原微生物基因组数据库：收集细菌全基因组数据病毒数据库：病毒序列与结构信息寄生虫数据库：寄生虫基因组与流行病学数据病原体与宿主研究的新技术单细胞测序研究个体细胞差异CRISPR基因编辑精确改变基因功能生物芯片技术高通量筛选与检测病原体与宿主相互作用的数学模型时间(天)易感人群感染人群康复人群病原体与癌症致癌病原体相关癌症人乳头瘤病毒宫颈癌乙型肝炎病毒肝癌幽门螺杆菌胃癌病原体与自身免疫疾病分子拟态病原体抗原与宿主分子相似超抗原激活大量T细胞，引起炎症风暴慢性感染持续刺激免疫系统导致失调共生微生物与健康肠道菌群参与消化、免疫调节1皮肤菌群抵抗病原菌，维持酸碱平衡益生菌调节肠道微生态平衡3病原体与药物开发靶点发现识别病原体特异结构或功能高通量筛选筛选大量化合物寻找活性物质结构生物学基于结构设计精准药物病原体与生物武器历史炭疽杆菌信件731部队生物战国际公约《禁止生物武器公约》限制高致病性微生物研究生物安全BSL-4实验室双用途研究管控全球传染病监测监测网络WHO全球预警响应系统数据共享跨国数据平台合作预警系统AI预测与早期预警病原体与宿主研究的伦理问题实验安全功能获得性研究争议数据隐私患者基因组与临床数据保护利益冲突商业利益与公共健康平衡病原体与宿主研究的未来趋势1精准医疗根据个体差异定制治疗方案免疫治疗增强宿主自身免疫力对抗病原体3合成生物学设计新型疫苗与治疗方法病原体与宿主研究的应用疾病预防疫苗开发，早期诊断新药开发抗生素，抗病毒药物生物防治农业害虫控制，环境修复课程总结学习心得分享微观世界宏