《病原学研究》课件

病原学研究揭示微观世界的奥秘探索病原体与人类健康的关系课程概述课程目标掌握病原学基础知识主要内容病原体分类与特性研究学习方法理论结合实验实践什么是病原学？定义研究致病微生物的学科研究对象病毒、细菌、真菌、寄生虫学科意义预防控制传染病的基础病原学的发展历史1古代病原学瘟疫理论与经验观察2现代病原学的诞生巴斯德和科赫的微生物学贡献321世纪的发展分子生物学与高通量技术应用病原体的分类病毒非细胞结构细菌原核生物真菌真核微生物寄生虫多细胞生物病毒学基础病毒的结构核酸与蛋白质外壳有包膜与无包膜病毒的复制周期吸附、穿透、合成、组装、释放病毒的分类DNA病毒与RNA病毒正链与负链RNA病毒重要病毒家族流感病毒分为A、B、C三型易发生抗原变异冠状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逆转录病毒攻击免疫系统细菌学基础细菌的结构细胞壁、细胞膜、核质体细菌的生长繁殖二分裂方式指数增长特点细菌的分类形态学分类革兰染色分类重要细菌病原体结核分枝杆菌抗酸染色阳性肺炎链球菌兰索氏染色显示荚膜大肠杆菌肠道条件致病菌金黄色葡萄球菌产生多种毒素真菌学基础真菌的特征真核细胞真菌的生活史有性生殖和无性生殖3真菌的分类酵母菌和丝状真菌常见病原真菌主要致病真菌的显微形态特征不同病原真菌具有独特的形态学特征，是实验室鉴定的重要依据寄生虫学基础寄生虫的特征依赖宿主生存寄生虫的生活史复杂发育周期寄生虫的分类原虫、蠕虫、节肢动物重要寄生虫病原体疟原虫通过蚊子传播血吸虫水体中感染蛔虫通过食物传播病原体的传播途径空气传播飞沫和气溶胶接触传播直接接触和间接接触食物和水传播消化道感染媒介传播蚊虫和其他节肢动物病原体与宿主的相互作用感染过程病原体入侵与定植宿主防御机制先天和适应性免疫病原体逃避机制抗原变异与免疫抑制病原体的致病机制毒力因子细胞毒素内毒素外毒素侵袭因子粘附素侵入素酶类毒素产生AB毒素细胞膜溶解毒素超抗原病原体的基因组学研究1全基因组测序技术第二代和第三代测序2比较基因组学进化关系和基因水平转移3功能基因组学基因功能和调控网络病原体的进化与适应基因突变随机变异产生新特性自然选择环境压力筛选适应性状宿主跨越从动物传播至人类新发和再发传染病定义和特点新出现或重新流行的传染病全球化加速传播影响因素气候变化人口迁移森林砍伐典型案例分析埃博拉病毒新型冠状病毒寨卡病毒人畜共患病概念人与动物共同传染的疾病重要人畜共患病原体狂犬病毒禽流感病毒布鲁氏菌预防和控制策略动物疫苗接种人畜接触管理病原体检测技术培养法传统金标准免疫学方法抗原抗体反应分子生物学方法核酸检测技术病原体快速诊断技术即时检测（POCT）现场快速结果多重PCR技术同时检测多种病原基因芯片技术高通量筛查病原体的分子分型MLST分型多位点序列分型家族遗传关系PFGE分型脉冲场凝胶电泳DNA指纹图谱全基因组SNP分型单核苷酸多态性高分辨率溯源病原微生物实验室生物安全生物安全等级P1-P4实验室分级个人防护防护服和呼吸保护实验室设施要求负压系统和高效过滤抗生素与病原体耐药性抗生素作用机制细胞壁合成抑制耐药性产生机制酶失活和靶点变异多重耐药菌问题超级细菌威胁全球疫苗学基础疫苗类型灭活疫苗减毒活疫苗亚单位疫苗疫苗开发流程基础研究临床前评估临床试验疫苗效果评估抗体滴度检测保护率计算安全性监测新型疫苗技术mRNA疫苗利用信使RNA传递抗原信息病毒载体疫苗使用无害病毒携带抗原基因重组蛋白疫苗体外生产纯化的抗原蛋白病原体的免疫逃逸机制抗原变异表面蛋白结构改变免疫抑制干扰素信号通路阻断分子拟态模拟宿主分子结构病原体与慢性疾病幽门螺杆菌与胃癌慢性胃炎到胃癌进展细菌毒力因子作用HPV与宫颈癌高危型HPV持续感染E6/E7蛋白致癌作用EBV与鼻咽癌潜伏感染与癌变区域性分布特点肠道微生物组与健康肠道菌群组成细菌、真菌、病毒的生态系统微生物组与免疫调节免疫系统发育与功能微生物组与代谢疾病肠道菌群失调与肥胖病原体与自身免疫疾病分子模拟理论病原抗原与自身抗原相似引发交叉反应超抗原活化非特异性T细胞活化免疫紊乱表观遗传调控感染引起DNA甲基化改变基因表达异常病原体与神经系统疾病病毒性脑炎急性中枢神经系统感染朊病毒疾病蛋白质错误折叠传播神经退行性疾病与感染微生物与阿尔茨海默病关联病原体与癌症致癌病原体的作用机制病原体可通过多种机制导致细胞癌变，包括直接整合到宿主基因组、产生致癌蛋白和诱导慢性炎症病原体基因工程基因敲除技术特定基因功能研究CRISPR-Cas9应用精确基因编辑合成生物学方法人工设计病原体病原体组学研究转录组学基因表达谱分析蛋白组学蛋白质表达与修饰代谢组学代谢物网络分析病原体与药物开发抗病毒药物病毒复制周期靶点新型抗生素细菌特异性靶点生物制剂单克隆抗体治疗病原体的系统生物学研究网络生物学病原体调控网络基因互作网络宿主-病原体相互作用网络蛋白互作图谱信号通路干预系统级疾病模型多层次数据整合疾病发生机制模拟计算病原学生物信息学工具基因组分析软件机器学习在病原学中的应用疾病流行预测大数据分析全球监测数据整合病原体的单细胞研究单细胞测序技术个体细胞转录组分析高分辨率基因表达病原体异质性亚群体差异性功能多样性持留感染机制休眠菌群特征抗药性差异病原体的结构生物学研究X射线晶体学蛋白质精细结构冷冻电镜技术大分子复合物结构原子力显微镜应用单分子实时观察病原体与免疫治疗CAR-T细胞疗法靶向病毒感染细胞慢性感染清除免疫检查点抑制剂增强T细胞抗感染能力治疗顽固性感染治疗性疫苗已感染者免疫调节慢性感染控制病原体的体外模型研究细胞培养模型单层细胞感染实验类器官培养三维组织结构模拟微流控芯片技术动态环境模拟病原体的动物模型研究小鼠模型常用实验动物灵长类模型与人类相似度高人源化动物模型携带人类基因的转基因动物3病原体与宿主表观遗传学DNA甲基化感染引起甲基化谱变化组蛋白修饰乙酰化与甲基化改变非编码RNA调控miRNA和lncRNA表达变化病原体的纳米技术应用10nm纳米诊断超敏检测限50x纳米递送系统靶向递送效率提升99%纳米疫苗抗原展示增强病原体与微生物组调控益生菌竞争性抑制病原体粪菌移植重建肠道菌群平衡微生物组疫苗预防菌群失衡病原体的环境监测水体监测饮用水安全评估污水流行病学水源病原体筛查空气监测气溶胶采样分析空气质量评估室内环境检测土壤监测农田病原体筛查土壤微生物组分析环境污染评估病原体的分子流行病学案例数死亡率%某地区近期呼吸道病毒感染流行病学监测数据对比，显示不同病原体的流行规模和严重程度差异病原体与全球卫生跨境传播全球化带来的挑战国际合作机制WHO和CDC网络全球疾病负担发展中国家受影响严重病原体研究的伦理问题双重用途研究潜在安全风险研究限制与管理生物安全与生物安保实验室泄漏防范病原样本管理伦理审查制度研究方案评估国际规范遵循新技术在病原学研究中的应用先进技术正在彻底改变病原体研究方法，从分子检测到疫苗开发，打开了全新研究路径病原体与气候变化媒介传播疾病的变化蚊虫分布区域扩大新发病原体的出现生态环境改变促进宿主跨越适应性对策疾病监测与防控增强病原体的经济学研究$95B疾病经济负担全球年度损失8:1成本效益分析疫苗接种投资回报比15%卫生经济学模型GDP受重大疫情影响病原体研究与精准医疗个体化治疗策略基于病原体基因型靶向治疗方案药物敏感性预测基因标记物分析快速耐药性检测宿主因素分析遗传背景影响免疫状态评估病原体与免疫衰老年龄相关免疫变化免疫细胞功能下降慢性感染的影响CMV持续感染加速免疫衰老老年人疫苗策略高剂量和佐剂增强病原体与微生物组工程合成微生物组人工设计微生物群落定向进化筛选有益菌株生态系统重建恢复健康微生物环境病原体研究的前沿技术光遗传学光控基因表达单分子成像实时观察分子过程纳米孔测序长读长实时测序