《病原微生物免疫学》课件

病原微生物免疫学概述探索微生物与人体免疫系统间的复杂互动了解病原体如何引发疾病及免疫系统如何应对揭示人体与微生物世界的生存平衡战略课程目标和学习要求掌握基础理论微生物学与免疫学基本概念实验技能培养微生物分离鉴定和免疫检测临床应用能力感染性疾病的诊断治疗原则科研思维培养前沿研究问题分析能力病原微生物学的发展历史显微镜时代1列文虎克首次观察微生物巴斯德时代2证实微生物致病理论抗生素时代3弗莱明发现青霉素分子生物学时代4DNA技术揭示微生物本质微生物的分类和特征细菌病毒原核生物，无核膜非细胞结构，寄生性寄生虫真菌多细胞或单细胞真核生物真核生物，有细胞壁细菌的形态与结构细胞壁决定革兰染色特性，保护细胞核质含DNA，无核膜包围鞭毛与菌毛负责运动和附着荚膜抗吞噬作用，增强致病性细菌的生理特性营养需求碳源、氮源、无机盐、生长因子生长条件温度、pH值、氧气、渗透压代谢类型好氧型、厌氧型、兼性厌氧型繁殖方式二分裂，世代时间短细菌的遗传与变异突变自发突变或诱变剂引起基因改变转化裸露DNA片段被细菌摄取接合通过性菌毛传递DNA转导噬菌体介导基因转移病毒的基本特征超微小体20-300nm，需电镜观察单一核酸2仅含DNA或RNA非细胞结构无细胞器，无代谢系统专性寄生需活细胞内复制病毒的结构与分类结构类型核酸类型代表病毒螺旋型RNA流感病毒二十面体DNA腺病毒复合型DNA疱疹病毒包膜病毒RNA/DNA冠状病毒/疱疹病毒病毒的复制周期穿透吸附病毒核酸进入细胞病毒识别细胞受体合成核酸和蛋白质合成释放组装新病毒颗粒离开细胞病毒粒子形成真菌的基本特征真核结构具有细胞核和细胞器营养生长菌丝体或酵母型生长繁殖方式孢子和有性生殖生态作用腐生或寄生生活真菌的分类与生活史接合菌门子囊菌门担子菌门代表毛霉，根霉代表念珠菌，曲代表隐球菌，伞霉菌半知菌门代表皮肤癣菌寄生虫的基本特征生活特点分类在宿主体内或体表生活原虫单细胞真核生物依赖宿主获取营养蠕虫多细胞，有组织结构常有复杂生活史节肢动物体节化外骨骼寄生虫的生活史和传播终宿主1寄生虫进行有性繁殖中间宿主2寄生虫进行无性发育传播媒介3运送寄生虫到达新宿主侵入途径4经口、经皮、经胎盘等病原微生物的致病机制1侵袭因子使微生物突破宿主防御屏障2毒力因子内毒素、外毒素直接损伤组织3免疫损伤宿主免疫反应过度导致病理损伤4代谢干扰干扰宿主正常生理功能细菌感染的特点细菌感染特点产生毒素，形成脓肿，诱发炎症反应多敏感于抗生素治疗，可引起局部或全身感染病毒感染的特点呼吸道感染皮肤病变器官损伤流感、冠状病毒感染上皮细胞疱疹病毒引起水疱性损伤肝炎病毒导致肝细胞坏死真菌感染的特点寄生虫感染的特点慢性过程长期寄生，缓慢进展周期性与寄生虫生活史相关地区性与地理环境密切相关免疫逃避抗原变异逃避免疫攻击免疫系统概述物理屏障皮肤黏膜阻止微生物入侵先天免疫快速非特异性防御适应性免疫特异性识别抗原并记忆先天性免疫防御物理化学屏障吞噬细胞•皮肤完整性•中性粒细胞•胃酸和酶•巨噬细胞•泪液和唾液•树突状细胞补体系统•经典途径•替代途径•凝集素途径获得性免疫防御体液免疫细胞免疫B淋巴细胞产生抗体T淋巴细胞清除感染细胞针对细胞外病原体针对胞内病原体中和毒素和病毒识别MHC呈递的抗原细胞介导的免疫应答T细胞活化TTCR识别抗原肽-MHC复合物共刺激信号CD28与B7分子结合细胞分化TTh

1、Th

2、Th

17、Treg等亚群效应功能细胞毒作用与细胞因子分泌细胞介导的免疫应答B细胞协助T抗原识别获得CD4+T细胞信号BCR结合特异性抗原增殖分化形成胚中心反应记忆形成抗体产生产生长寿命记忆B细胞浆细胞分泌特异性抗体抗体的结构与功能结合抗原Fab区特异性识别中和病原体阻断病原体入侵细胞激活补体Fc区引发经典途径介导吞噬加强巨噬细胞清除效率补体系统激活途径•经典途径抗原抗体复合物•替代途径微生物表面直接激活•凝集素途径甘露糖结合蛋白膜攻击复合物C5b-9形成孔道溶解细胞炎症反应C3a、C5a介导趋化和脱颗粒吞噬增强C3b作为调理素促进吞噬细胞因子网络促炎细胞因子IL-

1、TNF-α、IL-6抗炎细胞因子IL-

10、TGF-β趋化因子CCL、CXCL家族生长因子IL-

2、IL-

7、GM-CSF超敏反应类型介导因素临床表现I型IgE抗体过敏性哮喘、荨麻疹II型IgG/IgM抗体溶血性贫血、重症肌无力III型免疫复合物血清病、系统性红斑狼疮IV型T细胞接触性皮炎、结核病自身免疫性疾病5%75%发病率女性比例全球人口患病比例女性患者明显多于男性100+疾病种类已知自身免疫病种类机体免疫系统错误攻击自身组织，多基因多因素致病免疫耐受与免疫调节中枢耐受外周耐受调节性细胞T胸腺中自身反应性无能状态，激活诱分泌IL-

10、TGF-T细胞清除导细胞死亡β抑制免疫耐受诱导免疫抑制剂和生物制剂治疗免疫缺陷原发性获得性遗传因素导致，如X连锁无丙种球蛋白HIV感染导致的艾滋病血症继发性医源性营养不良或代谢疾病引起免疫抑制剂或放化疗导致肿瘤免疫学免疫监视识别并清除变异细胞免疫逃逸肿瘤逃避免疫系统识别免疫治疗激活免疫系统对抗肿瘤移植免疫学排斥反应预防与治疗移植类型超急性预存抗体介导组织配型HLA匹配同种异体不同个体同种急性T细胞介导免疫抑制钙调磷酸酶抑制剂自体自身组织慢性多因素参与诱导耐受新型生物制剂异种不同物种间疫苗与免疫预防抗细菌免疫胞外细菌胞内细菌•抗体中和毒素，阻止黏附•Th1分泌IFN-γ激活巨噬细胞•补体溶菌和促进吞噬•CD8+T杀伤感染细胞•中性粒细胞吞噬杀菌•肉芽肿包围局限感染灶抗病毒免疫病毒感染病毒进入细胞复制干扰素反应I型干扰素抑制病毒复制细胞反应NK识别并杀伤感染细胞特异性免疫CTL清除，抗体中和病毒抗真菌免疫抗真菌免疫机制模式识别受体识别真菌成分Th17反应对表浅感染重要，Th1对系统感染关键抗寄生虫免疫特异性抗体1IgE和IgG4参与防御反应Th2分泌IL-

4、IL-

5、IL-13嗜酸性粒细胞释放颗粒蛋白杀灭寄生虫巨噬细胞4参与清除和肉芽肿形成细菌感染的实验室诊断直接检查培养鉴定血清学与分子检测革兰染色鉴别革兰阳性和阴性菌选择性培养基特定菌种生长抗体检测感染标志物抗酸染色结核分枝杆菌生化反应细菌代谢特性PCR快速、高灵敏度荧光染色快速筛查药敏试验指导抗生素使用质谱分析快速鉴定菌种病毒感染的实验室诊断直接检测1电镜观察，抗原检测病毒分离培养细胞培养，鸡胚接种血清学检测抗体滴定，IgM特异性检测分子生物学4PCR，基因芯片，测序真菌感染的实验室诊断直接镜检培养鉴定12KOH制片，墨汁染色观察沙氏培养基，菌落形态学观察组织病理学免疫学与分子检测34PAS染色，真菌在组织中形态β-D葡聚糖检测，特异性PCR寄生虫感染的实验室诊断直接检查血液涂片免疫检测粪便、尿液、血液检查虫体或虫卵血液寄生虫检测黄金标准ELISA检测特异性抗体或抗原免疫学检测技术抗原抗体反应标记技术特异性识别结合酶、荧光、同位素标记结果检测信号放大比色，荧光，放射测定底物转化，化学发光分子生物学在病原微生物检测中的应用小时2检测时间PCR相比传统培养缩短90%98%特异性引物设计确保特异性检测10^-15灵敏度可检测极微量病原体1000+同时检测芯片技术一次检测病原体数量抗生素的作用机制抑制蛋白质合成抑制核酸合成四环素，氨基糖苷类喹诺酮类，利福平抑制细胞壁合成破坏细胞膜青霉素类，头孢菌素类多粘菌素，两性霉素B抗病毒药物的作用机制入侵抑制剂阻断病毒吸附和穿透核酸合成抑制剂干扰病毒复制蛋白酶抑制剂阻断病毒蛋白加工装配释放抑制剂干扰病毒组装出芽抗真菌药物的作用机制破坏细胞膜抑制麦角甾醇破坏细胞壁多烯类与麦角甾醇结唑类抑制合成关键酶棘白霉素类抑制β-葡合形成孔道聚糖合成干扰核酸氟胞嘧啶干扰DNA和RNA合成抗寄生虫药物的作用机制药物类别代表药物作用机制抗疟药氯喹、青蒿素干扰血红素解毒抗阿米巴药甲硝唑损伤DNA抗蠕虫药阿苯达唑抑制微管蛋白聚合抗血吸虫药吡喹酮损伤表面膜，暴露抗原病原微生物的耐药性耐药机制药物失活，靶点改变，外排，通透性下降耐药获得染色体突变或质粒转移耐药传播基因水平转移，克隆扩散耐药控制合理用药，感染控制，新药研发医院感染与控制新发和再发传染病全球化与气候变化增加新发传染病风险病原体进化与药物耐药性挑战公共卫生系统人畜共患病动物源性可在动物与人之间传播广泛分布全球60%新发传染病重点疾病狂犬病，布鲁氏菌病，炭疽防控策略同一健康理念整合人兽防控病原微生物的生物安全生物安全四级埃博拉、天花等致命病原体生物安全三级结核杆菌、SARS冠状病毒生物安全二级沙门菌、流感病毒生物安全一级4非致病微生物，不致健康人患病病原微生物与宿主的相互作用共生关系微生物侵袭策略•互利共生双方获益•黏附因子介导细胞附着•寄生关系宿主受损•入侵素促进细胞进入•共栖关系一方获益另一方•毒力因子破坏宿主组织不受影响宿主防御策略•物理屏障阻止病原体定植•免疫识别PRRs识别PAMPs•免疫清除吞噬和杀伤微生物组与人体健康10^141000+菌群数量物种多样性共生微生物总数肠道微生物种类3:1细胞比例微生物细胞:人体细胞共生菌群参与代谢，训练免疫系统，抵抗病原菌失调与多种疾病相关，如肥胖、炎症性肠病、过敏免疫治疗的新进展免疫检查点抑制剂细胞治疗治疗性疫苗PD-1/PD-L1，CTLA-4阻断治疗CAR-T，TCR-T，TIL治疗肿瘤疫苗，HIV治疗性疫苗病原微生物免疫学的前沿研究技术创新研究方向新概念单细胞测序揭示异质性精准抗微生物药物设计训练免疫非特异性记忆CRISPR精准基因编辑病原体与宿主互作网络共生微生物与免疫调节类器官培养模拟组织环境免疫系统精准调控系统免疫学多组学整合病原微生物免疫学在临床医学中的应用疾病诊断微生物鉴定和药敏，免疫学标志物治疗指导靶向抗感染，免疫调节治疗预后评估免疫系统功能监测，耐药性预测精准预防个体化疫苗接种，免疫增强病原微生物免疫学在公共卫生中的应用疾病监测预防控制预警响应病原体哨点监测，血清疫苗规划，群体免疫保新发病原体早期发现，流行病学护快速应对健康教育科普知识，改变健康行为总结与展望知识体系实验技能掌握微生物学与免疫学基础学会微生物检测和免疫分析研究视野临床思维关注前沿进展推动学科发展应用于疾病诊断和治疗。