《病原生物学》课件

病原生物学课程介绍与学习目标掌握病原体基础知识熟悉实验诊断方法了解细菌、病毒、真菌和寄生掌握各类病原体检测技术虫的特性理解防控策略病原生物学的定义和研究范围定义研究范围研究对象研究致病微生物特性与疾病关系的科学•病原体分类与特性•细菌•致病机制•病毒•宿主反应•真菌•诊断方法•寄生虫•预防控制策略病原生物学的发展历史17世纪1列文虎克发现微生物世界219世纪巴斯德与科赫确立微生物病原理论20世纪初3病毒学和免疫学快速发展420世纪中期抗生素发现与应用现代5分子生物学技术革新诊断与防治病原微生物的分类细菌病毒原核生物，独立代谢非细胞结构，专性寄生寄生虫真菌包括原虫和蠕虫真核生物，孢子繁殖细菌学基础特点繁殖方式•原核生物•二分裂繁殖•无核膜和细胞器•世代时间快•独立代谢繁殖•适应能力强分类方法•形态学分类•生理生化分类•分子遗传分类细菌的形态与结构球菌单球菌、双球菌、链球菌、葡萄球菌杆菌短杆菌、长杆菌、弧菌螺旋菌螺旋形细菌，如钩端螺旋体细菌的基本结构细胞壁革兰阳性菌细胞壁革兰阴性菌细胞壁•多层肽聚糖•薄层肽聚糖•壁厚约20-80nm•外膜结构•含磷壁酸•含脂多糖LPS•染色呈紫色•染色呈红色细菌的基本结构细胞膜和细胞质遗传物质染色体和质粒核糖体70S核糖体，蛋白质合成场所细胞质溶胶状物质，含有酶系统细胞膜脂质双分子层，选择性通透细菌的特殊结构荚膜和鞭毛荚膜多糖或蛋白质外层，抵抗吞噬，增强致病性鞭毛运动结构，由鞭毛蛋白组成，影响趋化性菌毛促进黏附和基因交换的丝状结构细菌的生理特性温度适应性氧气需求嗜温菌、嗜热菌、嗜冷菌好氧菌、兼性厌氧菌、专性厌氧菌抵抗力pH适应性芽孢形成，抵抗不良环境嗜酸菌、中性菌、嗜碱菌细菌的营养与生长衰退期稳定期营养耗尽，死亡率超过生长率对数期新生与死亡平衡，数量稳定延滞期细菌快速分裂，数量指数增长细菌适应环境，准备分裂细菌的代谢产物外毒素内毒素酶类分泌到细胞外的蛋白质毒素革兰阴性菌细胞壁脂多糖降解宿主组织的水解酶细菌的遗传与变异基因突变DNA自发性或诱导性改变转化作用吸收环境中的DNA片段接合作用通过性菌毛进行基因转移转导作用噬菌体介导的基因转移细菌的耐药性机制机制类型作用方式典型实例酶灭活产生降解抗生素的酶β-内酰胺酶靶点改变修饰抗生素作用靶点青霉素结合蛋白变异外排系统主动将抗生素泵出细四环素外排泵胞通透性下降减少抗生素进入细胞外膜孔蛋白减少病毒学基础非细胞结构只含一种核酸DNA或RNA专性细胞内寄生必须在活细胞内复制利用宿主合成系统无独立代谢系统体积极小可通过细菌滤器病毒的基本特征和结构衣壳包膜特殊结构由衣壳蛋白组成，保护核酸一些病毒具有的脂质双层外壳如噬菌体的尾部组装病毒的分类核酸类型DNA病毒与RNA病毒衣壳对称性螺旋型、二十面体型、复合型有无包膜裸露病毒与包膜病毒宿主类型动物病毒、植物病毒、细菌病毒病毒的复制周期穿入吸附病毒核酸进入宿主细胞病毒粒子与细胞特异性受体结合复制合成病毒蛋白和核酸5释放组装病毒粒子从细胞释放病毒组分装配成完整病毒粒子病毒感染的类型溶源性感染裂解性感染持续性感染•病毒DNA整合入宿主基因组•病毒快速复制•病毒持续产生•不立即杀死宿主•导致宿主细胞裂解•宿主细胞不死亡•可长期潜伏•释放新病毒•可引发慢性疾病•如HIV、疱疹病毒•如流感病毒•如肝炎病毒真菌学基础万10+300+50+已知真菌种类医学重要真菌常见真菌病仅5%左右为病原菌能引起人类疾病临床常见真菌感染病例真菌的形态和结构真菌主要以酵母型、丝状霉菌型或二型性形态存在，细胞中含有细胞核、线粒体等细胞器真菌的生理特性繁殖方式营养需求生长特点•无性繁殖芽殖、分裂•需碳、氮、无机盐等•对氧需求主要需氧•有性繁殖孢子形成•大多为腐生型•生长缓慢•适应广泛环境条件•pH适应性强主要病原真菌介绍白色念珠菌曲霉菌新型隐球菌引起念珠菌病，口腔鹅引起曲霉病，肺部感染引起脑膜炎，免疫缺陷口疮者多发皮肤真菌引起手足癣、体癣等皮肤病寄生虫学基础复杂生活史1多数需要中间宿主寄生适应性特化的营养吸收和免疫逃避机制宿主特异性对特定宿主有选择性寄生虫的分类蠕虫2多细胞寄生虫原虫1单细胞真核生物节肢动物3外寄生虫媒介原虫的主要特征疟原虫阿米巴原虫锥虫引起疟疾，通过蚊子传播引起阿米巴痢疾引起锥虫病，通过采采蝇传播蠕虫的主要特征蠕虫类型特点代表种类线虫圆柱形，消化系统完蛔虫，钩虫整绦虫带状，有节片，无消猪绦虫，牛绦虫化道吸虫叶状，有吸盘，雌雄血吸虫，肝吸虫同体病原体的致病机制侵入机制穿透机械屏障进入宿主定植机制2在宿主特定部位繁殖毒力因子分泌毒素和酶类损伤宿主免疫逃避4逃避宿主免疫防御细菌的致病因素1黏附和定植2侵袭能力菌毛、荚膜等介导细菌与宿主细胞结合产生水解酶破坏组织屏障3毒素产生4免疫调节外毒素和内毒素直接损伤宿主细胞干扰宿主防御反应病毒的致病机制细胞裂解直接导致细胞死亡细胞融合形成多核巨细胞细胞转化导致癌变免疫病理诱导免疫反应损伤组织真菌的致病机制酶促作用形态转换•分泌水解酶•菌丝型转变为酵母型•破坏宿主组织•适应宿主内环境•获取营养物质•提高侵袭能力真菌代谢产物•产生霉菌毒素•引起组织炎症•诱导过敏反应寄生虫的致病机制机械损伤1移行和定居过程中对组织的破坏营养竞争夺取宿主营养物质代谢产物毒性3分泌排泄物诱发炎症免疫病理过敏性和免疫复合物反应宿主与病原体的相互作用免疫系统概述免疫系统组成免疫类型免疫防御作用•免疫器官•先天性免疫•清除病原体•免疫细胞•获得性免疫•抵抗入侵•免疫分子•免疫监视先天性免疫反应物理屏障吞噬细胞补体系统炎症反应皮肤、黏膜等阻止病中性粒细胞、巨噬细激活形成膜攻击复合组织局部对病原体的原体入侵胞吞噬病原体物防御反应获得性免疫反应抗原识别淋巴细胞活化APC呈递抗原给T细胞T细胞和B细胞增殖分化2免疫记忆效应反应形成记忆细胞抗体产生和细胞毒性反应细胞免疫和体液免疫细胞免疫体液免疫•T淋巴细胞介导•B淋巴细胞介导•抵抗胞内病原体•分泌抗体•细胞毒性T细胞直接杀伤•抵抗胞外病原体•助手T细胞协调反应•中和毒素免疫耐受和自身免疫中枢耐受淋巴细胞发育过程中清除自身反应性细胞周边耐受成熟淋巴细胞对自身抗原的无反应性耐受破坏病原体交叉反应、自身抗原释放自身免疫疾病免疫系统攻击自身组织过敏反应和超敏反应类型特征典型疾病Ⅰ型速发型IgE介导，肥大细胞过敏性鼻炎，哮喘脱颗粒Ⅱ型细胞毒型抗体针对细胞表面抗溶血性贫血原Ⅲ型免疫复合物型免疫复合物沉积血清病，狼疮Ⅳ型迟发型T细胞介导结核病，接触性皮炎病原体的免疫逃逸机制抗原变异改变表面抗原逃避识别抗原屏蔽包裹自身抗原防止识别免疫抑制抑制宿主免疫反应免疫特权部位潜伏在免疫系统难以到达的位置感染性疾病的诊断原则明确病原体检测、分离和鉴定病原微生物血清学证据检测特异性抗体或抗原临床表现3典型症状和体征细菌感染的实验室诊断细菌感染诊断主要包括显微镜检查、培养分离、生化鉴定和药敏试验等病毒感染的实验室诊断病毒分离培养细胞培养、鸡胚接种电子显微镜检查直接观察病毒形态病毒抗原检测免疫荧光、酶联免疫吸附试验核酸检测PCR、核酸杂交真菌感染的实验室诊断直接镜检真菌培养血清学检测KOH制备观察菌丝和孢子沙氏培养基、PDA培养基检测真菌抗原或抗体寄生虫感染的实验室诊断直接检查浓集技术•粪便检查•沉淀法•血液涂片检查•漂浮法•组织活检•滤膜法特殊检测•血清学检测•分子生物学方法•影像学检查血清学诊断方法酶联免疫吸附试验凝集试验1检测抗原或抗体观察抗原抗体凝集现象2免疫荧光沉淀试验荧光标记抗体显示病原体抗原抗体形成沉淀物分子生物学诊断技术聚合酶链反应1扩增特定病原体DNA/RNA片段基因测序2确定病原体基因组序列基因芯片同时检测多种病原体等温扩增快速现场检测病原体核酸感染性疾病的预防与控制消毒与灭菌的原理和方法物理方法化学方法•高压蒸汽灭菌•酒精消毒•干热灭菌•含氯消毒剂•辐射灭菌•醛类消毒剂•过滤除菌•过氧化物疫苗的类型和作用机制mRNA疫苗利用信使RNA传递抗原信息载体疫苗病毒载体携带目标抗原基因亚单位疫苗3纯化的病原体蛋白或多糖灭活疫苗4化学或物理方法杀死的病原体减毒活疫苗5毒力减弱但仍有复制能力的活病原体抗生素的分类和作用机制细胞壁合成抑制剂青霉素、头孢菌素蛋白质合成抑制剂氨基糖苷类、四环素核酸合成抑制剂喹诺酮类、利福平细胞膜破坏剂多粘菌素抗病毒药物药物类别作用机制代表药物核苷类似物干扰病毒DNA/RNA合成阿昔洛韦、利巴韦林蛋白酶抑制剂抑制病毒蛋白前体加工HIV蛋白酶抑制剂神经氨酸酶抑制剂阻止病毒释放奥司他韦入侵抑制剂阻断病毒进入细胞恩夫韦肽抗真菌药物多烯类唑类棘白菌素类嘧啶类似物与麦角甾醇结合，破抑制麦角甾醇合成抑制β-1,3-葡聚糖合成干扰DNA/RNA合成坏细胞膜抗寄生虫药物20+15+抗疟药抗原虫药氯喹、青蒿素等甲硝唑、喹硫平等30+抗蠕虫药阿苯达唑、左旋咪唑等新发和再发传染病新发传染病再发传染病耐药病原体近期出现的新型病原体感染曾受控而再次流行的传染病对常规药物产生耐药性的病原体人畜共患病狂犬病致命的病毒性脑炎禽流感从禽类传播的流感病毒布鲁氏菌病接触感染家畜传播钩端螺旋体病动物尿液污染环境传播医院感染及其防控隔离措施手卫生按照传播途径采取隔离最重要的预防措施消毒灭菌3环境和医疗器械的处理监测合理用药耐药菌监测和流行病学调查抗生素管理策略病原生物学研究的新技术和新方法单细胞测序基因编辑•分析单个微生物细胞•CRISPR-Cas系统•揭示病原体异质性•病原体功能分析•追踪进化过程•疫苗和治疗开发人工智能•预测疫情传播•药物靶点发现•耐药性预测课程总结与展望基础知识掌握主要病原体的生物学特性实验诊断熟悉感染性疾病的检测方法防控策略了解感染性疾病的防治原则未来展望新技术推动病原生物学发展。