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其他病原体课件欢迎参加本次关于各类病原体的专题讲座本课件将全面介绍细菌、病毒、真菌、寄生虫以及支原体等多种病原微生物的基础知识、致病特点、流行病学特征及防控策略我们将深入探讨这些微小生物如何影响人类健康,以及现代医学如何应对它们带来的挑战课程导入病原体基本定义病原体分类体系病原体是指能够引起宿主机体从生物学角度,病原体主要包感染或疾病的微生物或寄生括细菌、病毒、真菌、寄生虫虫它们通过侵入、定植、繁及其他特殊病原体(如支原殖和代谢产物产生毒性作用,体、衣原体等)每类病原体破坏宿主正常生理功能具有独特的生物学特性和致病机制临床意义概述病原体的基本特征基本定义分类依据病原体是指能够侵入人体并引起疾病的生物体或非生物因按生物学特性分类包括细菌(原核生物)、病毒(非细胞子它们通过各种途径进入宿主,利用宿主资源复制增殖,结构)、真菌(真核生物)、寄生虫(多细胞或单细胞真核并通过直接损伤或诱导免疫反应导致疾病生物)及特殊病原体(如支原体、衣原体等)病原体的致病力取决于其侵袭力、毒力、复制能力及抵抗宿按致病机制分类毒素产生型、侵袭型、免疫病理型等按主防御机制的能力等多种因素不同病原体具有特异性的靶传播途径分类空气传播、接触传播、食物/水传播、媒介器官和组织亲和性传播等这些分类方式帮助我们系统理解不同病原体的特性微生物界简述共生微生物条件致病菌人体携带约38万亿个微生物,数量超某些微生物在正常情况下无害,但在过人体细胞这些共生微生物参与消特定条件下(如免疫功能下降)可转化、免疫调节等多种生理功能变为致病菌,引起机会性感染微生态平衡致病微生物人体与微生物间存在复杂的生态关专性病原体始终具有致病性,如结核系当这种平衡被破坏时,可能导致分枝杆菌、艾滋病毒等它们能克服疾病发生,如抗生素相关性腹泻宿主防御机制,引起特定疾病其他病原体的流行病学意义全球疾病负担传染性疾病仍是全球主要死亡原因之一流行趋势变化新发传染病频率增加耐药性挑战多重耐药病原体日益增多生态环境变迁气候变化影响病原体传播模式近年来,全球范围内传染病流行趋势呈现新特点一方面,传统传染病如结核病、疟疾持续存在;另一方面,新发传染病如新型冠状病毒感染、寨卡病毒感染等不断出现病原体的耐药性问题也日益严峻,给临床治疗带来巨大挑战气候变化和全球化加速了病原体的传播和变异了解这些流行病学特点对制定有效的公共卫生策略至关重要课件内容结构细菌学部分细菌基础知识、常见致病菌、耐药性机制、典型案例及防控策略病毒学部分病毒结构与复制、重要人类病毒、病毒变异与新发病毒、防控措施真菌学部分真菌特征、临床常见致病真菌、感染特点及案例分析寄生虫学部分寄生虫分类、重要寄生虫病、流行特点及防控策略特殊病原体部分支原体、衣原体、立克次体特性及相关疾病新发病原体与检测技术新发再发传染病、动物源性病原体、现代检测技术与发展趋势细菌基础知识遗传物质环状DNA,部分含有质粒细胞器270S核糖体,无线粒体和内质网细胞壁3肽聚糖结构,革兰阳性/阴性分类依据表面结构4鞭毛、菌毛、荚膜等特殊结构细菌是单细胞原核生物,大小通常为
0.5-5μm,需要借助显微镜才能观察它们具有独特的形态结构,包括球菌、杆菌、螺旋菌等多种形态细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、核质区、核糖体等组成部分从代谢特点来看,细菌可分为专性需氧菌、兼性厌氧菌、专性厌氧菌等多种类型它们的生长繁殖方式主要为二分裂,在适宜条件下增殖迅速,部分细菌在不良环境下可形成芽孢,具有很强的抵抗力这些生物学特性对细菌的致病性和药物敏感性有重要影响常见致病细菌一览分类代表菌属/种常见感染革兰阳性球菌金黄色葡萄球菌、肺炎链皮肤软组织感染、肺炎球菌革兰阳性杆菌结核分枝杆菌、梭状芽胞结核病、破伤风杆菌革兰阴性球菌脑膜炎奈瑟菌、淋球菌脑膜炎、淋病革兰阴性杆菌大肠埃希菌、铜绿假单胞尿路感染、医院获得性肺菌炎无细胞壁细菌支原体属、衣原体属非典型肺炎、性传播疾病致病细菌根据细胞壁结构差异,可通过革兰染色法分为革兰阳性菌(染色后呈紫色)和革兰阴性菌(染色后呈红色)这种分类方法简便实用,对临床抗生素经验选择具有重要指导意义不同种类的细菌具有独特的致病性和组织亲和性,导致特定的感染类型了解这些常见致病菌的特点,对于临床诊断思路建立、实验室检测方法选择及抗感染治疗方案制定均具有重要价值耐药性发生机制酶促灭活•β-内酰胺酶水解抗生素•修饰酶改变药物结构•碳青霉烯酶(KPC、NDM)靶点改变•青霉素结合蛋白突变•核糖体结构改变•DNA促旋酶变异外排机制•主动外排泵系统•多重耐药蛋白表达•生物膜形成耐药基因传播•质粒介导的水平传递•转座子、整合子机制•细菌自然转化抗生素在临床上的广泛应用虽然挽救了无数生命,但同时也加速了细菌耐药性的产生与传播我国抗生素使用量居世界前列,耐药问题日益严峻目前临床上超广谱β-内酰胺酶(ESBL)产生菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐碳青霉烯类肠杆菌(CRE)等多重耐药菌株不断增加耐药基因可通过垂直传递和水平转移在细菌间传播水平转移主要通过接合、转导和转化三种方式实现,其中质粒介导的接合作用是细菌间耐药基因传播的主要方式理解这些机制对合理使用抗生素和控制耐药性传播具有重要意义典型细菌感染案例结核分枝杆菌万1000全球年发病数结核病仍是全球十大死因之一30%潜伏感染率全球约1/3人口感染但未发病2-3%多重耐药比例耐药结核治疗难度大、周期长85%规范治疗成功率早期诊断、规范治疗是关键结核分枝杆菌是一种生长缓慢的抗酸杆菌,可引起肺结核及肺外结核中国是全球结核病高负担国家之一,每年新发病例数约为90万结核病的诊断主要依靠痰涂片抗酸染色、结核菌培养、基因芯片检测和T-SPOT等方法标准治疗方案需要持续6个月以上,包括异烟肼、利福平、吡嗪酰胺和乙胺丁醇等多种药物联合使用近年来,多重耐药结核(MDR-TB)和广泛耐药结核(XDR-TB)的出现对结核病控制带来严峻挑战中国已建立完善的结核病防控体系,采用发现、治疗、管理、预防的综合策略细菌特殊病原体肠道致病菌沙门氏菌志贺氏菌沙门氏菌是人畜共患病原体,主要引起胃肠炎和伤寒、副伤志贺氏菌是细菌性痢疾的主要病原体,可产生志贺毒素导致寒其特征为侵袭肠粘膜并可进入血流,导致全身感染我严重腹泻和肠粘膜炎症菌毒素可引起溶血性尿毒综合征等国每年报告沙门氏菌感染病例约10万例,伤寒和副伤寒主严重并发症我国每年报告细菌性痢疾约15万例,呈季节要流行于西南地区性流行特点该菌主要通过污染的食物和水传播,尤其是未煮熟的禽蛋和该菌传播途径主要为粪-口途径,常引起集体食物中毒和医肉类诊断主要依靠粪便培养和血培养,对氟喹诺酮类耐药院内感染诊断依靠粪便培养和血清学检测,对多种抗生素率逐年上升耐药率高,治疗日趋困难肠道致病菌在食品安全和医院感染防控中占据重要地位针对这类病原体,应加强食品加工过程中的卫生管理,确保食物煮熟煮透,做好个人卫生,特别是注意饭前便后洗手医院环境中应严格执行手卫生,避免交叉感染超级细菌与挑战耐甲氧西林金黄色葡耐碳青霉烯类肠杆菌超广谱内酰胺酶β-萄球菌产生菌MRSA CREESBLMRSA是全球医院内感染CRE通过产生KPC、NDM ESBL由质粒介导,可在的主要病原体之一,通过等碳青霉烯酶或改变膜蛋不同菌种间传播我国mecA基因编码的PBP2a白通透性获得耐药性,对ESBL产生菌的检出率超蛋白介导对β-内酰胺类抗几乎所有β-内酰胺类抗生过60%,主要见于大肠埃生素的广泛耐药目前我素耐药CRE感染病死率希菌和肺炎克雷伯菌,给国MRSA检出率约为高达40-50%,已成为临临床抗感染治疗带来困35%,主要引起皮肤软组床治疗的重大挑战难织感染、肺炎和血流感染超级细菌的防控是一项系统工程,需要多方协作在医院层面,应加强感染防控措施,包括手卫生、接触隔离和环境消毒;在临床用药方面,推行抗生素分级管理和合理使用策略;在实验室方面,加强耐药监测和及时报告;在政策层面,建立抗生素管理长效机制,限制抗生素在农牧业中的滥用目前,针对超级细菌的新药研发相对滞后,亟需加强抗菌新药和替代治疗方案的研发,如噬菌体治疗、抗菌肽等新型抗感染策略细菌部分小结呼吸道感染泌尿系统感染皮肤软组织感染胃肠道感染血流感染其他感染细菌作为最重要的病原体类群之一,具有独特的生物学特性和致病机制了解细菌的基本结构、代谢特点及分类方法对临床诊断和治疗具有重要意义细菌感染中,呼吸道和泌尿系统感染最为常见,占比超过60%病毒基础结构核酸衣壳•DNA病毒腺病毒、疱疹病毒等•由蛋白亚基组成的外壳•RNA病毒流感病毒、冠状病毒等•几何形状正二十面体、螺旋形等•单链或双链、正链或负链•保护病毒核酸不被降解包膜病毒分类•源自宿主细胞膜•按核酸类型DNA/RNA病毒•含病毒特异性糖蛋白•按结构有包膜/无包膜•参与吸附和侵入过程•按形态线形、球形、复杂形病毒是一种非细胞结构的微小病原体,大小通常在20-300nm之间,需要电子显微镜才能观察与细菌不同,病毒不具备独立的代谢系统和繁殖能力,必须侵入活细胞内利用宿主细胞的代谢系统和生物合成机制来复制自身病毒的基本结构包括核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳(衣壳),部分病毒外围还具有脂质包膜根据国际病毒分类委员会(ICTV)的最新分类方案,目前已知的病毒可分为6个纲、14个目、150多个科、1000多个属、6000多个种病毒的增殖与复制周期吸附病毒表面蛋白与宿主细胞受体特异性结合,这种识别决定了病毒的宿主范围和组织亲和性侵入通过受体介导的内吞作用或膜融合方式进入细胞,并脱去外壳释放病毒核酸复制利用宿主细胞机制合成病毒蛋白和复制核酸,不同类型病毒具有特异性复制策略组装新合成的病毒核酸和蛋白质组装成完整病毒粒子释放5通过细胞裂解或出芽方式释放新病毒粒子,继续感染其他细胞病毒复制周期是病毒在宿主细胞内增殖的完整过程不同类型的病毒具有特征性的复制策略,如DNA病毒通常在细胞核内复制,而RNA病毒大多在细胞质中完成复制逆转录病毒(如HIV)含有逆转录酶,可将RNA反转录为DNA后整合入宿主基因组病毒的复制效率极高,单个感染细胞可产生数百至数千个新病毒粒子了解病毒复制周期的各个环节对于抗病毒药物的研发具有重要指导意义,目前大多数抗病毒药物都是针对复制周期中的特定步骤设计的重要人类病毒举例人类免疫缺陷病毒乙型肝炎病毒流感病毒HIV HBVHIV是一种逆转录病毒,可攻击人体免HBV是一种DNA病毒,可引起急性和流感病毒是一种RNA病毒,分为A、疫系统中的CD4+T淋巴细胞,导致获得慢性肝炎全球约有
2.57亿慢性HBV感B、C、D四型,其中A型流感病毒变异性免疫缺陷综合征(AIDS)全球约染者,其中我国约占1/3HBV感染可性最强,可引起全球性流行流感病毒有3800万HIV感染者,主要通过性接导致肝纤维化、肝硬化和肝细胞癌,是通过呼吸道飞沫传播,每年导致全球约触、血液和母婴垂直途径传播我国我国肝癌的主要病因目前尚无彻底清30-50万人死亡病毒表面的血凝素HIV感染以性传播为主,MSM人群和老除病毒的治疗方法,但可通过核苷酸H和神经氨酸酶N是抗原变异和命名年人群感染率上升趋势明显类似物抑制病毒复制的主要依据病毒变异与新发病毒变异机制新发病毒病毒变异主要通过两种机制基因漂变(point mutation)近20年来,全球新发现的病毒性疾病不断增加,如SARS冠和基因重配(reassortment)基因漂变是指病毒复制过状病毒(2003年)、甲型H1N1流感病毒(2009年)、中程中发生的点突变,导致抗原性的渐进变化;基因重配则是东呼吸综合征冠状病毒(2012年)、埃博拉病毒(2014年指不同病毒株感染同一宿主细胞时,基因片段发生交换,产大流行)、寨卡病毒(2015年)和新型冠状病毒(2019生具有新抗原性的重配病毒年)等RNA病毒因缺乏校对机制,突变率比DNA病毒高约100新发病毒的出现与人类活动范围扩大、生态环境改变、气候倍流感病毒是经典的变异病毒代表,其表面血凝素H和变化及国际旅行频繁等因素密切相关大多数新发病毒源自神经氨酸酶N蛋白持续发生变异,导致季节性流感的循环动物宿主,通过跨种间传播进入人群全球化背景下,新发流行和偶发的全球大流行病毒可在短时间内迅速蔓延至世界各地病毒性疾病防控策略疫苗抗病毒药物特异性预防手段特异性治疗手段•活疫苗减毒活病毒•病毒吸附/融合抑制剂•灭活疫苗灭活全病毒•聚合酶/蛋白酶抑制剂•亚单位疫苗病毒蛋白组分•核苷酸类似物•核酸疫苗mRNA、DNA疫苗•免疫调节剂监测系统隔离措施早期预警手段阻断传播手段•病例监测•病例隔离•病原学监测•接触者追踪•动物宿主监测•社交距离•基因组监测•环境消毒病毒相关案例分析新增HIV感染人数万慢性乙肝患病率%新冠病毒(SARS-CoV-2)自2019年底首次发现以来,迅速发展为全球性大流行,已导致全球超过6亿人感染、600万人死亡这种RNA冠状病毒主要通过呼吸道飞沫和接触传播,可引起从无症状感染到重症肺炎不等的临床表现我国采取了严格的动态清零策略,后转为乙类乙管防控策略,有效控制了疫情病毒部分小结独特结构特征病毒是非细胞结构的微小病原体,大小通常在20-300nm之间,只含有一种核酸(DNA或RNA)与细菌不同,病毒不能独立生存,必须在活细胞内复制这一特性决定了抗生素对病毒无效,需使用特异性抗病毒药物复制周期关键点病毒复制周期包括吸附、侵入、复制、组装和释放五个主要阶段不同类型病毒复制策略各异,但都严重依赖宿主细胞机制这些复制阶段为抗病毒药物研发提供了多个潜在靶点防控体系框架病毒性疾病防控体系包括特异性预防(疫苗)、特异性治疗(抗病毒药物)、传播阻断(隔离措施)和早期预警(监测系统)四个核心组成部分这些措施的综合应用是控制病毒性疾病流行的关键面临挑战病毒变异、跨种传播和全球化背景下的快速传播是病毒性疾病防控面临的主要挑战新冠大流行展示了病毒对全球公共卫生的严重威胁,也凸显了建立有效全球传染病监测和应对机制的重要性真菌基本特征单细胞酵母菌多细胞丝状真菌酵母菌是单细胞真核微生物,直径约3-5μm,通常呈圆形或丝状真菌由多个细胞组成的菌丝构成,菌丝可分为有隔菌丝椭圆形它们主要通过出芽方式繁殖,在适宜条件下可形成和无隔菌丝两类它们通过孢子进行有性或无性繁殖,孢子假菌丝或真菌丝典型代表包括白色念珠菌和新型隐球菌的形态、大小、排列方式是鉴定的重要依据典型代表有曲等这类真菌主要引起皮肤、粘膜及内脏器官感染霉属、青霉属和毛霉属等在实验室中,酵母菌通常可通过光学显微镜直接观察,也可丝状真菌的生长通常需要特殊培养基和较长培养时间在形用沙氏培养基等进行培养酵母菌因代谢特性不同,可呈现态学鉴定中,常采用透明胶带法或载玻片培养法观察其特征不同颜色的菌落,这对初步鉴定具有重要意义性的孢子头、分生孢子等结构分子生物学技术也日益用于快速鉴定复杂的丝状真菌真菌是一类真核微生物,与细菌相比,细胞结构更为复杂,含有明确的细胞核、内质网和线粒体等细胞器真菌细胞壁主要由几丁质和葡聚糖组成,这是许多抗真菌药物的作用靶点与细菌和病毒相比,真菌生长繁殖速度较慢,但环境适应性强,在自然界分布广泛临床常见致病真菌曲霉属白色念珠菌广泛存在于环境中,可引起侵袭性肺部感最常见的机会性病原真菌,引起口腔、阴染道、血流等感染隐球菌属3常见于鸽粪中,主要引起脑膜炎肺孢子菌皮肤癣菌艾滋病患者常见机会性感染病原引起头癣、体癣、足癣等皮肤浅表感染临床上常见的致病真菌可根据感染部位分为浅表真菌感染和深部真菌感染两大类浅表真菌感染主要累及皮肤、毛发和指甲,常见病原包括皮肤癣菌、马拉色菌等;深部真菌感染则累及内脏器官,包括肺部、中枢神经系统、消化系统等,多由条件致病性真菌引起,如白色念珠菌、曲霉属、新型隐球菌等近年来,随着免疫抑制剂使用增加、侵入性医疗操作增多、广谱抗生素应用广泛等因素,深部真菌感染发病率明显上升,尤其是念珠菌血症和侵袭性肺曲霉菌病这些感染死亡率高,治疗难度大,已成为临床重要挑战真菌感染的特殊性机会性特点•正常人群少见感染•免疫功能低下是关键因素•无特征性临床表现高危因素•中性粒细胞减少•广谱抗生素长期使用•侵入性操作(中心静脉置管等)•器官移植及免疫抑制剂使用诊断难点•临床表现不典型•培养阳性率低•组织学证据获取困难•血清学标志物特异性欠佳治疗挑战•抗真菌药物种类有限•药物不良反应明显•药物间相互作用复杂•耐药性问题日益突出与细菌和病毒感染不同,侵袭性真菌感染主要发生在免疫功能低下的人群中,是典型的机会性感染这类感染起病隐匿,进展迅速,病死率高,诊断困难传统培养方法敏感性低,周期长,近年发展的G试验、GM试验及PCR等新技术提高了诊断效率,但假阳性率仍然较高目前临床抗真菌药物主要包括多烯类(两性霉素B)、唑类(氟康唑、伊曲康唑、伏立康唑等)、棘白菌素类(卡泊芬净等)和嘧啶类(氟胞嘧啶)四大类各类药物均有特定的适应证和显著不良反应,且耐药问题日益严重部分真菌如黑曲霉对大多数抗真菌药物均不敏感,治疗效果极差医院相关真菌感染危险因素累积长期住院、多重抗生素使用、免疫抑制状态、侵入性操作等多重因素导致感染风险增加定植阶段条件致病性真菌首先定植于粘膜表面,打破正常菌群平衡,形成生物膜,增强耐药性侵袭阶段真菌突破粘膜屏障,侵入血流或深部组织,释放毒素及酶类,导致组织损伤播散阶段血行播散至多个器官,形成转移性病灶,引起多器官功能障碍医院相关真菌感染是一类特殊的医院获得性感染,其发病率、病死率均明显高于社区获得性真菌感染其中,念珠菌血流感染(俗称真菌血症)是ICU最常见的医院相关真菌感染,粗死亡率高达30-40%除白色念珠菌外,近年来光滑念珠菌、热带念珠菌等非白色念珠菌种检出率明显上升,且耐药性更强侵袭性肺曲霉菌病主要发生于血液系统恶性肿瘤患者和器官移植受者,早期诊断困难但预后关键医院相关真菌感染的防控需要多学科协作,包括合理使用抗生素、加强医院感染控制、对高危患者进行监测和预防性用药等综合措施代表性病例分享念珠菌血症发生率%侵袭性曲霉菌病发生率%真菌部分小结独特生物学特征真菌是介于植物和动物之间的真核微生物,具有多样的形态结构和生存策略临床上根据形态可分为酵母菌和丝状真菌两大类理解真菌的基本特征是识别和处理真菌感染的基础感染与疾病谱系真菌感染可涉及几乎所有器官系统,从浅表真菌病到深部和播散性感染,严重程度各异近年来,深部真菌感染的发病率明显上升,已成为医院内重要的病死原因之一诊断与治疗挑战真菌感染诊断困难,治疗选择有限,抗真菌药物毒性大且耐药问题突出优化现有诊疗策略,开发新型抗真菌药物是未来的重要研究方向预防与管理策略4对高危人群采取针对性预防措施,合理使用抗生素和抗真菌药物,加强医院感染管理,是控制医院相关真菌感染的关键措施寄生虫基础知识原生动物蠕虫•单细胞真核生物•多细胞寄生虫•繁殖方式分裂、孢子形成•分类线虫、吸虫、绦虫•代表疟原虫、阿米巴原虫•代表蛔虫、血吸虫、猪肉绦虫•主要病症疟疾、痢疾•传播方式虫卵、幼虫、肉类节肢动物•多为媒介生物•代表蚊、蝇、蜱、螨•作用传播病原体、直接致病•控制意义切断传播途径寄生虫是一类能够在其他生物体内或体表生活并从中获取营养的生物它们与宿主之间形成特殊的生态关系,通常对宿主造成损害但不直接导致死亡寄生虫具有复杂的生活史,往往需要一个或多个中间宿主和终末宿主才能完成生命周期寄生虫学是研究寄生虫与宿主关系的科学,涉及分类学、生态学、免疫学等多个学科寄生虫感染在全球范围内仍然是重要的公共卫生问题,特别是在资源有限的发展中国家世界卫生组织将多种寄生虫病列为被忽视的热带病,需要加强防控重要寄生虫病举例疟疾阿米巴病血吸虫病由疟原虫引起,通过蚊媒传播全球每由致病性阿米巴原虫引起的肠道和肝脏由血吸虫引起的寄生虫病,通过淡水中年约有2亿疟疾病例,40万死亡病例感染全球约5亿人感染,主要通过粪-的尾蚴经皮肤侵入人体全球约有2亿主要表现为周期性发热、寒战、盗汗和口途径传播典型表现为腹痛、粘液血人感染,主要分布在非洲、亚洲和南美贫血恶性疟可导致脑疟、肾功能衰竭便和肝脓肿诊断主要依靠显微镜检查洲急性期表现为皮疹和发热,慢性期等严重并发症青蒿素联合疗法是目前和血清学检测,甲硝唑是首选治疗药可导致肝脾肿大、门脉高压和膀胱癌推荐的一线治疗方案,但药物耐药性问物改善饮水和卫生条件是预防的关吡喹酮是治疗药物,避免接触疫水是预题日益严重键防关键寄生虫感染的流行特点地理分布特点集中于热带亚热带地区环境依赖性与水质卫生条件密切相关多宿主生活史中间宿主分布决定流行范围社会经济因素农业活动与饮食习惯是重要影响因素寄生虫感染的流行特点具有明显的地域性和季节性多数寄生虫病主要流行于热带和亚热带地区,这与当地气候条件适合寄生虫及其中间宿主生长繁殖有关中国南方地区的血吸虫病、丝虫病、肝吸虫病等寄生虫病发病率明显高于北方地区人类活动对寄生虫流行的影响日益显著农业灌溉系统扩展促进了血吸虫病的传播;生食文化导致肝吸虫病、旋毛虫病等食源性寄生虫病的流行;全球化和国际旅行使得寄生虫病的地理分布发生改变气候变化也正在影响寄生虫及其媒介的分布范围,可能导致某些寄生虫病在新地区出现防控措施与策略健康教育药物防治改变危险行为切断传播链环境治理•避免接触疫水•群体性驱虫监测与评估针对寄生虫生活史•养成良好饮食卫生习惯•高危人群预防性服药动态管理体系•改善饮水和卫生设施•提高社区参与意识•病例及时治疗•疫情监测•消灭中间宿主(如钉螺)•媒介生物监测•处理感染源(粪便无害化处理)•干预效果评估典型案例疟疾控制经验万2402015年全球疟疾死亡人数主要集中在非洲儿童68%2020年死亡率下降比例青蒿素联合疗法的重大贡献40消除疟疾国家数量中国于2021年获得无疟疾认证亿
2.5全球长效蚊帐覆盖人口有效阻断传播途径中国疟疾防控经验是全球传染病防控的典范新中国成立初期,全国每年约3000万疟疾病例通过实施三环节五措施综合防控策略,包括早期诊断治疗、媒介蚊虫控制、健康教育、疫情监测和科研创新,疟疾发病率显著降低屠呦呦发现的青蒿素成为全球抗疟治疗的革命性突破,拯救了全球数百万生命目前,全球疟疾防控仍面临药物耐药性增加、媒介蚊虫抗药性出现、气候变化影响等挑战新型长效抗疟药物、新一代蚊帐和室内残留喷洒药物、疟疾疫苗研发等正在积极推进中国一带一路倡议下积极分享疟疾防控经验,支持非洲国家提升防控能力寄生虫部分小结支原体基本特征特殊生物学特性衣原体与立克次体支原体、衣原体和立克次体是三类特殊的病原体,它们处于衣原体是专性细胞内寄生菌,具有独特的发育周期,经历基细菌和病毒之间的过渡位置支原体是最小的能够独立生存本小体(感染性形式)和网状小体(复制形式)转换虽有的微生物,直径仅150-300nm,无细胞壁,具柔韧性细胞细胞壁,但缺乏肽聚糖主要通过直接接触或性接触传播,膜,可通过
0.22μm滤器其基因组极小,编码蛋白质能力能引起泌尿生殖道感染和沙眼等眼部疾病有限,因此需寄生或共生于宿主细胞内或表面获取营养立克次体也是严格细胞内寄生菌,主要寄生于内皮细胞内,几乎所有种类都通过节肢动物媒介(如蜱、虱、蚤)传播支原体的这些特性导致其对青霉素类抗生素天然耐药(因无能引起发热、皮疹等全身症状,如斑疹伤寒、恙虫病等这细胞壁),培养困难(需要特殊培养基和较长时间),形态些疾病在我国部分地区仍有流行,是发热伴皮疹的重要鉴别多变(无细胞壁限制),通常需要特殊染色或电镜观察诊断重要支原体相关疾病肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae)是重要的呼吸道病原体,主要引起社区获得性肺炎(CAP),占所有CAP的10-30%儿童和青少年是主要感染人群,常表现为发热、咳嗽、咽痛等症状,部分患者可出现头痛、肌痛等全身症状,约5%患者出现肺外表现如皮疹、心肌炎、溶血性贫血等肺炎支原体通过呼吸道飞沫传播,具有明显的季节性和周期性流行特点,每3-7年发生一次流行高峰该病诊断主要依靠PCR和血清学方法,治疗首选大环内酯类抗生素(如阿奇霉素),近年来耐药率明显上升,四环素类或喹诺酮类为替代选择支原体尿道炎则主要由解脲支原体和人型支原体引起,多为性传播疾病,治疗上阿奇霉素单剂量治疗有较好效果衣原体感染举例沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)是全球最常见的性传播病原体,每年新发感染约
1.31亿例根据血清型不同,可引起多种疾病,包括泌尿生殖道感染(尿道炎、宫颈炎)、眼部感染(沙眼、包涵体结膜炎)和淋巴肉芽肿(LGV)女性感染后约70%无明显症状,但可导致盆腔炎、不孕和异位妊娠等严重后遗症生殖道衣原体感染主要通过性接触传播,是可预防的不孕不育重要病因诊断主要依靠核酸扩增技术(NAAT),如PCR或TMA,尿样和生殖道拭子均可作为标本治疗首选多西环素(7天疗程)或阿奇霉素(单剂量),伴侣同治是防止再感染的关键眼部沙眼仍在全球部分地区流行,是可预防盲症的主要原因,主要通过改善卫生条件和抗生素治疗控制立克次体疾病流行病学特点临床表现•地域性常见于山区、丘陵地带•高热不退特征性台阶状升温•季节性与媒介活动旺盛季节吻合•皮疹斑丘疹,可融合•职业相关农民、野外工作者高发•焦痂恙虫病特征性表现•媒介依赖蜱、虱、蚤、恙螨等节肢动物•淋巴结肿大常为局部性常见疾病•恙虫病中国南方地区常见•斑疹伤寒虱传播,战争、灾害时流行•流行性出血热多种致病因素•Q热主要由感染动物传播立克次体疾病在我国仍有重要流行病学意义,特别是恙虫病和斑疹伤寒恙虫病(又称丛林斑疹伤寒)由恙虫病东方体引起,经恙螨幼虫叮咬传播我国南方省份为主要流行区,每年报告病例约1万例临床特征为高热、皮疹和焦痂(螨虫叮咬处形成的特征性溃疡),可并发间质性肺炎、心肌炎和脑膜脑炎等斑疹伤寒主要包括流行性斑疹伤寒(虱传播)和地方性斑疹伤寒(蚤传播)流行性斑疹伤寒在历史上曾造成大规模流行,现今我国仅在部分边远山区有散发地方性斑疹伤寒则在我国多个省份仍有报告立克次体疾病的治疗首选多西环素,替代药物包括氯霉素和喹诺酮类预防主要是控制媒介和个人防护诊断方法与治疗病原体首选诊断方法推荐治疗药物替代治疗药物肺炎支原体PCR、血清学阿奇霉素多西环素、左氧氟沙星生殖支原体PCR、培养阿奇霉素多西环素、莫西沙星沙眼衣原体PCR、免疫荧光多西环素、阿奇霉素左氧氟沙星、红霉素立克次体PCR、血清学多西环素氯霉素、环丙沙星特殊病原体的诊断面临多种挑战传统培养方法敏感性低,培养周期长且要求苛刻;血清学检测虽简便但特异性欠佳,存在交叉反应;分子生物学方法如PCR敏感性和特异性高,但价格相对较高且需要专业设备和人员目前临床实践中多采用分子诊断与血清学相结合的策略治疗方面,由于这些病原体缺乏细胞壁或为细胞内寄生,β-内酰胺类抗生素通常无效大环内酯类、四环素类和喹诺酮类是主要治疗选择需注意的是,近年支原体对大环内酯类耐药率上升明显,某些地区已超过90%,给临床治疗带来挑战此外,这些感染常需较长疗程(7-14天),患者依从性问题也需关注小结特殊性与实验要求实验室安全要求特殊防护设备与操作规程培养技术难点特殊培养基与生长条件诊断策略选择分子与血清学方法联合应用治疗方案设计4针对特殊生物学特性选药支原体、衣原体和立克次体作为特殊病原体,在生物学特性、流行病学特征和临床表现上都与常见细菌和病毒有明显区别这些微生物处于细菌与病毒之间的灰色地带,具有部分细菌特征(如含有RNA和DNA、有核糖体、对抗生素敏感),又具有部分病毒特性(如细胞内寄生、体积微小、滤过性)在实验室研究和临床实践中,这些特殊病原体需要特殊的培养条件、诊断方法和治疗策略近年来,随着分子生物学技术的发展,这些病原体的研究取得了显著进展然而,在基层医疗条件下,这些感染的诊断仍然面临挑战,需要提高临床医师对其认识,完善实验室诊断能力,规范治疗方案新发与再发传染病概述定义与范围出现原因典型病例新发传染病(EID)新发再发传染病的出近30年来重要的新是指近几十年新出现现与多种因素相关发再发传染病包括或在新地区出现的传生态环境变化扩大了艾滋病(1981年确染病,或具有新传播病原体与人类接触机认)、SARS特性或新致病性的已会;全球化加速了疾(2003年)、知疾病再发传染病病跨区域传播;病原H1N1流感大流行则是指曾经被控制但体变异产生新型致病(2009年)、中东再次流行的传染病株;免疫力低下人群呼吸综合征(2012这类疾病约75%源增加创造了感染机年)、埃博拉病毒病自动物,多数为病毒会;抗微生物药物滥大流行(2014性疾病用导致耐药性增加年)、寨卡病毒病(2015年全球扩散)和新冠肺炎(2019年底)动物源性病原体病原体多样性与跨物种传播自然宿主中的循环病原体在自然宿主(如蝙蝠、啮齿类等)中长期存在,形成生态平衡,通常不引起宿主明显疾病此阶段,病原体与宿主共同进化,维持相对稳定的生态位,但人类活动干扰可能打破这种平衡跨种障碍突破特定条件下,病原体克服跨种障碍,从原始宿主传播至中间宿主或直接传播至人类这一过程通常需要病原体表面蛋白发生关键突变,使其能够识别并结合新宿主的受体人类活动增加与野生动物接触机会,加速了这一过程人类适应与传播初次跨种传播后,病原体通常需要进一步适应人体环境,获得人际传播能力这一阶段病原体可能经历多次变异,逐渐增强传播效率和适应性针对COVID-19,科学界仍在研究其确切起源和适应过程,强调了监测动物病原体变异及其人际传播潜力的重要性全球化与病原体传播国际旅行全球每年约40亿人次乘坐飞机旅行,使病原体能在24小时内到达地球任何角落2003年SARS和2019年COVID-19的全球扩散均与航空旅行密切相关国际贸易全球贸易促进了媒介生物(如蚊虫)和携带病原体的动物产品跨境流动亚洲虎蚊通过二手轮胎贸易传入美洲和欧洲,带来登革热等疾病风险气候变化全球变暖改变了媒介生物的地理分布范围,使疟疾、登革热等疾病向高纬度和高海拔地区扩展气候异常事件如厄尔尼诺现象与霍乱、鼠疫等疫情关联明显城市化快速城市化导致人口密度增加,特别是在卫生条件差的城市贫民区,为呼吸道传染病和媒介传播疾病提供了理想传播环境中国城市化率已超过60%,这一趋势仍在继续重要新发传播案例重症发热伴血小板减少综合征(SFTS)是由新布尼亚病毒科SFTS病毒引起的一种新发传染病,2009年首次在中国确认该病毒主要通过蜱虫叮咬传播,也可通过直接接触患者血液等传播SFTS主要表现为发热、血小板减少、白细胞减少和多脏器功能障碍,病死率约5-30%目前我国每年报告约1000例,主要分布在中部和东北部省份,已成为重要的地方性传染病猴痘是由正痘病毒科猴痘病毒引起的人兽共患病虽然1970年就在人类中首次发现,但直到2022年才引起全球关注,在多个非流行国家暴发该病主要通过密切接触传播,临床表现为发热、淋巴结肿大和特征性皮疹与天花不同,猴痘通常病情较轻,自限性强,但免疫功能低下者可发生严重并发症这些新发传染病提醒我们应保持警惕,加强监测和预防措施新发病原体应对策略监测与预警病原体溯源早期发现至关重要科学研究是基础•建立多部门协作的监测网络•快速分离鉴定病原体•构建症状监测与实验室监测相结合体系•开展基因组学分析•确定传播途径•加强野生动物病原体监测•寻找自然宿主和中间宿主•利用大数据和人工智能技术预测疫情国际合作疫苗与药物共同应对是趋势科技力量是关键•信息共享机制•建立快速疫苗开发平台•技术支持与援助•推进通用型抗病毒药物研发•联合研究项目•加强候选疫苗储备•全球治理协调•完善应急审批机制病原体检测技术概述分子生物学方法1核酸检测、基因测序等现代技术免疫学方法抗原抗体检测、血清学诊断显微镜检查直接观察形态特征、染色技术传统培养方法4各类培养基和鉴定系统传统的微生物培养是病原体检测的经典方法,仍是细菌鉴定和药敏试验的金标准这种方法可直接分离病原体,观察其形态、生化特性和药物敏感性然而,培养方法存在周期长(2-7天)、操作复杂、对某些病原体敏感性低等缺点例如,结核分枝杆菌培养需6-8周,而某些病原体如支原体需特殊培养基和条件显微镜检查方法包括直接镜检、各种染色技术和免疫荧光法等,可快速提供初步诊断信息革兰染色可区分革兰阳性和阴性细菌;抗酸染色用于结核分枝杆菌等抗酸杆菌;钙荧光素染色适用于真菌观察这些技术操作简便,结果快速,但敏感性受标本质量和操作者经验影响较大,对特异性鉴定有限新技术在病原体检测中的应用聚合酶链反应PCR高通量测序NGS•原理扩增特定DNA片段•原理同时测序数百万DNA片段•优势敏感性高、特异性强•优势无需预先假设,可发现新病原体•变体实时荧光PCR(定量)•应用病原体发现、耐药基因检测•适用已知目标病原体检测•挑战数据分析复杂、成本高质谱技术MALDI-TOF即时检测技术POCT•原理分析微生物蛋白质谱图•原理床旁快速检测•优势快速(分钟级)、准确•形式免疫层析、微流控芯片•适用细菌和真菌鉴定•优势便携、快速(15-30分钟)•限制需要培养物,不适用直接标本•应用基层医疗、现场筛查分子生物学检测技术已成为临床微生物学的重要组成部分PCR技术通过特异性引物扩增特定病原体的DNA/RNA片段,敏感性和特异性均高于传统方法实时荧光PCR进一步实现了定量检测,成为病毒载量监测的标准方法多重PCR可同时检测多种病原体,提高诊断效率新型冠状病毒检测体现了新技术的重要价值核酸扩增技术成为确诊的金标准,抗原快速检测则用于筛查和初步诊断新一代测序技术(NGS)在发现和全基因组分析中发挥关键作用,帮助了解病毒起源、变异和进化CRISPR诊断技术也在迅速发展,有望提供更快速、更准确的检测手段多重检测与病原体谱转变目标导向检测时代传统以一种病原体一种方法为主,需要临床医师根据经验预判可能的病原体,选择特定检测方法这种方式对典型症状的常见病原体诊断效率高,但对非典型表现或新多重检测时代发病原体易漏诊多重PCR和微阵列技术使同时检测多种病原体成为可能,如呼吸道病毒多重PCR可一次检测15-20种常见呼吸道病毒,大大提高诊断效率这种方法帮助发现混合感染和无偏检测时代3隐匿性病原体,改变了我们对疾病病因谱的认识宏基因组测序等技术不需预设检测目标,可检测样本中所有微生物DNA/RNA这种方法特别适用于不明原因感染和新发病原体鉴定多中心研究表明,对不明原因脑炎患者应用宏基因组测序,可将病原学阳性率从30%提高到约60%多重检测技术正在改变我们对疾病病因谱的认识例如,传统认为由单一病原体引起的社区获得性肺炎,在多重检测下显示约30%为混合感染;某些被归类为病毒性感染的疾病,可能同时存在细菌共感染;一些原因不明的神经系统疾病被发现与特定病原体相关这些发现不仅丰富了医学知识,也对临床治疗策略产生重要影响中国已建立国家和省级病原体检测网络,能够进行大规模监测和新发病原体快速鉴定方舱实验室等创新模式提高了突发公共卫生事件的应对能力未来,随着技术不断发展,病原体检测将更加精准、便捷和全面病原体检测技术发展趋势微型化与便携化自动化与智能化快速化与即时检测传统微生物检测设备体积大、自动化病原体检测系统逐渐普快速诊断对控制传染病传播至成本高,限制了基层应用微及,从样本处理到结果报告实关重要新型快速检测技术如流控芯片技术将样本处理、扩现全流程自动化,减少人为差等温扩增(LAMP)、CRISPR增和检测集成在一个小型芯片错,提高检测通量人工智能诊断系统可将检测时间从小时上,实现了实验室芯片化技术在病原体图像识别、测序级缩短至15-30分钟新冠疫手持式PCR仪和便携式测序仪数据分析和流行病学预测中的情期间,中国开发的多种快速(如Oxford Nanopore的应用日益广泛中国已开发多检测产品为疫情控制提供了技MinION)可在野外或基层医院种智能化病原微生物鉴定系统,术保障未来即时检测将向多进行现场检测,为疫情快速响大幅提高了诊断效率参数、高灵敏度和低成本方向应提供有力支持发展生物传感器和纳米技术正引领检测技术革新基于纳米材料的生物传感器可特异性识别病原体组分,提供快速、高灵敏度检测方案石墨烯基生物传感器可检测极低浓度的病原体标志物;纳米颗粒增强的光学生物传感器提高了检测灵敏度;基于CRISPR的电子生物传感器实现了单分子水平的检测能力现代通信和大数据技术使病原体检测与网络平台结合更加紧密云端数据库可实时更新病原体基因组和耐药性信息;移动医疗应用将检测结果与临床决策支持系统连接;区块链技术保障检测数据的安全性和可追溯性这些技术的融合将使未来病原体检测更加精准、快速和普惠总结回顾细菌病毒寄生虫真菌特殊病原体课后思考与讨论开放性问题拓展研究方向面对新发传染病威胁,如何构建更高效的病原体与宿主相互作用的分子机制;微生早期预警系统?抗微生物药物耐药性危机物组与感染发生的关系;新型抗感染策略的根本解决途径是什么?全球气候变化将(如噬菌体治疗、抗菌肽);病原体进化如何影响病原体的地理分布和流行特征?与适应机制;环境微生物组与人类健康的人工智能技术能否成为病原体研究的游关联;病原体基因编辑技术及其伦理考量戏规则改变者?推荐阅读资料《人类感染微生物学》、《Murray医学微生物学》、WHO全球传染病监测报告、中国疾控中心传染病监测年报、《柳叶刀-传染病》期刊近期研究进展、《自然-微生物学评论》病原体专题综述本次课程对病原微生物学进行了广泛而系统的介绍,旨在帮助大家建立对各类病原体的基本认识框架在实际工作中,不同专业领域可能需要针对特定病原体进行更深入的学习和研究我们鼓励各位在课后继续拓展相关知识,关注该领域的最新进展微生物世界与人类的关系复杂而微妙,远不止致病这一方面多数微生物与人类和平共处,甚至互利共生全面理解微生物世界,建立人与微生物和谐相处的新理念,是未来微生物学发展的重要方向如有问题,欢迎在课后讨论环节提出,或通过电子邮件联系我们感谢大家的参与!。
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