《醫(yī)學(xué)微生物學(xué)中感染性疾病的》課件

醫(yī)學(xué)微生物學(xué)中的感染性疾病探索微生物世界的奧秘理解疾病發(fā)生與傳播機制現(xiàn)代醫(yī)學(xué)微生物學(xué)研究前沿課程導(dǎo)論基本概念微生物的分類和特性重要性感染疾病全球負擔(dān)健康影響微生物與人體平衡關(guān)系醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的發(fā)展歷程11675年列文虎克發(fā)明顯微鏡21860年巴斯德推翻自然發(fā)生說31882年科赫發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌41928年弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素51953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)揭示微生物學(xué)研究的意義創(chuàng)新應(yīng)用新型疫苗與藥物研發(fā)健康維護微生物平衡與人體健康疾病預(yù)防阻斷傳播鏈，保護人類健康醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的研究范疇病原體分類細菌、病毒、真菌、原蟲感染機制入侵、繁殖、致病過程診斷方法培養(yǎng)、PCR、免疫技術(shù)治療策略抗生素、抗病毒藥物研發(fā)微生物分類基礎(chǔ)形態(tài)學(xué)分類細胞形狀、大小、排列方式革蘭氏染色反應(yīng)鞭毛、莢膜等結(jié)構(gòu)特征遺傳學(xué)分類基因組大小與組成DNAG+C含量16SrRNA序列分析生理學(xué)分類代謝特征與產(chǎn)物氧氣需求類型酶活性與生化反應(yīng)微生物的分類體系原核生物細菌和古菌真核微生物真菌、原蟲和藻類非細胞微生物病毒、類病毒和朊毒體細菌分類系統(tǒng)革蘭氏染色法陽性菌為紫色陰性菌為紅色反映細胞壁差異形態(tài)學(xué)特征球菌、桿菌、螺旋菌單個、成對、鏈狀排列莢膜、鞭毛存在情況生理生化特性產(chǎn)酸產(chǎn)氣能力酶活性測定碳源利用譜病毒分類原則遺傳物質(zhì)類型DNA或RNA病毒1結(jié)構(gòu)特征有包膜或無包膜衣殼對稱性螺旋型或二十面體宿主范圍感染特定細胞類型真菌分類形態(tài)學(xué)分類酵母菌：單細胞圓形或橢圓形絲狀菌特征多細胞菌絲體，有隔菌絲或無隔菌絲生長環(huán)境嗜溫、嗜熱或嗜冷真菌致病性原發(fā)性或機會性感染原蟲分類阿米巴類變形蟲，偽足運動鞭毛蟲類利什曼原蟲，鞭毛運動孢子蟲類瘧原蟲，復(fù)雜生活周期纖毛蟲類大腸纖毛蟲，纖毛運動微生物的結(jié)構(gòu)特征細胞壁革蘭陽性菌：多層肽聚糖細胞膜磷脂雙分子層，控制物質(zhì)進出內(nèi)部結(jié)構(gòu)核質(zhì)區(qū)：環(huán)狀DNA，無核膜外部附屬物鞭毛提供運動，菌毛介導(dǎo)粘附微生物的生長環(huán)境環(huán)境因素微生物類型特征營養(yǎng)需求營養(yǎng)單純型簡單碳源和無機物營養(yǎng)需求營養(yǎng)復(fù)雜型需要多種氨基酸和維生素溫度嗜溫菌25-40°C最適生長溫度嗜熱菌50-80°C最適生長氧氣需氧菌需要氧氣代謝氧氣厭氧菌在無氧環(huán)境生長微生物繁殖機制20分鐘細菌分裂周期大腸桿菌理想條件下8-12小時真菌生長時間酵母菌出芽生殖24-72小時病毒復(fù)制周期從感染到釋放新病毒粒子感染的基本概念1感染性疾病致病微生物引起的臨床癥狀定植與微生物負荷微生物在組織上穩(wěn)定生長病原體暴露微生物與宿主初次接觸感染途徑五大主要傳播途徑：飛沫、消化道、血液、接觸和媒介傳播病原體侵入機制免疫防御機制先天性免疫物理屏障，吞噬細胞，補體系統(tǒng)體液免疫B細胞分泌抗體，特異性結(jié)合抗原細胞免疫T細胞清除感染細胞，調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)細菌感染疾病肺炎肺炎鏈球菌，肺炎克雷伯菌結(jié)核病結(jié)核分枝桿菌，肺部肉芽腫形成腦膜炎腦膜炎雙球菌，腦脊液感染胃腸炎沙門氏菌，志賀氏菌病毒性感染疾病流感流感病毒，急性呼吸道感染艾滋病HIV，CD4+T細胞減少新冠肺炎SARS-CoV-2，肺部炎癥病毒性肝炎甲、乙、丙型肝炎病毒真菌感染疾病念珠菌感染口腔、陰道黏膜感染皮膚癬菌病頭癬、體癬、足癬肺部真菌病肺曲霉菌病，隱球菌病系統(tǒng)性真菌病隱球菌腦膜炎，侵襲性曲霉菌病原蟲感染疾病瘧疾瘧原蟲感染紅細胞周期性發(fā)熱和寒戰(zhàn)嚴(yán)重可導(dǎo)致腦型瘧疾蚊蟲傳播利什曼病利什曼原蟲感染皮膚、黏膜或內(nèi)臟病變沙蠅傳播多見于熱帶地區(qū)阿米巴病溶組織內(nèi)阿米巴感染引起阿米巴痢疾可侵犯肝臟形成肝膿腫糞-口途徑傳播呼吸系統(tǒng)感染常見病原體鏈球菌、肺炎球菌、結(jié)核桿菌、流感病毒感染機制飛沫傳播，黏膜定植，炎癥損傷臨床表現(xiàn)咳嗽，發(fā)熱，呼吸困難，肺部啰音預(yù)防策略疫苗接種，呼吸防護，隔離措施消化系統(tǒng)感染常見病原體沙門氏菌志賀氏菌諾如病毒輪狀病毒傳播途徑糞-口途徑污染食物受污染水源接觸傳播診斷方法糞便培養(yǎng)PCR檢測抗原檢測內(nèi)鏡檢查神經(jīng)系統(tǒng)感染細菌性腦膜炎腦膜炎雙球菌，腦脊液膿性改變病毒性腦炎單純皰疹病毒，顳葉損傷狂犬病狂犬病毒，進行性神經(jīng)元損傷診斷方法概述直接檢測顯微鏡檢查，培養(yǎng)鑒定分子生物學(xué)PCR，基因測序，CRISPR診斷2免疫學(xué)方法抗原抗體檢測，免疫印跡新興技術(shù)質(zhì)譜分析，生物傳感器4顯微鏡檢查技術(shù)光學(xué)顯微鏡革蘭染色，抗酸染色，墨汁負染電子顯微鏡病毒形態(tài)，細胞超微結(jié)構(gòu)熒光顯微鏡免疫熒光，核酸探針共聚焦顯微鏡病原體與細胞相互作用培養(yǎng)技術(shù)普通培養(yǎng)基選擇性培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基富集培養(yǎng)基分子生物學(xué)診斷1PCR技術(shù)特異性引物擴增目標(biāo)基因2實時熒光PCR定量檢測病原體載量3基因測序全基因組分析，菌株溯源4分子探針原位雜交，快速檢測免疫學(xué)診斷方法方法類型檢測原理應(yīng)用范圍ELISA酶聯(lián)免疫吸附測定抗原或抗體定量檢測免疫熒光熒光標(biāo)記抗體組織切片病原體定位免疫層析膠體金標(biāo)記快速床旁檢測免疫印跡蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)膜雜交特異性抗體檢測確證抗生素治療1928年青霉素發(fā)現(xiàn)弗萊明意外發(fā)現(xiàn)第一種抗生素20+抗生素類別β-內(nèi)酰胺類、氨基糖苷類等4種作用機制抑制細胞壁、蛋白質(zhì)、核酸合成等耐藥性問題零用藥政策嚴(yán)格限制抗生素使用2耐藥監(jiān)測全球耐藥菌株追蹤新藥研發(fā)開發(fā)新型抗菌藥物疫苗發(fā)展傳統(tǒng)疫苗滅活疫苗、減毒活疫苗2亞單位疫苗純化蛋白、多糖疫苗3載體疫苗腺病毒等病毒載體核酸疫苗mRNA疫苗、DNA疫苗公共衛(wèi)生預(yù)防監(jiān)測系統(tǒng)疾病監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)實驗室檢測能力流行病學(xué)調(diào)查隔離措施醫(yī)學(xué)隔離社區(qū)檢疫邊境管控群體免疫大規(guī)模疫苗接種免疫屏障建立重點人群保護個人衛(wèi)生防護勤洗手肥皂流水洗手20秒以上佩戴口罩人員密集場所正確佩戴保持距離人際間隔1米以上4接種疫苗按計劃完成疫苗接種新興傳染病病原體基因組學(xué)全基因組測序快速解析微生物全部遺傳信息二代、三代測序技術(shù)應(yīng)用單分子實時測序遺傳變異研究單核苷酸多態(tài)性(SNP)分析基因重組和水平基因轉(zhuǎn)移變異株鑒定進化分析系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建分子鐘計算進化時間病原體溯源分析微生物生態(tài)學(xué)自然環(huán)境微生物土壤、水體、空氣中復(fù)雜微生物網(wǎng)絡(luò)共生關(guān)系互利共生、寄生關(guān)系、競爭關(guān)系人體微生物組皮膚、腸道、口腔等部位特征菌群醫(yī)院感染控制預(yù)防手衛(wèi)生，醫(yī)療器械消毒滅菌防護標(biāo)準(zhǔn)預(yù)防，接觸隔離，空氣隔離監(jiān)測病例報告，病原微生物監(jiān)測管理培訓(xùn)，政策制定，責(zé)任落實全球衛(wèi)生安全疫情監(jiān)測全球預(yù)警系統(tǒng)，實時數(shù)據(jù)分享國際合作WHO協(xié)調(diào)，多國聯(lián)防聯(lián)控實驗室網(wǎng)絡(luò)參考實驗室，生物安全保障資源共享疫苗、藥物、檢測試劑公平分配微生物與慢性疾病微生物相關(guān)疾病機制幽門螺桿菌胃癌、消化性潰瘍慢性炎癥，基因損傷人乳頭瘤病毒宮頸癌整合宿主基因組腸道菌群失調(diào)炎癥性腸病腸道屏障功能破壞口腔細菌心血管疾病全身性炎癥反應(yīng)生物技術(shù)應(yīng)用微生物在生物技術(shù)中的廣泛應(yīng)用：生物制藥、生物材料、基因工程和環(huán)保技術(shù)環(huán)境微生物學(xué)生物修復(fù)微生物降解污染物水處理活性污泥法去除有機物氮循環(huán)固氮菌維持生態(tài)平衡生物指示劑監(jiān)測環(huán)境污染程度食品微生物學(xué)有益微生物發(fā)酵食品：乳酸菌、酵母菌、醋酸菌食品腐敗微生物分解蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物食源性疾病沙門氏菌、李斯特菌、肉毒桿菌食品安全HACCP體系，微生物限量標(biāo)準(zhǔn)臨床微生物學(xué)快速診斷床旁快速檢測技術(shù)多重PCR一次檢測多種病原體自動化微生物鑒定系統(tǒng)精準(zhǔn)治療藥敏試驗指導(dǎo)用藥耐藥基因檢測個體化抗感染方案預(yù)后評估病原體載量監(jiān)測耐藥性動態(tài)變化治療效果評價微生物研究倫理研究倫理人體試驗倫理審查生物風(fēng)險雙重用途研究管控生物安全實驗室安全等級管理人工智能在微生物學(xué)中的應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析基因組數(shù)據(jù)挖掘耐藥性預(yù)測菌群關(guān)系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建圖像識別顯微鏡圖像自動分析菌落計數(shù)與鑒定病理切片輔助診斷預(yù)測模型疫情傳播趨勢新型病原體出現(xiàn)風(fēng)險藥物設(shè)計與篩選微生物與個人醫(yī)療擬桿菌門厚壁菌門變形菌門放線菌門其他微生物與免疫系統(tǒng)微生物訓(xùn)練共生菌教育免疫系統(tǒng)，建立耐受屏障保護有益菌競爭性抑制病原體免疫調(diào)節(jié)短鏈脂肪酸調(diào)節(jié)T細胞分化腸-腦軸微生物影響神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)微生物進化理論1基因水平轉(zhuǎn)移接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化三種途徑2自然選擇環(huán)境壓力下適應(yīng)性進化3遺傳漂變隨機突變積累導(dǎo)致基因頻率變化4共進化病原體與宿主互相施壓進化傳染病流行病學(xué)流行病學(xué)關(guān)注疾病傳播規(guī)律、發(fā)病率分布和干預(yù)措施效果評估全球氣候變化與微生物1-4°C全球升溫預(yù)期本世紀(jì)末地球平均溫度上升20-30%媒介傳播疾病增加蚊蟲等傳播媒介擴張范圍60+種新興傳染病風(fēng)險氣候變化可能導(dǎo)致跨物種傳播病原體數(shù)量微生物與抗生素抗生素發(fā)現(xiàn)青霉素開啟抗生素時代2耐藥機制酶降解、外排泵、靶位點變異新藥研發(fā)組合療法、新靶點、生物制劑4使用管理抗生素管理計劃，合理使用跨學(xué)科研究生物信息學(xué)大數(shù)據(jù)分析，基因組注釋系統(tǒng)生物學(xué)代謝網(wǎng)絡(luò)，整體研究方法納米技術(shù)納米材料抗菌，靶向遞送未來研究方向功能基因組學(xué)全基因組功能解析單細胞技術(shù)微生物異質(zhì)性研究合成生物學(xué)設(shè)計人工微生物精準(zhǔn)醫(yī)療個性化感染防治新技術(shù)與新方法基因編輯CRISPR-Cas系統(tǒng)精確修飾微生物基因組1單細胞測序揭示微生物群落中個體差異2微流控技術(shù)微生物培養(yǎng)與篩選的革命性方法人工智能深度學(xué)習(xí)優(yōu)化微生物組研究挑戰(zhàn)與機遇研究領(lǐng)域面臨挑戰(zhàn)潛在機遇不可培養(yǎng)微生物超過99%微生物無法培養(yǎng)宏基因組學(xué)分析未知物種抗生素耐藥性超級細菌威脅全球健康新型抗菌策略，噬菌體治療微生物組研究菌群復(fù)雜性與功能解析