人体呼吸系统的微生物感染疾病（武汉大学研究生课件）.ppt

第七章 人体呼吸系统的微生物感染疾病,第二篇 微生物与人类疾病,内容提示,1.了解人体呼吸系统微生物感染疾病的特点 2.概述与呼吸系统相关的病原微生物类群 3.讨论呼吸道感染的重要病毒性疾病的疾病特征及危害 4.介绍链球菌、葡萄球菌、结核菌、肺炎球菌呼吸系统感染的发病机制、疾病症状及防治原则 5.简要介绍病原真菌及其他病原体在呼吸道感染疾病中的重要性,第1节 概述,人的呼吸系统是许多微生物感染性疾病的发源地。急性呼吸道感染通常由病毒引起，而由链球菌、葡萄球菌、肺炎球菌、结核菌引起的原发性或继发性感染疾病是人体呼吸道的重要疾病。近年来，病原真菌及其他病原体感染已日趋严重，正引起医学界的广泛关注。,一.呼吸系统微生物感染性疾病的特点,1. 早期或急性感染90-95与病毒感染相关，多数感染是自限性的；,2. 病原体由唾液飞沫、呼吸、空气传播。感染具传染性、季节性，有时会爆发流行；,3. 病毒感染常出现鼻塞、咳嗽、流鼻涕、打喷嚏、流泪、咽喉痛、头痛、全身肌肉痛、发热、不适、斑疹等症状；,一.呼吸系统微生物感染性疾病的特点,4. 细菌感染或继发感染常使症状加重，导致鼻炎、咽炎、咽喉炎、扁桃体炎、气管炎、支气管炎、肺炎等常见的化脓性炎症，有时感染还会引起白喉、百日咳等上呼吸道疾病和肺结核、军团菌病、支原体肺炎等肺部疾病；,5. 病原真菌和原生动物呼吸系统感染疾病有球孢子菌病、组织胞浆菌病、酵母病、卡氏肺囊虫肺炎等疾病。,二. 呼吸道感染相关的重要病原体,1. 病毒：流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、腺病毒、风疹病毒、鼻病毒、冠状病毒、呼肠孤病毒、汉坦病毒.SARS病毒等。,2. 细菌：乙型链球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎球菌、结核杆菌、白喉杆菌、百日咳杆菌、军团菌、流感嗜血杆菌、肺炎支原体、肺炎衣原体、Q热立克次氏体等。,3. 真菌和原生动物：粗拟球孢菌、荚膜组织胞浆菌、皮炎芽酵母、条件致病真菌、卡氏肺囊虫等。,第2节 呼吸系统细菌感 染性疾病,呼吸系统细菌感染疾病,肺部感染,呼吸道感染,化脓性炎症,百日咳,白喉等,肺结核,肺炎等,一.化脓性炎症,人体呼吸道的化脓性炎症疾病是一种多发病、常见病，尤其是婴儿、老年人和体质差的成年人经常患病。多种细菌感染引起呼吸道化脓性炎症，其中以乙型链球菌,葡萄球菌,绿脓杆菌最为普遍。,链球菌的生物学特征,1.基本形态,球形、卵圆形、链状，链的长短不一。,2.培养特性, 需氧或兼性厌氧，少数菌株厌氧；,营养需求较高，培养基外加全血，血清等才能生长良好。,提示：全血的制备方法(脱纤维全血),无菌采取全血(动物、人)迅速注入带有5-10粒玻璃球的无菌三角瓶中旋转摇动脱纤维取样做无菌检测贮4°C冰箱备用。,3.分类,根据溶血现象分类,链球菌,甲型溶血性链球菌菌落周围呈草绿色溶血环(溶血环),链球菌：A T共18个族，对人致病的链球菌菌株，90属于A族。,乙型溶血性链球菌菌落周围形成无色透明溶血环( 溶血环),丙型链球菌不溶血,根据抗原结构分类,3.分类,根据对氧需要分类,链球菌,需氧性链球菌,兼性厌氧性链球菌,厌氧性链球菌,A族链球菌的致病物质,致病物质,外毒素致热外毒素(猩红热毒素),侵袭行致病物质,脂磷壁酸,链激酶,M蛋白,透明质酸酶,链道酶,溶血素,1. 侵袭性致病物质,(1) 脂磷壁酸（LTA）A族链球菌细胞壁物质，介导链球菌对宿主细胞的粘附性，人体呼吸道粘膜、皮肤上皮细胞、淋巴细胞、血小板、红细胞、白细胞的细胞膜上均有LTA结合点。,(2) M蛋白A族链球菌细胞壁中的蛋白质组分。其功能为:, 抗吞噬和抗吞噬细胞内的杀菌作用；, 沉淀纤维蛋白、凝聚血小板和白细胞、溶解中性粒细胞等作用；, 刺激机体产生高效的特异抗体，形成过量的抗原抗体复合物沉集于肾小球基底膜上，引起肾小球肾炎等变态反应性疾病。,(3)透明质酸酶分解细胞间质的透明质酸，有利于链球菌在组织中扩散。,(4)链激酶激活血液中的纤维蛋白酶原，使其成为有活性的纤维蛋白酶，溶解血块或阻止血浆凝固，有利于细菌在组织中扩散。,(5)链道酶(链球菌DNA酶)分解脓液中高粘稠性的DNA，使脓液稀薄，促进病原菌扩散。,(6)链球菌溶血素,链球菌溶血素,链球菌溶血素O，对氧敏感破坏白细胞，引起白细胞内溶酶体的释放，导致细胞脱颗粒性死亡。,链球菌溶血素S溶解红细胞，在血琼脂平板上形成溶血环。,猩红热的典型症状,2. 外毒素,致热外毒素(SPE),溶血性链球菌感染产生致热外毒素，毒素中毒导致猩红热。,SPE的中毒效应, 致热性和致死性，使试验动物致死；,直接毒性作用，对培养的脾细胞和巨噬细胞直接毒性作用；,免疫抑制作用，对多种免疫细胞有一定的抑制作用。,提示：机体对猩红热免疫力的监测试验,2. 外毒素,SPE的中毒效应,提示：机体对猩红热免疫力的监测试验,SPE注射前臂皮内观察6-24h,出现1cm红斑者,阳性,机体对猩红热无免疫力,出现小于1cm红斑或无红斑,阴性,机体对猩红热有免疫力,Dick试验,链球菌感染疾病,链球菌感染疾病,化脓性疾病,中毒性疾病,变态反应疾病,呼吸道炎症,淋巴系统炎症,皮肤化脓性炎症,猩红热,风湿热,急性肾小球肾炎,呼吸道化脓性炎症防治,1. 药物治疗,抗生素青霉素及其衍生物,合成药合成化学药物(磺胺类),中 药多种中成药,2. 空气传播,飞沫,空气,其他,二.白喉,白喉是一种急性呼吸道传染病，由白喉杆菌感染引起。,白喉杆菌的生物学特征,1. 基本特征,白喉杆菌，G，需氧或兼性厌氧。在含有血清的培养基中生长良好。,2. 培养特性,白喉杆菌在含有0.03-0.04亚碲酸钾血琼脂平板上生长，并将亚碲酸钾还原成元素碲，菌落呈黑色，但不同的菌株还原能力差异显著。,白喉杆菌的生物学特征,2. 培养特性,中间型(菌落黑灰色、不分解淀粉、不溶血),轻型(菌落小、黑色、不分解淀粉、溶血),白喉杆菌,重型(菌落大、灰色、分解淀粉、不溶血),亚碲酸钾培养基,致病物质,1. 白喉外毒素(BT),白喉外毒素是白喉杆菌重要的致病物质,(1) 白喉外毒素的遗传特性, 白喉外毒素由噬菌体基因编码，只有带毒素基因(tox+)噬菌体形成溶原性的菌株产生BT, 噬菌体tox+基因的表达受宿主细菌的控制, 宿主菌的调节控制与菌体内无机铁的含量有关(0.14ug/ml内则BT合成，过高则抑制),(2) BT的理化性质,分泌型BT(63000),水解,A链(24000)，耐热(100ºC)、耐蛋白酶，pH2-12稳定,B链(39000)，不稳定,(3) BT的结构与功能,BT,水解,A链(A亚单位)毒性效应影响延伸因子2干扰蛋白质合成细胞坏死和病变,B链(B亚单位),抗原特异性,膜受体结合,2. 索状因子,白喉杆菌细胞表面的一种毒性糖脂，其毒性是破坏细胞中的线粒体，影响细胞的能量代谢。,所致疾病,1. 假膜的形成,假膜是白喉的典型症状，它的形成与白喉杆菌严重感染相关。,白喉杆菌,血管纤维蛋白凝固炎性、坏死细胞、白喉杆菌,感染鼻咽部,粘膜上皮细胞炎性、渗出性、坏死性反应,形成灰白色膜状物(假膜),导致气管、支气管堵塞,窒息死亡,2. 毒素中毒,白喉杆菌仅限于粘膜及组织感染，一般不进入血流，在感染部位能分离到大量白喉杆菌，且为单因子感染。,外毒素(BT)是重要的致病物质，BT在体内扩散引起全身性中毒症状(心肌、肝、肾、肾上腺、外周神经中毒)。毒素中毒是非可逆性的，一旦中毒，后果严重。,3. 疾病症状,1)形成假膜，常导致婴幼儿窒息死亡，是白喉早期死亡原因之一。,2)全身性毒素(BT)中毒，引起细胞变性、坏死、内脏出血、神经麻痹。,3)临床上以心肌炎、软腭麻痹、声嘶、肾上腺功能障碍、血压下降等症状为多见。, 防治,1. 治疗,常用青霉素、红霉素等抗生素治疗，抗生素可抑制细菌的生长，但不能阻止毒素中毒，因此，应结合注射白喉抗毒素，防治毒素中毒。,2. 预防,注射白百破三联疫苗，获得尚佳的免疫效果。,三.百日咳,百日咳是另一种常见的细菌性呼吸道疾病，病原菌为百日咳杆菌。婴幼儿为易感体制，表现为咳嗽、阵发性痉挛性咳嗽、鸣吼等，病程近百日，顾名百日咳。,四.结核病,结核是一种细菌性的慢性传染病，病原菌是结核分枝杆菌。,结核依结核菌入侵途径和感染部位的不同,肠结核,皮肤结核,骨结核,肺结核,临床上尤以呼吸道感染引起的肺结核为多见，肺结核中医俗称“痨病”，是迄今尚未灭绝的一种重要传染病。据WHO统计，全世界约1/3人口(20亿)感染过结核杆菌，每年约300万人死于结核病，以发展中国家的感染和发病率居多。我国约有活动性肺结核病人600万，每年约25万人死于结核病。,近几年，北美、欧洲发达国家的肺结核病有旧病复发的趋势，最新研究发现，艾滋病患者和HIV带毒者感染结核菌是结核病回升和加重艾滋病的重要原因，艾滋病患者感染结核菌的机率达33以上。,结核分枝杆菌 (Mycobacterium tuberculosis),1.氧的需求,结核分枝杆菌的特点：,2.生长缓慢,严格需氧，无氧不能正常生长,体外510h/代，体内2436h/代,3.抵抗力,耐干燥、耐酸碱,对日光、紫外光多种化学杀菌剂敏感(酒精、升汞液、石炭酸液、来苏尔液等),4.变异性,易变异(形态、菌落、毒力、免疫原性、耐药性)，如卡介苗(BCG)经体外传代减毒获得。,结核菌的致病物质,细菌的致病物质,毒素(外毒素、内毒素),侵袭性酶类,脂质(细胞干重的2040，细胞壁干重的60),磷脂,蛋白质,多糖,分枝菌酸,索状因子,荚膜结构,结核菌特殊的致病物质,硫酸脑苷酯,蜡质D,阿拉伯半乳聚糖,阿拉伯甘露聚糖,分枝杆菌生长素,脂质类,促使单核细胞增生，引起结核结节形成和干酪化坏死。,钙化形成对机体有利,结核菌的自我保护,再次感染的病因,1.磷脂,2.分枝菌酸,细胞壁成分，与细菌的抗酸性有关。用化学方法脱去分枝菌酸失去抗酸性。,脂质类,致病细菌特有的细胞壁成分，其毒性效应包括：,破坏细胞线粒体膜，影响能量代谢；,降低肝细胞中琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶活性，导致肝脏代谢紊乱；,抑制白细胞游走和引起慢性肉芽肿。,3.索状因子,4.硫酸脑苷酯,抑制吞噬细胞中吞噬体与溶酶体结合，干扰胞内消化作用。,5.蜡质D,佐剂作用，蜡质D结核菌素变态反应,多糖类,1.阿拉伯半乳聚糖,2.阿拉伯甘露聚糖,无毒性蜡质D引起病灶局部细胞浸润,蛋白质类,1.结核菌素,结核菌素无毒性蜡质D诱发变态反应,致病作用示意图,致病作用,结核菌,呼吸道感染,进入肺泡,吞噬细胞吞噬,抗消化,形成胞内菌感染,巨噬细胞破坏，释放大量结核菌感染肺泡细胞,硫酸脑苷酯,肺部炎症(原发灶),首次感染机体无免疫力，结核结节和干酪化坏死(钙化),磷脂,致病作用,再次感染,刺激单核细胞大量增殖和浸润，形成肉芽肿,肺部结核、空洞,典型的肺结核病症状,索状因子,免疫,机体免疫,结核菌再次感染,接种卡介苗,刺激淋巴细胞增殖同时活化吞噬巨噬细胞增强胞内消化作用消化结核菌,产生抗体，但无保护作用,迟发性变态反应,有菌免疫，免疫力与体内的活菌数量相关,防治原则,1.预防,BCG,接种,2-3月结核菌素试验,患先天性细胞免疫缺陷者,BCG败血症,死亡,阳性,获得免疫力,6-10年,复种一次,终生免疫,90的原发感染形成纤维组织或钙化，不治自愈。原发感染后，机体获得一定的免疫力。,2.治疗,防治原则,链霉素治疗效果尚佳，但副作用较大(耳聋)，且容易产生抗药性。,异烟肼,对氨基水杨酸钠,三种药物交替使用，防止抗药性产生。,五.细菌性肺炎,细菌性肺炎是不同于结核病的另一类重要肺部疾病，发病率高。属原发感染、继发感染或条件致病感染疾病。,大叶性肺炎,1.病原菌,肺炎球菌,G、球状、双排列、无鞭毛，不产芽胞,兼性厌氧，含血液或血清培养基中生长良好,对理化因素抗性较弱，易出现耐药菌株,大叶性肺炎,2.致病物质,1.荚膜,荚膜,抗原性可溶性多糖物质单糖数量、结构、种类的不同，分84种血清型，其中1、2、3型致病性最强,保护性荚膜本身不是毒性物质，但肺炎球菌失去荚膜就丧失致病能力,2.粘附物质,肺炎球菌侵入鼻咽部通过其N-乙酰D-葡萄糖胺1-3半乳糖受体介导与鼻咽上皮细胞结合定居、生长、繁殖 入侵肺部肺泡建立感染炎症反应,3.溶血素O,肺炎球菌溶血素O，属胞内蛋白、不分泌。对氧敏感，在血液琼脂平板上形成绿色溶血环(溶血)。,溶血素的生物学功能,抑制多形核白细胞的杀菌作用,降低过氧化氢、超强阴离子产生,抑制多形核白细胞的趋化性(43%)和随机迁移能力(59%),抑制淋巴细胞增殖,与淋巴细胞膜上的胆固醇有极强的亲合性，作用胆固醇、干扰膜流动性，直接影响淋巴细胞增殖,抑制淋巴细胞产生淋巴因子和IgA、IgG、IgM,溶解红细胞溶解羊、兔、马、人的红细胞,4.神经氨酸酶,神经氨酸酶,酶I Mr 4.2×104,水解组织中粘蛋白、糖蛋白的N-乙酰神经氨酸,酶切靶细胞膜表面的N-乙酰神经氨酸,酶II Mr 6.0×104,降低粘度,有利于侵入组织深部,使靶细胞表面的受体暴露,有利于细菌粘附,所致疾病,1.症状,突发恶寒,高热,咳嗽,胸痛,多痰,痰呈铁锈色,2.疾病,大叶性肺炎,中耳炎,胸膜炎,败血症,3.特点,婴幼儿比例较高，治愈率也高,成人患大叶性肺炎，病情较重，常并发多种疾病,肺炎球菌致病示意图,侵蚀性肺炎,1.致病菌：嗜肺军团菌,1976年7月21-24日，美国宾州费城第58届退伍军人大会期间发病，后定为军团菌，以后陆续在许多国家发现。经过多年的研究，证明军团菌广泛存在于天然水源，冷热水管道系统中。, 研究背景, 基本特征,嗜肺军团菌,杆状、G-、无芽胞或荚膜,含大量支链脂肪酸（占细胞脂肪酸总量的68%以上）,需氧，培养环境中含2.5% CO2能促进生长,2.致病物质,菌毛对宿主细胞产生吸附作用,胞外酶水解人体血清中的血清蛋白,内毒素有别于一般G-菌的内毒素，存在“内毒素性”的活性因子，属新型内毒素。其生物性质还有待深入研究,外毒素溶解红细胞60 30min或者100 15min处理仍有活性,致死毒素溶解肺部细胞，引起肺部侵蚀性炎症，造成肺空洞,3.感染特征,胞内菌感染，以肺部侵蚀性感染为主,胞内菌感染机理,a.吞噬细胞去极化作用受抑制，使胞内杀菌能力降低,b.军团菌作用吞噬细胞，影响超氧化酶的活性，逃避吞噬细胞的消化作用,4.疾病症状,发热、寒颤、咳嗽、咳痰、胸痛、呼吸困难、腹泻等。90%的患者胸部X光片显示肺炎征象。疾病发展至呼吸衰竭，病死率高于10%。,5.防治,目前尚未有效的疫苗应用，体内抗感染免疫以细胞免疫为主，体液免疫也发挥一定作用。,治疗以抗生素效果较好，但应早期诊断、及时治疗，降低病死率。,间质性肺炎,1. 病原菌,肺炎支原体,支原体是一类介于病毒和细菌之间，能自行繁殖的原核微生物。,特征：支原体无细胞壁，但能在人工培养基中生长、繁殖。由于缺乏细胞壁，有可塑性，故形态上呈多形性，可通过细菌过滤器。多数支原体生长需要胆固醇，在固体培养基上形成特殊的“荷包蛋”状菌落。,2病原支原体,肺炎支原体间质性肺炎,唾液支原体,口腔支原体,人型支原体,3致病物质,粘附因子（P1蛋白）感染早期的粘附作用。P1 Mr:1.7×105 4.3×104,胞外酶分解细胞间质，便于扩散,有毒物质直接作用靶细胞,上呼吸道感染，轻微炎症,4病理损伤,粘附于宿主细胞表面，从靶细胞膜上获得脂质与胆固醇，引起膜损伤,释放有害物质，如H2O2、NH3、神经毒素等，毒害靶细胞,引起宿主细胞膜抗原结构改变，产生自身抗体,存在与宿主组织相似的抗原成分，感染机体后发生交叉反应而招致病理免疫反应,5感染方式及特点,支原体感染不进入血液，也不入侵到细胞内，仅粘附在宿主细胞膜表面，具传染性。,特点,感染方式,肺炎支原体,上呼吸道,穿过粘膜上皮细胞纤维屏障,进入细胞间隐窝内,通过P1蛋白粘附内层上皮细胞表面受体,直接吸取宿主细胞的营养,生长、繁殖,释放有毒代谢产物（H2O2）,细胞毒性作用,细胞损伤,通过滑行运动下移,进入肺部两侧感染,间质性肺炎症状,6疾病特征,上呼吸道感染综合征,间质性肺炎,肺外感染并发症：脑膜炎、脑干炎、脊髓炎、心肌炎、心包炎、溶血性贫血、肾炎等,低热、轻微咳嗽,7治疗,对青霉素有耐受性,对四环素、红霉素和竹桃霉素敏感，是有效的治疗药物,第3节呼吸系统的病毒性疾病,呼吸系统感染的病毒由空气传播，因为空气不能供养病毒生长，所以任何通过空气传播的病毒必定有传播源，如人。当传染源是人时，病毒通常在咳嗽、打喷嚏或说话时从呼吸道释放到空气中。,一、禽痘(水痘)和带状疱疹 感染疾病,1)病源：水痘带状疱疹病毒，属疱疹病毒科，此病毒经由飞沫吸入呼吸系统而致病,2)症状：10至23天的潜伏期后，在面部或上半身会出小泡，内部有脓，接着会破裂，被疤痕覆盖。,禽痘（水痘）是一种主要发生在2至7岁儿童中的具有高度传染性的皮肤性疾病。,3)防治：禽痘(水痘)可以通过接种水痘减毒活疫苗(Varivax)或使用无环鸟苷(Zovirax或Valtrex)避免发生或使感染期缩短。,4)潜伏性持续感染,禽痘(水痘)患者治愈后，患者体内仍残留有病毒，病毒DNA以潜伏状态存在于被感染的细胞中，但检测不到病毒粒子。,当感染过病毒的人在年龄、艾滋病、心理或生理的压力作用下免疫受损时，病毒有可能被激活。,激活的病毒沿感觉神经迁移，开始复制，并产生水泡，此时由于感觉神经受损而导致疼痛。这种综合征被成为疱疹后神经痛。,二、流感,流感是由正粘病毒引起的一种呼吸系统疾病。根据病毒外壳蛋白抗原性的不同(抗原H和抗原N)，流感病毒可分为A、B和C3种类型。,1.病源,2.流行,1918年造成两千万人的死亡,1957年发生亚洲流感,1968年香港流感,1977年俄国流感,3.病症,流感的主要特征是寒战、发烧、头痛、不适感及一般的肌肉疼痛。这些症状可能是呼吸道上皮细胞受激活的T细胞攻击致死的结果。,4.并发症,流感本身并不是致命的，但是由于金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、嗜血流感杆菌等细菌继发感染导致的肺炎可能使患者死亡,5.防治,在疾病最初的两天服用抗病毒药金刚烷胺(Symmetrel)、金刚烷乙胺(Flumadine)、zanamivir(Relenza)和oseltamivir(Tamiflu)可以降低A型流感病毒感染的持续时间和症状。,三、麻疹(风疹),1.病源,麻疹(风疹)是全世界范围内流行的一种具有高度传染性的皮肤疾病。麻疹病毒是副粘病毒科麻疹病毒属的一员。,2.病症,此病毒的潜伏期通常在10到21天之间。大约在第10天出现最初症状，如：流涕、咳嗽、发烧、头痛和结膜炎等。,发生皮疹，最初症状为淡红色的平丘合疹病痕,逐渐融合。,3.典型症状,口腔损伤包括亮红色的麻疹口腔粘膜斑，即科泼力克(Kopliks spots)，在这种斑点的中心有一个蓝白色的小点。科泼力克斑表明以斑或丘疹的形式发生的病毒性皮疹，它是病毒感染的结果。,亚急性硬化全脑炎的中枢神经系统进行性衰退以极低的频率发生。,4.预防,使用减毒麻疹疫苗(Attenuvax)或三联疫苗(简写作MMR：麻疹(measles)、腮腺炎(mumps)和风疹(rubella)。,四、流行性腮腺炎,1.病源,流行性腮腺炎是主要发生在学龄儿童中的一种急性的全身播散性的疾病。腮腺炎病毒是副粘病毒科Rubulavirus属中的一员。,典型症状 腮腺炎最为突出的表现是宿主被病毒感染后16到18天后唾液(腮)腺的肿大和触痛感。,并发症 脑膜炎、附睾炎和睾丸炎是同此病相关 的极为重要的并发症。,2.病症,3.防治,腮腺炎的治疗方法仅限于减轻症状和支持疗法。有经弱化的活腮腺炎病毒疫苗可供使用，它经常作为三联MMR疫苗肿的一种成分使用。,五、风疹(德国麻疹),1.病源,风疹是由风疹病毒所引起的。风疹病毒为披膜病毒科的一种单链RNA病毒。,2.病症,病毒在体内的潜伏期12到23天之间，通常症状为不超过3天的红色点状皮疹和低热。,3.后遗症,对于妇女前三个月的妊娠而言，风疹可能是一种灾难性的疾病。它可导致胎儿死亡、早产或造成胎儿心脏、眼和耳等器官的一系列的先天性缺陷。,4.预防,使用减毒的活风疹疫苗(MMR的组成部分),五、SARS,2003年SARS(传染性非典型肺炎)爆发； 非典的防控、抗SARS药物和疫苗的研制 2月确认的病原为一种新型冠状病毒，公布其全基因组序列； 但其感染致病机制几乎一无所知： SARS 病毒是如何进入宿主细胞的？ 进入细胞后病毒基因组如何复制？ 病毒如何导致细胞病变？ 非典患者多死于肺部急性炎症，病毒如何引起炎症反应？ 亟待解决的重大科学问题 全国高校系统第一家3级生物安全实验室（P3实验室）,1. ARS概况,2. SARS冠状病毒湖北株的分离 与全基因组分析 首次从湖北SARS病人样品中分离出SARS冠状病毒湖北株（SARS-CoV-WHU），并完成了其全基因组序列分析，发现并证明: 湖北株属于典型的SARS晚期流行株，其8a基因区具有2个碱基缺失突变。,SARS病毒湖北株电镜形态学照片 Virus Genes 2005,3. SARS冠状病毒进入细胞的膜融合机制 与美国纽约血液中心、中国科学院微生物所合作，首次阐明了SARS冠状病毒囊膜蛋白（Spike）七肽重复序列（HR1和HR2）六螺旋束结构介导的膜融合侵入机制，并率先实验证实基于HR2的多肽可以有效抑制SARS冠状病毒的感染。,SARS冠状病毒与宿主细胞的膜融合和多肽抑制机制,The Lancet 2004 BBRC 2004,4. SARS冠状病毒的基因组表达及 亚基因组RNA非经典转录调控 发现两种新型亚基因组RNA,具有非经典的转录调控序列，证实不连续转录发生在负链合成阶段。,SARS冠状病毒基因组结构和非连续转录机制 Journal of Virology 2005,5.SARS冠状病毒感染诱导细胞凋亡和 炎症反应的分子机理 首先发现SARS冠状病毒诱导Vero E6细胞凋亡，SARS冠状病毒S和N蛋白能够激活与炎症反应相关的环加氧酶2（Cox-2）的表达。,SARS冠状病毒感染Vero E6细胞的细胞病变及 核染色显示凋亡小体,SARS冠状病毒S蛋白激活 炎症反应的信号通路,International Journal of Biochemistry and Cell Biology,Journal of Medical Virology 2004,6. SARS冠状病毒基因的结构与功能研究 发现SARS冠状病毒N蛋白是核-质穿梭蛋白,可有效结合单链RNA； 揭示N蛋白在血清学检测中的实际应用价值； 发现非结构蛋白Nsp14具有核糖核酸外切酶活性，参与病毒亚基因组转录和RNA聚合酶纠错。,Journal of Clinical Virology 2004 Virus Research 2005,