(一)研究方向
实验室以病原体与宿主相互作用领域重大问题为研究内容,凝练为病原体(病原细菌、病原真菌、寄生虫)感染与宿主相互作用的机制研究、病原体感染促进其他疾病发生发展的免疫微环境的临床研究和病原体感染新型诊断技术、免疫治疗策略与药物研发3 个方向。涉及病原生物学、免疫学、皮肤病学、消化内科学、呼吸内科学、临床检验诊断学、药理学等多学科的密切合作与交叉。
三方面的重点任务是:(1)病原体与宿主免疫系统的相互作用,是病原体发生感染及感染转归的关键环节,揭示重要病原体的免疫识别分子及相关的免疫应答、调控、耐受和逃逸机制,揭示重要病原体感染相关的免疫缺陷或/和免疫抑制机制及其免疫诊断和抗病原体免疫治疗的机制。(2)病原体与临床多种重要疾病密切相关,研究病原体感染促进或加重呼吸、消化、皮肤、神经系统疾病和重症疾病,继发或共感染的作用机制涉及体内免疫微环境的调控。(3)病原体感染发病逐年增多且致死率很高,但目前临床上可应用的抗病原体药物十分有限且临床耐药的威胁在逐渐增大,阐明引起病原体耐药发生的机制及传播规律,研发诊断新方法新技术、免疫治疗新策略、抗病原体新药物,从而战胜病原体感染、遏制耐药性病原体传播。

(二)研究内容
2.1 病原体感染与宿主相互作用的机制研究
(1)新型宿主免疫蛋白分子及病原体相关分子模式的新功能研究:利用全基因组关联遗传转录组分析、蛋白组学和蛋白质翻译后修饰(磷酸化、乙酰化和甲基化等)组学分析确定可能与病原体感染致病相关的新型宿主免疫蛋白分子,在细胞和动物水平上研究其在病原菌感染免疫细胞和动物模型中的功能。应用病原体转座子突变文库、病原体分泌蛋白库筛选、病原体在有氧厌氧或耐药等条件下蛋白组学和翻译后组学等分析结合病原菌基因敲除等技术以及细胞或动物感染等模型,分析鉴定一批与病原体感染致病密切相关的新型病原体蛋白分子。
(2)重要病原体免疫识别分子的鉴定及相关的免疫应答、调控、耐受和逃逸机制研究:综合分析所筛选到的与病原体感染和致病密切相关的重要病原体蛋白分子,应用酵母双杂交、RNA-seq、ChIP-seq 和蛋白芯片分析等技术探寻与其互作的新型宿主蛋白分子,组学技术建立病原-宿主蛋白互作网络,研究病原体-宿主间的动态相互作用。鉴定病原体被宿主免疫系统进行识别的脂质、蛋白等分子,进一步揭示其介导的免疫应答、调控和免疫耐受、逃逸等作用机制,并阐明这些新型关键分子在病原体感染和耐药形成中的功能和作用机制。
(3)重要病原体感染相关的免疫缺陷和免疫抑制的机制研究:利用先进的5基因测序和免疫学技术,深入研究临床上引起致死性和难治性病原体感染的宿主免疫缺陷机制;同时,揭示接受免疫抑制剂尤其是新型免疫抑制剂治疗的患者易感病原体感染的作用机制。鉴定病原体感染的特异性免疫细胞或/和分子,进一步阐明其免疫诊断作用机制,为建立敏感、特异的免疫学诊断方法提供依据;同时,确定特定病原体感染特异性免疫活性细胞或/和分子,阐明其抗病原体作用机制,为建立抗病原体细胞免疫疗法以及开发新型治疗性抗病原体疫苗打下基础。
2.2 病原体感染促进其他疾病发生发展的免疫微环境研究
(1)病原体感染与呼吸危重症:结核杆菌和病原真菌(以曲霉菌为代表)常见于呼吸系统慢性阻塞性肺疾病和侵袭性支气管肺病继发感染,阐明病原体感染与体内免疫微环境相互作用加重肺纤维化、肺功能损伤等机制,采用新型高敏感诊断技术及早发现病原体,指导临床疾病管理。临床重症疾病患者处于免疫抑制状态,易继发或共感染结核杆菌及病原真菌(念珠菌、曲霉菌和隐球菌)。阐明病原体在重症基础疾病引发免疫缺陷微环境下,加重病情延长病程的作用机制,优化广谱抗生素及激素等治疗方案。病原真菌表面多糖具有很强的免疫保护作用,适用于制备多糖类抗炎抗肿瘤免疫调节剂,针对重症菌血症、脓毒血症患者给与干预,评价其成为抗炎免疫调节剂的临床应用价值,改善重症疾病生存率。
(2)病原体感染与消化系统疾病:从病原体外泌体携带的miRNA 分子入手,探究血吸虫感染驻留组织(肝脏等)纤维化的分子机制,阐明肝纤维化中肌成纤维化细胞的来源及命运决定机制。病原真菌表面多糖具有很强的免疫保护作用,利用小鼠和人结直肠癌类器官模型阐明其抗结直肠癌的免疫应答机制;制备多糖类抗炎抗肿瘤免疫调节剂,评价其成为抗肿瘤免疫调节剂的临床应用价值,为研发抗结肠炎、结直肠癌免疫疗法提供新产品、新策略。
(3)病原体感染与皮肤疾病:MrgprD 神经元对维持皮肤固有免疫细胞稳态,可增强抗感染能力。探索MrgprD 神经元对抗病原真菌皮肤感染的保护机制,为通过小分子激活剂于外周神经作用从而对治疗皮肤局部感染性疾病、以及其他类型的自身免疫性疾病的提供理论基础。
2.3 病原体感染新型诊断技术、免疫治疗策略和药物研发
(1)新型病原体早期诊断技术研发:以氨基化三维聚合物修饰的晶芯高分子三维基片为基质装载能检测常见病原体特异性DNA 序列的核酸探针,建立基因芯片的诊断平台,评价基因芯片平台的准确性、敏感性和特异性,以期对病原体感染早期诊断,快速制定精准的治疗方案缩短临床诊疗过程,改善预后,为病原体诊断和防治提供新的技术平台和实验手段。进行高通量测序,鉴定血清中病原体特异性cfDNA 丰度谱。结合高灵敏的LAMP 和基于Cas12 的SHERLOCK检测技术,对富集的病原体特异新的cfDNA 进行检测,实现对病原体感染的早期诊断。
(2)新型抗病原体纳米颗粒疫苗研究:外泌体作为一种纳米囊泡,可以被宿主免疫细胞特异性识别,而其中的miRNAs 对宿主免疫细胞中的mRNA 具有调控作用,从而影响免疫细胞的功能。通过工程化外泌体,实现外泌体的大量生产和人工修饰,为制备新型抗病原体疫苗奠定基础。
(3)基于药物靶点结构的药物筛选和动物模型药效评估:以病原体感染和致病相关的宿主新型蛋白质机器,及病原体中新型蛋白质机器为研究对象,综合利用蛋白质晶体 X-光衍射技术、NMR 核磁共振以及低温冷冻电镜等生物学前沿技术,解析蛋白机器空间三维结构,并阐明这些蛋白机器在病原体感染、耐药和致病过程中的功能机制。基于蛋白质机器的结构分析,设计新型核心药物分子,虚拟筛选产生高效的先导化合物,进行构象分析、药效团确定和分子对接研究,结合靶标结构获得具有正确结合模式的活性物质。分析合成该活性小分子,进一步通过片段优化法、片段链接与合并或片段组装得到先导小分子抑制剂,并通过非人灵长类动物模型进行药效评估。