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课程简介：

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是临床呼吸道最常见的病原体之一，具有耐药和毒力的高风险性潜力。本套课程从P. aeruginosa的基因组特征、流行性和耐药性出发。一方面对P. aeruginosa急性与慢性感染期间的表型与基因型变化、全球流行病学特点及分子分型研究方法进行了剖析；另一方面介绍了P. aeruginosa常用药物的耐药机制，包括外膜孔蛋白和外排泵对P. aeruginosa耐药性的影响，并重点讲解了P. aeruginosa耐药性研究的分析思路及常用预测软件的使用方法。通过操作实战结合研究实例力求将细菌铜绿假单胞菌流行性分析、耐药性研究落到实处。

课程主要内容：

（1） 铜绿假单胞菌的基本特征、临床病症及急性与慢性感染的表型和基因型变化专题讲解；

（2）铜绿假单胞菌的基因组特征、质粒特征和群体遗传谱系特征专题讲解；

（3）常用分型方法介绍及铜绿假单胞菌的MLST分型、cgMLST分型和血清型研究介绍；

（4）铜绿假单胞菌MLST分型、O抗原血清型操作实战（包括在线操作和本地操作，支持Windows系统和Linux系统）；

（5）MLST分型结果可视化实战—MLST进化树、最小生成树及层级聚类分析详解；

（6）微生物耐药的原理、抗菌药物的作用机理及耐药机制介绍；

（7）铜绿假单胞菌的耐药基因特征、外膜孔蛋白和外排泵专题讲解；

（8）铜绿假单胞菌常规分析思路介绍及表型、基因型突变分析思路介绍；

（9）铜绿假单胞的附属敏感性及异质性耐药专题讲解；

（10）耐药基因或耐药相关突变位点的ResFinder、CARD数据库在线预测；

（11）查找SNP和InDel突变的Snippy软件操作讲解；

（12）抗性基因Heatmap图可视化展示教学及特定抗性基因参考序列筛选；

（13）比较基因簇分析思路讲解及Easyfig操作实战；

（14）质粒、基因组岛、整合性接合元件、前噬菌体、CRISPR-Cas系统、插入序列、转座子、和整合子的特征、结构及分类和生信实操。

课程包含：

（1）共计3个章节、49个课时；

（2）理论介绍+分型预测+绘图实战+思路分享；

（3）所需的全部软件安装包+示例数据+示例结果；

（4）理论介绍+操作实战+文章解析，学-练-用一体化教学内容。

课程目录

第一章：铜绿假单胞菌基因组研究和分子分型实战

课时1：铜绿假单胞基础介绍

（1）铜绿假单胞菌的特征和临床表现；

（2）铜绿假单胞菌的实验室培养状态；

（3）急性与慢性感染期表型及相关基因的转变；

课时2：铜绿假单胞菌的基因组特征和研究进展

（1）铜绿假单胞菌的基因组特征；

（2）铜绿假单胞菌的质粒特征；

（3）铜绿假单胞菌的遗传谱系；

（4）铜绿假单胞菌重要模式菌株PAO1；

（5）铜绿假单胞菌的研究进展；

课时3：铜绿假单胞菌的分型与进化

（1）常用的分型方法介绍；

（2）铜绿假单胞菌的MLST分型；

（3）铜绿假单胞菌的血清型；

（4）铜绿假单胞菌分型研究案例；

课时4：铜绿假单胞菌cgMLST研究进展

（1）cgMLST的特点及其与MLST的联系与区别；

（2）cgMLST分型常用软件工具；

（3）铜绿假单胞菌现有的cgMLST分型方案；

（4）铜绿假单胞菌cgMLST分析案例；

课时5：实战：在线MLST分型及数据上传

（1）PubMLST网站介绍；

（2）铜绿假单胞菌ST型预测结果示例；

（3）新ST型的数据库上传；

（4）新等位基因的数据库上传；

课时6：实战：MLST进化树的原理及绘制方法

（1）MLST进化树构建的原理和特点；

（2）系统发育树构建常用软件MEGA介绍；

（3）利用MEGA软件构建MLST进化树；

（4）MLST进化树分析相关案例；

课时7：实战：本地化MLST分型-1

（1）软件包说明及安装；

（2）使用说明及操作；

（3）基本信息查看；

课时8：实战：本地化MLST分型-2

（1）软件包说明及安装；

（2）使用说明及操作；

（3）基本信息查看；

课时9：MLST分型结果可视化—常用软件及算法介绍

（1）MLST下游分析介绍；

（2）常用软件及算法比较；

（3）eBURST算法介绍；

（4）goeBURST算法介绍；

课时10：实战：MLST分型结果可视化—最小生成树绘制

（1）PHYLOViZ软件原理介绍；

（2）分析内容介绍；

（3）操作方法；

（4）图片美化；

（5）数据导出；

（6）结果解读；

课时11：实战：MLST分型结果可视化—层级聚类分析

（1）线下层级聚类（含唯那生物提供的脚本）；

（2）结果美化及高级注释；

课时12：实战：铜绿假单胞菌血清型预测—在线分析

（1）铜绿假单胞菌的血清型概述；

（2）细菌血清型分析常用网站；

（3）铜绿假单胞菌血清型预测网站PAst介绍；

（4）铜绿假单胞菌O抗原血清型预测结果示例；

课时13：实战：铜绿假单胞菌血清型预测—PAst本地分析-1

（1）铜绿假单胞菌血清型介绍；

（2）软件说明；

（3）软件安装及说明；

课时14：实战：铜绿假单胞菌血清型预测—PAst本地分析-2

（1）window系统软件安装；

（2）linux系统软件安装；

（3）软件安装常见问题；

课时15：实战：铜绿假单胞菌血清型预测—PAst本地分析-3

（1）Windonws系统运行；

（2）Linux系统运行；

（3）结果解读；

（4）要点总结；

第二章：铜绿假单胞菌耐药性研究综合分析实战

课时16：微生物耐药的原理

（1）微生物耐药性的产生；

（2）微生物的抗菌药物耐药机制；

（3）具有严重危害的耐药细菌或真菌；

（4）常见的抗菌药物分类及其作用方式；

（5）抗菌药物与微生物耐药性的关系；

课时17：铜绿假单胞菌常用药物耐药性及耐药基因介绍

（1）铜绿假单胞菌临床常用药物介绍；

（2）铜绿假单胞菌的国内耐药情况；

（2）β-内酰胺类药物作用机制及耐药机制；

（3）氨基糖苷类药物作用机制及耐药机制；

（4）喹诺酮类药物作用机制及耐药机制；

（5）多黏菌素药物作用机制及耐药机制；

课时18：铜绿假单胞菌的外膜孔蛋白与耐药的联系

（1）什么是膜孔蛋白；

（2）膜孔蛋白与抗生素耐药的联系；

（3）铜绿假单胞菌的膜孔蛋白介绍；

（4）铜绿假单胞菌膜孔蛋白突变分析；

（5）铜绿假单胞菌膜孔蛋白分析案例；

课时19：铜绿假单胞菌的外排泵介导多重耐药

（1）多药外排泵的生理功能及结构组成特点；

（2）铜绿假单胞菌的多药外排泵类型；

（3）铜绿假单胞菌RND外排泵的特点及其表达调控；

（4）多药外排泵数据库预测网站；

（5）铜绿假单胞菌多药外排泵分析案例；

课时20：铜绿假单胞菌耐药性研究的常规分析思路

（1）耐药性研究的常规分析思路；

（2）常规分析思路案例分享；

（3）特殊耐药表型或基因型共存案例分享；

（4）耐药表型差异的基因组来源分析案例分享；

课时21：耐药表型或基因型突变研究的分析思路

（1）耐药性表型或基因型突变分析思路；

（2）实验室体外诱导突变（潜在突变位点）；

（3）临床治疗进程中产生的突变（耐药表型或基因型变化）；

（4）耐药基因的自然进化（进化历史、分歧时间）；

课时22：耐药性研究补充内容：附属敏感性

（1）交叉耐药与附属敏感性概念；

（2）铜绿假单胞菌附属敏感性情况；

（3）铜绿假单胞菌附属敏感性分析案例一；

（4）铜绿假单胞菌附属敏感性分析案例二；

课时23：耐药性研究的补充内容：异质性耐药

（1）异质性耐药的概念和特点；

（2）异质性耐药的产生机制；

（3）异质性耐药的检测方法；

（4）铜绿假单胞菌的异质性耐药情况；

（5）铜绿假单胞菌异质性耐药分析案例；

课时24：实战：耐药基因的在线预测及结果解读

（1）常用的耐药基因预测方法介绍；

（2）ResFinder的使用方法及预测结果解读；

（3）CARD的使用方法及预测结果解读；

课时25：实战：使用Snippy软件分析样本间的SNP和InDel

（1）Snippy软件的安装要点和分析流程；

（2）Snippy软件的操作演示；

（3）Snippy突变差异检测的结果解读；

课时26：实战：抗性基因分析结果的可视化展示

（1）Heatmap图常用分析及样式参考；

（2）耐药基因Heatmap图的数据准备；

（3）Heatmap绘图软件TBtools安装方法介绍；

（4）如何使用TBtools绘制Heatmap图；

课时27：实战：如何筛选含有特定抗性基因的参考序列

（1）Pathogen Detection数据库介绍；

（2）Isolates Browser-筛选携带特定耐药基因的菌株；

（3）Pathogen Detection MicroBIGG-E-筛选携带胁迫基因的菌株；

（4）Reference Gene Catalog-确认抗性基因类别；

课时28：比较基因簇分析思路分享

（1）比较基因簇分析总体思路介绍；

（2）确定基因簇的大致范围；

（3）确定合适的同源序列；

（4）确定参考序列相似基因簇的位置；

（5）拆分基因簇的组成结构；

课时29：实战：使用Easyfig绘制比较基因簇—软件安装及配置

（1）Easyfig软件介绍；

（2）Easyfig软件下载；

（3）Easyfig软件安装；

（4）Easyfig软件配置修改；

课时30：实战：使用Easyfig绘制比较基因簇—快速绘制比较基因簇图

（1）Easyfig参数介绍；

（2）Easyfig基础操作；

（3）Easyfig进程保存；

（4）Easyfig菜单栏Blast和Help；

第三章：可移动元件的类型、研究思路和分析实战

课时31：水平基因转移（HGT）与可移动元件概述

（1）可移动遗传元件与水平基因转移的概念；

（2）可移动遗传元件的分类；

（3）水平基因转移的方式；

（4）水平基因转移与可移动遗传元件的关联；

（5）可移动遗传元件预测方法；

（6）课程涉及的软件和网站；

课时32：质粒基本特征及其生信研究方法介绍

（1）质粒的概念；

（2）质粒的复制；

（3）质粒的特性；

（4）质粒的分型；

（5）质粒数据库及生信工具；

课时33：基因组岛（GI）与整合性接合元件（ICE）特征介绍

（1）基因组岛的概念与起源；

（2）基因组岛的分类及结构特点；

（3）基因组岛的环出与整合；

（4）整合性接合元件的概念及分类；

（5）整合性接合元件的结构特征；

（6）特殊的整合性接合元件-ICEkp；

课时34：前噬菌体的基本特征及在基因组上的整合与切除

（1）噬菌体的概念及组成结构；

（2）噬菌体的生命周期；

（3）前噬菌体的概念及存在形式；

（4）前噬菌体的插入整合方式；

（5）前噬菌体的结果展示；

课时35：CRISPR-Cas系统预测

（1）CRISPR-Cas的概念和组成

（2）CRISPR-Cas的分类；

（3）CRISPR-Cas的作用机制；

（4）CRISPR-Cas的研究意义；

（5）肺炎克雷伯菌的CRISPR-Cas研究；

课时36：插入序列与转座子的结构特征及判定方法

（1）插入序列和转座子的概念及结构特征；

（2）转座子的分类；

（3）插入序列、转座子与耐药基因的关联；

（4）细菌的常见转座子；

课时37：整合子（Integron）的基本特征及作用方式

（1）整合子的概念及其组成；

（2）整合子的分类；

（3）整合子的边界；

（4）基因盒的捕获和整合；

（5）基因盒的表达；

（6）细菌中的整合子研究；

课时38：接合质粒的基本元件、转移机制及判定方法

（1）接合质粒的组成结构；

（2）接合转移的原理；

（3）影响接合转移效率的因素；

（4）如何确认质粒是否具有接合性转移能力；

（5）接合转移研究的文献示例；

课时39：基因重组介导的非接合元件的转移

（1）重组的概念及与转移的关系；

（2）重组的类型——同源重组/位点特异性重组；

（3）重组的三种形式——整合、切除、倒位；

（4）多重组事件的发生；

（5）重组在非接合元件转移中的应用；

课时40：可移动质粒的诱动转移机制

（1）引言-质粒的移动性；

（2）诱动的概念及其意义；

（3）可移动质粒的诱动转移方式；

（4）可移动质粒水平基因转移的结果；

（5）细菌中的诱动转移报道；

课时41：整合性接合元件的接合转移和诱动机制

（1）ICE、IME和CIME的介绍；

（2）ICE和IME的整合方式；

（3）T4SS-type ICE的接合转移机制；

（4）IME的诱动转移机制；

（5）ICE-IME的协同转移结果；

（6）CIME的整合及转移方式；

课时42：微生物可移动遗传元件的研究思路

（1）可移动遗传元件的一般研究思路；

（2）可移动遗传元件的转移机制研究；

（3）可移动遗传元件的进化分析；

（4）可移动遗传元件分析需要注意的问题；

课时43：接合性质粒的预测方法及实战

（1）质粒及ICE接合性的预测网站；

（2）oriTfinder使用教程；

（3）oriTfinder预测结果解读；

（4）oriDB数据库介绍；

（5）oriTfinder应用实例；

课时44：基因组岛预测方法及实战

（1）基因组岛的预测方法；

（2）Islandviewer使用教程；

（3）Islandviewer预测结果解读；

课时45：整合性接合元件预测方法及实战

（1）整合性接合元件的预测方法；

（2）ICEberg的基本情况；

（3）ICEO的介绍；

（4）ICEfinder使用教程；

（5）ICEfinder预测结果解读；

课时46：前噬菌体预测方法及实战

（1）前噬菌体的预测方法；

（2）PHASTER使用教程；

（3）PHASTER预测结果解读；

课时47：CRISPR-Cas系统预测

（1）CRISPR-Cas系统分类；

（2）CRISPR-Cas常用分析软件；

（3）CRISPR-CasFinder工作原理；

（4）CRISPR-CasFinder本地版安装、使用及结果解读；

课时48：插入序列与转座子预测方法及实战

（1）ISfinder软件介绍；

（2）ISfinder使用指南；

（3）MGEfinder软件介绍；

（4）MGEfinder使用指南；

课时49：整合子（Integron）预测

（1）Integron Finder软件介绍；

（2）Integron Finder网站在线操作；

（3）Integron Finder本地版安装及使用；

（4）Integron Finder结果解读。

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