结核病和艾滋病是两种慢性传染病,分别由结核分枝杆菌和人类免疫缺陷病毒引起,严重威胁着人类的健康。结核分枝杆菌感染是艾滋病患者最普遍的机会性感染之一,也是造成艾滋病患者死亡率升高的主要原因。而艾滋病毒感染引起的免疫功能缺陷极大地增加了潜伏期结核重新激活成为活动期结核的风险。目前已有一些研究分别探索了这两种病原体单独感染或双重感染宿主时的致病机制,但缺乏对三种疾病状态下宿主免疫反应的相似性和特异性进行系统比较。此外,耐多药结核病的出现和上述两种病原体导致的双重感染使得传统治疗药物已经不能满足需求。因此,揭示结核病单独感染（MTB-mono-infection,MMI）、艾滋病单独感染（HIV-monoinfection,HMI）以及双重感染（MTB/HIV-co-infection,MHCI）状态下宿主免疫反应的异同,并发现潜在的治疗药物对这两种传染病的防治具有重要意义。本研究利用集成的差异表达网络（Integrated differential expression network,IDEN）来探索疾病状态下的宿主免疫反应。基于蛋白质相互作用和血液微阵列数据,该网络整合了与疾病相关的差异相互作用和非差异相互作用,其中前者从不同角度考察了基因对在疾病和健康状态下表达相关性的差异。本研究最终获得了MMI、HMI及MHCI状态下911个、1314个和1363个基因对,并系统地比较了三种疾病状态下差异表达网络的异同。染色体分布模式表明疾病相关基因在基因组中广泛存在,其中结核病相关基因在多条染色体上达到最高的富集比例。通过考察基因的分子特性,发现被疾病状态共享程度越高的基因在进化上更保守、在网络拓扑结构中更重要并且具有更多的翻译后修饰位点。基因对表达相关性分析表明艾滋病特异基因对具有较高的表达相关系数,而与双重感染相关的两种疾病状态共享基因对的相关系数则显著低于正常水平。此外,三种状态共享基因对的表达相关性分布显示结核病感染状态与双重感染状态更加相似。功能富集分析表明三种疾病状态相关蛋白与病原体感染和免疫反应等通路紧密相关,并且结核病和双重感染相关蛋白共享更多的KEGG通路和GO生物过程,进一步表明结核病感染机制可能不受HIV感染的影响。以NF-κB信号通路为例,发现共同组基因主要分布在整个通路的下游位置并控制着NF-κB二聚体的形成;相较于其他基因集,较多的结核病特异基因对参与了该信号传导途径。通过对不同疾病状态下的子网络进行分析,发现特异基因集中的中枢基因可能通过破坏细胞周期、内质网应激和转录调控等过程来加速疾病进程,而共享基因集中的中枢基因则通过增强干扰素信号通路基因表达、蛋白酶体清除错误蛋白和DNA修复维持基因组稳定等方式来增强机体免疫。最后,本研究提出了一种抗病原体药物的重定位方法,量化了疾病基因对与药物靶点在人类蛋白相互作用网络中的邻近关系,最终为三种疾病状态鉴定了14、15、16种高度可信的重利用药物并提供了多种抗病原体证据,为不同疾病状态的治疗提供了新的线索。