鼠疫作为一种古老的烈性传染病,现在仍然在世界上的某些地区悄然流行。鼠疫耶尔森菌是鼠疫的病原菌,其自然宿主是野生啮齿动物,可通过染病蚤类在不同的动物和人之间进行传播。目前在人类感染上鼠疫耶尔森菌后可表现出腺鼠疫、败血型鼠疫和肺鼠疫三种临床表征,其中肺鼠疫的死亡率最高,如不进行及时治疗,可导致较高的死亡率。虽然对于鼠疫耶尔森菌的研究开展了很多,但是目前对于致死率最高的临床类型——肺鼠疫的空气传播与感染致病过程知之甚少。鼠疫耶尔森菌通过气溶胶形式在空气中传播,被机体吸入后从而引发肺鼠疫,因此研究鼠疫耶尔森菌气溶胶的特性对于肺鼠疫的防控至关重要。本研究通过鼠疫耶尔森菌液体气溶胶的人工发生与小鼠肺递送感染模型的建立,系统研究了鼠疫耶尔森菌201株及其caf1基因缺失株液体气溶胶的体外生物学特性、空气生物学特性及动物致病性,为深入了解鼠疫耶尔森菌气溶胶空气传播与感染致病机制奠定了基础。首先我们在优选合适的发生器、发生液和采样液的基础上研究了鼠疫耶尔森菌液体气溶胶的空气生物学特性。本研究总共比较了六种采样液（生理盐水、PBS、BHI培养液、上述三种采样液分别添加0.01%Tween80+0.005%橄榄油）、四种发生液（生理盐水、PBS、上述两种发生液分别加入0.05%泊洛沙姆）、以及两种采样器（Collison 6孔发生器和筛板振动发生器）对鼠疫耶尔森菌进行发生或采样的差异。结果发现PBS更适合作为短时间（5min）内的采样液,0.01%Tween80+0.005%橄榄油在长时间的（30min）的采样过程中对细菌活性有保护作用;生理盐水更适合做喷雾液;Collison 6孔发生器与筛板振动气溶胶发生器均适用于该菌的气溶胶发生,但后者发生时间不能超过15min。随后使用上述优化条件,在气溶胶微环境密闭舱内人工发生了鼠疫耶尔森菌201株气溶胶,某些组别发生液内填加荧光素钠指示剂,通过空气动力学粒径谱仪、安德森六级采样器、Biosampler采样器对舱内不同时间点气溶胶进行实时监测或采样,随后对采样皿进行鼠疫耶尔森菌活菌培养计数,对采样液进行鼠疫耶尔森菌基因拷贝数qPCR检测以及荧光素钠浓度分光光度法检测,综合分析鼠疫耶尔森菌液体气溶胶空气动力学粒径谱及其沉降规律与衰亡规律。结果发现,鼠疫耶尔森菌气溶胶总粒子空气动力学质量中值直径（MMAD）为2.35μm,空气动力学数量中值直径（CMAD）为2.8μm,90%总粒子沉降时间T₉₀为607 min,90%生物粒子衰亡时间T90为2.5 min。上述结果表明,鼠疫耶尔森菌液体气溶胶可被人体吸入至下呼吸道或肺泡,可稳定存在于密闭空间内数小时,但会在几分钟内失去活性。随后在鼠疫耶尔森菌液体气溶胶肺递送感染特性研究中,我们以100倍LD₅₀的攻毒剂量通过肺递送途径感染BALB/c小鼠,观察其临床症状、器官内菌载量、急性反映期蛋白、细胞因子和组织病理变化。小鼠生存率结果显示,在肺递送途径感染后的3到6天内,小鼠全部死亡。菌载量检测结果显示,肺、脾和血中的鼠疫菌分别在攻毒后的1h、24h和48h小时被检测到。小鼠脏器病理检测结果显示,小鼠在攻毒后72h时间点肺、脾病理改变明显,表现为肺水肿、肺出血、脾炎性坏死等。免疫因子检测结果显示,肺递送实验组中小鼠的肺匀浆和血清中C反应蛋白和穿透素的水平菌有所升高。上述结果提示,鼠疫耶尔森菌感染小鼠后,在小鼠体内不断增殖扩散,引起小鼠肺和脾病理改变。另一方面,在鼠疫耶尔森菌感染后72h内,机体会系统性地招募炎症细胞,释放炎性因子,刺激机体产生体液免疫和细胞免疫共同作用来抵抗细菌感染。最后,我们探索了caf1基因缺失对鼠疫耶尔森菌自凝聚、空气衰亡及小鼠毒力的影响。利用CRISPR/Cas12a介导的基因编辑技术构建鼠疫耶尔森菌caf1基因缺失株,并通过PCR技术对caf1基因缺失验证。然后比较鼠疫耶尔森菌caf1基因缺失株和野生株201在体外生物学特性、空气生物学特性及动物致病性方面的差异。PCR扩增结果证实,caf1基因缺失株构建成功。体外生物学特征分析表明,与野生株相比,caf1基因缺失株的形态学和生长速率并未发生明显变化,自凝聚率升高。肺递送途径LD50分析表明,caf1的缺失导致鼠疫耶尔森菌气溶胶感染小鼠半数致死剂量显著降低。不同途径攻毒结果表明,caf1基因缺失株相较于野生株,在肺递送、滴鼻、皮下、尾静脉注射4种途径下对BALB/c小鼠的毒力均降低。caf1基因缺失株相较于野生株,在液体气溶胶内的衰亡没有明显变化。结果表明,caf1基因的缺失导致鼠疫耶尔森菌自凝聚率升高,对BALB/c小鼠致病性下降,空气衰亡无明显变化。综上所述,本研究探究了鼠疫耶尔森菌液体气溶胶的空气生物学特性、小鼠肺递送感染特性,并比较了鼠疫耶尔森菌201株及其caf1基因缺失株液体气溶胶的体外生物学特性、空气生物学特性及动物致病性,为鼠疫疫情的防控工作提供理论和实验基础。