4.4 免疫学的应用课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

第4章 免疫调节 第4节 免疫学应用 学习目标 通过预防接种的调查和疫苗应用的讨论，说明疫苗的作用，解释其作用机理 01 03 通过讨论器官移植与组织相容性抗原的关系，解释器官移植面临的免疫排斥问题，认同器官捐献，尝试提出器官移植面临的器官短缺解决方案 02 通过疫苗的应用及疫苗研究进展的学习，强化崇尚科学的意识;制作关于免疫学应用的科普宣传板，进社区宣传普及免疫学的科普知识。 问题探讨 Problems discussed 欧洲——黑死病 印度——新冠疫情 在人类的历史上，传染病夺去了无数人的生命，而免疫学正是在人类与传染病斗争的过程中发展起来的。现在，随着人类对免疫系统认识的深人，免疫学得到了越来越广泛的应用。疫苗的发明和应用，就是典型的例证。 葛洪《肘后备急方》记载的“疗狂犬咬人方，乃杀所咬犬，取脑敷之，后不复发。”中，可见古人运用此类方法治疗狂犬病行之有效并长期流传，这种方法也就是世界上最早的疫苗雏形。 疫苗 Vaccine 疫苗 Vaccine 天花病毒患者 严重毒血症状、皮肤成批依次出现斑疹、丘疹、疱疹、脓疱，最后结痂、脱痂，遗留痘疤。重型天花病人常伴并发症是天花致人死亡的主要原因。 这种病毒一直肆虐人类接近3000多年，有接近5亿人因此病毒丧命！ 疫苗 Vaccine 中国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。 唐代医学家孙思邀在《千金要方》中记道:“治小儿疣目方:以针及小刀子决目四面，令似血出，取患疮人疮中汁黄脓傅之。”这也就是说，早在唐代就可能出现了人痘接种法。人痘接种法在清代得到进一步推广，这也主要得益于清代康熙皇帝的提倡 清政府组织太医院编纂了大型医学丛书《医宗金鉴》，其中便提到了古人们通过归纳总结得出了“痘衣法”、“痘浆法”、“旱苗法”和“水苗法”这四种人痘接种的方法。而在这四种方法之中，其中以“水苗法”的接种效果最好 Vaccine 疫苗 法国科学家巴斯德开创了科学地进行免疫接种的新时期。 巴斯德简介：（1822年12月27日—1895年9月25日），法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。 巴斯德主要成就——巴氏消毒法、研制狂犬疫苗等。 疫苗 Vaccine 之后，许多研究者针对不同感染性疾病的特异性病原体进行研究，研制出许多疫苗；2006年,世界上第一个预防癌症的疫苗——人乳头瘤病毒(HPV)疫苗获得美国的批准。 Vaccine 疫苗 2018年5月，我国首个人和动物的DNA疫苗获得新兽药证书,用于预防某个亚型的禽流感，这是新型的基因工程疫苗。 DNA疫苗是将编码目的抗原蛋白基因序列的质粒经肌肉注射导入宿主细胞，通过转录系统表达抗原蛋白，诱导宿主产生针对该抗原蛋白的免疫应答，从而达到免疫目的的新型基因工程疫苗。 疫苗 Vaccine 1.概念： 通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。 2.机制： 接种疫苗后，人体内可产生相应的抗体，从而对特定传染病具有抵抗力 3.种类： 减毒疫苗 灭活疫苗 新型疫苗 4.作用： 接种疫苗后，人体内可产生相应的 （以及相应的 ），从而对特定的传染病具有抵抗力。 抗体 记忆细胞 5.作用机理： 当给机体输入外源抗原时,免疫系统能够产生反应。 Vaccine 疫苗 减毒疫苗：将病原体通过体外长期培养或者是一些物理化学的处理，在依然能够引起免疫反应的前提下，显著降低它的致病能力。 战斗力100 战斗力10 减毒疫苗 举例： 牛痘疫苗 天花疫苗 卡介苗（预防肺结核） 脊髓灰质炎疫苗（减毒或灭活） 即：糖丸，预防脊髓灰质炎（小儿麻痹） 麻疹疫苗（预防麻疹） Vaccine 疫苗 减毒疫苗：将病原体通过体外长期培养或者是一些物理化学的处理，在依然能够引起免疫反应的前提下，显著降低它的致病能力。 减毒疫苗 举例： 牛痘疫苗 天花疫苗 卡介苗（预防肺结核） 脊髓灰质炎疫苗（减毒或灭活） 即：糖丸，预防脊髓灰质炎（小儿麻痹） 麻疹疫苗（预防麻疹） 优点： 接种一次，且接种量少免疫时间长，效果好 缺点： 不易减毒 不易保存、运输 毒力回升，感染疾病 Vaccine 疫苗 灭活疫苗：对病原体进行热处理或者化学灭活，将它们彻底变成尸体，只要有足够的技巧，这些尸体依然可以引起人体的免疫反应，而且也不会发生致病的风险。 战斗力100 战斗力0 灭活疫苗 举例： 狂犬疫苗 我国研制的新冠疫苗 流感疫苗 人乳头瘤病毒 （HPV）疫苗 （世界上第一个预防癌症的疫苗） Vaccine 疫苗 灭活疫苗：对病原体进行热处理或者化学灭活，将它们彻底变成尸体，只要有足够的技巧，这些尸体依然可以引起人体的免疫反应，而且也不会发生致病的风险。 灭活疫苗 举例： 狂犬疫苗 我国研制的新冠疫苗 流感疫苗 人乳头瘤病毒 （HPV）疫苗 （世界上第一个预防癌症的疫苗） 优点： 制备简单，保存时间长且相对较安。 缺点： 接种量大，且需要多次接种。 Vaccine 疫苗 灭活疫苗 减毒疫苗 定义 又称死疫苗，将病原体经过人工大量培养后，用理化方法灭活制成。 用减毒或无毒力的活病原微生物制成的疫苗。 优点 缺点 易保存、运输， 毒力无法恢复。 免疫效果持久， 即可产生体液免疫， 也可产生细胞免疫。 需要多次接种， 不产生细胞免疫。 毒力有可能恢复，不易保存、运输。 Vaccine 疫苗 新型疫苗：将编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA)直接导入动物体细胞内，并通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。优点是免疫保护力增强，制备简单，省时省力等，如我国研制的某个亚型的禽流感疫苗。 Vaccine 疫苗 6.特点： ①具有特异性，接种一种疫苗一般只能预防由一种病原体引起的传染病。 ②具有记忆性，免疫力能维持较长的时间。 疫苗 APC 辅助性T细胞 B细胞 浆细胞 记忆B细胞 抗体 真正的病原体 记忆B细胞 浆细胞 抗体 清除病原体 Vaccine 疫苗 7.意义： ①到目前为止，疫苗仍是人类发明的对抗传染病的一件有效的武器，而且对某些疾病来讲，注射疫苗可能是唯一有效的预防措施。 ②随着免疫学、生物化学的发展以及生物技术的不断改进，疫苗的研制和应用已扩展到许多非传染病领域，而且已经出现了治疗性制剂。 Vaccine 器官移植 1.概念： 用正常的器官置换丧失功能的器官，以重建其生理功能的技术。 2.现状： 器官移植已成为治疗多种重要疾病的有效手段，其主要原因有两点： ①器官保存技术和外科手术方法等的不断改进。 ②高效免疫抑制剂的陆续问世。 Vaccine 器官移植 思考·讨论 器官移植所面临的问题及希望 资料1 人类很早就尝试做器官移植以挽救一些病人。1901年，法国医生卡雷尔在给一位朋友的信中写道:“肾移植这种手术，在同种异体之间从来还没有成功过。＂1952年，法国另一位医生为一位16岁的患者移植了患者母亲的一颗肾，然而这凝结着伟大母爱的肾只存活了22天。 1.最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢? 可能主要是没有考虑免疫排斥问题。 Vaccine 器官移植 思考·讨论 器官移植所面临的问题及希望 2.在进行器官移植或骨髓移植时，为什么都要先进行配型，即检查供体和受体之间的组织相容性呢？ 资料2 据媒体报道，瑞金市3岁男孩张某身患白血病。幸运的是，张某的骨髓与父亲的骨髓配型成功了。而身在千里之外的白血病患者李某却没有那么幸运，与其亲属的骨髓配型均没有成功。 在进行器官移植或骨髓移植时，都要先进行配型，这是因为，受体和供体的组织相容性抗原越一致，在进行移植时发生免疫排斥的可能性就越低，移植的器官就越容易存活。如果配型不合适，发生排斥的可能性就大，就不适合移植。 器官移植 Vaccine 问题1：免疫排斥 1.每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质，标明细胞身份的标签物质。 ——组织相容性抗原（MHC），也叫人类白细胞抗原（ HLA ） 2.每个人的白细胞能够识别HLA，区分自己和非己。 3.正常情况下，白细胞不攻击自身细胞。 4. 如果将别人的组织或器官移植过来，白细胞就能识别HLA 不同而发起攻击。 器官移植 Vaccine 器官移植的关键： 供者与受者的HLA是否一致或相近 事实上，除了同卵双胞胎，要在世界上找到HLA完全一致的人几乎是不可能的。 非同卵双胞胎就不能进行器官移植了吗？ ①研究表明，HLA的相似度达到50%以上就可以进行器官移植。 ②在进行器官移植时，运用免疫抑制剂可以提高成活率。 Vaccine 器官移植 思考·讨论 器官移植所面临的问题及希望 资料3 据世界卫生组织于2013年的调研结果显示，全球一年实施了12万例器官移植手术，而这只能满足不到10％移植需求者的需求。另有数据表明，2015年，我国实施器官移植手术突破1万例(其中肝移植2000多例、肾移植5000多例)，位居世界第2位，但2015年肝移植需求者新增4000多人，肾移植需求者新增了1万多人。 中国2015年后全国器官移植例数 3.利用由自体干细胞培养出的组织、器官进行移植，有何优点？ 利用自体干细胞培养出的组织、器官进行移植，移植器官和受体的组织相容性抗原时相同的，移植后发生免疫排斥的可能性很小。 Vaccine 器官移植 思考·讨论 器官移植所面临的问题及希望 4.在进行器官移植时，运用免疫抑制剂可以提高成活率。但这些药物会使淋巴细胞减少，因而患者容易患感染性疾病。这一问题该如何解决? 资料4 据媒体报道，2015年，研究人员利用干细胞培养出具有单个腔室结构的迷你跳动心脏(相当于成人心脏的千分之一)；2017年，研究人员又利用干细胞成功培养出了人类胚胎期的结肠组织，培养成熟后，它与人体的肠组织具有很高的相似性。你还可以搜集到更多的科学家利用干细胞培养组织、器官的研究进展的报道。 科研人员培育出的人工心脏（红色为心肌细胞，绿色环是一类结缔组织） 需要在用免疫抑制剂药物与预防感染之间寻求平衡，并尽量使运用免疫抑制剂的病人避免接触病原体，或通过适当锻炼，提高自身免疫力。 The application of immunology in clinical practice 免疫学在临床实践上的应用 1.免疫预防： 疫苗 患病前的措施。即根据特异性免疫原理，采用人工方法将抗原或抗体制成各种制剂，接种到人体内，使人体产生对特定传染病的抵抗能力，达到预防某些疾病的目的。 主动免疫 （抗原） 减毒疫苗：如伤寒菌苗、卡介苗 灭活疫苗：如如乙脑疫苗、牛痘苗 类毒素：如白喉、破伤风类毒素 新型疫苗：如亚单位疫苗、核酸疫苗 被动免疫 （抗体） 免疫球蛋白：如丙种球蛋白 抗毒素：如白喉抗毒素 The application of immunology in clinical practice 免疫学在临床实践上的应用 2.免疫诊断： 根据抗原和抗体反应的高度特异性，将免疫学技术和制剂用于临床诊断。如检测病原体和肿瘤标志物。 检测病原体 检测肿瘤标志物(如甲胎蛋白AFP) The application of immunology in clinical practice 免疫学在临床实践上的应用 2.免疫诊断： 实例1：早早孕检测 早孕试纸中含有能够与HCG(人绒毛膜促性腺激素)结合的抗体，能够与HCG结合，并形成抗原抗体复合物，最后再与色素分子结合，并在试纸上显现条带。 个体表现型 A型 B型 O型 AB型 红细胞 抗原类型 A抗原 B 抗原 无抗原 抗体类型 抗B抗体 抗A抗体 既有A抗体 又有B抗体 无抗体 实例2：ABO血型的鉴定 免疫学在临床实践上的应用 The application of immunology in clinical practice The application of immunology in clinical practice 免疫学在临床实践上的应用 3.免疫治疗： 患病后的措施。即通过对人体输入抗体、胸腺素、细胞因子等某些药物或生物制剂等，调整病人的免疫功能，从而达到治疗疾病的目的。 ①免疫增强疗法： 对免疫功能低下者， 如输入抗体、细胞因子等免疫活性物质。 ②免疫抑制疗法： 如治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等。 ③免疫重建： 将正常个体的造血干细胞或淋巴细胞转移给免疫缺陷个体，以恢复其免疫功能。 The application of immunology in clinical practice 免疫学在临床实践上的应用 项目 免疫预防 免疫治疗 时间 注射的物质 目的 病原体感染前的预防 病原体感染后的治疗 疫苗(经处理的抗原) 抗体、细胞因子、血清等 激发机体自身免疫反应，产生抗体和记忆细胞 直接注射免疫活性物质， 增强人体抵御病原体的能力 习题巩固 Brief summary 1.下列有关疫苗的叙述，错误的是( ) A.疫苗具有广谱预防的功能，例如接种牛痘疫苗能预防天花病毒 B.疫苗通常用灭活或减毒的病原体制成，能刺激机体产生相应的抗体和记忆细胞 C.疫苗可通过注射或口服进入人体，可以用来预防疾病 D.疫苗一般是一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗某些传染病的生物制品 答案：A 解析：疫苗属于抗原，能刺激机体产生特异性免疫，不具有广谱预防的功能，A错误；疫苗通常用灭活或减毒的病原体制成，能刺激机体产生特异性免疫，在特异性免疫中，能产生相应的抗体和记忆细胞，B正确；疫苗可通过注射或口服进入人体，可以用来预防疾病，C正确；疫苗一般是一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗某些传染病的生物制品，可用于预防疾病，D正确。 习题巩固 Brief summary 答案：B 解析：A、手术成功的关键在于配型相合，即供者与受者的主要HLA(组织相容性抗原）要有一半以上相同，但依然可能存在免疫排斥反应，A错误；B、器官移植最大的问题是存在免疫排斥反应，因此器官移植病人手术后患者要服用免疫抑制剂，以提高移植器官的成活率，B正确；C、免疫抑制剂的使用会使淋巴细胞减少，降低免疫能力，这会导致患者容易患感染性疾病，C错误；D、攻击移植器官的免疫细胞主要是T细胞，D错误。 2.下列关于器官移植的说法，正确的是( ) A.供者与受者的主要HLA有一半以上相同就不会有免疫排斥反应 B.受者在手术后要服用免疫抑制剂，以提高移植器官的成活率 C.免疫抑制剂的应用会增强患者免疫功能 D.攻击移植器官的免疫细胞主要是释放抗体的细胞毒性T细胞 谢谢观看 $$