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

4.4 免疫学的应用 本节聚焦 疫苗的作用是什么？为什么它能发挥这样的作用？ 器官移植面临哪些问题？该如何解决这些问题？ 某同学在流感开始大规模流行前接种了流感疫苗，可是没过一两个月，她患流感了；而她听说接种过一次麻疹疫苗，终生就不会得麻疹了，这到底是什么原因呢？ 讨论：为什么注射的流感疫苗没起到预防作用呢？ 00 问题探讨 一两个月后 原因一：流感病毒有一百多种亚型，每个季节盛行的流感病毒可能都有所不同。 原因二：流感病毒为单链RNA病毒，且其基因序列使得它突变速度比其他病毒更快，而麻疹病毒抗原单一而稳定。 人痘据记载有四法： （1）痘衣法：取天花患儿内衣给健康小儿穿着。 （2）浆苗法：采集天花患者脓疮浆，用棉花沾上塞进被接种者的鼻孔，诱发低烈度天花，进而产生抗体。 （3）旱苗法：把痊愈期天花患者脱落的痘痂研粉，吹入被接种者的鼻孔。 （4）水苗法：又称为鼻痘法。把痘痂研粉水调，用棉花包起塞入鼻腔。 后两种安全性高，故逐渐成为主流。人痘法不可控因素太多，所以还不算一种特别安全的免疫法。 资料1.我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病（天花）的国家 01 疫苗 01 01 疫苗 资料2.英国的外科医生琴纳通过接种牛痘达到了预防天花 的目的，他们都不知道原理，但开启了使用疫苗的 历史 资料3.法国科学家巴斯德有关疫苗的研制，开创了科学地进行免疫接种的新时期。 主要成就： 疾病的病菌说 否定微生物自然发生说 巴氏杀菌法 研制狂犬病疫苗等多种疫苗 （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。 资料5.2006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。 资料6.2018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。 预防不同种的子宫颈癌 资料4.“糖丸爷爷—顾方舟“他用一生做出一粒糖丸让儿童彻底远离了小儿麻痹症，使中国成为无脊灰国家，至今脊灰疫苗还是口服。 01 疫苗 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.机理:接种疫苗后,人体内可产生相应的抗体,从而对特定的传染病具有抵抗力。 01 疫苗 真正的病原体 分 分 裂 化 【思考】疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？ 疫苗的作用特点（P83第一段文字）： ②记忆性： 免疫力能维持较长的时间。 接种一种疫苗一般只能预防由一种病原体引起的传染病。 ①特异性： 不必，一般情况下，引起免疫反应的并不是整个病原体，而是病原体所含有的抗原。因此，可以利用病原体的某些成分（如蛋白质、多糖荚膜类）及其产物制备疫苗 3.疫苗种类： (1)灭活疫苗：将病原微生物用物理方法灭活。制备简单，保存时间长且相对较安全，需要多次接种。例如，狂犬疫苗流感疫苗、我国研制的新冠疫苗等。 (2)减毒疫苗：丧失致病能力，毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒。接种一次，且接种量少免疫时间长，效果好。例如，卡介苗、牛痘疫苗、麻疹疫苗等。 (3)核酸疫苗：将抗原蛋白的基因（mRNA或DNA ）直接注入人体内，利用人体细胞产生抗原蛋白。 优点是免疫保护力增强，制备简单，省时省力等， 例如，新型乙肝疫苗、某个亚型的禽流感疫苗等。 01 疫苗 拓展：三代疫苗技术 三代疫苗 核酸进入人体 抗原蛋白进入人体 发生二次免疫 存在致病性 第一代疫苗 是 是 第二代疫苗 否 是 第三代疫苗 是 否 第一代疫苗 “打”病原体 第二代疫苗 “打”蛋白 第三代疫苗 “打”核酸 第一代疫苗：指的是灭活疫苗和减毒活疫苗 第二代疫苗：又称为亚单位疫苗，是通过基因工程原理获得的具有免疫活性的 病原特异性结构蛋白，刺激人体产生抗体 第三代疫苗：是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗 是 否 是 否 是 否 思考·讨论：接种疫苗时遇到的问题 1. 某同学接种了流感疫苗，大夫提醒他说:“这一两天要留意，可能会有轻微发热或其他症状。”为什么接种疫苗可能会有轻微的反应? 疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品，接种的疫苗作为外来抗原可激发机体发生免疫反应，有些疫苗尤其是减毒疫苗引发的免疫反应相对强烈，能引起可感知的反应。 2. 有人认为，接种多种疫苗很麻烦，应该设计一种用来预防多种疾病的疫苗。这种想法可行吗？请谈谈你的理由。 可行，因为免疫反应具有特异性，不同疫苗可引发不同的免疫过程，产生不同的抗体和记忆细胞。 例如：百白破三联疫苗可以同时预防百日咳、白喉、破伤风 四联疫苗可预防百日咳、白喉、破伤风及由b型流感嗜血杆菌引起的脑膜炎、肺炎、心包炎等。 5.接种疫苗的意义： （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。 01 疫苗 1.概念： 医学上把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叫作器官移植。 2.意义： 器官移植已成为治疗多种重要疾病的有效手段。 面临很多问题，其解决涉及免疫学的应用。 02 器官移植 3.技术支持： 器官保存技术、 外科手术方法、 高效免疫抑制剂 4.面临问题： 器官移植面临的问题 02 器官移植 1. 免疫排斥问题: 器官移植的关键 （1）相似度达到一半以上就可异体移植 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，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如果将别人的组织或器官移植过来，就能识别HLA不同而发起攻击。 ④除了同卵双胞胎外，不同的人具有不同的组织相容性抗原。 思考：在不能100%配型成功的情况下，如何提高移植器官的成活率？ （2）应用免疫抑制剂（例如环孢素A）可以降低免疫排斥反应。 免疫抑制剂抑制B细胞和T细胞，主要抑制T细胞进行细胞免疫 器官移植面临的问题 02 器官移植 思考：在不能100%配型成功的情况下，如何提高移植器官的成活率？ （3）利用由自体干细胞培养出的组织、器官进行移植。 　 利用由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是相同的，移植后发生免疫排斥的可能性很小。 （1）相似度达到一半以上就可异体移植 （2）应用免疫抑制剂（例如环孢素A）可以降低免疫排斥反应。 免疫抑制剂抑制B细胞和T细胞，主要抑制T细胞进行细胞免疫 2015年中国全面停止使用死囚器官，公民资源捐献成为器官移植唯一的合法来源。 2015年中国有2766人在生命终结之时，捐献出了自己的器官。 据统计，我国每年需要肝移植的人数是20万-30万人，而2015年我国完成的肝移植手术仅仅2 000多例。 2.供体器官短缺问题 为什么认同器官捐献的人很少呢？ 1. 中国传统思想的伦理困境。 2 .脑死亡器官捐献，需要家属同意去掉呼吸机等支持系统，达到了脑心双死亡的状态。 3.心死亡器官捐献，心跳停止后，器官容易缺血，仅在短时间内（约15分钟）符合捐献标准。 器官移植面临的问题 02 器官移植 03 免疫学在临床实践上的应用 疫苗 检测病原体、肿瘤标志物、ABO血型鉴定等 根据抗原和抗体反应的高度特异性 免疫增强疗法 免疫抑制剂、 免疫重建疗法 如输入抗体、细胞因子等 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。 检测肿瘤标志物(如甲胎蛋白AFP) 免疫预防 免疫诊断 免疫治疗 补充了解：免疫豁免: 人体某些部位具有免疫“特权”，它们能够耐受抗原的侵入而不会引起免疫反应。在免疫豁免部位，移植的器官可以存活很长时间而不发生免疫排斥反应。如角膜就属于免疫豁免部位，所以角膜移植不必考虑配型。睾丸也属于免疫豁免部位，这也是鸡睾丸移植（上一章）能够成功的原因。 03 免疫学在临床实践上的应用 本章小结 免疫系统 免疫系统的组成 免疫系统的功能 免疫防御 免疫自稳 免疫监视 免疫器官 免疫细胞 免疫活性物质 免疫防线 第一道防线 第二道防线 第三道防线 体液免疫 细胞免疫 免疫失调 免疫学应用 免疫调节 病 原 体 维持内环境稳态，保证代谢顺利进行 稳态调节网络 神经调节 体液调节 意义 阻挡 消灭 依靠抗体消灭 作用于靶细胞消灭 过敏反应、自身免疫病、免疫缺陷病 疫苗、器官移植 人造器官有哪些？ 全球首例猪心脏移植 一、概念检测 被称为“糖丸爷爷”的顾方舟“一生只做一件事情”，即研制“糖丸”——脊髓灰质炎活疫苗，为我国消灭脊髓灰质炎(俗称小儿麻痹症)作出了重要贡献。判断下列相关表述是否正确。 该“糖丸”是用灭活的病毒制成的。( ) 该疫苗可以识别组织相容性抗原。( ) 当接种该疫苗后，机体会产生一定的免疫反应。 ( ) 练习与应用 教材P85 × × √ 【判断常考语句，澄清易混易错】 ① 器官移植时供者与受者主要HLA要完全一致才可以。（　 ） ② 免疫学技术和制剂在临床诊断中得到了广泛应用，如检测病原体和肿瘤标志物等。（　 ） ③ 对免疫功能低下者使用免疫增强疗法，如治疗类风湿关节炎。（　 ） ④ 器官移植时产生的排异反应是细胞免疫。（　　） × √ × √ 教材P85 1. 巴斯德将感染了狂犬病的兔的神经组织制成匀浆，每天取样给家兔注射。开始几天被注射的家免都会发病，但随着匀浆放置时间的延长，家兔发病的反应越来越弱：放置10~14天的匀浆失去使家兔患病的作用。 这时，如果再给这些没有发病的、被注射了“过期病兔神经组织匀浆”的家兔注射新鲜病兔的神经组织匀浆，家兔也不会发病了。1885年，巴斯德将匀浆注射给一个9岁的被疯狗咬伤的小男孩，连续注射十几天后，小男孩活了下来。这位小男孩就是世界上第一位狂犬病疫苗的注射者。后来，巴斯德制成了狂犬病疫苗，即过期病兔的神经组织匀浆。 据上述资料推测，巴斯德所制作的狂犬病疫苗的本质是什么？ 为什么要对小男孩连续注射十几天呢？ 现在用的狂犬病疫苗与巴斯德制作的疫苗有区别吗?是怎么制作出来的？有兴趣的同学，请查阅资料并与同学分享。 二、拓展应用 (1) 据上述资料推测，巴斯德所制作的狂犬病疫苗的本质是什么? 曾寄生于兔神经组织的狂犬病病毒。 (2) 为什么要对小男孩连续注射十几天呢? 需要进行微量叠加。 (3) 现在用的狂犬病疫苗与巴斯德制作的疫苗有区别吗?是怎么制作出来的? 有兴趣的同学，请查阅资料并与同学分享。 本质上它们并没有区别，但制作方法是不一样的。 通过查阅文献：现在狂犬病疫苗多使用动物细胞培养技术制备，而巴斯德的狂犬病疫苗是凭经验制成的，可能含有活病毒和灭活病毒。 1. B细胞、辅助性T细胞和细胞毒性T细胞的共同点不包括 ( ) A. 它们都具有特异性 B. 受刺激后，都可以经历活化、增殖过程 C. 它们都来自骨髓的造血干细胞，并在骨髓里成熟 D. 它们的细胞表面都含有受体，可以识别相应的抗原 2. 在制备抗蛇毒毒素血清时，需将减毒的蛇毒注入家兔体内以引起免疫反应，这一免疫反应和所用的蛇毒分别是 ( ) A. 特异性免疫，抗体 B. 特异性免疫，抗原 C. 非特异性免疫，抗体 D. 非特异性免疫，抗原 3. 环孢素A是霉菌的一种代谢产物，它能选择性地抑制辅助性T细胞的增殖。那么，环孢素A可用于 ( ) A. 预防和治疗艾滋病 B. 降低恶性肿瘤的发病率 C. 降低移植器官被排斥的概率 D. 清除宿主细胞内的结核分枝杆菌 复习与提高 一、选择题 1. 1700年，英国皇家学会会员、著名医生马丁 •李斯特收到一封英国商人从中国寄去的信， 信中描述了商人在中国看到的人痘接种过程：“打开天花患者的小脓包，用棉花吸沾一点脓液，并使之干燥……然后放入可能患天花人的鼻子里。” 被接种者会轻度感染天花，然后痊愈。为什么被接种者会轻度感染天花并痊愈？在这个过程中，免疫系统发生了哪些变化？ 接种的天花病毒毒性已经减弱，被接种者可以通过免疫系统实现自愈。同时，免疫系统也完成了对天花病毒的特异性免疫反应，产生记忆B细胞和记忆T细胞，当再次遇到天花病毒时能迅速作出反应。 二、非选择题 2.人类基因D编码红细胞表面的RhD蛋白， 其等位基因d不编码蛋白质。基因型为DD或Dd 的被称为Rh阳性(Rh+),基因型为dd被称为Rh 阴性(Rh-)。人的血清中不存在抗RhD的天然抗体，只有当Rh-的人接受Rh+人的血液后，才会通过免疫反应产生该抗体。RhD抗体可以透过胎盘。当Rh-的母亲怀有Rh+的胎儿时，胎儿的少量红细胞或RhD蛋白可以在妊娠末期或分娩时进入母体，使母体产生抗体。如果此抗体进入胎儿的循环系统，会使胎儿的红细胞发生溶血，造成新生儿溶血，严重时可导致死亡。 (1)填写下表，预测结果：母亲和胎儿的RhD是否相容？ 母亲 胎儿 结果 基因型 Rh表型 基因型 Rh表型 Dd Dd dd Dd (1)填写下表，预测结果：母亲和胎儿的RhD是否相容？ 母亲 胎儿 结果 基因型 Rh表型 基因型 Rh表型 Dd Rh+ Dd Rh+ 相容 dd Rh- Dd Rh+ 不相容 (2) 当母亲和胎儿的RhD不相容时，一般情 况下，第一胎生产不会发生临床的症状。但当母亲第二次生育时，就可能发生新生儿溶血。请解释这是为什么。 第一胎一般无临床症状，是因为第一胎胎儿红细胞或RhD蛋白进入母体是少量的，并且大多数是在妊娠末期或分娩时期进入母体的，此时母体产生的抗体较少，通过胎盘进入胎儿循环系统的就更少了，所以不易发生新生儿溶血。 但当这位母亲第二次怀孕时，胎儿的红细胞或RhD蛋白再次进入母体，引起二次免疫，母体会产生更多的RhD抗体，此时的抗体也更容易进入胎儿循环系统，也就更容易导致新生儿溶血。 (3) 一位Rh-的母亲第一胎生了个Rh+的孩子，她还想生第二胎。请你为她提岀一个预防第二胎新生儿溶血的方案并解释原因。 可以让该母亲在分娩第一胎之后的很短时间内（如72h之内）接受RhD蛋白的抗体注射，以消耗掉在妊娠末期或分娩时进入她体内的RhD蛋白，这样使母体内不发生针对RhD蛋白的初次免疫，可以预防下一胎发生Rh溶血。 3、人乳头瘤病毒(HPV)可导致子宫颈癌。请回答下列有关HPV疫苗与预防子宫颈癌的相关问题。 (1 )当个体接种HPV疫苗后，该疫苗作为 可诱导B淋巴细胞增殖、分化成 和记忆细胞，记忆细胞在机体被HPV感染时能够迅速作出反应，因而能够起到降低患子宫颈癌风险的作用。 (2) 研究表明，受HPV侵染的细胞表面的HLA分子表达水平往往下降，这与患子宫颈癌有 什么关系？ 抗原 浆细胞 受HPV侵染的细胞表面的HLA分子表达水平下降，会导致癌细胞无法有效地向T细胞呈递抗原信息，这样，癌细胞就有可能逃避免疫监视，增加患宫颈癌的概率。 (3) HPV的衣壳蛋白主要由L1和L2构成, 且主要成分是L1。根据这一信息，请你提出一个设计HPV疫苗的思路，并上网查找资料，看你设计的思路与已经上市的HPV疫苗的设计思路是否相同。 可以纯化HPV的衣壳蛋白L1或利用基因工程生产L1，并以L1蛋白为基础设计HPV疫苗。现已上市的HPV疫苗，大部分是以L1蛋白或L2蛋白为靶标制备的。 4、我国对艾滋病病人实行“四免一关怀” 政策，请查阅资料，了解这项政策的具体内容, 谈一谈这样做的原因和必要性。 我国于2006年3月1号起实施《艾滋病防治条例》。该条例将“四免一关怀”政策制度化、法律化。条例第四章第四十四条规定了“四免”，即：(1)向农村艾滋病病人和城镇经济困难的艾滋病病人免费提供抗艾滋病病毒治疗药品；(2)对农村和城镇经济困难的艾滋病病毒感染者、艾滋病病人适当减免抗机会性感染治疗药品的费用；(3)向接受艾滋病咨询、检测的人员免费提供咨询和初筛检测；(4)向感染艾滋病病毒的孕产妇免费提供预防艾滋病母婴传播的治疗和咨询。 第四十六条和第四十七条体现了“一关怀”，即：县级以上地方人民政府应当对生活困难并符合社会救助条件的艾滋病病毒感染者、艾滋病病人及其家属给予生活救助；还应当创造条件，扶持有劳动能力的艾滋病病毒感染者和艾滋病病人，从事力所能及的生产和工作。 “四免一关怀”是我国艾滋病防治有力的政策措施之一。这样做，能最大限度控制艾滋病的发病率及传播，还能消除群众的恐“艾”情绪，使全社会积极应对艾滋病的威胁，体现社会主义制度的优越性。 【本章总结】 免疫系统 免疫系统的组成 免疫系统的功能 免疫防御 免疫自稳 免疫监视 免疫器官 免疫细胞 免疫活性物质 免疫防线 第一道防线 第二道防线 第三道防线 体液免疫 细胞免疫 免疫失调 免疫学应用 免疫调节 病原体 维持内环境稳态，保证代谢顺利进行 稳态调节网络 神经调节 体液调节 意义 阻挡 消灭 依靠抗体消灭 作用于靶细胞消灭 过敏反应、自身免疫病、免疫缺陷病 疫苗、器官移植 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$