4.4免疫学的应用课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修1

问题探讨（P82) 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，她对此很困惑：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？ 第4章 第4节 免疫学的应用 流感病毒极易发生变异，该同学注射的流感疫苗所预防的流感与她所患的流感可能不是同一个类型的，所以没有起到预防作用。 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入，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。（P82） 〔补充内容〕 传染病：是由病原体（病毒、细菌、寄生虫等）引起的、能在人与人之间或人与动物之间传播的疾病。 〔思考〕人体只要接种疫苗就不会感染相应的疾病了吗？ 不一定，要看体内是否产生抗体和记忆细胞，另外抗体和记忆细胞在体内也是有一定存在期限的。 我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。而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。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。（P82） 我国早期预防天花是将患者身上的痘痂磨成粉末（毒性减弱）给健康人鼻内接种；后来英国医生发现挤奶工人感染过牛痘(与天花病毒结构相似，但毒性较低）后，不再患天花，于是发明牛痘接种法，后传入我国，逐渐取代人痘接种法。天花被消灭！人痘接种中的有效成分是减毒的天花病毒，牛痘接种中的有效成分是减毒的牛痘病毒，接种后人都不再感染天花。 一、疫苗：P82 1.定义： 通常是灭活的或减毒的病原体制成的生物制品 。 2.作用机理：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。（结合P72图4-6） 疫苗 浆细胞 记忆B细胞 抗体 辅助性T细胞 B细胞 APC 疫苗进入人体后，刺激人体免疫系统，产生相应的抗体和记忆B细胞。 相当于：抗原 真正的病原体 记忆B细胞 浆细胞 抗体 清除病原体 真正病原体进入人体后，二次免疫：迅速产生大量抗体。 一、疫苗：P82 1.定义： 通常是灭活的或减毒的病原体制成的生物制品 。 2.作用机理：（结合P72图4-6） 3.补充：类型 （1）灭活疫苗：又称死疫苗，用加热或化学剂（通常是福尔马林） 等理化方法将病原微生物灭活制成的疫苗。病原微生物丧失了致病能力， 但抗原特性保留，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。例如：人乳头瘤病毒(HPV) 疫苗（第一个预防癌症的疫苗） 狂犬疫苗、流感疫苗、我国研制的新冠疫苗等。 优点：制备简单，安全性高，保存时间长，易保存、运输。 缺点：接种量大，且需要多次接种，只有体液免疫，无细胞免疫。 一、疫苗：P82 1.定义： 通常是灭活的或减毒的病原体制成的生物制品 。 2.作用机理：（结合P72图4-6） 3.补充：种类 （2）减毒疫苗：又称活疫苗，将病原体通过体外长期培养或者 是一些理化方法处理，丧失致病能力，毒性减弱或基本无毒的活菌或 病毒制成的疫苗。例如：水痘疫苗、天花疫苗、卡介苗（预防肺结核）、 脊髓灰质炎疫苗（减毒或灭活，预防小儿麻痹）等。 优点：接种一次、接种量少、免疫时间长、效果好；既有体液免疫， 也有细胞免疫。 缺点：毒性有可能恢复、安全性低、不易保存、运输。 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。 又称活疫苗，用减毒或无毒性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。 需要多次接种， 不产生细胞免疫。 免疫效果持久， 即可产生体液免疫， 也可产生细胞免疫。 毒性有可能恢复， 不易保存、运输。 灭活疫苗和减毒疫苗的比较 7 一、疫苗：P82 1.定义： 通常是灭活的或减毒的病原体制成的生物制品 。 2.作用机理：（结合P72图4-6） 3.补充：种类 （3）核酸疫苗：包括DNA疫苗和RNA疫苗，是新型基因工程疫苗。 例如：重组病毒载体疫苗（编码抗原蛋白的基因与无害病毒的基因重组， 侵染宿主细胞后在细胞内表达大量抗原蛋白）、新冠病毒的mRNA疫苗等。 优点：免疫保护力强，安全性好。但需多次强化。 编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA) 导入 宿主细胞 外源基因在宿主细胞中表达，产生抗原蛋白 宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答 诱导 一、疫苗：读P82第1段 4.特点： 特异性、记忆性 当给机体输入外源抗原时，免疫系统能够产生反应，而且这种 反应具有特异性。除此之外，免疫系统还具有记忆性，免疫力能 维持较长时间。 5.应用：是人们根据免疫反应的规律来设计的，这样可以促进 对机体有利的免疫反应，从而维护人体健康。 （注意：与体液免疫和细胞免疫有关） 6.意义：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。 相关信息：P83 在防治传染病方面，我国坚持“预防为主”的 方针，实现免疫规划政策，取得了显著成绩。国家制定的健康中国（2019-2030年）提出了要开展15项重大专项行动，其中就包括传染病及地方病防控行动。有关政策内容，可从国家卫生健康管理部门官方网站查阅。 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。（P83） 判断题： 思考.讨论 接种疫苗时遇到的问题（P83） 结合自己的疫苗接种经历，讨论以下问题。 1.以某种你熟悉的疫苗为例，和同学们交流它的作用。 疫苗名称 可预防的疾病 牛痘疫苗（天花疫苗） 天花 卡介苗 肺结核 鼠疫疫苗 黑死病 脊髓灰质炎疫苗（OPV） 脊髓灰质炎 麻疹疫苗 麻疹 人乳头瘤病毒（HPV）疫苗 子宫颈癌 风疹疫苗 风疹 乙脑疫苗 流行性乙型脑炎 流脑疫苗 流行性脑脊髓膜炎 百白破三联疫苗（DPT） 百日咳、白喉、破伤风 抗狂犬血清 狂犬病 思考.讨论 接种疫苗时遇到的问题（P83） 结合自己的疫苗接种经历，讨论以下问题。 2.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。 旁栏问题：疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？ 疫苗不必包含一个完整的病原体。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。随着免疫学、生物技术和分子生物学的发展，DNA疫苗也已经在临床中使用。 思考.讨论 接种疫苗时遇到的问题（P83） 结合自己的疫苗接种经历，讨论以下问题。 3.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。理论上，制备联合疫苗时要保证其中含有不同的有效抗原成分。临床应用中已有不少联合疫苗，例如：百白破三联疫苗可以同时预防百日咳、白喉、破伤风；还有麻疹、风疹二联疫苗，流行性脑膜炎二价疫苗等。至于是否能够设计出一种用来预防多种疾病(具有与它们相关的多个抗原决定簇）的疫苗，理论上是可行的，但会遇到很多困难。 思考：免疫缺陷病患者能否接种疫苗?为什么? 不能。免疫缺陷病患者特异性免疫功能丧失,而疫苗是通过刺激机体发生特异性免疫起到预防疾病的目的 二、器官移植：P83 1.定义: 医学上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.意义：器官移植已成为治疗多种重要疾病的有效手段。 但依旧面临很多问题，这些问题的解决，也涉及免疫学的应用。 思考.讨论 器官移植所面临的问题及时希望(P83-84) 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：“肾脏移植这种手术，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个肾，然而这个凝结着伟大母爱的肾只存活了22天。 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，张某得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。 讨论 1.最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢？ 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？ 可能主要是没有考虑免疫排斥问题。 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。 二、器官移植 3.面临的问题和希望：读P84最后1段 （1）面临的问题 ①免疫排斥：进行器官移植手术后，免疫系统会把来自其他人的 器官当作“非己” 成分进行攻击，这就是器官移植容易失败的原因。 注意： 组织相容性抗原：也叫人类白细胞抗原，简称HLA 器官移植的成功主要取决于：供者与受者的HLA是否一致或相近。 研究表明，只要供者与受者的主要HLA有一半以上相同，就可以 进行器官移植。 思考.讨论 器官移植所面临的问题及时希望(P84) 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。 资料4 据媒体报道，2015年，研究人员利用肝细胞培养出具有单个腔室结构的迷你跳动心脏（相当于成人心脏尺寸的千分之一）；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。 讨论 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？ 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？ 由自体干细胞培养出的组织、器官进行移植。移植的组织、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。 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，或通过适当的锻炼，提高自身免疫力。 二、器官移植 3.面临的问题和希望：读P84最后1段 （1）面临的问题 ①免疫排斥； ②供体器官短缺：人们曾寄希望于利用干细胞培养相应的组织、 器官，同时，也寄希望于唤醒潜藏于人们心灵深处的爱心，有更多的 人加入到自愿捐献器官的行列中来。 （2）希望:免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率, 给需要进行器官移植的患者带来了希望。 三、免疫学在临床实践上的应用：P85最后1段 1.免疫预防：患病前的措施。是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。 灭活疫苗：如乙脑疫苗、牛痘苗 减毒疫苗：如伤寒菌苗、卡介苗 类毒素：如白喉、破伤风类毒素 核酸疫苗：如DNA疫苗、RNA疫苗 人工主动免疫 抗原 免疫球蛋白：如丙种球蛋白 抗毒素：如白喉抗毒素 如白喉抗毒素 人工被动免疫 抗体 种类 2024/10/29 人工主动免疫和人工被动免疫的比较 三、免疫学在临床实践上的应用：P85最后1段 1.免疫预防 2.免疫诊断：由于抗原和抗体反应的高度特异性，免疫学技术和 制剂在临床诊断中得到了广泛的应用，如检查病原体和肿瘤标志物。 三、免疫学在临床实践上的应用：P85最后1段 1.免疫预防：患病前的措施。 2.免疫诊断 3.免疫治疗：患病后的措施。通过对人体输入抗体、胸腺激素、 细胞因子、免疫抑制剂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。免疫治疗已成为与传统的手术、 化学疗法、放射疗法并列的重要治疗方法，对于免疫功能低下者用 免疫增强疗法（例如输入抗体、细胞因子等免疫活性物质），对于 有些疾病则使用免疫抑制疗法（例如治疗风湿性关节炎、系统性红 常使用免疫抑制剂）。 1、2020年2月21日，华东师范大学相关研究人员基于新型冠状病毒（COVID-19）表面抗原研发出灵敏性高的抗体诊断试剂盒，仅十分钟就可以得出检测结果，该试剂盒已被临床应用。根据免疫学相关知识，回答下列问题： （1）2020年的传染病疫情给人类带来灾难，世界卫生组织于2月11日将新冠病毒引起的肺炎命名为COVID-19，新冠病毒的遗传物质是_______，使其更容易发生变异。 （2）钟南山院士在采访中反复强调出门要戴口罩，戴口罩有利于阻止病毒与____________构成的人体第一道防线的接触，减少感染机会，该道防线与第_____道防线的不同点是不具有特异性 RNA 皮肤和黏膜 三 课堂巩固练习 1、2020年2月21日，华东师范大学相关研究人员基于新型冠状病毒（COVID-19）表面抗原研发出灵敏性高的抗体诊断试剂盒，仅十分钟就可以得出检测结果，该试剂盒已被临床应用。根据免疫学相关知识，回答下列问题： （3）在新冠病毒的多种检测方法中利用的都是核酸或蛋白质，这是因为它们在结构上都具有物种的_______，该试剂盒利用的免疫学原理是__________________________。 （4）进行免疫治疗可以在人体患病时，通过输入免疫活性物质___________________________（至少答两种），调整免疫功能达到治疗目的。 特异性 抗原和抗体的特异性结合 抗体、胸腺激素、细胞因子 课堂巩固练习 练习与应用:P85 练习与应用:P85 需要进行微量叠加。 曾寄生于兔神经组织的狂犬病病毒。 本质上没有区别，但制作方法不一样。通过查阅资料，应该可以知道，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评经验制成的，可能含有活病毒和灭活的病毒。 复习与提高:P88 C B C 复习与提高:P88 接种物中带有减毒的天花病毒，因此，被接种者会轻度感染天花。但由于接种的天花病毒毒性已经减弱，被接种者完全可以通过免疫系统自愈。在这个过程中，免疫系统完成了对天花病毒的特异性免疫反应，同时针对天花病毒分化出记忆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。 复习与提高:P88 Rh+ Rh- Rh+ Rh+ 相容 不相容 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。 复习与提高:P88 可以让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。 复习与提高:P88 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。 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。 结 束， 下 课 啦！ $$