4.4 免疫学的应用-【优选课】2024-2025学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修1）

在人类历史上，传染病夺去了无数人生命。而免疫学正是在人类与传染病斗争过程中发展起来的。现在随着人类对免疫系统认识的深入，免疫学得到越来越广泛的应用。疫苗的发明和应用，就是典型的例证。 第四章 免疫调节 第4节 免疫学的应用 页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸；PPT统一格式为PPT或PPTX。 中文： 1. 课名：微软雅黑48号字； 2.（第一课时）：微软雅黑32号字； 3.学校名称：请填写全称； 4.学科、年级、主讲人、学校：华文楷体28号字（具体根据文字量可适当调整）。 英文 1.课名：字体以Times New Roman为主，字号一般使用32—36号，特别强调可以用40号； 2.（Period 1）：字体使用Arial，字号为28； 3.正文一般用24—28号，特别强调可用32号。 注意标点的规范（例如：中文省略号为……，可用Shift+数字键6打出中文省略号，英文省略号为…） 肺结核 布病 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？ 问题探讨 为什么注射的流感疫苗没起到预防作用？ 接种流感疫苗 一两个月后 患流感 接种麻疹疫苗 终身不患麻疹 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都有所不同。 原因二： 流感病毒为单链RNA病毒，基因序列使得它突变 速度比其他病毒更快。 原因三： 麻疹病毒抗原单一而稳定，因此当一个人感染-麻疹病毒以后身体产生相应抗体，可保证人不再被相同麻疹病毒感染，也就不再患第二次。 国家免费为儿童接种了哪些疫苗？ 我国免疫规划疫苗儿童免疫程序表 我国疫苗分为I类和II类。 I类是免费国家免疫规划疫苗，每人都需接种，II类疫苗公民自费，自愿接种。 一直肆虐人类接近3000多年，有接近5亿人因此病毒丧命！ 天花病毒 一、疫苗 天花病毒 一、疫苗 一、疫苗 公元16世纪，中国人首先用人痘疫苗预防天花，为后来英国外科医生詹纳(Jenner)发明牛痘疫苗奠定了基础。 我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家 一、疫苗 将患儿出痘的疮痂取来，放到瓷器内，研细，加少许水即成豆苗，用新棉裹豆苗塞入鼻中 把得过天花病的人穿过的内衣，拿给没得过天花的人穿。穿过后，就可以预防住天花。 一、疫苗 他们不知道原理，但开启了使用疫苗的历史 一、疫苗 有关疫苗的研制，开创了 地进行 __新时期。 巴斯德 科学 免疫接种 主要成就—巴氏消毒法、研制狂犬疫苗等。 巴斯德：（1822—1895）法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。 一、疫苗 1.概念： 通常是用_________或__________病原体制成的生物制品。 灭活的 减毒的 【思考】疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？ 不必包含一个完整病原体。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（具有抗原性即可），如蛋白质、多糖等。 2.作用： 真正的病原体 分 分 裂 化 接种疫苗后，人体内可产生相应的 ，从而对特定传染病具有抵抗力。 抗体 注意：疫苗不仅可以激发体液免疫，也可以激发细胞免疫。 一、疫苗 01 3.实例 （1）天花疫苗： 根除了天花 （2）卡介苗 （预防结核病）、 （3）脊髓灰质炎疫苗 麻疹疫苗 （预防麻疹） （4）人乳头瘤病毒（HPV）疫苗 世界上第一个预防癌症的疫苗 （预防由HPV引起的几种子宫颈癌） （5）我国研制的某个亚型的禽流感疫苗，是我国首个DNA疫苗。 天花病毒 在天花存在的几千年里，传染性之强、肆虐范围之广、死亡率之高，可谓使人“闻之丧胆”，1980年，世界卫生组织宣布天花在地球上绝迹——人类彻底消灭了天花。 2018年5月，我国首个人和动物DNA疫苗获得新兽药证书。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。是未来人和动物预防与治疗疫苗重要的技术发展方向之一。 一、疫苗 3.实例 卡介苗（BCG ）由减毒牛型结核杆菌悬浮液制成的活菌苗，具有增强巨噬细胞活性，加强巨噬细胞杀灭肿瘤细胞的能力，活化T淋巴细胞，增强机体细胞免疫的功能。最早由法国科学家卡尔梅特和介朗研制成功。 一、疫苗 3.实例 人乳头瘤病毒（hpv）是一种属乳多空病毒科的乳头瘤空泡病毒A属，球形DNA病毒，引起人体皮肤黏膜鳞状上皮增殖。表现为寻常疣、生殖器疣（尖锐湿疣）等症状。 随性病中尖锐湿疣发病率急速上升和宫颈癌、肛门癌等增多。 脊髓灰质炎病毒引起的一种急性传染病。主要侵犯人体脊髓灰质前角灰、白质部分，对灰质造成永久性损害，出现肢体弛缓性麻痹。部分患者可发生迟缓性神经麻痹并留下瘫痪后遗症，多见于5岁以下小儿，俗称“小儿麻痹症”。 国家荣誉称号获得者—顾方舟 拓展 该病毒只侵犯人类，对其它动物无致病性，人体一旦感染会终生携带 （1）皮肤低危型： 包括HPV-1、2、3、4、7、10、12、15等与寻常疣、扁平疣、跖疣等相关； （2）皮肤高危型： 包括HPV-5、8、14、17、20、36、38与疣状表皮发育不良有关，其他还与可能HPV感染有关的恶性肿瘤包括：外阴癌、阴茎癌、肛门癌、前列腺癌、膀胱癌； （3）黏膜低危型如HPV-6、11、13、32、34、40、42、43、44、53、54等与感染生殖器、肛门、口咽部、食道黏膜； （4）黏膜高危型HPV-16、18、30、31、33、35、39与宫颈癌、直肠癌、口腔癌、扁桃体癌等。 生物学活性：HPV抵抗力强，能耐受干燥并长期保存，加热或经福尔马林处理可灭活，所以高温消毒和2%戊二醛消毒可灭活。 HPV16和18型长期感染可能与女性宫颈癌发生有关 HPV感染途径 1、性传播途径； 2、密切接触； 3、间接接触：通过接触感染者的衣物、生活用品、用具等； 4、医源性感染： 医务人员在治疗护理时防护不好，造成自身感染或通过医务人员传给患者； 5、母婴传播： 是由婴儿通过孕妇产道的密切接触。 二价、四价、九价宫颈癌疫苗对比 HPV疫苗 九价 四价 二价 预防病毒类型 高危病毒HPV16、18型 高危病毒HPV16、18型 高危病毒HPV16、18型 较低危HPV6、11型 +较低危HPV6、11型 HPV31、3、45、52、58 适用年龄 16岁-26岁女性 20岁-45岁女性 9岁-45岁女性 预防疾病 能预防90%的宫颈癌 生殖器官尖锐湿疣 HPV引起的宫颈癌、外阴癌、阴道癌、肛门癌、持续感染、癌前病变或不典型病变 宫颈癌 生殖器官尖锐湿疣 宫颈癌 (此外，可预防由这两种病毒造成的宫颈癌上皮内瘤样以及二级病变和原位腺癌) 接种时间 0-2-6分三次注射 0-2-6分三次注射 0-1-6分三次注射 防控宫颈癌率 92.10% 84.50% 84.50% 接种价格 每针1323元三针3969元 每针823元三针2469元 每针605元三针1815元 注：1.“价”代表了疫苗可预防的病毒种类。　　 2.国内的研究显示，超过84.5%的宫颈癌由HPV16和HPV18型病毒感染，公众可根据自身年龄和经济状况，选择接种不同价型的HPV疫苗。 拓展 2006年，HPV（人类乳头瘤病毒）疫苗获得美国批准。 HPV病毒的“励志演说” 一、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 又称活疫苗。用减毒或无毒力的活病原微生物制成的疫苗 优点 缺点 例子 易保存、运输； 毒力无法恢复，安全性高 需要多次接种；只产生体液免疫，不产生细胞免疫 免疫效果持久； 既可产生体液免疫， 也可产生细胞免疫。 毒力有可能恢复，安全性低；不易保存、运输 狂犬病疫苗等 卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗等 4.疫苗种类 一、疫苗 疫苗技术的发展——三代疫苗技术 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 第一代疫苗 “打”病原体 第二代疫苗 “打”蛋白（抗原） 第三代疫苗 “打”核酸（遗传物质） 4.疫苗种类 RNA疫苗：将编码抗原决定簇的mRNA导入细胞，生产相应蛋白质，引起机体产生免疫应答。优点：无需整合到宿主细胞基因组中，可直接翻译。 DNA疫苗：将编码某种蛋白质抗原的外源基因直接注射到动物体内，产生的抗原(外源基因表达的蛋白质)激活机体免疫系统，从而诱发强而持久的体液免疫和细胞免疫应答。(新型乙肝疫苗、亚型的禽流感疫苗) 优点：是稳定经济、使用一次即可产生长期免疫力，无需增加剂量。 S蛋白基因(DNA) Vero细胞中培养 新 冠 病 毒 灭活病毒 注射 人体 质粒 重组质粒 导 入 CHO细胞 S蛋白 人体 注射 提纯 人体 注射 5型腺病毒 注射 人体 S蛋白的mRNA 脂质体 mRNA疫苗 人体 注射 ① ② ③ ④ ⑤ 判断以下新冠疫苗5条技术路线分别属于第几代疫苗？ 第一代 第三代 第二代 第三代 第三代 趁热打铁 2.疫苗通常是用灭活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。 3.这种想法是可行的；因为免疫反应具有特异性，不同疫苗可以引发不同的免疫过程，产生不同的记忆细胞。理论上，制备联合疫苗时要保证其中含有不同有效抗原成分。临床应用中已有不少联合疫苗，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、风疹二联疫苗等。理论上是可行的，但会遇到很多困难。 不建议患免疫缺陷病儿童接种疫苗，特别是减毒活疫苗。因为这些儿童免疫力低下，接种疫苗相当于受到外来抗原刺激，处理不当易引起强烈免疫反应。 产生更多的抗体和记忆细胞。 ①时间间隔太短：前一次产生的抗体水平较高，将后一次接种的疫苗中和，降低疫苗的作用效果。 ②时间间隔太长：前一次产生的记忆细胞较少，使得后一次接种的疫苗产生的免疫加强效果下降。 4、为什么有的疫苗需接种两次或三次？ 5、为什么两次接种乙肝疫苗要间隔一定的天数？ 思考： 1.疫苗必须包含一个完整的病原体吗？说出你的依据。   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。 引起免疫反应的并不是整个病原体，而是表面的抗原。 可行。将不同抗原联合制成一种疫苗，可预防相应的多种疾病。如：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。 一、疫苗 5.接种疫苗的特点： （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。 一、疫苗 ①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记忆性; 免疫力能维持较长的时间 6.接种疫苗的意义： 二、器官移植 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。 1.概念： 器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段。 2.意义： 二、器官移植 卡雷尔（1873-1944） 法国医生 1.最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢？ 可能没考虑免疫排斥问题 3.器官移植所面临的问题 2.进行器官移植或骨髓移植时，为什么都要先配型，即检查供、受体之间组织相容性呢？ 因为供受体组织相容性抗原越一致，进行移植时发生免疫排斥可能性就越低，移植的器官就越易存活；如果配型不合适，发生排斥可能性就大，就不适移植。 二、器官移植 3.器官移植所面临的问题 ①免疫排斥 ①每个人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，就能识别HLA不同而发起攻击。 ⑤除同卵双胞胎外，不同人具不同组织相容性抗原。 免疫排斥 不会攻击自身细胞 器官移植 HLA 器官移植的关键： 取决于供体与受体的HLA是否一致或相近（相似度达到50%以上） 在不能100%配型成功的情况下，如何提高移植器官的成活率？ 为什么？ 二、器官移植 3.器官移植所面临的问题 ②供体短缺 据统计，我国每年需肝移植20万-30万人，2015年我国完成肝移植手术仅2 000多例。 2015年中国有2 766人在生命终结之时，捐献出了自己的器官。 每年器官移植数量的比例是30:1仅约1万人能等来移植的机会。 培养出的组织、器官进行移植，和受体的组织相容性抗原相同，发生免疫排斥的可能性很小。 （既解决免疫排斥问题，又解决供体器官短缺问题） 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？ 二、器官移植 3.器官移植所面临的问题 ②供体短缺 2007年，国务院颁布《人体器官移植条例》； 2011年，全国人大常委会通过《刑法修正案（八）》明确禁止人体器官买卖，增加“器官买卖罪”；同年，《人体器官捐献登记管理办法（试行）》和《人体器官捐献协调员管理办法（试行）》发布； 2013年，我国人体器官分配与共享计算机系统正式启用。 二、器官移植 4.提高器官移植成活率 批判性思维： 免疫抑制剂会使淋巴细胞减少，患者易患感染性疾病，这一问题如何解决？ 在免疫抑制剂药物与预防感染之间寻求平衡，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。 ①自体干细胞培养相应的组织、器官的移植 ; ②受体在器官移植初期使用免疫抑制剂; ③利用基因工程技术生产没有免疫排斥的猪器官 抑制B细胞和T细胞，主要抑制T细胞进行细胞免疫，降低排斥，提高成活率 如环孢素A 二、器官移植 ①中国传统思想的伦理困境。 ②脑死亡器官捐献，需家属同意去掉呼吸机等支持系统，达到脑心双死亡状态。 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。 ④离体器官保存时限短：心脏5小时，肝12小时，胰腺和肾脏分别为20小时和24小时以内。 如何解决器官捐献短缺这一难题？ ②供体短缺 3.器官移植所面临的问题 猪内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似，且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物。 人体移植器官短缺 寻求可代替的抑制器官 猪的内脏与人相似 在器官供体基因组中导入某种调节因子 抑制抗原决定基因的表达或除去抗原决定基因 结合克隆技术 培育出无免疫排斥的转基因克隆猪器官 2022年1月7日，美国马里兰州一名患者成功接受了猪心移植手术，并术后心脏功能良好。然而，令人遗憾的是，这位患者只存活了短短60天。 拓展 人体某些部位具有免疫“特权”，它们能耐受抗原侵入而不会引起免疫反应。在免疫豁免部位，移植的器官可存活很长时间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。 睾丸也属免疫豁免部位，这也是鸡睾丸移植（上一章）能成功的原因。在研究内分泌实验方法中，将新内分泌腺植入已去除内分泌腺动物体内时，可能会发生免疫排斥。 免疫豁免 免疫学在临床实践上的应用 检测病原体、 肿瘤标志物等 免疫增强疗法、 免疫抑制剂、 癌症的免疫疗法 疫苗 免疫预防 免疫诊断 免疫治疗 灭活疫苗 减毒疫苗 新型疫苗 免疫球蛋白：丙种球蛋白 抗毒素：如白喉抗毒素 注射抗体 人工主动免疫 注射抗原 人工被动免疫 免疫学在临床实践上的应用 免疫预防 比较项目 人工主动免疫 人工被动免疫 输入物质 免疫产生时间 免疫持续时间 免疫记忆 主要用途 疫苗（抗原） 抗体、细胞因子等 慢，1~4周 快，立即 较长，半年至数年，甚至终生 较短，2~3周 有 无 疾病的预防 疾病的治疗 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 早孕检测 早孕试纸中含能够与HCG(人绒毛膜促性腺激素)结合的抗体，能与HCG结合，形成抗原抗体复合物，最后与色素分子结合，并试纸上显现条带。 免疫学在临床实践上的应用 检测肿瘤标志物(如甲胎蛋白AFP) 检测病原体 检测病原体和肿瘤标志物 免疫诊断 医生判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测病毒的________，采集血液样本主要用于血清学检查，检测___ __；但后者检测容易造成假阴性(已经感染，但测试结果看起来没有被感染)，其可能原因是___________________ _________________________________________________________________________________________________________。 核酸　 　抗新型冠状病毒抗体　 抗体产生需时间，一般几天至几周不等，有些免疫功能较弱的病人可能血清中抗体含量很低，不会出现新冠病毒抗原与抗体的杂交带 新冠试剂盒： 不用采血，检测新冠抗原 3种检测诊断中，准确率最高的是： 检测病原体的核酸　 免疫学在临床实践上的应用 检测抗体 免疫诊断 免疫学在临床实践上的应用 免疫诊断 ABO血型的鉴定 原理：抗原和抗体相遇时会发生凝集反应，使红细胞破裂，血红蛋白逸出，称红细胞溶解。 个体表现型 A型 B型 O型 AB型 红细胞表面抗原类型 A抗原 B抗原 无抗原 A抗原、B抗原 血清中抗体类型 抗B抗体 抗A抗体 抗A抗体、抗B抗体 无抗体 抗A抗体 抗B抗体 O型 A型 B型 AB型 A抗体 A抗体 B抗体 B抗体 血型: B型 免疫学在临床实践上的应用 患病后的措施：即通过对人体输入抗体、胸腺激素、细胞因子等某些药物或生物制剂等，调整病人免疫功能，从而达到治疗疾病的目的。 免疫治疗 免疫增强疗法 针对免疫功能低下者 如输入抗体、细胞因子等免疫活性物质 免疫抑制疗法 治疗一些自身免疫病 治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等常使用免疫抑制剂 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。 免疫调节 用物理、化学或生物学等手段调节免疫功能。 生活实践 如果不小心被狗咬了，我们应该这样做： 用肥皂水或清水彻底清洗伤口至少15分钟 用碘酒或酒精局部消毒 尽快注射抗狂犬病毒血清或用血清浸润咬伤部位 尽快注射狂犬疫苗 局部伤口不涂东西、不包扎，以利伤口排毒 抗体？抗原？ 蛇毒可阻断兴奋传导或导致细胞、血管破裂，严重可使人数小时内死亡 若人被一条毒蛇咬伤，最有效地治疗方法是什么？ 尽快注射抗蛇毒血清 小结 免疫学的应用 疫苗 概念:用灭活的或减毒的病原体。 机理:接种疫苗后，人体内可产生相应的抗体(以及相应的记忆细胞 )，从而对特定传染病具有抵抗力。 特点:特异性、记忆性。 种类:灭活疫苗（狂犬疫苗）、减毒疫苗（骨髓灰质炎糖丸）、DNA疫苗（新型乙肝疫苗）mRNA疫苗（新冠疫苗） 器官移植 配型：取决于供体与受体的HLA是否一致或相近（相似度达到50%以上）。 失败的原因：免疫排斥（主要是细胞免疫）。 解决方法：①自体干细胞培养相应的组织、器官的移植 解决方法：②受体在器官移植初期使用免疫抑制剂 ③利用基因工程技术生产没有免疫排斥的猪器官 免疫预防 免疫治疗 免疫诊断 人工主动免疫 人工被动免疫 抗原抗体反应的高度特异性 免疫抑制疗法 治疗一些自身免疫病；如类风湿关节炎等疾病系统性红斑狼疮等常使用免疫抑制剂 免疫增强疗法 免疫重建 免疫功能低下者 如输入抗体、细胞因子等免疫活性物质 将造血干细胞等移给免疫缺陷个体，恢复其免疫功能。 练习与应用 一、概念检测 1. 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。 （1）该“糖丸”是用灭活的病毒制成的。（ ） （2）该疫苗可以识别组织相容性抗原。（ ） （3）当接种该疫苗后，机体会产生一定的免疫反应。（ ） ✖ ✔ ✖ 二、拓展应用 练习与应用 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兔都会发病，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年巴斯德将匀浆折射给一个9岁的被疯狗咬伤的小男孩，连续注射十几天后，小男孩活下来了。这位小男孩就是世界上第一位狂犬病疫苗注射者。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。 （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？ 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。 本质上它们没有区别，但制作方法是不一样的。 Lavf55.33.100 Lavf55.33.100 Lavf58.20.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.33.100 Lavf58.33.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.42 Lavf58.12.100 $$