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

第4章 免疫调节 第4节 免疫学的应用 学习目标 1.通过对疫苗发明和应用的学习，阐明疫苗发挥作用的原理。（重点） 2.说出器官移植面临的问题，理解器官移植与组织相容性抗原之间的关系，认同器官捐献。（重难点） 36001 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？ 思考：为什么注射的流感疫苗没起到预防作用呢？ 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。 问题·探讨 36001 2 一、疫 苗 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。 36001 资料：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。天花后被消灭！ 思考：推测资料中人痘接种和牛痘接种的有效成分是？ 这个成分在免疫过程中相当于什么？ 任务：阅读以下资料，回答问： 减毒的天花病毒（病原体） 抗原 人痘接种法：挑取天花脓疱及痂皮，将痘痂研磨成粉末给健康人鼻内接种，被接种者大部分可以自愈，死亡率约2%。 牛痘接种法：牛痘症状通常是在母牛的乳房部位出现局部溃疡。牛奶厂挤奶女工感染过牛痘后，就不再患天花。牛痘症状在她们身上仅表现为手上出现一些脓疱，间或伴随一些轻微的不适。 我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。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。 36001 卡介苗 脊髓灰质炎疫苗 麻疹疫苗 2006年，人乳头瘤病毒（HPV）疫苗： 2018年，我国研制的预防某个亚型的禽流感疫苗： 预防结核病 预防麻疹 即：糖丸，预防脊髓灰质炎（小儿麻痹） 预防由HPV引起的几种子宫颈癌 是我国首个人和动物的DNA疫苗 一、疫 苗 ➡ 第一个预防癌症的疫苗 36001 自学指导 阅读课本P82-83内容，完成导学案，并解决以下问题： 1.什么是疫苗？根据其概念推测疫苗的类型有哪些？ 2.接种疫苗的作用是？ 3.常见的疫苗有哪些？ 4.疫苗引发免疫反应的特点有？ 5.接种疫苗的意义？ 1.概念： 疫苗通常是用 的或 的 制成的生物制品。 灭活 减毒 病原体 2. 作用： 疫苗 浆细胞 记忆B细胞 抗体 辅助性T细胞 B细胞 真正的病原体 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细胞。 从而对特定传染病具有抵抗力。 一、疫 苗 36001 7 3. 类型及举例： （1）灭活疫苗 又称死疫苗，用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。 ①优点： 举例：狂犬疫苗、流感疫苗、我国研制的新冠疫苗、人乳头瘤病毒(HPV) 疫苗等 接种量大，且需要多次接种，只产生体液免疫，不产生细胞免疫。 制备简单，安全性高，保存时间长，易保存、运输。 ②缺点： 一、疫 苗 36001 8 疫苗 浆细胞 记忆B细胞 抗体 辅助性T细胞 B细胞 APC 真正的病原体 体液免疫 灭活疫苗作用过程 36001 9 （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。 ①优点： ②缺点： 毒性有可能恢复、安全性低、不易保存、运输。 举例：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） 接种1次、接种量少、免疫时间长、效果好； 既可产生体液免疫，也可产生细胞免疫。 一、疫 苗 3. 类型及举例： “糖丸爷爷”顾方舟研制 36001 10 形成沉淀等 体液免疫 + 细胞免疫 减毒疫苗作用过程 真正的病原体 靶细胞 抗原 减毒活疫苗 APC 记忆B细胞 辅助性T细胞 B细胞 靶细胞 记忆T细胞 细胞毒性T细胞 浆细胞 抗体 细胞毒性T细胞 裂解 暴露 结 合 真正的病原体 （3）新型疫苗： 包括DNA疫苗和mRNA疫苗 编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA)或mRNA 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 优点： 重组病毒载体疫苗： 编码抗原蛋白的基因与无害的病毒的基因重组，侵染宿主细胞后在细胞内表达大量抗原蛋白。 免疫保护力强，无需多次注射等，如新冠病毒的mRNA疫苗。 一、疫 苗 3. 类型及举例： 36001 第一代疫苗 “打”病原体 “打”蛋白 “打”核酸 第二代疫苗 第三代疫苗 拓展：疫苗接种技术线路 第一代疫苗... text has been truncated due to evaluation version limitation. 13 当给机体输入疫苗（外源抗原）时，免疫系统能够产生免疫反应。 特点1：具有 ： 特点2：具有 ： 特异性 记忆性 接种一种疫苗一般只能预防由一种病原体引起的传染病。 免疫力能维持较长的时间。 4. 疫苗引发免疫反应的特点 (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， 某些疾病来讲，注射疫苗可能是_____________的预防措施，挽救了无数人的生命。 5. 意义、运用： 唯一有效 一、疫 苗 （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。 36001 思考与讨论问题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。 如：百白破三联疫苗➡ 可预防百日咳、白喉、破伤风。 还有麻疹、风疹二联疫苗；流行性脑膜炎二联疫苗等。 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。 疫苗产品必须在保证有效性的同时兼顾安全性。 患免疫缺陷病的儿童，能否接种疫苗，尤其是减毒活疫苗？为什么？ 一般情况下，不建议接种疫苗，特别是减毒活疫苗，因为儿童的免疫力低，疫苗相当于抗原，有可能引起强烈的免疫反应。 36001 二、器官移植 某人的肾脏严重衰竭，怎么办？ 肾脏移植 1.概念： 2.技术支持: 器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段。 器官保存技术 外科手术方法 高效免疫抑制剂 3.意义： 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。 36001 二、器官移植 某人的肾脏严重衰竭，怎么办？ 肾脏移植 器官移植需要考虑哪些问题？ 免疫排斥 供体器官短缺 36001 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，然而这颗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？ 可能是没有考虑免疫排斥问题。 细胞免疫 二、器官移植 36001 18 ①免疫排斥的原因： 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（简称HLA ） 每个人的白细胞都能够识别HLA，区分自己和非己。正常情况下，白细胞不会攻击自身细胞。如果将异体的器官或组织移植过来，白细胞就能识别出HLA不同而发起攻击。 器官移植的关键： 取决于供体与受体的HLA是否一致或相近。 ——免疫排斥 （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 1 ”非己“成分进行攻击，即发生免疫排斥。 4. 器官移植所面临的问题及希望 36001 （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 1 ”非己“成分进行攻击，即发生免疫排斥。 ②解决办法： 除了同卵双胞胎外，不同的人具有不同的组织相容性抗原。研究表明，HLA的相似度达到50%以上就可以进行器官移植。 a. 选择与受者的HLA有一半以上相同的供体； b. 使用免疫抑制剂 4. 器官移植所面临的问题及希望 36001 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15min）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20h和24h以内。 是什么原因导致供体器官如此短缺呢？ 36001 4. 器官移植所面临的问题及希望 （2）供体器官短缺 ①利用干细胞培养组织、器官； ②号召自愿捐献器官。 解决办法： 36001 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。 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。 既解决了免疫排斥问题，也解决了供体器官短缺问题！ 36001 1.免疫预防 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。 人工主动免疫 （注射抗原） 减毒疫苗：如卡介苗 灭活疫苗：流感疫苗 类毒素 ： 如白喉、 1 破伤风类毒素 人工被动免疫 （注射抗体） 抗毒素：如白喉抗毒素 免疫球蛋白：如丙种球蛋白 三、 免疫学应用 新型疫苗：如新型乙肝疫苗 36001 24 2.免疫诊断： （1）概念：根据抗 原—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。 （2）实例： ①检测病原体 （或相应抗体） ②检测肿瘤标志物 (如甲胎蛋白AFP、癌胚抗原等) 三、 免疫学应用 36001 ABO血型是通过抗原抗体反应原理来检测。不同血型的人，在红细胞表面含有不同的抗原，能与相应抗体发生反应，出现肉眼可见的凝集反应。 实例：ABO血型的鉴定 个体表现型 红细胞表面 抗原类型 血清中抗体类型 A型 A抗原 抗B抗体 B型 B抗原 抗A抗体 O型 无A抗原 无B抗原 即有A抗体 又有B抗体 AB型 既有A抗原 又有B抗原 无A抗体 无B抗体 结果分析 O型 A型 B型 AB型 抗A 抗B 36001 血型检测的方法是取人体的血液，分别滴于两张载玻片上，然后分别用抗A血清和抗B血清的液体进行滴注，肉眼观察是否出现凝集物。如果出现了凝集物，就表示发生反应。 3.免疫治疗 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。 患病后的措施 （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、系统性红斑狼疮等常使用免疫抑制剂。 （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。 三、 免疫学应用 36001 27 免疫学应用 免疫预防 免疫诊断 免疫治疗 检测病原体、肿瘤标志物等 免疫增强疗法、免疫抑制剂、 免疫重建 灭活疫苗 减毒疫苗 类毒素 新型疫苗 免疫球蛋白： 抗毒素： (注射抗体) 人工主动免疫 (注射抗原) 人工被动免疫 如白喉抗毒素 如丙种球蛋白 36001 28 练习与应用（P85） 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。  ( ) × × √ 一、概念检测 36001 二、拓展应用 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。 36001 30 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？ 本质上它们没有区别，但制作方法是不一样的。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。 36001 31 复习与提高（P88） 一、选择题 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 C B 36001 一、选择题 3. 环抱素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，环抱素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 C 复习与提高（P88） 36001 二、非选择题 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实现自愈。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。 36001 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 Rh+ Rh- Rh+ Rh+ 相容 不相容 36001 （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。 36001 （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。 抗原 浆细胞 36001 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。 （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？ （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。 36001 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。 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。 36001 本节结束！ 36001 $$