4.3免疫失调（课件） -2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

高三一轮复习： 免疫失调与免疫学的应用 一、免疫失调 资料1.1 人体内环境稳态的调节机制图示 问题1.1 内环境稳态依赖各个器官系统协调一致运行。 各个系统之间是如何保持协调一致运行的？ 依靠各种信息分子传递信息，互相调节， 实现统一与协调，从而维持稳态 问题1.2 如果免疫系统功能异常，可能导致什么样的后果？ 免疫功能过强或过弱，带来的结果一样吗？ 免疫系统 的功能 免疫防御 免疫自稳 免疫监视 过强 过弱 过强 过弱 过敏反应 自身免疫病 免疫缺陷病 肿瘤 由于青霉素的抗菌作用好，疗效确切，不良反应少， 价格便宜。至今仍是治疗各种细菌感染性疾病的首 选药。为防止过敏性休克的发生，在应用青霉素之 前，一定要做皮肤试验，皮试阴性后才可使用。 资料1.2 青霉素皮试 资料1.3 类风湿性心脏病 某种链球菌的表面有一种抗原分子，与心脏瓣膜上一种物质的结构十分相似，当人体感染这种病菌后，免疫系统不仅向病菌发起进攻，而且也向心脏瓣膜发起进攻，导致心脏受到损伤。 问题1.3 过敏反应 和 自身免疫病 的过程与机体 正常的免疫反应 有什么区别？ 过敏反应： 已免疫的机体在再次接触相同的抗原时，有时会发生引发组织损伤或功能 紊乱的免疫反应。如：青霉素、花粉、宠物毛发或皮屑…… 自身免疫病： 免疫系统对自身成分发生反应，对组织和器官造成损伤并出现症状。 如：类风湿关节炎、系统性红斑狼疮…… 皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及 血液中某些细胞（如肥大细胞） 机体正常的特异性免疫反应 ： 资料1.4 重症联合免疫缺陷病 重症联合免疫缺陷病，属于先天性免疫缺陷病。 主要与先天性缺乏腺苷脱氨酶（ADA）有关的基因。 一方面严重影响细胞DNA包括淋巴细胞DNA的合成代谢，另一方面造成三磷酸脱氧腺苷在淋巴细胞的堆积，后者对淋巴细胞尤其是T细胞具有一定的毒性作用，从而造成淋巴细胞在增补、分化及功能方面的障碍。 问题1.4 资料中患者身患重症联合免疫缺陷病的根本原因是什么？ 基因的缺陷或突变 资料1.5 艾滋病（AIDS）与HIV 艾滋病，即获得性免疫缺陷综合征（AIDS）是由人类免疫缺陷病毒（HIV）引发的全身性疾病。HIV主要侵犯人体的免疫系统，未经治疗的感染者在疾病晚期易于并发各种严重感染和恶性肿瘤，最终导致死亡。主要高危人群包括男同性性行为者、静脉注射毒品者、与HIV/AIDS患者有性接触者、多性伴人群、性传播感染（STI）群体等 HIV 即人类免疫缺陷病毒（Human Immunodeficiency Virus, HIV），它的基因组是两条相同的正链RNA，包裹在一个病毒蛋白壳内，外壳周围有来自宿主细胞膜的磷脂分子层，以及病毒编码的膜蛋白。 HIV是逆转录病毒，其基因组中，包含着编码了病毒复制所必须的酶的基因，其中就包括逆转录酶的基因。 由于逆转录酶无校正功能，作用过程中易出现随机变异。这使得艾滋病病毒成为一种变异性很强的病毒。 问题1.5 免疫系统功能出现缺陷会出现什么后果？ 免疫功能丧失，会导致机体无法抵御病原体的入侵，无法清除自身癌变细胞， 最终导致严重感染或癌症。 资料2.1 HIV在辅助性T细胞中的增殖过程： ①吸附 ②注入 ③逆转录 ④入核 ⑤整合 ⑥转录 ⑦翻译 ⑧组装 ⑨释放 HIV的遗传信息传递途径 问题2.1 为什么HIV能够导致感染者出现免疫缺陷？ 问题2.2 免疫系统能够对HIV起到防御作用吗？ 如果能，其过程大致是怎样的？如果不能，为什么？ HIV的宿主细胞是辅助性T细胞，其侵染、增殖过程会使得辅助性T细胞数量减少。 免疫系统功能正常时能够针对HIV发生免疫反应（体液免疫与细胞免疫）： 体液免疫：B细胞分化为浆细胞，分泌HIV抗体发挥作用； 细胞免疫：细胞毒性T细胞活化后，识别、接触靶细胞，并使其裂解。 使HIV含量降低。 在HIV侵入人体后迅速增殖，数量上升 由于此时病毒感染者的免疫系统功能正常,HIV会刺激机体产生免疫反应，大量病毒被消灭,因此数量下降。 资料2.2 HIV感染人体后，血液中HIV和辅助性T细胞的数量的变化过程图示： HIV的表面蛋白可以与辅助性T细胞表面的受体特异性结合，HIV主要侵染并破坏人体的辅助性T细胞,因此数量迅速下降，免疫系统功能减退。 HIV侵入人体A阶段 资料2.2 HIV感染人体后，血液中HIV和辅助性T细胞的数量的变化过程图示： 免疫功能丧失， 患者无法抵抗其他病毒、病菌的入侵，表明丧失了免疫防御功能。 患者发生恶性肿瘤，表明丧失了免疫监视功能。 HIV侵入人体B阶段 HIV侵入人体A阶段 资料2.2 HIV感染人体后，血液中HIV和辅助性T细胞的数量的变化过程图示： 此时，机体的免疫系统完全丧失功能了吗？ 问题2.3： 辅助性T细胞数量会最终降为0吗？ HIV侵入人体C阶段 HIV侵入人体B阶段 HIV侵入人体A阶段 资料2.2 HIV感染人体后，血液中HIV和辅助性T细胞的数量的变化过程图示： 不会，造血干细胞依然可以 分化生成部分辅助性T细胞 没有完全丧失，非特异性免疫功能还在 现有的对于艾滋病的治疗方案的效果并 不理想，目前针对艾滋病的措施主要是： ①抑制HIV与靶细胞的结合， ②抑制逆转录过程。 任务一： 你认为我们可以尝试如何治疗艾滋病？在生活中，我们可以如何预防感染艾滋病？ 注意防范艾滋病的传播途径：血液传播、性传播、母婴传播。 预防措施： 安全性行为，远离危险行为； 避免使用不卫生注射器具、不吸毒； 不与他人共用牙刷和剃须刀； 不用未经消毒的器械文眉、穿耳等； 积极接受检测并积极治疗各类性传播感染。 二、免疫学的应用 二、免疫学的应用 疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。 随着科学的进步，很多现代疫苗放弃了早期使用的“活病毒”，开始采用灭活病毒来生产。现在，不少疫苗甚至不需要使用完整的病毒（无论死活），只需采用可以被免疫系统识别的病毒片段，比如蛋白质或者多糖等，就能起到免疫的作用。 早期的疫苗一般由“活”病毒组成，这些病毒通常带有令它们毒性减弱的突变，使它们的危险性低于野生病毒，同时又能够让人体产生免疫反应。 思考：“减毒”了的活病原体就一定安全了吗？ 思考：“灭活”疫苗的效果和减毒疫苗一样吗？ 例：卡介苗、麻疹疫苗、牛痘疫苗、脊髓灰质炎疫苗… 例：狂犬疫苗… 资料3.1 新冠疫情中研制的新型疫苗： 新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID-19）是一种急性呼吸道传染性疾病，其病原体是严重急性呼吸综合症冠状病毒⁃2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)。其表面的S蛋白是一种主要的抗原。 由于COVID-19 缺乏特效的抗病毒药物以及有效的治疗措施，疫苗接种是最为有效的防治措施。 疫情期间各国研发相对较为成熟的新冠疫苗有9款，又可以分为四类，它们分别是： ●灭活疫苗：科兴（中国）、国药集团（中国） ●腺病毒载体疫苗：康希诺（中国）、强生（美国）、 卫星5号（俄罗斯）、阿斯利康（英国） ●mRNA疫苗：辉瑞（美国）、Moderna（美国） ●重组蛋白疫苗：Novavax（美国） 重组蛋白疫苗是利用基因工程，将编码一种抗原（如新冠病毒表面蛋白）的DNA插入细菌或哺乳动物细胞，在这些细胞中表达抗原，然后从细胞中纯化制备成疫苗的技术。 资料3.1 新冠疫情中研制的新型疫苗： 腺病毒载体疫苗是通过腺病毒作为载体，将新型冠状病毒中的一个基因传送到宿主细胞中，之后宿主细胞将表达该基因从而制造冠状病毒的蛋白质。 腺病毒载体疫苗诱导产生抗体水平较高，大多数重组蛋白可以在人体内高水平表达并且具有完全的功能并且能同时表达多个基因。 新型冠状病毒mRNA疫苗将mRNA分子包裹在脂质体中。肌肉注射后，mRNA进入宿主细胞，并宿主细胞自行反转录为DNA再翻译产生S蛋白。可以诱导体液免疫和细胞免疫，有良好的保护效果 新型冠状病毒mRNA疫苗的作用原理： 资料3.1 新冠疫情中研制的新型疫苗： 问题3.1 以上这些疫苗能够发挥作用的原理是什么？ 减毒疫苗、灭活疫苗：病原体或病原体的片段引发机体免疫反应，产生记忆细胞。 新型疫苗：通过各种手段，使宿主细胞自行产生抗原，引发免疫反应。 重组蛋白疫苗：通过基因工程，将抗原蛋白基因（DNA）插入宿主细胞基因中，并表达； 腺病毒载体疫苗：通过腺病毒作为载体，将抗原基因（DNA）送入宿主细胞并表达； mRNA疫苗：通过脂质体，将病毒基因的mRNA送入宿主细胞并表达翻译。 问题3.2 传统疫苗和新型核酸疫苗有什么区别？ 传统疫苗：以外来的病原体或病原体的片段为抗原，有恢复毒性的风险或需要多次接种。 新型疫苗：使宿主细胞自行表达产生特定抗原引发免疫反应，可在体内持续表达，精确度高，免疫效果持久。易于快速大量生产。 资料3.2 2019年新冠疫情爆发时的情况与2024年新冠近况： 2019年末，新冠疫情在武汉爆发，迅速波及湖北。国家及时出手封控，最终实现全国范围的清零。此阶段全国感染8万多人，死亡4000多人，主要集中在湖北武汉 2022年初，奥密克戎变异株导致疫情再次扩散，但死亡率较低。到2022年末，内地新增感染近20万，新增死亡600余人，主要在上海‌ 据世界卫生组织（WHO）官网数据，截至2024年7月21日，全球新冠感染累计确诊病例超7.75亿例，死亡人数超705万例。 新冠病毒已发生五次主要变异，产生Alpha、Beta、Gamma、Delta和Omicron变异株‌。 ‌Alpha、Beta、Gamma‌：这些早期变异株增强了病毒的传播能力‌。 ‌Delta‌：具有最强毒性，传播性强，在患者体内留存时间长，延缓康复，加重病情‌。 ‌Omicron‌：传播力最强，但诱发的症状较轻，具有传播速度快、隐蔽性强、穿透力强的特点，多导致无症状或轻症感染‌。 目前全球及我国流行的主要新冠病毒毒株是XBB变异毒株‌，是新冠病毒奥密克戎BA.2毒株的变异分支，具有增强的传播和免疫逃逸能力，致病力、致死性未明显增强。‌ 任务二：新冠疫情严重时，我们应该如何预防感染？结合最新情况，现在我们应该如何应对新冠？ 保持个人卫生、戴口罩、保持社交距离，减少近距离接触。 均衡饮食、规律作息、适量运动，提高身体素质，增强免疫力 ‌及时接种新冠疫苗及加强针，增强免疫力。 器官移植是用正常的器官置换功能丧失的器官，以重建其生理功能的技术。 1954年，默里（Merrill）在波士顿于一对同卵双生子之间进行的肾移植获得了成功，移植后的肾脏立即发挥了作用，患者的健康状况得到了改善，并存活了8年。此被视为真正成功的现代器官移植案例，成为划时代的标志。 资料4.1 器官移植的案例P83 1912年，有人采用缝合法进行了整个器官移植的动物实验，移植器官包括心脏、肾、脾、卵巢及内分泌腺等。这些进行了器官移植的动物最多存活了21天。在动物实验的基础上，俄国一位科学家于1936年为1例尿毒症的病人移植了肾脏，但手术后两天病人死亡。 问题4.1 器官移植为什么并不总能成功？ 免疫排斥：免疫系统识别出移植过来的来自别人的组织或器官后，对其发起攻击。 组织相容性抗原MHC（人类白细胞抗原HLA）： 每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质，它们是标明细胞身份的标签物质即组织相容性抗原。不同的人具有不同的组织相容性抗原。 每个人的白细胞能够识别HLA，区分自己和非己。正常情况下，白细胞不攻击自身细胞。 器官移植的成败取决于供体与受体的HLA是否一致或相近。研究表明，HLA的相似度达到50%以上，就可以进行器官移植。 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。 任务三： 除了免疫排斥外，器官移植还面临着器官短缺的问题，为了应对这些问题，人们尝试提出了许多解决方案，对此你有什么设想或建议？ 免疫抑制：使用免疫抑制剂会抑制机体的免疫功能，主要抑制与免疫反应有关的细胞（T细胞、B细胞和吞噬细胞）的增殖和功能，使免疫系统处于暂无应答或弱应答的状态。从而降低发生免疫排斥的风险。 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（如iPSC）培养出的组织、器官进行移植，培养出的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。 治疗性克隆：利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或代替受损的细胞、组织和器官。 免疫豁免 机体某些特定部位，其在解剖上与免疫细胞隔绝或在局部微环境中存在抑制免疫应答机制，从而一般不对外来抗原产生应答。 机体的某些特殊部位如眼、睾丸、脑在植入异体组织后不会发生排斥，且这些移植组织可以较长期地存活，这些组织称为免疫豁免区。 免疫豁免的作用在于保护机体自身的组织尤其是那些重要器官不会因局部免疫应答反应而损伤，是一种重要的生理性自我保护机制。 资料5.1 免疫学在临床实践上的其他应用： 1990年，美国国立卫生研究院的安德森团队针对重症联合免疫缺陷病（SCID）的基因疗法，是历史上最早采用基因疗法对SCID取得治疗效果的。 4岁女孩阿莎提·德席尔瓦患有重症联合免疫缺陷病。安德森团队从德席尔瓦体内取出白细胞，在体外利用逆转录病毒载体把能够正确编码腺苷脱氨酶的ada基因插入女孩的白细胞基因组中，再将这些基因工程改造后的白细胞输入女孩体内。结果证明，德席尔瓦体内的白细胞可以正确合成腺苷脱氨酶，其免疫功能得以重建。 抗体-药物偶联物（ADC）疗法：ADC药物是采用特定的连接子将能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体和小分子细胞毒素药物连接起来。抗体分子主要发挥靶向投递作用，小分子药物发挥效应，实现针对肿瘤细胞的精确杀伤效果。 针对免疫功能过强导致的疾病，可以使用免疫抑制疗法。 问题5.1 资料中的免疫治疗方法运用了哪些免疫学原理？ 通过对人体输入某些药物（免疫活性物质等）或生物制剂等技术手段，调整病人的免疫功能，从而达到治疗疾病的目的。 抗体-药物偶联物（ADC）疗法利用了单克隆抗体较强的特异性。 资料5.2 免疫诊断： 胶体金检测：胶体金法是一种常用的标记技术，是以胶体金作为示踪标志物应用于抗原抗体的一种新型的免疫标记技术，有其独特的优点。近年已在各种生物学研究中广泛使用。 胶体金颗粒具有高电子密度，呈负电性，可以与免疫球蛋白分子的正电荷基团形成牢固的结合。而当这些胶体金标记颗粒在某处大量聚集时，肉眼可见呈现红色或粉红色。 尝试按照说明使用HIV检测试纸，按照指示，解释试纸的检测结果 任务三：尝试将试纸拆开，观察试纸的内部结构，并分析试纸能检测疾病的原理与过程 $$