4.4免疫学的应用课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修1

第四章 免疫调节 第四节 免疫学的应用 本节聚焦 1、疫苗的作用是什么？为什么它能够发挥这样的作用？ 2、器官移植面临哪些问题?该如何解决这些问题？ 问题探讨 讨论 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？ 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。 本节聚焦 ● 疫苗的作用是什么？为什么它能够发挥这样的作用？ ● 器官移植面临哪些问题？该如何解决这些问题? 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。 “天花始终盘恒，将墓地填满尸体（死亡率达30%）。用无尽的恐惧折磨幸免之人，又无情的给劫后余生的人留下累累疮痕（疤痕）。” ——英国历史学家麦考利 1.疫苗 （1）疫苗的发明 疫苗之父——爱德华•詹纳 天花疫苗的诞生，少不了中国人的贡献 小知识：“水痘和天花不是同一种病。 水痘是由水痘带状疱疹病毒感染引起的急性呼吸道传染病。 天花是由天花病毒感染引起的急性发疹性疾病（目前被人类彻底消灭）。 天花病毒：DNA病毒 水痘带状疱疹病毒：DNA病毒 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%。 问题1：推测人痘接种中的有效成分是什么？ 减毒的天花病毒。 视频中的信息1：从人痘接种到牛痘接种 爱德华·詹纳（英） 发明牛痘接种 视频中的信息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。 接种物 接种后反应 免疫效果 人痘 接种 牛痘 接种 人减毒天花病毒 脓疱、2%的致死率 不再感染天花 牛减毒天花病毒 脓疱，间或伴随一些轻微的不适。 不再感染天花 问题2：为什么牛痘接种能够替代人痘接种？ 牛痘和具有与人痘相同的免疫原性（抗原结构）、而且更安全。 天花病毒 3．请据图分析在接种天花病毒的过程中，免疫系统发生了哪些变化？ 在接种过程中，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。 不建议患免疫缺陷病的儿童接种疫苗，特别是减毒活疫苗。 因为这些儿童的免疫力较低，接种疫苗相当于受到外来抗原 的刺激，处理不当，会导致患儿出现临床症状和不适反应。 4．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？ 1.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。（第2代疫苗）。 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。（核酸疫苗，第3代疫苗） 用灭活的或减毒的病原体制成的疫苗（第1代疫苗）。 议（2分钟） ①为什么接种疫苗可能会有轻微的反应？ ②接种多种疫苗很麻烦，设计一种用来预防多种疾病的疫苗，可行吗? ③疫苗必须包含一个完整的病原体吗？ 有些接种疫苗之后，机体会产生特异性免疫，可能会出现轻微发热或其他症状。 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。 不必包含完整的病原体。一般情况下引起免疫反应的是病原体所含有的抗原。 思考•讨论 ④患免疫缺陷的儿童能否接种疫苗，尤其是减毒活疫苗？为什么？ ⑤为什么注射疫苗一段时间后才会起作用？ 一般情况下，不建议接种疫苗，特别是减毒疫苗，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。 疫苗作为抗原进入人体后，要经过处理、传递、识别以及淋巴细胞的增殖、分化后才能产生抗体。因此，注射疫苗一段时间后，人体才具有免疫力。 二、器官移植 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（organ transplantation）。 随着器官保存技术和外科手术方法等的不断改进，以及高 效免疫抑制剂的陆续问世，器官移植已经成为治疗多种重 要疾病的有效手段。但是，器官移植依旧面临很多问题， 这些问题的解决，也涉及免疫学的应用。 高中生物学 器官移植中的免疫学应用 严重肝硬化患者徐某某的黄疸指数700，超标正常人40多倍。 器官移植的面临哪些问题呢？ 1.手术能否成功？（排斥反应？） 2 .供体器官短缺？ 3.费用昂贵等 网络资料 器官移植面临哪些问题？该如何解决这些问题？ (1)免疫排斥: (2)供体短缺: 补充笔记：器官移植的排斥反应属于细胞免疫，主要通过细胞毒性T细胞清除外部抗原。 高中生物学 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。 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。 高中生物学 如何保证供体器官公平合理地分配给器官坏死的患者？ 病情紧急程度和供受者匹配程度 2007年，国务院颁布了《人体器官移植条例》； 2011年，全国人大常委会通过了《刑法修正案（八）》明确禁止人体器官买卖，增加了“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。 2.有人提议，应该开发一个“器官保险”项目：参与者将承诺在自己死后捐献器官，作为回报，他们在需要移植时，可以优先得到器官。为了避免太多“高风险”的人们申请这种保险，需要进行医学评估，只有器官需求风险正常的人才能买这种保险。你认为，这种策略与当前的自愿捐献器官策略比，哪个更好？理由是什么？你能想到其他更有效地提高器官捐献数量的策略吗？ 高中生物学 探讨干细胞移植价值 人们普遍认为，患者自身干细胞（iPSC）分化而成的细胞，移植回体内之后不会引起免疫排斥。 没有风险的器官捐献可能称为现实 胚胎干细胞培养的心脏 高中生物学 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 高中生物学 癌症的免疫疗法 PD1或PD-L1抑制剂对肿瘤的作用机制 宫颈癌的预防—HPV疫苗 癌症的治疗 癌症的预防 网络资料 练习与应用 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。 （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。 （ ） × × √ “糖丸爷爷”顾方舟教授 糖丸 练习与应用 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。 （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？ （2）为什么要对小男孩连续注射十几天呢？ （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 曾寄生于兔神经组织的狂犬病病毒。 需要进行微量叠加。 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，学生应能知道。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凭经验制成的、可能含有活病毒和灭活病毒。 2．有人提议，应该开发一个“器官保险”项目：参与者将承诺在自己死后捐献器官，作为回报，他们在需要移植时，可以优先得到器官。为了避免太多“高风险”的人们申请这种保险，需要进行医学评估，只有器官需求风险正常的人才能买这种保险。你认为，这种策略与当前的自愿捐献器官策略比，哪个更好？理由是什么？你能想到其他更有效地提高器官捐献数量的策略吗？ 练习与应用 二、拓展应用 与生物学有关的职业 疫苗制品工 从小到大，你打了多少次疫苗？估计你已经不记得了。你一出生，医生就给你接种了卡介苗和乙肝疫苗。满月以后，父母会到户口所在地（或居住地）指定的社区医院保健科为你办理接种登记，领取预防接种证，以后会按日期带你去接种疫苗。 你想过没有，这些疫苗都是谁制造出来的？现在，给大家介绍一个非常重要的职业——疫苗制品工。根据《中华人民共和国职业分类大典》，疫苗制品工是从事细菌性疫苗、病毒性疫苗、类毒素等生产的人员。他们从事的工作主要包括以下几个方面。 （1）使用专用容器、设备制备各类特殊的原始辅料（包括用离子交换或蒸馏方法制备生产用水），配制化学药品，制备疫苗培养基等— 这里涉及的技术你在生物课、化学课上学过一些，在以后的学习中还将进一步了解。 （2）对培养基、压缩空气或其他材料、设备、器皿等进行消毒、灭菌，并去除杂质——你在学习微生物及发酵这部分内容 时，将接触一些最基本的消毒、灭菌方法。 （3）使用发酵罐、生物反应器、摇床等，对微生物或其他细胞进行原代或传代培养，制备生产菌、收集病毒液，灭活或杀菌，收集培养液——当你学习细胞工程时，会学习一些细胞培养的知识。 与生物学有关的职业 疫苗制品工 （4）使用离心、过滤、纯化等设备对培养液进行分离， 并提取有效成分——你已经接触到一些过滤、纯化的 技术了吧。 （5）配制稀释液、保护剂、吸附剂等，还要对制品进 行除菌过滤或冷冻干燥、使用标记物标记，最后分装、 包装——这些技术比较专业，需要进一步学习。 瞧瞧，制作疫苗可不是一件简单的工作，必须要经过专业学习和培训才能上岗！就拿制备流感疫苗来说，还得掌握相关的鸡胚孵化知识，因为在1937年，用鸡胚培养流感病毒获得成功，到目前为止，鸡胚仍然是流感疫苗等多种疫苗制备的主要“工厂”。疫苗制品关系千百万人的健康，每一个制备环节都需要认真、谨慎，更需要具备 强烈的社会责任感。 复习与提高 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．都来自骨髓造血干细胞，并在骨髓里成熟 D．细胞表面都含有受体，可识别相应抗原 C 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 复习与提高 一、选择题 B 3．环孢素A是霉菌的一种代谢产物，能选择性抑制辅助性T细胞的增殖。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 C 复习与提高 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。 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。 复习与提高 二、非选择题 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？ Rh+ Rh+ Rh+ Rh- 相容 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。请你为她提出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 （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？ 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。 Lavf57.62.100 Packed by Bilibili 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