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4节　免疫学的应用 目录 主要内容 免疫预防：疫苗 检测肿瘤标志物等 免疫诊断 检测病原体 免疫抑制疗法 免疫治疗 免疫增强疗法 免疫学应用 器官移植 细胞免疫 HLA 问题探讨 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？ 提示：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。 一、疫苗 1.定义：用_________________________制成的生物制品。 灭活的或减毒的病原体 灭活疫苗 减毒疫苗 定义 又称死疫苗，选用疫苗原性强的病原体，经人工大量培养后，用理化方法灭活制成。 毒力高度减弱或基本无毒的活微生物制成的疫苗 优点 缺点 举例 易保存、运输；毒力无法恢复 免疫效果持久；既可产生体液免疫，也可产生细胞免疫 需要多次接种，只产生体液免疫 毒力有可能恢复；不易保存、运输； 百日咳疫苗 流行性感冒疫苗 狂犬疫苗 口服脊髓灰质炎疫苗 麻疹减毒活疫苗 卡介苗 其他疫苗的种类 （3）新型疫苗——DNA疫苗、RNA疫苗等 DNA疫苗：是指将含有编码某种抗原蛋白的外源基因与质粒重组后直接导入动物细胞内，并通过宿主细胞的转录系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的、（新型乙肝疫苗） 新型疫苗具有什么优点呢？ DNA疫苗更稳定、更经济、更容易生产，可用于预防，也可用于治疗。DNA疫苗使用一次，即能产生长期免疫力，无需增加剂量。 其他疫苗的种类 （3）新型疫苗——DNA疫苗、RNA疫苗等 RNA疫苗：是将编码抗原决定簇的mRNA通过一定的设计和修饰，导入细胞，以细胞为“工厂”，生产相应的蛋白质，进而引起机体产生免疫应答。 RNA疫苗的特点有三个方面： ①不会整合到被免疫宿主细胞的基因组中； ②可以在细胞质中直接翻译，无需运输到核内； ③免疫后抗原表达迅速达到高峰，然后又立刻衰减。 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RNA疫苗 第一代疫苗→ 第二代疫苗→ 第三代疫苗→ “打”病原体 “打”蛋白 “打”核酸 三代疫苗 核酸进入人体 抗原蛋白进入人体 发生二次免疫 存在致病性 第一代疫苗 是 是 是 否 第二代疫苗 否 是 是 否 第三代疫苗 是 否 是 否 2.作用 疫苗保留了病原体刺激动物体免疫系统的特性。 当疫苗进入机体后，免疫系统便会产生相应的抗体、细胞毒性T细胞、记忆细胞等。 当动物再次接触到这种病原体时，就会刺激记忆细胞，进行更快、更强的免疫来攻击病原体，从而保护机体免受伤害。 免疫反应：特异性、记忆性。 3.实例 牛痘疫苗 预防天花病毒（天花） 卡介苗 预防结合杆菌（结核病） 脊髓灰质炎疫苗 脊髓灰质炎病毒（小儿麻痹） 麻疹疫苗 麻疹病毒（麻疹） HPV疫苗 人乳头瘤病毒（子宫颈癌） 百白破 预防百日咳、白喉、破伤风 思考题： （1）为什么接种疫苗可能会有轻微的反应？ 提示：疫苗通常是用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以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。 （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？ 提示：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。 思考题： （3）疫苗必须包含一个完整的病原体吗？ 提示：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（类毒素等）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。 （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？ 提示：一般情况下，不建议患免疫缺陷的儿童接种疫苗，特别是减毒活疫苗。这是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，容易引起强烈的免疫反应。 思考题： （5）为什么注射疫苗一段时间后才会起作用？ 提示：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。 思考题： （6）国药集团中国生物在临床试验阶段探索了不同接种程序、不同接种剂量的方案，结果显示，两次接种间隔3周和4周的效果最好，为什么两次接种间隔时间不能太长也不能太短？ 提示：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。 二、器官移植 1.定义： 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做器官移植。 思考·讨论：器官移植所面临的问题及希望 1.最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢？ 提示：没有考虑免疫排斥问题。 思考·讨论：器官移植所面临的问题及希望 2.在进行器官移植或骨髓移植时，为什么都要进行配型，即检查供体和受体之间的组织相容性呢？ 提示：这是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。 2.免疫排斥 ①组织相容性抗原 每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质——组织相容性抗原，也叫做人类白细胞抗原，简称HLA。 ②免疫排斥 HLA是表明细胞身份的标签物质，每个人的白细胞都认识这些物质，因此，正常情况下不会攻击自身细胞，如果将别人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，这种现象叫做免疫排斥。 3.如何提高异体器官移植的成活率？ 提示：①供体与受体的主要HLA有一半以上相同； ②受体在器官移植初期使用免疫抑制剂。 4.器官移植存在的问题： ①免疫排斥反应； ②供体器官短缺。 应用免疫抑制剂。 利用自体干细胞培养组织、器官； 加大自愿捐献器官的宣传力度。 三、免疫诊断与免疫治疗 （1）免疫诊断 1.原理：抗原抗体反应的高度特异性 2.应用：检测病原体和肿瘤标志物 3、具有检测方法 凝集反应 如ABO血型的鉴定、菌种鉴定 沉淀反应 如可溶性抗原与抗体结合，形成沉淀 标记技术 如免疫荧光法 了解：如何通过免疫学方法来测定血型？ 个体表现型 A型 B型 O型 AB型 红细胞表面 血清中抗体类型 A抗原 B抗原 无A抗原 无B抗原 既有A抗原 又有B抗原 抗B抗体 抗A抗体 即有A抗体 又有B抗体 无A抗体 无B抗体 样品：自身指血 材料：无菌采血针、载玻片、碘酒棉球等 O型 A型 B型 AB型 B型 （2）免疫治疗：利用免疫学原理，针对疾病的发生机制，人为干预或调整机体的免疫功能。 免疫增强疗法 用于免疫低下者 注射胸腺激素、抗体或细胞因子（白细胞介素、干扰素等），增强免疫力 免疫抑制疗法 治疗一些自身免疫病： 类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、风湿性心脏病等 用免疫抑制药物或其他措施人工减弱或阻断机体免疫应答能力 补充：人工主动免疫（注射抗原）和人工被动免疫（注射抗体）。 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 “120万一针”的抗癌药到底是啥？ CAR-T疗法的全称是嵌合抗原受体T细胞疗法。其操作步骤主要有四个： 1.直接采取患者的外周血，分离出其中的T淋巴细胞； 2.将分离的T淋巴细胞在体外进行实验室培养改造，装载上具有识别肿瘤抗原的受体及共刺激分子，形成CAR-T细胞。 3.将CAR-T细胞在体外进行培养，大量扩增让其数量成倍增加； 4.体外扩增后在回输到患者体内，从而识别并攻击自身的肿瘤细胞。从理论上说，这种治疗经过一次注射，即可保持长期有效。 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。（ ） × × √ 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+ 相容 Rh- Rh+ 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。 提示：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泌时期进入母体的，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蛋白再次进入母亲，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。 提示：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。 谢谢观看 目录 31 导学聚焦 1．生命观念——掌握疫苗和器官移植的生物学依据。 2．科学思维——患免疫缺陷病的儿童不适宜注射减毒活疫苗——批判性思维。 3．社会责任——理性应用疫苗和器官移植。 $$