4.4免疫学的应用课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

第四章 免疫调节 第4节 免疫学的应用 器官移植面临哪些问题？该如何解决这些问题？ 本节聚焦 1 2 疫苗的作用是什么？为什么它能够发挥这样的作用？ 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？ 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。 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。 我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。 公元16世纪，中国人首先用人痘预防天花，为后来英国的外科医生詹纳(Jenner)发明牛痘疫苗奠定了基础。 一、疫苗 1.牛痘疫苗 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。 我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家 “天花始终盘恒，将墓地填满尸体。它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。” ——英国历史学家麦考利 英国牛痘接种法 1790年，英国医生爱德华·詹纳发现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，伴随一些轻微的不适。 2.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。巴斯德主要成就——巴氏消毒法、研制狂犬疫苗等。 巴斯德 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（不同毒性的疫苗）， 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。 2.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。 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 ？ 寄生于兔神经组织中的狂犬病病毒 3.为什么要对小男孩连续注射十几天呢 ？ 刺激免疫系统产生更多的记忆细胞和抗体 4.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，一般都是灭活病毒；而巴斯德的狂犬病疫苗是凭经验制成的、可能同时含有活病毒和灭活病毒。 思考： 1.概念 ：通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品 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 用减毒或无毒力的活病毒微生物制成的疫苗 优点 制备简单，保存时间长且相对较安全 接种一次，且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 缺点 接种量大，需要多次接种， 不产生细胞免疫 毒力有可能恢复，不易保存、运输 举例 伤寒疫苗、狂犬疫苗 卡介苗、牛痘疫苗、麻疹疫苗 第1代疫苗 （常规疫苗） 一、疫苗 1.概念：通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品 第1代疫苗 （常规疫苗） 一、疫苗 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2代疫苗 （基因工程疫苗） 第3代疫苗 接种的核酸疫苗在人体内表达抗原特性物质，刺激机体产生特异性免疫反应 （核酸疫苗） 一、疫苗 12 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 第三代疫苗 “打”核酸 疫苗的肌肉注射 疫苗 接种年(月)龄 接种剂次 接种途径 乙肝疫苗 出生时，1月，6月 3 肌肉注射 卡介苗 出生 1 皮内注射 脊灰灭活疫苗 2月龄 1 肌肉注射 脊灰减毒活疫苗 3月龄，4月龄，4岁 3 口服 百白破疫苗 3月龄，4月龄，5月龄，18月龄 4 肌肉注射 白破疫苗 6岁 1 肌肉注射 麻风疫苗 8月龄 1 皮下注射 麻腮风疫苗 18月龄 1 皮下注射 乙脑减毒活疫苗 8月龄，2岁 2 皮下注射 或乙脑灭活疫苗 8月龄2次，2岁，6岁 4 皮下注射 A群流脑多糖疫苗 6月龄，9月龄 2 皮下注射 A+C群流脑多糖疫苗 3岁，6岁 2 皮下注射 甲肝减毒活疫苗 18月龄 1 皮下注射 或甲肝灭活疫苗 18月龄，2岁 2 肌肉注射 我国免疫规划疫苗儿童免疫程序表 常见疫苗名称 可预防的疾病 天花疫苗 天花 卡介苗 肺结核 脊髓灰质炎疫苗（OPV） 脊髓灰质炎 麻疹疫苗 麻疹 人乳头瘤病毒（HPV）疫苗 子宫颈癌 风疹疫苗 风疹 乙脑疫苗 流行性乙型脑炎 流脑疫苗 流行性脑脊髓膜炎 百白破三联疫苗（DPT） 百日咳、白喉、破伤风 抗狂犬血清 狂犬病 一、疫苗 疫苗的应用是人们根据_____________来设计的：当给机体输入________时,免疫系统能够_______,而且这种反应具有______。除此之外,免疫系统还具有_______，免疫力能维持_____的时间。 2.作用 接种疫苗后，人体内可____________（以及产生相应的_______），从而对______________________； 产生相应的抗体 记忆细胞 3.作用机理 特定的传染病具有抵抗力 免疫反应的规律 外源抗原 产生反应 特异性 记忆性 较长 一、疫苗 4.实例 （1）_______的发明，根除了天花； （2）人们还研制成功了______（预防结核病）、___________（即糖丸，预防脊髓灰质炎）、______（预防麻疹）等多种疫苗； （3）2006年，_____________________获得美国的批准，该疫苗可以预防由HPV引起的几种_________，是世界上_____________的疫苗，在人类研发癌症疫苗的道路上具有里程碑式的意义； （4）2018年5月,我国首个人和动物的_______获得新兽药证书,用于预防某个亚型的______，这是新型的________疫苗，未来将有广阔的前景。 天花疫苗 卡介苗 脊髓灰质炎疫苗 麻疹疫苗 人乳头瘤病毒（HPV）疫苗 子宫颈癌 第一个预防癌症 DNA疫苗 禽流感 基因工程 天花是由天花病毒引起的传染病。在天花存在的几千年里，它的传染性之强、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。 这一伟大功业靠的是世界卫生组织和各国的共同努力，但最大的功臣乃是“天花疫苗”的一位发明者英国的外科医生詹纳。 卡介苗（BCG Vaccine）是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。 脊髓灰质炎疫苗是预防和消灭脊髓灰质炎的有效手段。脊髓灰质炎是由脊髓灰质炎病毒引起的一种急性传染病。病毒主要侵犯人体脊髓灰质前角的灰、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，一般多见于5岁以下小儿，故俗称“小儿麻痹症”。 “糖丸爷爷”顾方舟 人乳头瘤病毒是一种属于乳多空病毒科的乳头瘤空泡病毒A属，是球形DNA病毒，能引起人体皮肤黏膜的鳞状上皮增殖。表现为寻常疣、生殖器疣（尖锐湿疣）等症状。 随着性病中尖锐湿疣的发病率急速上升和宫颈癌、肛门癌等的增多，人乳头瘤病毒（hpv）疫苗是世界上第一个预防癌症的疫苗。 预防不同种的子宫颈癌 2018年5月，我国首个人和动物的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。 思考：讨论 结合自己的疫苗接种经历，讨论以下问题 1.某同学接种了流感疫苗，大夫提醒他说：“这一两天要留意，可能会有轻微发热或其他症状。”为什么接种疫苗可能会有轻微的反应？ 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。 接种疫苗时遇到的问题 思考：讨论 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。 这种想法是可行的，因为免疫反应具有特异性，不同疫苗可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，还有麻疹、风疹二联疫苗，流行性脑膜炎二价疫苗等。 是否能够设计出针对许多疾病(具有与它们相关的多个抗原决定簇)的一种疫苗呢？理论上是可行的，但会遇到很多困难。 思考：讨论 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？ 不同类型的免疫缺陷患者，对是否接种疫苗、可以接种哪种疫苗的要求，是有区别的。 但一般情况下，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：讨论 Vaccine 器官移植 1.概念： 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。 2.现状： 器官移植已成为治疗多种重要疾病的有效手段，其主要原因有两点： ①器官保存技术和外科手术方法等的不断改进。 ②高效免疫抑制剂的陆续问世。 Vaccine 器官移植 思考·讨论 器官移植所面临的问题及希望 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? 没有考虑免疫排斥问题。 细胞免疫 思考：什么是免疫排斥？如何解决这样问题？ 器官移植 Vaccine 问题1：免疫排斥 1.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（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，白细胞就能识别HLA 不同而发起攻击。 Vaccine 器官移植 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，为什么都要先进行配型，即检查供体和受体之间的组织相容性呢？ 资料2 据媒体报道，瑞金市3岁男孩张某身患白血病。幸运的是，张某的骨髓与父亲的骨髓配型成功了。而身在千里之外的白血病患者李某却没有那么幸运，与其亲属的骨髓配型均没有成功。 在进行器官移植或骨髓移植时，都要先进行配型，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。 器官移植 Vaccine 器官移植成败的关键： 供者与受者的HLA是否一致或相近 事实上，除了同卵双胞胎，要在世界上找到HLA完全一致的人几乎是不可能的。 非同卵双胞胎就不能进行器官移植了吗？ ①研究表明，HLA的相似度达到50%以上就可以进行器官移植。 ②在进行器官移植时，运用免疫抑制剂可以提高成活率。 Vaccine 器官移植 思考·讨论 器官移植所面临的问题及希望 资料3 据世界卫生组织于2013年的调研结果显示，全球一年实施了12万例器官移植手术，而这只能满足不到10％移植需求者的需求。另有数据表明，2015年，我国实施器官移植手术突破1万例(其中肝移植2000多例、肾移植5000多例)，位居世界第2位，但2015年肝移植需求者新增4000多人，肾移植需求者新增了1万多人。 中国2015年后全国器官移植例数 问题2：供体器官短缺 Vaccine 器官移植 思考·讨论 器官移植所面临的问题及希望 中国2015年后全国器官移植例数 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。 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。 Vaccine 器官移植 思考·讨论 器官移植所面临的问题及希望 4.在进行器官移植时，运用免疫抑制剂可以提高成活率。但这些药物会使淋巴细胞减少，因而患者容易患感染性疾病。这一问题该如何解决? 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。 科研人员培育出的人工心脏（红色为心肌细胞，绿色环是一类结缔组织） 需在用免疫抑制剂药物与预防感染之间寻求平衡，并尽量让用免疫抑制剂的病人避免接触病原体，或适当锻炼，提高自身免疫力。 Vaccine 器官移植 3.器官移植存在的问题： ①免疫排斥反应 ②供体器官短缺 4.解决办法： (1)配型和使用免疫抑制剂。（解决免疫排斥问题） （2）利用由自体干细胞（iPSC）培养出相应的组织、器官进行移植（既解决免疫排斥问题，又解决供体器官短缺问题） (2)鼓励更多的人自愿捐献器官（解决供体器官短缺问题） 知识拓展 人体某些部位具有免疫“特权”，它们能够耐受抗原的侵入而不会引起免疫反应。在免疫豁免部位，移植的器官可以存活很长时间而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。 睾丸也属于免疫豁免部位，这也是鸡睾丸移植（上一章）能够成功的原因。在研究内分泌的实验方法中，将新的内分泌腺植入已去除内分泌腺的动物体内时，可能会发生免疫排斥。 免疫豁免 一 免疫预防 二 免疫诊断 三 免疫治疗 三、免疫学在临床实践上的应用 疫苗 检测病原体、 肿瘤标志物等 免疫增强疗法、 免疫抑制疗法、 免疫调节 1.免疫预防 疫苗 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。 三、免疫学在临床实践上的应用 免疫预防 减毒疫苗 灭活疫苗 类毒素 新型疫苗 注射抗原 注射抗体 抗毒素 免疫球蛋白 人工主动免疫 人工被动免疫 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 （如：单克隆抗体）用于临床诊断 （2）实例： （1）检测病原体 （2）检测肿瘤标志物 (如甲胎蛋白AFP) 三、免疫学在临床实践上的应用 The application of immunology in clinical practice 免疫学在临床实践上的应用 2.免疫诊断： 实例1：早孕检测 早孕试纸中含有能够与HCG(人绒毛膜促性腺激素)结合的抗体，能够与HCG结合，并形成抗原抗体复合物，最后再与色素分子结合，并在试纸上显现条带。 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 B抗体 A抗体 A抗体、B抗体 无抗体 A抗体 B抗体 O型 A型 B型 AB型 A抗体 A抗体 B抗体 B抗体 实例2：ABO血型的鉴定 血型: B型 3.免疫治疗： （1）概念：患病后的措施。即通过对人体输入抗体、胸腺素、细胞因子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。 （2）分类： 免疫 治疗 免疫增强疗法 免疫抑制疗法 针对免疫功能低下者，输入抗体、胸腺激素、细胞因子等，增强患者免疫能力 器官移植 自身免疫病 使用免疫抑制剂，抑制免疫系统的功能，延长移植器官的寿命。 使用免疫抑制剂，抑制免疫系统的功能，用来治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等疾病 免疫学在临床实践上的应用 The application of immunology in clinical practice 免疫学在临床实践上的应用 项目 免疫预防 免疫治疗 时间 注射的物质 目的 病原体感染前的预防 病原体感染后的治疗 疫苗(经处理的抗原) 抗体、细胞因子、血清等 激发机体自身免疫反应，产生抗体和记忆细胞 直接注射免疫活性物质， 增强人体抵御病原体的能力 第四节 免疫学的应用 免疫预防 免疫诊断 免疫治疗 疫苗 原理 作用 免疫抑制疗法 器官移植 解决方法 面临问题 如检测病原体、肿瘤标志物 免疫功能低下者 治疗类风湿关节炎等疾病 免疫增强疗法 课堂小结 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。  ( ) × × √ Lavf58.51.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.78 $