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

4.4 免疫学的应用 第4章 免疫调节 1 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？ 接种流感疫苗 一两个月后 患流感 接种麻疹疫苗 终身不患麻疹 问题探讨 是不是只要我们注射了疫苗，就可以抵抗所有病原体的攻击且终身有效吗？ 2 原因一： 流感病毒有一百多种亚型，每个季节盛行的流感病毒都有所不同。 原因二： 流感病毒为单链RNA病毒，基因序列使得它突变速度比其他病毒更快。 原因三： 麻疹病毒抗原单一而稳定，因此当一个人感染麻疹病毒以后身体产生相应抗体，可保证人不再被相同麻疹病毒感染，也就不再患第二次。 为什么接种一次麻疹疫苗，怎么就终身就不会得麻疹的原因吗？那就让我们一起来揭开疫苗神秘的面纱吧 3 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，中国人首先用人痘疫苗预防天花，为后来英国的外科医生詹纳（Jenner）发明牛痘疫苗奠定了基础。 1 疫苗的研发历程 他们都不知道原理，但开启了使用疫苗的历史。 4 疫苗 他们都不知道原理，但开启了使用疫苗的历史。 5 疫苗 一、概念： 通常是用_________或__________病原体制成的生物制品。 灭活的 减毒的 二、实例： 回忆你曾接种过哪些疫苗？你还知道哪些疫苗？ （1）天花疫苗： （2）卡介苗 脊髓灰质炎疫苗 麻疹疫苗 （3）人乳头瘤病毒（HPV）疫苗： （4）我国研制的预防某个亚型的禽流感疫苗： 百白破三联疫苗 根除了天花 预防结核病 预防麻疹 即：糖丸，预防脊髓灰质炎（小儿麻痹） 预防百日咳、白喉、破伤风 预防由HPV引起的几种子宫颈癌 世界上第一个预防癌症的疫苗（美国） 是我国首个人和动物的DNA疫苗 “卡疤” 病毒内部的核酸失活，灭活后的病毒不能增殖，只能引发体液免疫 首次接种卡介苗后会发生何种免疫过程？ 6 疫苗 一、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 二、作用机理 真正的病原体 记忆B细胞 浆细胞 抗体 清除病原体 灭活疫苗 浆细胞 记忆B细胞 抗体 辅助性T细胞 B细胞 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。 7 疫苗 三、种类 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 人乳头瘤病毒(HPV) 疫苗（第一个预防癌症的疫苗） 狂犬疫苗、流感疫苗、我国研制的新冠疫苗等 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 8 真正的病原体 记忆B细胞 浆细胞 抗体 清除病原体 裂解靶细胞暴露抗原 靶细胞 记忆T细胞 细胞毒性T细胞 减毒疫苗 浆细胞 记忆B细胞 抗体 辅助性T细胞 B细胞 APC 靶细胞 记忆T细胞 细胞毒性T细胞 细胞毒性T细胞 二、作用机理 9 三、种类 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。 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） 接种一次、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。 需要处理或等待突变出需要的类型 10 3.蛋白类疫苗 人工合成特定种类的蛋白质，并将这些蛋白质作为抗原注入人体来引起免疫反应，完成免疫。 4.病毒载体疫苗 科学家使用基因编辑技术，将病原体中产生抗原的基因片段转入到某些毒性较弱的病毒基因中，让这些毒性较弱的病毒表达出目标病原体的抗原，从而在人体内产生免疫反应。 5.核酸疫苗 将编码某种抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA)直接导入动物体细胞内，并通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答。 三、种类 11 三、种类 12 Vero细胞中培养 新 冠 病 毒 灭活病毒 注射 人体 S蛋白基因(DNA) 质粒 重组质粒 导 入 CHO细胞 S蛋白 人体 注 射 提纯 人体 注射 5型腺病毒 注射 人体 S蛋白的mRNA 脂质体 mRNA疫苗 人体 注射 ① ② ③ ④ ⑤ 第一代疫苗：①； 第二代疫苗：③； 第三代疫苗：②④⑤ 新冠疫苗5条技术路线 13 疫苗 四、特点 2.具有 ，免疫力能维持 的时间。 1.具有 ，接种一种疫苗一般只能预防由一种病原体 引起的传染病。 特异性 记忆性 较长 五、意义 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， 而且对某些疾病来讲，注射疫苗可能是唯一有效的预防措施。 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。 15 1.制备疫苗时，需要包含一整个病原体吗？ 不必包含完整的病原体。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、多糖夹膜类）及其产物制备疫苗。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。 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。 2.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？ 习题巩固 16 3.为什么注射疫苗一段时间后才会起作用？ 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。 4.某同学接种了流感疫苗，大夫提醒他说：“这一两天要留意， 可能会有轻微发烧或其他症状。”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。 习题巩固 17 5.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，还有麻疹、风疹二联疫苗，流行性脑膜炎二价疫苗等。 习题巩固 18 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？ 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。 习题巩固 19 器官移植 一、概念 用 的器官置换 的器官， 以 其 的技术。 正常 丧失功能 重建 生理功能 二、现状 器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段，主要依赖于 和 等的不断改进，以及高效 的陆续问世。 器官保存技术 外科手术方法 免疫抑制剂 三、意义 器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段。 20 【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 三、器官移植面临的问题 什么是免疫排斥？如何解决这样问题？ 21 器官移植 四、器官移植所面临的问题 1.免疫排斥反应 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。 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。 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。 ——组织相容性抗原（MHC），也叫人类白细胞抗原（ HLA ） 22 器官移植的关键 供者与受者的HLA是否一致或相近 事实上，除了 ，要在世界上找到HLA完全一致的人几乎是不可能的。 同卵双胞胎 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。 批判性思维：免疫抑制剂会使淋巴细胞减少，因而患者容易患感染性疾病， 这一问题该如何解决？ 免疫抑制剂药物与预防感染之间寻求平衡。 1.免疫排斥反应 23 【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。 1、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？ 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。 三、器官移植面临的问题 24 【资料3 】2015年中国全面停止使用死囚器官，公民资源捐献成为器官移植唯一的合法来源。据统计，我国每年需要肝移植的人数是20万-30万人，而2015年我国完成的肝移植手术仅仅2 000多例。2015年中国有2766人在生命终结之时，捐献出了自己的器官。 器官短缺 1、以上资料说明器官移植面临什么问题？ 三、器官移植面临的问题 为了预防疾病我们注射疫苗，那么如果我们机体的器官出现病变甚至死亡，我们该如何应对呢？ 25 器官移植 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。 26 免疫学在临床上的应用 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。 主动免疫 抗原 减毒疫苗：如伤寒菌苗、卡介苗 灭活疫苗：如如乙脑疫苗、牛痘苗 类毒素：如白喉、破伤风类毒素 被动免疫 抗体 抗毒素：如白喉抗毒素 免疫球蛋白：如丙种球蛋白 免疫学在临床上的应用 2.免疫诊断 根据抗原和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。如检测病原体和肿瘤标志物。 检测病原体 检测肿瘤标志物 免疫学在临床上的应用 2.免疫诊断 具体检测方法 （3）凝集反应 （1）沉淀反应 （2）标记技术 如可溶性抗原与抗体结合，形成沉淀 如免疫荧光法 如ABO血型的鉴定、菌种鉴定 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A抗原、 无B抗原 既有A抗原、又有B抗原 血清中 抗体类型 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 免疫学在临床上的应用 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。 （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。 1.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。（ ） × × √ 课堂练习 31 2.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年巴斯德将匀浆折射给一个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。 课堂练习 32 （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。 课堂练习 33 如果不小心被狗狗咬了，我们应该这样做： 用肥皂水或清水彻底清洗伤口至少15分钟 用碘酒或酒精局部消毒 尽快注射抗狂犬病毒血清或用血清浸润咬伤部位 局部伤口不涂东西、不包扎，以利伤口排毒 课堂练习 34 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 C 复习与提高 35 4.1700年，英国皇家学会会员、怎么医生马丁·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？ 复习与提高 36 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 B 复习与提高 37 3.环孢素A是霉菌的一种代谢产物，它能选择性的抑制辅助T细胞的增殖。那么，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 38 接种人痘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协调实现自愈。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。 复习与提高 39 5.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。 复习与提高 40 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 （1）填写下表，预测结果∶母亲和胎儿的RhD是否相容? 复习与提高 41 （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，并目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。 复习与提高 42 （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。 复习与提高 43 注意：胎儿的红细胞或者D抗原一般是在妊娠末期或者分娩时 进入母体。 复习与提高 44 6.人乳头瘤病毒（HPV）可导致子宫颈癌。请回答下列有关HPV疫苗和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 复习与提高 45 （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。 复习与提高 46 （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。 复习与提高 47 7.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。 复习与提高 48 5.免疫豁免： 机体某些特定部位（如眼角膜、睾丸、脑等），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的机制，从而一般在移植后不发生免疫排斥反应。 眼角膜移植手术 去除睾丸的公鸡 49 $