4.4 免疫学的应用课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修1

第4节 免疫学的应用 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？ 第4章 免疫调节 学习目标 1．通过预防接种的调查和疫苗应用的讨论,说明疫苗的作用,解释其作用机理。（生命观念） 2．通过讨论器官移植与组织相容性抗原的关系,解释器官移植面临的免疫排斥问题。（科学思维） 3．通过疫苗的应用及疫苗研究进展的学习,强化崇尚科学的意识,宣传普及免疫学的科普知识。（社会责任） 在人类的历史上，传染病夺去了无数人的生命。 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。 3 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。 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？ 问题探讨 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 4 我国是世界上 用 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。 最早 免疫 疫苗 5 法国科学家 有关疫苗的研制，开创了 地进行 的新时期。 巴斯德 科学 免疫接种 巴斯德主要成就——巴氏消毒法、研制狂犬疫苗等。 巴斯德简介： 1822年12月27日—1895年9月25日，法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。 疫苗 6 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、作用： 使人体内可产生相应的 和 。 抗体 记忆细胞 三、疫苗种类： (1)灭活疫苗：将抗原病原微生物用物理方法灭活后制作而成。 优点：制备简单，保存时间长且相对较安全。 不足：接种量大，且需要多次接种。 实例：狂犬疫苗、流感疫苗、人乳头瘤病毒 （HPV）疫苗等。 (2)减毒疫苗：毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒。 优点:接种1次，接种量少,免疫时间长，效果好。 不足:毒力有可能恢复，不易保存、运输。 实例:卡介苗、脊髓灰质炎疫苗（顾方舟）、牛痘疫苗、麻疹疫苗等。 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？ 7 【问题探究1】疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？ p83 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决定簇（具有抗原性即可）。 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。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。 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。 第一代疫苗： 第二代疫苗： 第三代疫苗： “打”病原体 “打”蛋白质 “打”核酸 指的是灭活疫苗和减毒活疫苗 是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗 8 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。 疫苗 9 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。 免疫系统过弱？ 10 这种想法可行，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、风疹二联疫苗等。 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。【P83】 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。 3、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？ 11 易错提醒　 “疫苗”与“抗原”的区别与联系 (1)疫苗是将病原微生物(如细菌、病毒等)及其代谢产物,经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染的生物制品。而抗原是指能引发免疫反应的物质。抗原的范围更广。 (2)疫苗保留了病原体刺激动物体免疫系统的特性,起抗原作用,进入体内主要是诱导相应抗体和记忆细胞的产生。抗体存留时间短,在一定时间内可以发挥免疫作用,记忆细胞存留时间长,保留了对相应抗原的长期免疫能力。 课堂检测 1.被称为“糖丸爷爷”的顾方舟“一生只做一件事”，即研制“糖丸” ——脊髓灰质炎疫苗，为我国消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。下列相关叙述正确的是(　　) A.该“糖丸”是用灭活的病毒制成的 B.该疫苗可以识别人类白细胞抗原 C.疫苗的制备必须使用完整的病原体才有效 D.接种该疫苗后，机体会产生一定的免疫反应 D 2.近年报道了多起猴痘病毒感染病例,人体感染猴痘病毒后会产生一系列的免疫应答。下列叙述正确的是(　　) A.猴痘病毒的增殖发生在血浆内 B.注射猴痘病毒疫苗属于人工被动免疫 C.体内的各种B淋巴细胞都能识别猴痘病毒 D.在抵抗猴痘病毒过程中,辅助性T细胞既参与体液免疫也参与细胞免疫 D 一、概念 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。 器官移植 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. 15 【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 四、器官移植面临的问题 什么是免疫排斥？如何解决这样问题？ 16 1.免疫排斥反应 四、器官移植面临的问题 (1)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，也叫人类白细胞抗原，简称 HLA 。 (2)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。 (3)若移植别人的组织或器官，白细胞识别HLA不同而发起攻击。 (细胞免疫） 器官移植的关键： 取决于供体与受体的HLA是否一致或相近。 ①供者和受者的HLA有一半以上相同，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。 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？ 17 【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。 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？ 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。 四、器官移植面临的问题 18 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。 免疫赦免 19 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。 20 课堂检测 1.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.降低移植器官被排斥的概率 B.降低恶性肿瘤的发生率 C.清除宿主细胞内的结核分枝杆菌 D.预防和治疗艾滋病 A 2.器官移植容易失败与免疫排斥有关,高效免疫抑制剂(如类固醇激素)等的陆续问世,器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段。下列相关叙述不正确的是(　　) A.供者器官含有引发免疫排斥的抗原,是细胞毒性T细胞的靶器官 B.供者与受者的主要HLA要超过90%才可以进行器官移植 C.类固醇激素可能会抑制患者体内T细胞的增殖、分化过程 D.免疫学在临床实践上的应用,除了免疫预防,还包括免疫诊断和免疫治疗 B P85 疫苗 免疫预防 免疫诊断 免疫治疗 免疫学应用 检测病原体、肿瘤标志物 免疫增强疗法、免疫抑制疗法等 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 免疫学在临床上的应用 免 疫 学 的 应 用 疫苗 灭活的或减毒的病原体 实 质 使人体产生相应抗体，对特定传 染病产生抵抗力 作 用 免疫反应的规律 设计原理 天花疫苗、卡介苗等 种 类 器 官 移 植 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 面 临 的 问 题 免疫排斥 供体器官短缺 其 他 应 用 免疫诊断、免疫治疗 课堂小结 课后练习 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。 ( ) × ×  P85 1、（1）曾寄生于兔神经组织的狂犬病病毒 （2）需要进行微量叠加 （3）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。 1.1700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 一、选择题 1、C 2、B 3、C 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。 二、非选择题 26 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。 复习与提高 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? 27 （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 28 （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 29 3.（1）抗原 浆细胞 （2）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）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 30 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。 复习与提高 31 谢谢观看 $