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 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？ 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。 讨论： 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。 天花病毒 一、疫苗 接种牛痘 巴斯德 我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家；法国科学家巴斯德有关疫苗的研制，开创了科学地进行疫苗接种的新时期。 巴斯德主要成就——巴氏消毒法、研制狂犬疫苗等。 国家免费为儿童接种了哪些疫苗？ 我国疫苗分为I类和II类。I类是免费的国家免疫规划疫苗，每个人都需要接种，II类疫苗公民自费，自愿接种。 一、疫苗 1.概念： 疫苗通常是用 的或 的 制成的生物制品。 第1代疫苗 （常规疫苗） 灭活 减毒 病原体 2.疫苗的特点： ①具有免疫原性，即能刺激机体产生抗体和记忆细胞。 ②不具有感染性，一般不会感染机体使之患病。 ③疫苗不是只能注射，接种疫苗最常见的方式有两种：注射（如流感疫苗、乙肝疫苗）和口服（如脊髓灰质炎疫苗）。 一、疫苗 3.作用机理： 接种疫苗后，人体内可产生相应的抗体(以及相应的记忆细胞 )，从而对特定传染病具有抵抗力。 B细胞 疫苗 浆细胞 记忆B细胞 抗体 辅助性T细胞 APC 真正的病原体 记忆 B细胞 浆细胞 抗体 清除病原体 一、疫苗 4.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。制备简单，保存时间长且相对较安全，接种量大，且需要多次接种。例如，狂犬疫苗等。 ②减毒疫苗： 丧失致病能力，毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒。接种一次，且接种量少免疫时间长，效果好。例如，卡介苗、牛痘疫苗、麻疹疫苗等。 ③DNA疫苗： 以现代基因工程的手段，由病毒DNA的一段无毒序列制成。安全性好，但需多次强化。例如，新型乙肝疫苗、某个亚型的禽流感疫苗等。 疫苗作用机理及种类（视频） 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。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。 2、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病患者，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，不建议患免疫缺陷病的儿童接种疫苗，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。 一、疫苗 5.疫苗的发展： ①我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。 ②法国科学家巴斯德开创了科学地进行免疫接种的新时期。狂犬疫苗的研制者。 ③天花是由天花病毒引起的传染病。在历史上，天花曾经导致许多人死亡。天花疫苗的发明（英国的外科医生詹纳）和使用，则根除了这种传染病。 一、疫苗 5.疫苗的发展： ④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。 ⑤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 一、疫苗 5.疫苗的发展： 一、疫苗 5.疫苗的发展： ⑥人乳头瘤病毒（HPV）疫苗：2006年，HPV（人类乳头瘤病毒）疫苗获得美国的批准。该疫苗可以预防由HPV引起的几种子宫颈癌，是世界上第一个预防癌症的疫苗，在人类研发癌症疫苗的道路上具有里程碑式的意义。 一、疫苗 5.疫苗的发展： ⑦2018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。 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 常见的疫苗及其预防的疾病 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 当给机体输入___________时,免疫系统能够___________。 6.作用机理： 外源抗原 产生反应 特异性 记忆性 较长 7.疫苗引发免疫反应的特点 ： 8.接种疫苗的意义 ： 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。 一、疫苗 接种疫苗时遇到的问题 1.以某种你熟悉的疫苗为例，和同学们交流它的作用。 如卡介苗能预防肺结核、乙肝疫苗能预防乙型肝炎等。 2.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。 3.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、风疹二联疫苗等。理论上是可行的，但会遇到很多困难。 接种疫苗时遇到的问题 二、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.技术支持: 器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段。 器官保存技术 外科手术方法 高效免疫抑制剂 3.意义： 时间 国家 过程 结果 1905年 法国 法国医生布兰斯多将兔肾切成薄片植入肾功能衰竭儿童体内，手术很成功。这是世界上第一例异种器官移植手术 16天后，儿童死于排斥反应引发的肺部感染 1906年 法国 一位法国医生分别将一只猪的肾脏和一只山羊的肝脏移植到两名女性体内。 病患术后数周内死亡 1964年 美国 6只狒狒的肾脏被植入人体，同时给病人使用了免疫抑制药物。 患者最长存活9个月 2021年 美国 美国马里兰大学医学院团队对一名晚期心脏病的男性患者实施了全球首例转基因猪心移植。 移植的心脏运转良好 人类异种器官移植大事记： 器官移植面临的问题及希望 问题1：最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢？ 没有考虑免疫排斥的问题。 组织相容性抗原越一致, 免疫排斥的可能性越低。 思考与讨论 问题2：在进行器官移植或者骨髓移植时，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？ 研究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） 问题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。 二、器官移植 3.器官移植原理： 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。 它们是标明细胞身份的标签物质。 ②每个人的白细胞都能够识别HLA，区分自己和非己。 ③正常情况下，白细胞不攻击自身细胞。 MHC——组织相容性抗原 HLA ——人类白细胞抗原 注意：器官移植的成败，主要取决于供者与受者的HLA是否一致或相近。 二、器官移植 4. 器官移植所面临的问题: (1)存在免疫排斥的问题 进行器官移植手术后，免疫系统会把来自其他人的器官当做“异己”成分进行攻击（这就是器官移植容易失败的原因） 减小免疫排斥的措施： ①在进行器官移植时，先进行配型，检测供者与受者的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； 只要供者与受者的主要HLA有一半以上相同，就可以进行器官移植。 ②免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率。 ③自体干细胞培养相应的组织、器官。 免疫排斥的概念： 思考：在不能100%配型成功的情况下，如何提高移植器官的成活率？ 免疫抑制剂（例如环孢素A）可以降低免疫排斥反应。 问题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？ 需要在用免疫抑制剂药物与预防感染之间寻求平衡，并尽量使运用免疫抑制剂的病人避免接触病原体，或通过适当的锻炼，提高自身免疫力。 二、器官移植 4. 器官移植所面临的问题: (2)供体器官短缺的问题 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。 ①利用干细胞培养相应的组织、器官； ②更多的人自愿捐献器官。 解决问题的希望包括以下两条途径： 中国人体器官分配与共享计算机系统首页 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 灭活疫苗： 减毒疫苗： 如伤寒菌苗、卡介苗 如乙脑疫苗、牛痘苗 如白喉、破伤风类毒素 如亚单位疫苗、核酸疫苗 类 毒 素： 新型疫苗： 人工主动免疫 （注射抗原） 免疫球蛋白： 抗毒素： 如白喉抗毒素 人工被动免疫 （注射抗体） 如丙种球蛋白 学科网原创 是指在患病前将各种人工制备的免疫制剂（菌苗、疫苗或血清等）接种到人体内，使人体产生抗体及记忆细胞，增强人的免疫力，以达到预防传染病的目的。 种类 三、免疫学在临床实践中的应用 1. 免疫预防 三、免疫学在临床实践中的应用 2. 免疫诊断 检测病原体 检测肿瘤标志物 由于抗原抗体反应的高度特异性，免疫学技术和制剂在临床诊断上得到了广泛的应用，如检测病原体和肿瘤标志物。 凝集反应 沉淀反应 标记技术 如ABO血型的鉴定、菌种鉴定 如可溶性抗原与抗体结合，形成沉淀 如免疫荧光法 三、免疫学在临床实践中的应用 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、淋巴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种类：主要包括免疫增强疗法和免疫抑制疗法。例如，风湿性关节炎、系统性红斑狼疮用免疫抑制剂。 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 “三看法”辨析：免疫预防、免疫诊断和免疫治疗 32 蛇毒可以阻断兴奋的传导或导致细胞、血管破裂，严重的可以使人在数小时内死亡。 1.若人被一条毒蛇咬伤，最有效地治疗方法是什么？ 尽快注射抗蛇毒血清 发散思维 2.如果不小心被狗狗咬了，我们应该怎么样做呢？ 人感染狂犬病毒，若未及时防治，死亡率100%。卫生部在《中国狂犬病防治现状》中指出，近年中国年均2400人以上死于狂犬病，仅次于印度，位居全球第二。 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 尽快注射狂犬疫苗 局部伤口不涂东西、不包扎，以利伤口排毒 2、2020年2月21日，华东师范大学相关研究人员基于新型冠状病毒（COVID-19）表面抗原研发出灵敏性高的抗体诊断试剂盒，仅十分钟就可以得出检测结果，该试剂盒已被临床应用。根据免疫学相关知识，回答下列问题： （1）2020年的传染病疫情给人类带来灾难，世界卫生组织于2月11日将新冠病毒引起的肺炎命名为COVID-19，新冠病毒的遗传物质是_______，使其更容易发生变异。 （2）钟南山院士在采访中反复强调出门要戴口罩，戴口罩有利于阻止病毒与____________构成的人体第一道防线的接触，减少感染机会，该道防线与第_____道防线的不同点是不具有特异性。 RNA 皮肤和黏膜 三 课堂练习 （3）在新冠病毒的多种检测方法中利用的都是核酸或蛋白质，这是因为它们在结构上都具有物种的_______，该试剂盒利用的免疫学原理是 。 （4）进行免疫治疗可以在人体患病时，通过输入免疫活性物质_______________（至少答两种），调整免疫功能达到治疗目的。 特异性 抗原和抗体的特异性结合 抗体、细胞因子 疫苗 概念 特点 分类 应用 免疫原性 安全性 减毒活疫苗 灭活疫苗 新型疫苗 免疫预防 免疫治疗 免疫诊断 器官移植 技术问题 观念问题 免疫排斥 供体器官短缺 小结 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.78 Lavf58.51.100 Lavf58.33.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.42 $