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

疫苗的作用是什么？ 为什么疫苗能发挥这样的作用？ 器官移植面临哪些问题？如何解决？ 第4章免疫调节 第4节免疫学的应用 选择性必修1稳态与调节 2 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，终生就不会得麻疹或了。她对此很困惑：这到底是什么原因呢？ 流感病毒是RNA病毒，极易发生变异。注射的疫苗中的病毒抗原与感染病毒的抗原可能不同，所以没有起到预防作用。 而麻疹病毒、天花病毒是DNA病毒，变异少，免疫记忆可以长期起作用。 [讨论]为什么注射的流感疫苗没起到预防作用，麻疹疫苗却终生有用呢？ 导练 问题探讨 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。 什么是疫苗？如何发挥作用呢？ 一 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，开创了免疫接种地进行科学的新时期。 人痘接种法： 挑取天花脓疱及痂皮，将痘痂研磨成粉末给健康人鼻内接种，被接种者大部分可以自愈，死亡率约2%。人痘接种中的有效成分是减毒的天花病毒，人痘接种后不再感染天花。 一 疫苗 巴斯德：1822.12—1895.9 法国微生物学家、化学家 巴斯德主要成就： 疾病的病菌说、否定微生物自然发生说 巴氏杀菌法、研制狂犬病疫苗等疫苗 B细胞 疫苗 浆细胞 记忆B细胞 抗体 辅助性T细胞 真正的病原体 记忆 B细胞 浆细胞 抗体 清除病原体 APC 疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。 接种疫苗后，人体内可针对疫苗中的抗原产生相应的抗体(以及相应的记忆细胞)，从而形成对特定病原体的长期抵抗力。 1 疫苗的概念 灭活指利用物理或化学方法让病毒失去复制和感染能力，但保留病毒的抗原性。减毒则是降低致病性的活病毒。 [问题1]疫苗是如何发挥作用的呢？ ①第一代疫苗：指灭活疫苗和减毒活疫苗 减毒疫苗 经甲醛等处理后丧失致病能力、毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒，仍然保留繁殖能力和刺激人体产生免疫应答的能力。常用的有卡介苗、牛痘疫苗等。一般接种一次，且接种量少，免疫时间长，效果好。 灭活疫苗 也叫死疫苗，将病原微生物用物理或化学方法灭活后制作而成。常用的有百白破疫苗、狂犬疫苗等。制备简单，保存时间长且相对较安全，接种量大，需要多次接种。 2 疫苗的种类 灭活疫苗只含有抗原，只能引发体液免疫，而减毒疫苗具有活病原体，可以引发体液免疫和细胞免疫。 [问题2]为什么减毒疫苗的免疫效果比灭活疫苗更好？ ②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体特异性结构蛋白，能刺激人体产生抗体 2 疫苗的种类 灭活疫苗含有完整的病原体，重组疫苗则只含有该病原体的特异性抗原蛋白。 [问题3]灭活疫苗和重组疫苗的区别是什么？ ③第三代疫苗——核酸疫苗 DNA mRNA 蛋白质 DNA疫苗：是指将含有编码抗原蛋白的外源基因导入接种者细胞内，并通过接种者细胞的转录、翻译系统持续合成抗原蛋白，诱导接种者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。 2 疫苗的种类 mRNA疫苗 将编码病原体蛋白的mRNA疫苗注射到体内，mRNA进入细胞即可通过该mRNA翻译合成病原体蛋白，并诱导免疫系统产生对抗原蛋白的抗体和免疫记忆以抵抗病毒感染。 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 ③第三代疫苗——核酸疫苗 2 疫苗的种类 [问题4]三代疫苗的本质区别是什么？ mRNA极易被内环境和细胞中的核酸酶降解，因此，如何有效避免mRNA被降解是研制mRNA疫苗的难点之一。 脂质体不仅用于携带mRNA，还可以保护mRNA不被快速降解。同时脂质体容易与细胞融合，将mRNA递送进入细胞内 10 想一想，mRNA疫苗要在体内发挥作用，可能存在哪些技术难题？如何解决？ mRNA不稳定，容易被RNA酶降解 mRNA是大分子，难以进入细胞 外源核酸进入内环境，会引发炎症反应。 用脂质体包裹mRNA，一方面可以保护mRNA，一方面帮助mRNA进入细胞。 对外源mRNA进行碱基修饰。 [2023年诺贝尔生理学或医学奖] 导练 问题探讨 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 下面是针对新冠病毒的5条疫苗研发路线，分别属于哪一代疫苗？ 课堂练习 （1）天花疫苗的发明和使用，根除了天花这种传染病。 （2）卡介苗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。 3 疫苗实例 （4）人乳头瘤[HPV]疫苗可以预防HPV引起的几种宫颈癌，是世界上首个预防癌症的疫苗。 （3）顾方舟研发的口服糖丸——脊髓灰质活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”。 13 （5）狂犬病毒疫苗 每次需要注射大剂量的血清以及2-3针灭活疫苗。 狂犬病毒进入体内后，专一性侵染运动神经元，然后在神经元内少量复制，沿轴突向脑内运输。 必须在咬伤后24小时内注射血清，一旦病毒进入大脑，抗体将难起作用[血脑屏障]。 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。 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。 导练 问题探讨 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？ 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，即便是减毒活疫苗中的病原体，也可能导致严重感染。 4.为什么两次接种要间隔21天以上？ 第二针接种过早，初次接种产生的抗体还没消退，会与抗原结合，降低疫苗的二次免疫效果。 导练 问题探讨 二 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。 器官移植是治疗多种因器官不可逆的器质性损伤所致重要疾病的有效手段。 二 器官移植 1 器官移植的概念 2 医学意义 1.最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢？ 没有考虑免疫排异问题。 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？ 受体和供体的MHC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[至少需要相似度＞50%]； 如果配型不合适，发生排斥的可能性就大，就不适合移植。 器官移植所面临的问题及希望 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，是标明细胞身份的标签物质。每个人自身的免疫细胞都认识这些物质，因此正常情况下不会攻击自身的细胞。 然而，即便能配型成功，器官移植也面临着供体器官来源短缺的问题。 如何解决这些难题？ 导练 问题探讨 ①解决方法： 免疫抑制剂（例如糖皮质激素、环孢霉素）的应用，减轻排异反应； 自体干细胞培养相应的组织、器官的移植； 异种器官移植。 导练 问题探讨 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MHC是相同的，移植后发生免疫排斥的可能性很小。 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，提高自身抵抗力。 有没有不需要配型的器官移植呢？ 导练 问题探讨 免疫豁免 人体某些部位具有免疫“特权”，例如脑、孕期的胎盘-母体、眼角膜、眼球、睾丸等，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。由于角膜属于免疫豁免部位，所以角膜移植不必考虑配型。 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。而睾丸属于免疫豁免部位，这也是鸡睾丸移植能够成功的原因。 导练 拓展延伸 例如，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（抗体及记忆细胞），达到预防某些疾病的目的。 主要是患病前的措施； 三 免疫学在临床实践中的应用 1 免疫预防 免疫预防 各种疫苗 免疫球蛋白：IgG 抗毒素：针对毒素的抗体，如白喉抗毒素 注射抗体、细胞因子 人工主动免疫 注射抗原 人工被动免疫 [问题4]主动免疫和被动免疫哪个作用快？哪个作用持久？ 主动免疫慢，但持久；被动免疫快，但有效时间短。 比较项目 主动免疫 被动免疫 输入物质 免疫产生的时间 免疫持续时间 免疫记忆 主要用途 比较主动免疫与被动免疫 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 疾病的预防和治疗 导练 归纳概括 由于抗原和抗体反应的具有高度特异性，免疫学技术和制剂也常用于临床诊断。 例如： 检测病原体 检测肿瘤标志物(如甲胎蛋白AFP) 2 免疫诊断 一般原理：抗原-抗体特异性反应 ①免疫增强疗法 ②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 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 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。 根据需要干预的方向，可以分为： 3 免疫治疗 主要是患病后的措施； 课堂小结 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) $