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章 第4节 免疫学的应用 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1：为什么注射的流感疫苗没起到预防作用呢？ 麻疹病毒单一而稳定，因此当一个人感染了麻疹病毒以后身体产生相应的抗体和记忆细胞，可以保证人不再被相同的麻疹病毒感染，也就是不再患第二次麻疹。 讨论2：为什么接种过一次麻疹疫苗，终生就不会得麻疹了？ ①流感病毒有多种亚型，每个季节盛行的流感病毒都有所不同。 ②流感病毒为单链RNA病毒，极易发生变异。 课堂导入 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 1.肌肉里有引发免疫反应所必需的细胞——抗原呈递细胞。 疫苗注射到肌肉后，它会高效地摄取、加工处理和呈递抗原 （疫苗），并将其转移至免疫系统的大型集合点——淋巴结， 然后产生抗体和记忆细胞。 2.血液中存在需要进行非特异性免疫的吞噬细胞，疫苗在被 B淋巴细胞识别并产生抗体前，就会先被这些细胞少量清除。 这样一来，疫苗产生的免疫效果就会大大降低，疫苗的效用 价值也会极大受损。 3.大多数疫苗都是由抗原和佐剂(辅助成分)组成的。佐剂往往具有 一定的副作用，而大部分佐剂在肌肉注射时副作用远小于静脉 注射。 很多疫苗通常采取肌肉注射原因 4 灭活疫苗：内部核酸失活，不能进入细胞增殖。 失去致病能力，但抗原特性保留，只引发体液免疫。需多次接种。 1.概念： 通常是用_______或________病原体制成的生物制品。 灭活的 减毒的 一、疫苗 举例： 狂犬、流感疫苗、我国研制的新冠疫苗、 人乳头瘤病毒 （HPV）疫苗 （世界上第一个预防癌症的疫苗） 优点： 不足： 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减毒疫苗：病毒仍有活性，能在细胞内增殖，引发体液免疫和细胞免疫， 免疫效果更持久，接种一次即可。 水痘疫苗、天花疫苗、卡介苗（预防肺结核） 麻疹疫苗（预防麻疹） 脊髓灰质炎疫苗（减毒或灭活，预防脊髓灰质炎（小儿麻痹）） 举例： 优点： 不足： 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。 毒力有可能恢复、安全性低、不易保存、运输。 “卡疤” 注意：注入核酸疫苗后引发特异性免疫的并非病毒的核酸，而是其表达出的抗原蛋白。 第一代疫苗： 第二代疫苗： 第三代疫苗： “打”病原体 “打”蛋白 “打”核酸 指的是灭活疫苗和减毒活疫苗 亚单位疫苗，是通过基因工程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。 是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗 补充：疫苗技术的发展——三代疫苗技术 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 疫苗——新冠疫苗5条技术路线 第一代疫苗：_____；第二代疫苗：_____；第三代疫苗：_______ ① ③ ②④⑤ 1.接种流感疫苗后可能会有轻微发热或其他症状。为什么？ 疫苗是灭活或减毒的病原体制成，可引发免疫反应。 2.有人认为接种多种疫苗很麻烦，应设计一种可预防多种疾病的疫苗。是否可行？ 可行，制备联合疫苗时要保证其中含有不同的有效抗原成分。 如，百白破三联疫苗可同时预防百日咳、白喉、破伤风， 3.疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？ 不一定。引起免疫反应的是病原体所含有的抗原。所以可以利用病原体的某些成分（如蛋白质、多糖荚膜类）及其产物制备疫苗即可。 4.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？ 不建议接种，其免疫力低下，接种疫苗相当于受到外来抗原的刺激，处理不当，易引起强烈的免疫反应。 5.为什么有些疫苗要注射多次？ 刺激机体产生更多的抗体和记忆细胞。 思考 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。 10 使人体内可产生相应的抗体和记忆细胞，从而对特定传染病具有抵抗力。 2、接种疫苗的作用： 记忆B细胞 B细胞 靶细胞 记忆T细胞 细胞毒性T细胞 减毒疫苗 APC 辅助性T细胞 浆细胞 抗体 细胞毒性T细胞 真正的病原体 记忆B细胞 浆细胞 抗体 清除病原体 靶细胞 记忆T细胞 细胞毒性T细胞 裂解靶细胞暴露抗原 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 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。 3. 疫苗作用特点 4. 疫苗的意义 12 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 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 器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段。 1.概念： 二、器官移植 2.现状： 3.意义： 13 1.多数器官移植，为什么总是不成功呢？ 没有考虑免疫排斥问题。 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。 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？ 思考 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。 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。 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？ 器官移植面临问题： 免疫排斥 供体器官短缺 原因：供者与受者的HLA不同，白细胞识别后对供体发起攻击。 解决措施：①使用免疫抑制剂； ②选与受者的HLA有一半以上相同的供体 解决措施：①利用自体干细胞培养组织、器官 ②号召自愿捐献器官 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 16 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 1．免疫预防 概念：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。 三、免疫学在临床实践中的应用 17 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 ABO血型的鉴定 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。 2．免疫诊断 18 胶体金法：准备三种抗体： 抗体1：能够结合新冠病毒抗原，同时还携带了金原子胶体的抗体，俗称金标抗体（聚集时形成一条红线）； 抗体2：能够结合新冠病毒抗原，但不携带金原子胶体； 抗体3：能够结合抗体1的抗体，即抗-抗体。 抗体1分布在试纸最前端的偶合物垫上，而且可以移动，抗体2固定在检测线（T线）部位，抗体3固定在质控线（C线）部位。当溶液滴到试纸上时，由于毛细现象，溶液会从左到右逐渐布满整个试纸。 A、B、C谁是阳性患者？ 新冠病毒检测： 项目 时间 注射物质及原理 目的 免疫预防 免疫诊断 免疫治疗 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 抗原抗体反应的高度特异性 检测病原体和肿瘤标志物 病原体感染后的诊断 比较免疫预防、免疫诊断和免疫治疗 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，类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮用免疫抑制剂。 课堂小结 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 21 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。（ ） × × √ 练习与应用 22 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。 23 （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。 24 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 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 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 B C 25 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？ 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。 26 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。 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。 （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。 28 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 （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。 29 （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。 30 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。 31 $