生物人教版（2019）选择性必修1 4.4免疫学的应用（共38张ppt）

(共38张PPT)
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？
选择性必修一/第4章 免疫调节/
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？
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。
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。
免疫学
1.疫苗的发明
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%。
推测人痘接种中的有效成分是什么？
为什么被接种者会轻度感染天花并痊愈？
减毒的天花病毒、轻度感染天花。
从人痘接种到牛痘接种
一、疫苗
牛痘接种法：牛痘症状通常是在母牛的乳房部位出现局部溃疡。牛奶厂挤奶女工感染过牛痘后，就不再患天花。牛痘症状在她们身上仅表现为手上出现一些脓疱，间或伴随一些轻微的不适。
爱德华·琴纳（英）
发明牛痘接种
牛痘具有与人痘相同的免疫原性、而且更安全。
接种物 接种后反应 免疫效果
人痘 接种
牛痘 接种
人减毒天花病毒
脓疱、2%的致死率
不再感染天花
牛减毒天花病毒
脓疱，间或伴随一些轻微的不适。
不再感染天花
为什么牛痘接种能够替代人痘接种？
巴斯德
法国科学家巴斯德有关疫苗的研制，开创了科学地进行免疫接种的新时期。巴斯德主要成就——巴氏消毒法、研制狂犬疫苗等。
2.疫苗的应用
疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。
①概念:
②疫苗的作用机理:
是人们根据免疫反应的规律来设计的,当给机体输入外源抗原时,免疫系统能够产生反应,而且这种反应具有特异性。除此之外,免疫系统还具有记忆性,免疫力能维持较长的时间。
疫苗名称 作用
天花疫苗 预防天花病毒感染
卡介苗 预防结核病
脊髓灰质炎疫苗(“糖丸”) 预防脊髓灰质炎
人乳头状瘤病毒（HPV）疫苗 预防宫颈癌
麻疹疫苗 预防麻疹
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
新型冠状病毒肺炎灭活疫苗（Vero 细胞） 预防新冠病毒的感染
③常见的疫苗及其预防的疾病:
人乳头瘤病毒（HPV）疫苗HPV是世界上第一个预防癌症的疫苗
我国研制的某个亚型的禽流感疫苗是我国首个DNA疫苗
④疫苗种类：
疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品（常规疫苗）
第1代疫苗：
第2代疫苗：
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，刺激人体产生抗体（基因工程疫苗）
第3代疫苗：
接种的核酸疫苗在人体内表达抗原特性物质，刺激机体产生特异性免疫反应（核酸疫苗）
⑤意义:
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。
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，挽救了无数人的生命。
接种疫苗时遇到的问题
结合自己的疫苗接种经历，讨论以下问题：
1.请你回忆自身的免疫经历思考，接种疫苗后出现了哪些反应？为什么？
情况一：有的同学接种了流感疫苗，可是没过一两日，她还是患流感了，这是为什么？
流感病毒的遗传物质是RNA，极其容易变异。
情况二：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？
情况三：为何新冠疫苗一般要注射两次？
产生更多的抗体和记忆细胞。
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.有人认为接种多种疫苗很麻烦，应该设计一种预防多种疾病的疫苗，这种想法可行吗？
2.某同学接种了新冠疫苗，大夫说这一两天要留意，可能会有轻微发烧或其它症状。为什么接种疫苗可能会有轻微的反应？
疫苗是用灭活或减毒的病原体制成的，疫苗做为抗原使机体发生免疫反应。有些减毒疫苗引发的免疫反应相对强烈，能引起可感知的反应。
可行，免疫反应具有特异性，不同的疫苗引发不同的免疫反应，产生不同的记忆细胞。制备联合疫苗要保证其中含有不同的有效抗原成分。如：百日破三联疫苗可同时预防百日咳、白喉、破伤风。
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。
旁栏思考（P83）
用 的器官置换 的器官，以 其 的技术。
二、器官移植
1.概念：
2.现状：
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。
3.意义:
器官移植所面临的问题及希望（教材P83）
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。
讨论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。
问题1：外来器官于机体来说相当于什么成分？
问题2：器官移植面临的最大问题是什么？
思考：进行器官移植手术后，免疫系统会把外来的器官当作“非己”成分进行攻击，主要是什么免疫起作用？
抗原
免疫排斥
细胞免疫
4.免疫排斥
a.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。
b.每个人的白细胞能够识别HLA，区分自己和非己。
c.正常情况下，白细胞不攻击自身细胞。
d.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 ）
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
研究表明，HLA的相似度达到50%以上就可以进行器官移植。在进行器官移植时，运用免疫抑制剂可以提高成活率。
免疫抑制剂药物与预防感染之间寻求平衡。
思考：免疫抑制剂会使患者容易患感染性疾病，如何解决？
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。
讨论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。
资料3：据世界卫生组织于2013年的调查结果显示，全球一年实施了12万例器官移植手术，而这只能满足不到10％移植需求者的需求。另有数据表面，2015年，我国实施器官移植手术突破1万例（其中肝移植2000多例、肾移植5000多例），位居世界第二位，但2015年肝移植需求者新增4000多人，肾移植需求者新增了1万多人。
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2000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。
供体器官十分短缺
5.器官移植存在的问题
免疫排斥
1
供体器官短缺
2
6.解决方法
自体干细胞（iPSC）
组织
器官
(1)利用由______________________培养出相应的________、_________进行移植（既解决免疫排斥问题，又解决供体器官短缺问题）
(2)鼓励更多的人_________________
自愿捐献器官
科研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）
人体移植器官短缺
寻求可代替的移植器官
猪的内脏与人相似
培育无免疫排斥的转基因克隆猪器官
抑制抗原决定基因表达
或除去抗原决定基因
在器官供体基因组中导入某种调节因子
用转基因动物做器官移植的供体
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。
讨论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。
7.免疫赦免
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。
三、免疫学在临床实践上的应用
免疫预防
灭活疫苗
减毒疫苗
类毒素
新型疫苗
免疫球蛋白
抗毒素
(注射抗体)
主动免疫
(注射抗原)
被动免疫
1.免疫预防(疫苗)
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。
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。
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
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。
①免疫增强疗法：
②免疫抑制疗法：
④免疫重建：
对免疫功能低下者， 如输入抗体、细胞因子等免疫活性物质。
如治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等。
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。
③免疫调节:
用物理、化学或生物学等手段调节免疫功能。
宫颈癌的预防—HPV疫苗
癌症的预防
PD1或PD-L1抑制剂对肿瘤的作用机制
癌症的治疗
网络资料
癌症的免疫疗法
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
课堂小结：
免疫系统
免疫系统的组成
免疫系统的功能
免疫防御
免疫自稳
免疫监视
免疫器官
免疫细胞
免疫活性物质
免疫防线
第一道防线
第二道防线
第三道防线
体液免疫
细胞免疫
免疫失调
免疫学应用
免疫调节
病原体
维持内环境稳态，保证代谢顺利进行
稳态调节网络
神经调节
体液调节
意义
阻挡
消灭
依靠抗体消灭
作用于靶细胞消灭
过敏反应、自身免疫病、免疫缺陷病
疫苗、器官移植
第4章《免疫调节》总结
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（教材P85)
一、概念检测
二、拓展应用
1. 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免都会发病，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天的匀浆失去使家兔患病的作用。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，巴斯德将匀浆注射给一个9岁的被疯狗咬伤的小男孩，连续注射十几天后，小男孩活了下来。这位小男孩就是世界上第一位狂犬病疫苗的注射者。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。
(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 是怎么制作出来的 有兴趣的同学，请查阅资料并与同学分享。
本质上它们并没有区别，但制作方法是不一样的。通过查阅文献，学生应能知道，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。
2.有人提议，应该开发一个“器官保险”项目：参与者将承诺在自己死后捐献器官，作为回报，他们在需要移植时，可以优先得到器官。为了避免太多“高风险”的人们申请这种保险，需要进行医学评估，只有器官需求风险正常的人才能买这种保险。你认为，这种策略与当前的自愿捐献器官策略比，哪个更好？理由是什么？你能想到其他更有效地提高器官捐献数量的策略吗？
（此题为开放性问题，主要检测学生利用已有知识论证自己观点的能力、提出建议能力，言之有理即可。）
复习与提高
一、选择题
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
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
C
B
3.环抱素A是霉菌的一种代谢产物，它能选择性地抑制辅助性T细胞的增殖。那么，环抱素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
二、非选择题
1.1700年，英国皇家学会会员、著名医生马丁 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？
接种物中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系统实现自愈。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。
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。
(1)填写下表，预测结果：母亲和胎儿的RhD是否相容？
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
(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，并且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。请你为她提岀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。
3.人乳头瘤病毒(HPV)可导致子宫颈癌。请回答下列有关HPV疫苗与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
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。
(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？
(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。
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。
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。