4.4免疫学的应用课件-(共32张PPT1份视频)人教版（2019）选择性必修1

(共32张PPT)
第4节 免疫学的应用
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（小儿麻痹症）
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
常见的疫苗及其预防的疾病
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。
天启四骑士
一.疫苗
一.疫苗
资料1 ：我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。 中国古代人痘接种过程：“打开天花患者的小脓疱，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，大部分可以自愈，死亡率约2%。
天花病毒是一种DNA类病毒，传染途径主要为飞沫传播。患者三至五天后开始出疹，并引发肺炎、全身器官衰竭。
天花病毒
疫苗的研发历程：
分析人痘接种和牛痘接种的异同，填写以下表格：
资料2 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。据此英国的外科医生爱德华·琴纳发明牛痘疫苗。
爱德华·琴纳（英）
发明牛痘接种
一.疫苗
疫苗的研发历程：
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
1.牛痘病毒和天花病毒不同，为什么可以在体内激发相同的免疫反应那？
两种病毒的抗原结构相同，且牛痘病毒比天花病毒更安全。
2.分析在接种的过程中，免疫系统发生了哪些变化？
体液免疫
B细胞
记忆B细胞
记忆T细胞
细胞毒性T细胞
增殖、分化
病原体
靶细胞
辅助性T细胞
细胞 因子
细胞免疫
细胞毒性T细胞
辅助性T细胞
细 胞因子
靶细胞
病原体
抗体
二次免疫
二次免疫
浆细胞
增殖、分化
体液免疫
细胞免疫
疫苗的研发历程：
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。
一、疫苗
疫苗的研发历程：
在了解到狂犬病毒主要侵染中枢神经系统后，巴斯德等人从因狂犬病毒致死的兔身上取出脊髓匀浆，发现把干燥或放置一段时间的脊髓匀浆注入狗体内狗则不致命，由此制备了减毒的狂犬疫苗。
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。后来，巴斯德利用生物传代方法和物理化学方法又得到灭活的狂犬病疫苗。
（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？
（2）为什么要对小男孩连续注射十几天呢？
曾寄生于兔神经组织的狂犬病病毒。
需要进行微量叠加。
一、疫苗
疫苗通常是用 的或 的 制成的生物制品。
1.疫苗概念
灭活
减毒
病原体
灭活疫苗：又称死疫苗,病原微生物失去致病能力，
但抗原特性保留，需多次接种。
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）
②减毒疫苗：毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒,
免疫效果更持久，接种一次即可。
实例：卡介苗、脊髓灰质炎疫苗（顾方舟）、
天花疫苗、麻疹疫苗等。
具有 ：
具有 ：
一、疫苗
2.疫苗的作用机理：
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。
3. 疫苗作用特点
记忆性
接种一种疫苗一般只能预防由一种病原体引起的传染病
免疫力能维持较长的时间
特异性
4. 疫苗的意义
(1)人类对抗传染病的一件有效的武器。
（2）对某些疾病来讲，注射疫苗可能是唯一有效的预防措施。
第二代疫苗：
“打”蛋白
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。
第一代疫苗：
“打”病原体
指的是灭活疫苗和减毒活疫苗
补充：疫苗技术的发展——三代疫苗技术
新冠病毒结构示意图
第二代疫苗：
“打”蛋白
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。
第一代疫苗：
“打”病原体
指的是灭活疫苗和减毒活疫苗
补充：疫苗技术的发展——三代疫苗技术
第三代疫苗：
“打”核酸
是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗
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。
DNA
mRNA
蛋白质
是指将含有编码某种抗原蛋白的外源基因导入动物细胞内，并通过宿主细胞的转录、翻译系统合成抗原蛋白，诱导宿主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。
DNA疫苗
mRNA疫苗：
将编码病原体蛋白的mRNA包裹在脂质体中，当疫苗注射到体内时，体内的细胞即可通过该mRNA翻译合成大量的病原体蛋白，并诱导免疫系统识别该蛋白从而产生对病原体的免疫记忆以抵抗病毒感染。
第二代疫苗：
“打”蛋白
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。
第一代疫苗：
“打”病原体
指的是灭活疫苗和减毒活疫苗
补充：疫苗技术的发展——三代疫苗技术
第三代疫苗：
“打”核酸
是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗
思考2：上述哪些疫苗只会引发机体的体液免疫，不会引发细胞免疫？
思考3：上述哪些疫苗既能引发机体的体液免疫也能引发细胞免疫？
不必。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成分。因此，可以利用病原体的某些成分及其产物制备疫苗即可。
思考1：疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？
灭活疫苗
亚单位疫苗
减毒活疫苗
核酸疫苗
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
判断以下新冠疫苗5条技术路线分别属于第几代疫苗？
接种疫苗时遇到的问题
思考·讨论
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，可制备联合疫苗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.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，处理不当，易引起强烈的免疫反应。
4. 有些疫苗注射多次有什么意义？
刺激机体产生更多的抗体和记忆细胞。
5.是不是只要我们注射了相关疫苗，就可以抵抗相应的病原体的攻击且终身有效？
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？
器官移植
概念：
1
2
器官移植面临问题：
二、器官移植
用正常的器官 的器官，以 其 的技术。
置换丧失功能
重建
生理功能
阅读84-85页内容，在书上画出以下问题答案：
① 外来器官于机体来说相当于什么成分？主要是什么免疫发挥攻击作用？
②白细胞对移植的器官发生攻击的原因是什么？
③器官移植的成败主要取决于什么？
④进行器官移植时，必须要求供体和受体的HLA完全相同吗？
⑤如何提高器官移植的成活率？
⑥器官移植面临的主要问题有哪两个？
⑦如何解决供体短缺问题？
1. 外来器官于机体来说相当于什么成分？主要是什么免疫发挥攻击作用？
抗原
2. 白细胞对移植的器官发生攻击的原因是什么？
供者与受者的HLA不同，白细胞识别后对供体发起攻击。
3. 器官移植的成败主要取决于什么？
供体与受体的HLA是否一致或接近
4.进行器官移植时，必须要求供体和受体的HLA完全相同吗？
供受体的主要HLA有一半以上相同就可以移植。
5. 如何提高器官移植的成活率？
使用免疫抑制剂
细胞免疫
6. 器官移植面临的主要问题有哪两个？
7. 如何解决供体短缺问题？
①免疫排斥
②供体器官短缺
①利用自体干细胞培养组织、器官
②号召自愿捐献器官
概念：
1
2
器官移植面临问题：
免疫排斥
供体器官短缺
原因：
解决措施：
解决措施：
二、器官移植
用正常的器官 的器官，以 其 的技术。
置换丧失功能
重建
生理功能
供者与受者的HLA不同，白细胞识别后对供体发起攻击。
①使用免疫抑制剂，大大提高了器官移植的成活率；
②配型，选与受者的主要HLA有一半以上相同的供体
①利用自体干细胞培养组织、器官
②号召自愿捐献器官
资料1： 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。
器官短缺的原因
①器官捐献的条件严苛
思考：为什么认同器官捐献的人很少呢？
资料2：
脑死亡器官捐献：需要家属同意去掉呼吸机等支持系统，达到了脑心双死亡的状态。
心死亡器官捐献：心跳停止后，器官容易缺血，仅在约15min符合捐献标准。
离体器官保存时限短：心脏5小时，肝12小时，胰腺和肾脏分别为20h和24h以内。
②中国传统思想的伦理困境
思考.利用自体干细胞培养出的组织、器官进行移植，有何优点？
不发生免疫排斥
利用基因工程技术生产没有免疫排斥的器官
器官移植的新希望
利用胚胎干细胞培养的心脏
人体某些部位具有免疫“特权”，其在解刨上与免疫细胞隔绝或在局部微环境中存在抑制免疫应答的机制，从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。如眼、睾丸、脑、孕期子宫就属于免疫豁免部位，所以角膜移植不必考虑配型。
【拓展】免疫豁免
1.概念：
用正常的器官 的器官，以 其 的技术。
二、器官移植
置换丧失功能
重建
生理功能
自体器官移植（皮肤移植）的成功率非常高，但早期的异体器官移植案例却经常失败。
资料1.第一次被记录下来的人体肾脏移植手术发生在1933年，但病人在植入肾脏2天后死亡。1952年在法国进行了第一例活体肾移植，医生对16岁的患者移植了患者母亲的一个肾，然而这个凝结着伟大母爱的肾只存活了22天。1954年在波士顿，医生为一对双胞胎兄弟进行人类第一次成功的肾移植（无排斥反应)
思考1、为什么异体器官移植会存在免疫排斥呢？
为什么同卵双胞胎器官移植一般不会存在免疫排斥呢？
进行器官移植手术后，免疫系统会把来自其他人的器官当作“非己”成分进行攻击。
人的细胞表面含有组织相容性抗原，也叫人类白细胞抗原，简称HLA
自体免疫细胞若识别出HLA不同则会发起攻击。
除了同卵双胞胎外，不同的人具有不同的组织相容性抗原。
思考2：提供器官的叫供体，接受器官移植的叫受体，进行器官移植时，必须要求供体和受体的HLA完全相同吗？
移植要求供受体的主要HLA起码一半以上相同。
思考1：为什么异体器官移植会存在免疫排斥呢？
为什么同卵双胞胎器官移植一般不会存在免疫排斥呢？
二、器官移植
思考3：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。
思考5：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。
思考4：如何减轻器官移植时发生的免疫排斥？
免疫抑制剂
二、器官移植
二、器官移植
资料3.
脑死亡器官捐献：需要家属同意去掉呼吸机等支持系统，达到了脑心双死亡的状态。
心死亡器官捐献：心跳停止后，器官容易缺血，仅在约15min符合捐献标准。
离体器官保存时限短：心脏5小时，肝12小时，胰腺和肾脏分别为20h和24h以内。
思考6：资料说明器官移植面临什么问题？
资料2.据世界卫生组织于2013年的调研显示，全球一年实施了12万例器官移植手术，而这只满足了不到10%移植需求者的需求。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2位,但2015年肝移植需求者新增400多人，肾移植需求者新增了1万多人。
供体器官十分短缺
器官捐献的条件严苛
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。
思考7.利用自体干细胞培养出的组织、器官进行移植，有何优点？
二、器官移植
不发生免疫排斥
③利用基因工程技术生产没有免疫排斥的器官
②鼓励更多的人自愿捐献器官
器官移植的希望:
① 利用自体干细胞培养相应的组织和器官
措施
二、器官移植
面临的问题
免疫排斥
①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—组织相容性抗原（MHC），也叫人类白细胞抗原（ HLA ）。
②每个人的白细胞能够识别HLA，区分自己和非己。
③正常情况下，白细胞不攻击自身细胞。
④如果将别人的组织或器官移植过来，就能识别HLA不同而发起攻击。
①配型，供体与受体的主要HLA有一半以上相同。②免疫抑制剂的使用，大大提高了器官移植的成活率。
①中国传统观念的束缚
②器官捐献的条件严苛
器官短缺
③利用基因工程技术生产没有免疫排斥的器官
②鼓励更多的人自愿捐献器官
① 利用自体干细胞培养相应的组织和器官
免疫学应用
免疫预防
免疫治疗
免疫诊断
输入抗体、细胞因子等免疫活性物质
免疫功能低下者
利用原理
实例
抗原和抗体反应的高度特异性
如检测病原体和肿瘤标志物等
原理
作用
特异性免疫
免疫增强疗法
免疫抑制疗法
接种疫苗
（患病后的措施）
治疗一些自身免疫病
器官移植
（患病前的措施）
使机体产生相应的抗体和记忆细胞
三、免疫学在临床实践上的应用
比较项目 免疫预防 免疫治疗
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
疫苗（抗原）
抗体、细胞因子等
慢，2~4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
疾病的治疗
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。
检测肿瘤标志物(如甲胎蛋白AFP)
检测病原体
实例1：早早孕检测
免疫诊断
在受精后不久，胎盘滋养层细胞就会分泌人绒毛膜促性腺激素（HCG)。HCG在孕妇的尿液中大量存在。而在非妊娠妇女尿液中几乎不含有。
抗（人绒毛膜促性腺激素）抗体