4.4 免疫学的应用（教学课件) -高中生物人教版（2019）选择性必修1(共40张PPT)

(共40张PPT)
第四节免疫学的应用
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
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。
30000
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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。
天花(公元前10000- 1979)
麻疹(公元前700-1963)
西班牙流感(1918-1919) 黑死病(1340-1771)
艾滋病(1981至今 ) 查士丁尼瘟疫(541-750)
第三次瘟疫(1855)
疟疾(公元前2700 至今)
伤寒(公元前430 至今)
霍乱(1817至今)
肺结核(1700至今) 香港流感(1968-1969)
全球历史上最致命的流行病死亡人数(万人)
1200
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公元16世纪，中
国人首先用人痘疫苗 预防天花，为后来英 国的外科医生詹纳
(Jenner)发明牛痘疫 苗奠定了基础。
一、疫苗
我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。
中国古代种人痘 Edward Jenner 种牛痘
(1822年12月27日—1895年9月25日), 法国微生物学家、化学家，近代微生物 学的奠基人。
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多种疫苗
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。
巴斯德简介
疫苗通常是用的灭活或减毒的病原体制成的
生物制品。
2.疫苗的作用：
接种疫苗(相当于抗原)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。
灭活疫苗
减毒疫苗
定义 又称死疫苗，将病原体经 过人工大量培养后，用理 化方法灭活制 成 。
又称活疫苗。用减毒或无 毒力的活病原微生物制成 的疫苗。
优点 易保存、运输； 毒力无法恢复，安全性高
免疫效果持久；
既可产生体液免疫， 也可产生细胞免疫。
缺点 需要多次接种；只产生体 液免疫，不产生细胞免疫
毒力有可能恢复，安全 性低；不易保存、运输
例子 狂犬病疫苗等
卡介苗、脊髓灰质炎疫
苗、麻疹疫苗等
3. 疫苗的种类：
核酸疫苗：包括DNA 疫苗和RNA 疫苗
编码某种抗 外源基因在 宿主产生 原蛋白的外 导入宿 宿主细胞中 诱导 对该抗原
源基因(DNA 主细胞 表达，产生 蛋白的免
或RNA) 抗原蛋白 疫应答
优点：免疫保护力增强，制备简单，省时省力等， 如我国研制的某个亚型的禽流感疫苗。
人乳头瘤病毒(HPV)疫苗 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
禽流感疫苗 我国首个DNA 疫苗，预防某个亚型的禽流感
1 980 年 ，世卫组织宣布天花在地球 上绝迹——人类彻底消灭了天花
预防结核病
预防麻疹
天花疫苗
卡介苗
麻疹疫苗
脊髓灰质炎疫苗 即糖丸，预防脊髓灰质炎
4.疫苗实例：
活疫苗
5.疫苗引发免疫反应的特点：
①具有特异 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。
②具有记忆性
免疫力能维持较长的时间。
6.疫苗研究的意义：
(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。
(2)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。
苗 心须 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。
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。
什么注射疫苗一段时间后才会起作用
疫苗作为抗原进入人体后，要经过处理、
传递、识别以及淋巴细胞的增殖、分化后才能 产生抗体。
因此，注射疫苗一段时间后，人体才具有 免疫力。
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。
可行，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，产生不同的抗体和记忆细胞。
制备联合疫苗时要保证其含有不同的有效抗原成分。 百白破三联疫苗：可同时预防百日咳、白喉、破伤风。
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
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。
疫苗注射成功的标志是
生物体内产生了对应的抗体和记忆细胞。
练 习 ：乙肝疫苗的接种需在一定时期内间隔注
射三次，其目的是( )
A .使机体积累更多数量的疫苗B. 使机体产生 更多种类的淋巴细胞C. 使机体产生更多数量 的抗体和记忆细胞D. 使机体产生更强的非特 异性免疫
疫苗次注射的时间间隔不能太短，也不 能太长，原因是
①时间间隔太短：
前一次产生的抗体水平较高，与后一次接种的
疫苗发生免疫反应，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。
被称为“糖丸爷爷”的顾方舟“一生只做—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。( X
(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
扩展应用
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。
( 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。
如果不小心被狗狗咬了，我们应该这样做：
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
局部伤口不涂东西、不 包扎，以利伤口排毒
尽快注射抗狂犬病毒血清 或用血清浸润咬伤部位
国 004
人用狂犬病疫苗(Vero 细胞) nesCN rovero细胞
试中生物科技段份有附公
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：器官保存技术
外科手术方法
高效免疫抑制剂
3.意义：器官移植已经成为治疗多种重要疾病 的有效手段。
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。
为什么会出现免疫排斥现象呢
免疫排斥的原理：
>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(HL A) 。
>每个人的白细胞能够识别H LA ,区分自己和非己。
>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。
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。
思考 · 讨论器官移植所面临的问题及希望
1.最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢 可能主要是没有考虑免疫排斥问题。
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。
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。
移植条件：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、器官的移植。
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 性抗原相同，移植后几乎不 发生免疫排斥反应。
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)
思考 ·讨论器官移植所面临的问题及希望
思考 ·讨论器官移植所面临的问题及希望
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。
4 .器官移植所面临的问题：
(2)供体器官短缺问题：
解决问题的希望主要包括以下两条途径：
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。
三、免疫学在临床实践上的应用
1.免疫预防
主要是指在患病之前接种疫苗
2.免疫诊断：
原理：抗原抗体反应的高度特异性
举例：检测病原体和肿瘤标志物。
患病后的治疗措施
①免疫增 强疗法：对免疫功能低下者，如输入抗 体、细胞因子等免疫活性物质。
②免疫抑 制疗法：如治疗类风湿关节炎、 系统性红斑狼疮等。
已经成为与传统的手术、化学疗法、放
射疗法并列的治疗方法。
比较 时间 注射的物质
目 的
免疫预防 (主动免疫) 病原体感染 前的预防 疫苗(经处 理的抗原)
激发机体自身免疫 反应，产生抗体和 记忆细胞
免疫治疗 (被动免疫) 病原体感染 后的治疗 抗体、细 胞因子、 血清等
直接注射免疫活性 物质，增强人体抵 御病原体的能力
界定免疫预防与免疫治疗
下列属于免疫预防和免疫治疗的分别是()
A.注射胸腺激素，口服抗体
B.注射卡介苗，输入抗体
C.注射麻疹疫苗，口服球蛋白
D.移植胸腺，输入淋巴因子
练习题 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，该疫苗作为抗原可诱 导B淋巴细胞增殖、分化成浆细胞 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。
(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， 增加患子宫颈癌的概率。
(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。
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。
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
面临的 免疫排斥
问题
供体器官短缺
其他应用 免疫诊断、免疫治疗
免疫反应的规律原理
天花疫苗、卡介苗等 种类
使人体产生相应抗体，对特定传
染病产生抵抗力
灭活的或减毒的病原体实质
本节总结
免疫学的应用
作用
设计
器官 移植
疫苗