人教版（2019）选择性必修一 4.4免疫学的应用 课件 (共33张PPT)

(共33张PPT)
第四节免疫学的应用
第四章免疫调节
本节聚焦
1.疫苗的作用是什么？为什么它能够发挥这样的作用？
2.器官移植面临哪些问题？该如何解决这些问题？
情景材料
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。
一、疫苗的研发历程
一、疫苗
疫苗的发明
1.思考：为什么被接种者会轻度感染天花并痊愈？
接种物中带有减毒的天花病毒，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。
2.为什么牛痘接种能够替代人痘接种？
牛痘具有与人痘相同的免疫原性，而且更安全。
疫苗的发明
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。
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
（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。
巴斯德简介
我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。
许多研究者针对不同感染性疾病的特异性病原体进行研究，研制出许多疫苗。
痘衣法
一、疫苗
2.疫苗种类
(1)灭活疫苗：将抗原病原微生物用物理方法灭活后制作而成（死疫苗）。制备简单，保存时间长且相对较安全，接种量大，且需要多次接种。例如狂犬疫苗等。
(2)减毒疫苗：丧失致病能力，毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒。接种一次，且接种量少免疫时间长，效果好。例如，卡介苗、牛痘疫苗、麻疹疫苗等。
(3)核酸疫苗：将抗原蛋白的基因（mRNA或DNA ）直接注入人体内，利用人体细胞产生抗原蛋白。例如，新型乙肝疫苗、某个亚型的禽流感疫苗等。
1.概念：疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。
那么在疫苗的接种的过程中，免疫系统发生了哪些变化？
天花病毒
3
疫苗的作用机理：
接种疫苗后，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。
真正的病原体
灭活疫苗
浆细胞
记忆B细胞
抗体
辅助性T细胞
B细胞
APC
【任务1】小组合作用文字和箭头表示疫苗产生特异性免疫过程示意图
活动1：小组合作用文字和箭头表示灭活疫苗产生特异性免疫过程示意图
记忆B细胞
清除病原体
迅速增殖分化
产生大量
体液免疫
一.疫苗
减毒疫苗
APC
记忆B细胞
辅助性T细胞
B细胞
靶细胞
记忆T细胞
细胞毒性T细胞
浆细胞
抗体
细胞毒性T细胞
真正的病原体
清除病原体
裂解靶细胞暴露抗原
活动2:用文字和箭头表示减毒疫苗产生特异性免疫过程示意图
记忆B细胞
迅速增殖分化
产生大量
记忆T细胞
迅速增殖分化
体液免疫
+
细胞免疫
一.疫苗
思考·讨论：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. 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。
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，不同疫苗可引发不同的免疫过程，产生不同的记忆细胞。制备联合疫苗时要保证其中含有不同的有效抗原成分。理论上是可行的，但会遇到很多困难。
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，还有麻疹、风疹二联疫苗，流行性脑膜炎二价疫苗等。
一.疫苗
3.【问题探讨】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：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。
思考·讨论：接种疫苗时遇到的问题
一.疫苗
一、疫苗
4：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（具有抗原性即可），如蛋白质、多糖等。
第一代疫苗：指的是灭活疫苗和减毒活疫苗
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特异性结构蛋白，刺激人体产生抗体
第三代疫苗：是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗
“打”病原体
“打”蛋白（抗原）
“打”核酸（遗传物质）
思考·讨论：接种疫苗时遇到的问题
【拓展】：三代疫苗技术
(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。
4
疫苗研发的意义
(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。
一、疫苗
二、器官移植
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
什么是器官移植，器官移植的意义是什么？
1.概念：医学上把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.成功的关键
每个人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。
关键：取决于供者与受者的HLA是否一致或相近。
二
器官移植
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，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。
⑤除了同卵双胞胎外，不同的人具有不同的组织相容性抗原。
【关于HLA】
二、器官移植
器官移植主要面临哪些问题？
【任务2】阅读教材P83-84 思考.讨论：
3.面临的问题
免疫排斥
供体器官短缺
【任务2】自主阅读：教材“思考·讨论：器官移植所面临的问题及希望”，并回答以下问题：
1.最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢？
主要是因为没有考虑到免疫排斥问题。
2.在进行器官移植或者骨髓移植时，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？
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，则不适合移植。
细胞免疫
器官移植时产生的免疫排斥本质？
二、器官移植
4.在不能100%配型成功的情况下，应用免疫抑制剂可以提高移植器官的成活率。但免疫抑制剂会使淋巴细胞减少，因而患者容易患感染性疾病，这一问题该如何解决？
　 在免疫抑制剂药物与预防感染之间寻求平衡，尽量使
病人避免接触病原体，或通过适当的锻炼，提高自身免疫力。
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。
供体与受体的主要HLA有一半以上相同可以移植
二、器官移植
【任务2】自主阅读：教材“思考·讨论：器官移植所面临的问题及希望”，并回答以下问题：
二、器官移植
4.器官移植面临问题的解决方法
①
免疫排斥
供体器官短缺
②
①选与受者的HLA有一半以上相同的供体；
②使用免疫抑制剂。
①利用自体干细胞培养组织、器官；
②号召自愿捐献器官。
③ 异体移植（例如有研究将猪的心脏移植到人体内）
解决措施：
解决措施：
三.免疫学在临床实践上的其他应用
检测病原体、
肿瘤标志物等
免疫增强疗法、
免疫抑制剂、
免疫重建疗法
癌症的免疫疗法
疫苗
小结
免疫学的应用
疫苗
概念:用灭活的或减毒的病原体。
机理:接种疫苗后，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。
特点:特异性、记忆性。
种类:灭活疫苗（狂犬疫苗）、减毒疫苗（骨髓灰质炎糖丸）、DNA疫苗（新型乙肝疫苗）mRNA疫苗（新冠疫苗）
器官移植
配型：取决于供体与受体的HLA是否一致或相近（相似度达到50%以上）。
失败的原因：免疫排斥（主要是细胞免疫）。
解决方法：①自体干细胞培养相应的组织、器官的移植
解决方法：②受体在器官移植初期使用免疫抑制剂
③利用基因工程技术生产没有免疫排斥的猪器官
免疫预防
免疫治疗
免疫诊断
人工主动免疫
人工被动免疫
抗原抗体反应的高度特异性
免疫抑制疗法
治疗一些自身免疫病；如类风湿关节炎等疾病系统性红斑狼疮等常使用免疫抑制剂
免疫增强疗法
免疫重建
免疫功能低下者
如输入抗体、细胞因子等免疫活性物质
将造血干细胞等移给免疫缺陷个体，恢复其免疫功能。
【本章总结】
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
一、概念检测
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。
该“糖丸”是用灭活的病毒制成的。( )
该疫苗可以识别组织相容性抗原。( )
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
×
×
√
【判断常考语句，澄清易混易错】
① 器官移植时供者与受者主要HLA要完全一致才可以。（　 ）
② 免疫学技术和制剂在临床诊断中得到了广泛应用，如检测病原体和肿瘤标志物等。（　 ）
③ 对免疫功能低下者使用免疫增强疗法，如治疗类风湿关节炎。（　 ）
④ 器官移植时产生的排异反应是细胞免疫。（　　）
×
√
×
√
教材P85
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。
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？
为什么要对小男孩连续注射十几天呢？
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。
二、拓展应用
(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：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。
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
3. 环孢素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
复习与提高
一、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？
接种的天花病毒毒性已经减弱，被接种者可以通过免疫系统实现自愈。同时，免疫系统也完成了对天花病毒的特异性免疫反应，产生记忆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。
二、非选择题
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
(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 Rh+ Dd Rh+ 相容
dd Rh- Dd Rh+ 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。
(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？
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。
(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。