(共34张PPT)
第4节
免疫学的应用
第4章 免疫调节
人教版高中生物 选择性必修1
1
阐明疫苗发挥作用的原理(重点)。
2
说出器官移植面临的问题,认同器官捐献。
保护自己 接种疫苗
据国家卫健委通报,截至2022年6月16日,全国累计报告接种新冠疫苗33亿9311.9万剂次,接种总人数达到12亿9233.4万人,居世界首位。接种疫苗仍是预防感染新型冠状病毒肺炎最为有效的解决方案,是终结疫情最有力的科技武器
通过接种新冠疫苗的文字资料,引入新课
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目标一
疫苗
“天花始终盘恒,将墓地填满尸体(死亡率达30%)。用无尽的恐惧折磨幸免之人,又无情的给劫后余生的人留下累累疮痕(疤痕)。”
——英国历史学家麦考利
疫苗的发明
人类同病原体的斗争一直处于被动局面,直到出现了可以有效预防传染病的方法——接种疫苗,疫苗是免疫学应用的重要成果,它的发明起源于人类与天花病毒的斗争。
资料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%。
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,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。
疫苗的发明
疫苗的发明
爱德华·琴纳(英)
发明牛痘接种
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。
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
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
轻度感染,、2%的致死率
不再感染天花
请采用对比分析法分析人痘接种和牛痘接种的异同,填写以下表格。
疫苗的发明
疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。
1.1疫苗的概念
思考: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。
1.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。
2.请据图分析在接种的过程中,免疫系统发生了哪些变化?
天花病毒
活动1
分析种痘预防天花的机理
体液免疫
B细胞
细胞免疫
细胞毒性T细胞
记忆B细胞
记忆T细胞
细胞毒性T细胞
浆细胞
增殖、分化
增殖、分化
病原体
靶细胞
辅助性T细胞
细胞因子
辅助性T细胞
细胞因子
靶细胞
特异性免疫
病原体
抗体
二次免疫
二次免疫
特异性免疫
通过分析种痘预防天花的机理,初步了解疫苗的作用机理。
在接种过程中,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。
活动1
分析种痘预防天花的机理
当机体输入外源性抗原时,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。
1.2疫苗的作用机理
疫苗
2.为什么灭活的新冠疫苗需要接种2针或3针?
接种完疫苗后,体内的抗体水平随着时间的推移慢慢下降,疫苗产生的保护效果就减弱了。这时候再增加第2或第3针,就可以提高体内的抗体水平,加强机体抵抗力。
1.某同学接种了新冠疫苗,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,有些人引发的免疫反应相对强烈,能引起可感知的反应,如发热等。
活动2
分析接种疫苗时遇到的问题
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?
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,不仅会导致免疫失败,甚至感染严重传染性疾病。
4.接种多种疫苗很麻烦,设计一种用来预防多种疾病的疫苗,可行吗
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,产生不同的记忆细胞。理论上,制备联合疫苗时要保证其中含有不同的有效抗原成分。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。
活动2
分析接种疫苗时遇到的问题
补充三代疫苗技术
知识拓展
三代疫苗技术
3代
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
第一代疫苗
“打”病原体
第二代疫苗
“打”蛋白
第三代疫苗
“打”核酸
知识拓展
三代疫苗技术
3代
三代疫苗 核酸进入人体 抗原蛋白进入人体 发生二次免疫 存在致病性
第一代疫苗 是 是 是 否
第二代疫苗 否 是 是 否
第三代疫苗 是 否 是 否
第一代疫苗
“打”病原体
第二代疫苗
“打”蛋白
第三代疫苗
“打”核酸
知识拓展
三代疫苗技术
3代
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
新冠疫苗5条技术路线
知识拓展
5条
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目标一
器官移植
1.最初进行的器官移植,为什么总是不成功呢?
可能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?
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,不适合移植。
免疫排斥
请阅读教材P83”思考.讨论“并回答以下问题。
活动3
分析器官移植所面临的问题
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。
白细胞能够识别HLA,区分自己和非己。
正常情况下,白细胞不攻击自身细胞。
MHC——组织相容性抗原
HLA ——人类白细胞抗原
组织相容性抗原(HLA)
同种异型抗原的直接识别及其效应
3.不完全的配型仍会发生免疫排斥,有可能导致移植器官的死亡,如何解决?
运用免疫抑制剂
批判性思维: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。
活动3
分析器官移植所面临的问题
资料3 据世界卫生组织于2013年的调研结果显示,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。另有数据表明,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4000多人,肾移植需求者新增了1万多人。
供体短缺
活动3
分析器官移植所面临的问题
病情紧急程度和供受者匹配程度
活动3
分析器官移植所面临的问题
如何保证供体器官公平合理地分配给器官坏死的患者?
2007年,国务院颁布了《人体器官移植条例》;
2011年,全国人大常委会通过了《刑法修正案(八)》明确禁止人体器官买卖,增加了“器官买卖罪”;
同年,《人体器官捐献登记管理办法(试行)》和《人体器官捐献协调员管理办法(试行)》发布;
2013年,我国人体器官分配与共享计算机系统正式启用。
4.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。
概念
成功的关键
医学上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。
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。
2.1器官移植的概念和成功的关键
现状
面临的问题及希望
器官移植已成为治疗多种重要疾病的有效手段,其主要原因有两点:
①器官保存技术和外科手术方法等的不断改进。
②高效免疫抑制剂的陆续问世。
(1)问题:免疫排斥、供体器官短缺等。
(2)希望:利用干细胞培养相应的组织、器官;更多的人自愿捐献器官。
2.2器官移植的现状和面临的问题及希望
2.3免疫学在临床实践上的应用
检测病原体、肿瘤标志物等
免疫增强疗法、免疫抑制剂、
癌症的免疫疗法
疫苗
Tc细胞
PD-1
PD-L1
Tc细胞
PD-1
PD-L1
癌细胞
癌细胞
癌细胞高表达PD-L1,抑制T细胞功能
通过抗体阻断PD-L1与PD-1的信号通路,T细胞发挥正常功能
生物科技进展——癌症的免疫疗法
网络构建
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
1.1885年,巴斯德将患有狂犬病的病犬脑组织提取液注入兔脑中,连续传代90代并进行干燥后,制成了世界上第一支减毒狂犬病疫苗。下列叙述不正确的是
A.以兔作为宿主传代90代降低了狂犬病病毒的毒性
B.减毒处理后的狂犬病病毒仍然具有抗原特异性
C.减毒狂犬病疫苗注入体内可引发特异性免疫反应
D.动物实验证明研发的疫苗安全有效即可临床使用
√
解析 减毒处理后的狂犬病病毒仍然具有抗原特异性,能引发人体产生特异性免疫反应,B正确;
减毒狂犬病疫苗属于异己成分,注入体内可引发特异性免疫反应,C正确;
动物实验证明研发的疫苗安全有效,还要进行临床实验,才可临床使用,D错误。
2.在天花病毒的第四代疫苗研究中,可利用天花病毒蛋白的亚单位(在感染和致病过程中起重要作用的成分)制作疫苗。下列分析错误的是
A.多次注射该疫苗可诱导机体产生记忆细胞和抗体
B.天花病毒蛋白的亚单位是该病毒的遗传物质
C.该方法制备的疫苗不会在机体内增殖
D.天花病毒蛋白的亚单位是疫苗中的抗原物质
√
解析 多次注射该疫苗可引起机体发生多次免疫反应,可产生较多记忆细胞和抗体,A正确;
天花病毒蛋白的亚单位不是该病毒的遗传物质DNA,B错误;
疫苗是天花病毒蛋白的亚单位,不会在机体内增殖,C正确;
疫苗属于抗原,天花病毒蛋白的亚单位是疫苗中的抗原物质,D正确。
3.下列关于器官移植的叙述,错误的是
A.器官移植的目的是重建其生理功能
B.只有当供体和受体的HLA完全相同才能进行器官移植
C.皮肤移植时,最好使用自身的皮肤进行移植
D.接受器官移植的患者,因需要使用免疫抑制剂,而容易患感染性疾病
√
4.在进行器官移植时应考虑受体和供体的组织相容性抗原是否一致或相近,下列相关叙述不正确的是
A.人类的白细胞抗原简称为HLA,属于抗原的一种
B.人类中不存在HLA完全相同的个体
C.为保证移植后的肾脏成活,应增大免疫抑制剂的用量
D.器官移植,只要供体和受体的主要HLA有一半以上相同就可以进行移植
√