免疫学的应用 高二上学期生物人教版选择性必修一

第四章

免疫调节第4节

免疫学的应用免疫学的发展欧洲末日—黑死病印度新冠疫情

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。疫苗·疫苗的发展01【资料1】中国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。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%。思考推测人痘接种法的有效成分是什么？减毒的天花病毒。疫苗·疫苗的发展01【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。思考为什么牛痘可以代替人痘接种？接种牛痘牛痘和人痘一样具有相同的抗原结构，而且更加安全！疫苗·疫苗的发展01【资料3】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。思考什么是疫苗？疫苗的作用是什么？疫苗的种类有哪些呢？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、巴氏杀菌法、研制狂犬病疫苗等多种疫苗；巴斯德简介2.

作用机理：疫苗浆细胞记忆B细胞辅助性T细胞B细胞真正的病原体记忆B细胞浆细胞APC1.概念：一、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。抗体抗体清除病原体（特点：记忆性和特异性）(1)灭活疫苗：用理化方法将病原微生物灭活制成的疫苗。病原微生物丧失了致病能力，但抗原特性保留，依然可以引起人体的免疫反应，而且也不会发生致病的风险，主要诱导特异性免疫抗体产生。3.

疫苗种类及实例优点：不足：目的：举例：狂犬疫苗、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）接种量大，且需要多次接种，只产生体液免疫，不产生细胞免疫。使机体产生更多的抗体和记忆B细胞制备简单，安全性高，保存时间长，易保存、运输。(2)减毒疫苗：将病原体通过体外长期培养或者是一些理化方法处理，丧失致病能力，毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒制成的疫苗。3.

疫苗种类及实例优点：不足：毒力有可能恢复、安全性低、不易保存、运输。水痘疫苗、天花疫苗卡介苗（预防肺结核）麻疹疫苗（预防麻疹）脊髓灰质炎疫苗（减毒或灭活，预防脊髓灰质炎（小儿麻痹））举例：接种一次、接种量少、免疫时间长、效果好；既可产生体液免疫，也可产生细胞免疫。(3)核酸疫苗：将抗原蛋白的基因注入人体内，利用人体细胞产生抗原蛋白。3.

疫苗种类及实例优点：不足：需多次强化。新型乙肝疫苗、某个亚型的禽流感疫苗等。举例：安全性好疫苗：卡介苗01【资料卡】卡介苗是用于预防

的疫苗。接种卡介苗后能使机体对

产生特异性的免疫力，可阻止该病菌在人体内的繁殖、播散，可以预防结核性脑膜炎和粟粒性结核。卡介苗属于我国国家免疫规划疫苗，由政府免费提供接种结核病结核分枝杆菌疫苗：脊髓灰质炎疫苗01【资料卡】脊髓灰质炎疫苗是用于预防

的疫苗，包括脊灰减毒活疫苗、脊灰灭活疫苗种类型。接种脊髓灰质炎疫苗，是预防脊髓灰质炎主要而有效的措施。脊髓灰质炎疫苗：百白破疫苗01【资料卡】疫苗是

三合一疫苗，它是由百日咳疫苗、精制白喉和破伤风类毒素按适量比例配制而成，是预防百日咳、白喉、破伤风三种疾病的有效措施。百日咳、白喉、破伤风疫苗：HPV疫苗01【资料卡】HPV疫苗可以预防由HPV引起的几种

，是世界上第一个预防癌症的疫苗。子宫颈癌疫苗01思考请结合疫苗作用机理图，概述接种疫苗有什么特点？①具有

：接种一种疫苗一般只能预防一种病原体引起的传染病；②具有

：免疫力能维持较长的时间。特异性记忆性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？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。制备联合疫苗时要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.某同学在流感大规模流行之前接种了流感疫苗，可是没过两个月，他患流感了，可能的原因是什么可能接种后没有产生记忆细胞，也可能是病毒变异了，接种疫苗产生的记忆细胞不能识别变异的病毒4.疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？不一定。一般情况下，引起免疫反应的是病原体所含有的抗原。所以可以利用病原体的某些成分（如蛋白质、多糖荚膜类）及其产物制备疫苗即可。5.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，这些儿童的免疫力低下，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。第一代疫苗“打”病原体“打”蛋白“打”核酸第二代疫苗第三代疫苗拓展：疫苗接种技术线路一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①②③④⑤第一代疫苗：①；第二代疫苗：③；第三代疫苗：②④⑤疫苗——新冠疫苗5条技术路线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。知识拓展病毒检测方法检测病毒抗原检测体液中相应的抗体1.抗原-抗体杂交法2.核酸检测法原理是

。DNA分子杂交

：即逆转录PCR，是将RNA的反转录（RT）和cDNA的聚合酶链式扩增（PCR）相结合的技术。首先经反转录酶的作用从RNA合成cDNA，再以cDNA为模板，扩增合成目的片段。①RT-PCR知识拓展②荧光RT（逆转录）-PCR法：指在PCR反应中加入荧光基团，通过连续监测荧光信号出现的先后顺序以及信号强弱的变化，即时分析目的基因的初始量，该技术的发明实现了PCR从定性到定量的飞跃。(1)疫苗都是抗原（

）(2)由灭活或减毒的病原体制成的疫苗可以自由扩散进入细胞内。（

）(3)疫苗只能注射，不能口服。（

）(4)注射疫苗后疫苗会立即引起免疫作用。（

）(5)抗狂犬病血清(或抗狂犬病免疫球蛋白)和本疫苗绝不能使用同一支注射器，也绝不能在同一部位注射”（

）××××√疫苗并不都是抗原。疫苗可以由灭活的或减毒的病原体制成，也可以由抗体制成，接种抗体类疫苗通常用于紧急预防。由灭活的或减毒的病原体制成的疫苗作为抗原起作用，是大分子物质。疫苗不是只能注射。接种疫苗最常见的方式有两种：注射(如流感疫苗、乙肝疫苗等)和口服(如脊髓灰质炎疫苗)。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才具有免疫力。抗狂犬病血清中有特异性抗体，本疫苗相当于抗原，如果使用同一注射器或在同一部位注射，可能直接引起抗原抗体的特异性结合，失去效果。易错提醒疫苗·判断正误P7401(1)疫苗只能用来预防传染病()(2)注射某种疫苗后，体内可能有记忆T细胞的产生()(3)抗原和抗体结合具有特异性，所以市面上没有一种疫苗可以预防

多种病毒()×√疫苗也可用来预防癌症等非传染病，如HPV疫苗可预防子宫颈癌。×联合疫苗含有不同的抗原成分，可以预防多种病毒的感染，如百白破三联疫苗可以同时预防百日咳、白喉、破伤风。1.(2021·广东，1改编)下列关于灭活疫苗的叙述，正确的是①通过理化方法灭活病原体制成的疫苗安全可靠②接种后抗原会迅速在机体的内环境中大量增殖③接种后可以促进T细胞增殖分化产生体液免疫④二次接种可提高机体对相应抗原的免疫防御功能A.①④ B.①③ C.②④ D.②③√2.某地启动适龄女性HPV疫苗免费接种项目，项目使用的疫苗为国产二价HPV疫苗，可预防高危型HPV16和HPV18两个亚型的感染。HPV(人乳头瘤病毒)是一种环状双链DNA病毒，高危型HPV持续感染是宫颈癌发生和发展最重要的致病因素。下列相关叙述正确的是A.与SARS病毒相比，HPV基因的突变率较低B.初次接种二价HPV疫苗，会刺激一个B细胞分化出多种浆细胞C.HPV对人体来说是一种抗原，会被细胞毒性T细胞裂解D.初次接种HPV疫苗后，若提前进行第二次疫苗接种可以增强免疫效果√1．为有效保护人民身体健康，我国大力实施免费接种新型冠状病毒疫苗，目前接种的疫苗主要是灭活疫苗。下列叙述正确的是()①通过理化方法灭活病原体制成的疫苗安全可靠②接种后抗原会迅速在机体的内环境中大量增殖③接种后可以促进T细胞增殖分化产生体液免疫④二次接种可提高机体对相应病原体的免疫防御功能A．①④B．①③C．②④D．②③疫苗·落实思维方法P7401A灭活疫苗不能增殖且病毒寄生在活细胞中，在内环境中不能大量增殖，×；B细胞，×；2．1885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疫苗·落实思维方法P7401D还要进行临床实验，才可临床使用，×；1.概念：2.现状：器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段。(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。二、器官移植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。器官移植02器官移植面临的问题及希望思考·讨论【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。思考最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢？没有考虑免疫排斥问题。器官移植02器官移植面临的问题及希望思考·讨论【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。思考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？答：先进行配型是因为，受体和供体的组织相容性抗原(HLA)越一致，在进行移植时发生免疫排斥的可能性就越

，移植的器官就越

。如果配型不合适，发生排斥的可能性就

，就不适合移植。低容易存活大器官移植02器官移植面临的问题及希望思考·讨论【资料3】据世界卫生组织于2021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，2021年，我国实施器官移植手术突破1万例其中肝移植2 000多例、肾移植5 000多例，位居世界第2位，但2021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。【资料4】据媒体报道，2021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（相当于成人心脏尺寸的千分之一）；2021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。器官移植02器官移植面临的问题及希望思考·讨论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）思考利用由自体干细胞培养出的组织、器官进行移植，有何优点？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。器官移植02器官移植面临的问题及希望思考·讨论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）思考

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？答：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。3.

器官移植容易失败原因①组织相容性抗原②免疫排斥注：免疫排斥主要是细胞免疫起作用每个人的白细胞都能够识别HLA，区分自己和非己。正常情况下，白细胞不会攻击自身细胞。如果将异体的器官或组织移植过来，白细胞就能识别出HLA不同而发起攻击。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）。器官移植的关键：取决于供体与受体的HLA是否一致或相近。①供体与受体的主要HLA有一半以上相同。

事实上，除了同卵双胞胎，要想在世界上找到两个HLA完全一致的人几乎是不可能的。②受体在器官移植初期使用免疫抑制剂免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率，给需要进行器官移植的患者带来了希望。4.提高器官移植的成功率①免疫排斥反应②供体器官十分短缺5.器官移植存在的问题③利用基因工程技术生产没有免疫排斥的猪器官猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物。人体移植器官短缺寻求可代替的抑制器官猪的内脏与人相似在器官供体基因组导入某种调节因子抑制抗原决定基因的表达或除去抗原决定基因结合克隆技术培育出无免疫排斥的转基因克隆猪器官①利用自体干细胞培养相应的组织和器官自体干细胞一类具有自我更新、自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下，它可以分化成多种APSC多能细胞，是一类具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞。6.器官移植的希望②鼓励更多的人自愿捐献器官扩展：免疫豁免02

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。如眼角膜就属于免疫豁免部位，眼角膜移植不必考虑配型。睾丸也属于免疫豁免部位，这也是鸡睾丸移植能够成功的原因。（注：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。）免疫预防免疫诊断免疫治疗检测病原体、肿瘤标志物等免疫增强疗法、免疫抑制疗法疫苗三、免疫学在临床实践上的应用主动免疫（抗原）减毒疫苗：如伤寒菌苗、卡介苗灭活疫苗：如如乙脑疫苗、牛痘苗类毒素：如白喉、破伤风类毒素新型疫苗：如核酸疫苗被动免疫（抗体）抗毒素：如白喉抗毒素免疫球蛋白：如丙种球蛋白免疫学在临床实践上的应用1.免疫预防比较项目人工主动免疫人工被动免疫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，1~4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三、免疫学在临床中的应用检由于抗原抗体反应的高度特异性，免疫学技术和制剂在临床诊断上得到了广泛的应用，如检测病原体和肿瘤标志物。2.免疫诊断检测病原体检测肿瘤标志物由于抗原抗体反应的高度特异性，免疫学技术和制剂在临床诊断上得到了广泛的应用，如检测病原体和肿瘤标志物。1.免疫诊断胶体金法：准备三种抗体：抗体1：能够结合新冠病毒抗原，同时还携带了金原子胶体的抗体，俗称金标抗体（聚集时形成一条红线）；抗体2：能够结合新冠病毒抗原，但不携带金原子胶体；抗体3：能够结合抗体1的抗体，即抗-抗体。抗体1分布在试纸最前端的偶合物垫上，而且可以移动，抗体2固定在检测线（T线）部位，抗体3固定在质控线（C线）部位。当溶液滴到试纸上时，由于毛细现象，溶液会从左到右逐渐布满整个试纸。A、B、C谁是阳性患者？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2.免疫诊断—ABO血型的鉴定患病后的措施。即通过对人体输入抗体、胸腺素、细胞因子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。免疫治疗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免疫抑制疗法治疗一些自身免疫病治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等常用免疫抑制剂免疫重建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.免疫治疗Tc细胞PD-1PD-L1Tc细胞PD-1PD-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细胞发挥正常功能活化T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合，T细胞即可“认清”对方，不处罚免疫反应。肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃避免疫系统的追杀。免疫治疗器官移植·判断正误P7502(1)器官移植仅存在免疫排斥问题()(2)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()(3)免疫系统主要通过细胞免疫对移植的器官产生排异反应()×√器官移植面临免疫排斥、供体器官短缺等很多问题。×类风湿关节炎-自身免疫病-需要适当抑制自身的免疫反应。器官移植·落实思维方法P75023．进行器官移植手术常发生免疫排斥反应，下列相关分析不正确的是()A．发生免疫排斥是由于供者和受者细胞表面的HLA不同B．白细胞可识别“非己”的HLA发起攻击而引发免疫排