4.4 免疫学的应用-高二上学期生物人教版选择性必修1

第四章免疫调节4.4免疫学的应用

疫苗的作用是什么？为什么它能够发挥这样的作用？器官移植面临哪些问题？该如何解决这些问题？本节聚焦问题探讨

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？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。

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。

自2019年底被发现始，仅仅三个月的时间，新型冠状病毒(2019-nCoV/SARS-CoV-2)迅速蔓延并已肆虐全球，严重威胁到人类的身体健康与生命安全。2021年6月15日，据国家卫健委发布的数据显示,我国新冠疫苗接种突破9亿剂次，覆盖超过6亿人,疫苗接种剂次和覆盖人群数量,都居于全球首位。

接种疫苗是预防感染新型冠状病毒肺炎(COVID-19)最为有效的解决方案，是终结疫情最有力的科技武器。

一.疫苗

疫苗接种年(月)龄接种剂次接种途径乙肝疫苗出生时，1月，6月3肌肉注射卡介苗出生1皮内注射脊灰灭活疫苗2月龄1肌肉注射脊灰减毒活疫苗3月龄，4月龄，4岁3口服百白破疫苗3月龄，4月龄，5月龄，18月龄4肌肉注射白破疫苗6岁1肌肉注射麻风疫苗8月龄1皮下注射麻腮风疫苗18月龄1皮下注射乙脑减毒活疫苗8月龄，2岁2皮下注射或乙脑灭活疫苗8月龄2次，2岁，6岁4皮下注射A群流脑多糖疫苗6月龄，9月龄2皮下注射A+C群流脑多糖疫苗3岁，6岁2皮下注射甲肝减毒活疫苗18月龄1皮下注射或甲肝灭活疫苗18月龄，2岁2肌肉注射我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。狂犬疫苗的研制者种痘防天花

一.疫苗

减毒的天花病毒、轻度感染天花。从人痘接种到牛痘接种

一.疫苗

牛痘接种法：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。推测人痘接种中的有效成分是什么？为什么被接种者会自愈？为什么牛痘接种能够替代人痘接种？牛痘与人痘相似、而且更安全。人痘接种法：挑取天花脓疱及痂皮，将痘痂研磨成粉末给健康人鼻内接种，被接种者大部分可以自愈，死亡率约2%。天花病毒网络资料

一.疫苗

1、结合免疫机理回答：牛痘病毒和人的天花病毒是不同的病毒，为什么可以在人体内激发相同的免疫反应呢？牛痘病毒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细胞天花病毒记忆B细胞浆细胞抗体清除病原体靶细胞记忆T细胞细胞毒性T细胞裂解靶细胞暴露抗原免疫原性（能引起免疫应答的性能）相同1.概念：通常是用______的或_____的病原体制成的生物制品。2.机理：接种疫苗后，人体内可产生相应的_____，从而对_____的传染病具有抵抗力。3.传统疫苗种类：灭活减毒抗体特定

一.疫苗

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。用减毒或无毒力的活病原微生物制成的疫苗。优点缺点易保存、运输；毒力无法恢复；需要多次接种，不产生细胞免疫,免疫效果持久；即可产生体液免疫，也可产生细胞免疫毒力有可能恢复；不易保存、运输；

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。

一.疫苗

2、疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？3、理论上，如何制备乙肝疫苗？

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。基因工程制备乙肝疫苗酵母菌乙肝病毒表面抗原基因基因表达

一.疫苗

DNA疫苗：以现代基因工程的手段，由病毒DNA的一段无毒序列制成。安全性好，但需多次强化。例如，新型乙肝疫苗、某个亚型的禽流感疫苗等。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。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3代三代疫苗技术新冠疫苗5条技术路线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（环状DNA）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①②③④⑤5条第一代疫苗：①第二代疫苗：③第三代疫苗：②④⑤（1）我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。（2）法国科学家巴斯德开创了科学地进行免疫接种的新时期。（3）2006年,世界上第一个预防癌症的疫苗—人乳头瘤病毒(HPV)疫苗获得美国的批准。（4）2018年5月,我国首个人和动物的DNA疫苗获得新兽药证书,用于预防某个亚型的禽流感，这是新型的基因工程疫苗。5、意义：

现代医学最伟大的成就之一，人类对抗传染病的有效武器。目前已拓展到非传染病领域。

一.疫苗

4、疫苗的发展发热卡疤思考·讨论1、为什么接种疫苗可能会有轻微的反应？

一.疫苗

2、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?

有些接种疫苗之后，机体会产生特异性免疫，可能会出现轻微发热或其他症状。

可行。将不同抗原联合制成一种疫苗，可预防相应的多种疾病。如：四联疫苗可预防百日咳、白喉、破伤风及由b型流感嗜血杆菌引起的脑膜炎、肺炎、心包炎等。思考·讨论3、国药集团中国生物在临床试验阶段探索了不同接种程序、不同接种剂量的方案，结果显示，两次接种间隔3周和4周的效果最好，为什么两次接种间隔时间不能太长也不能太短？

一.疫苗

①时间间隔太短：前一次产生的抗体水平较高，将后一次接种的疫苗中和，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。思考·讨论4、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.疫苗

不同类型的免疫缺陷病患者，对是否接种疫苗、可以接种哪种疫苗的要求，是有区别的。但一般情况下，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。复习与提高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？Rh+Rh+相容Rh-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。复习与提高科学家最近研制出了一种新型H7N9的疫苗，探究该疫苗是否有效呢？材料用具：生长发育状况相似的未感染病原体的健康小鼠若干只、H7N9的疫苗、活H7N9病毒、注射器若出现什么结果，则说明疫苗无效若出现什么结果，则说明疫苗有效实验步骤：预期结果实验思路：①分组编号；②处理自变量；③观察因变量三周后A组B组注射H7N9疫苗注射等量活H7N9病毒注射等量生理盐水死亡死亡则疫苗无效正常死亡则疫苗有效1、为什么要用未感染过病原体的小鼠？2、注射疫苗后的第二天就注射活病毒，可能会出现什么结果？1、概念：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。2、意义：器官移植已成为治疗多种重要疾病的有效手段。但依旧面临很多问题，其解决涉及免疫学的应用。同济大学团队首次在临床试验中利用自体肺部干细胞移植技术成功再生了患者的损伤肺部组织。

二、器官移植

P83-84器官移植所面临的问题及希望

可能主要是没有考虑免疫排斥问题。

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·讨论

二、器官移植

1.最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢？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？同种异型抗原的直接识别及其效应(1).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（HLA），标明细胞身份的标签物质。(2).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。MHC——主要组织相容性复合体HLA

——人类白细胞抗原

二、器官移植

3、器官移植的原理:

如果将别人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。——免疫排斥

这样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。

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。

二、器官移植

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？器官移植所面临的问题及希望思考·讨论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？供体器官十分短缺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2

000多例。2015年中国有2

766人在生命终结之时，捐献出了自己的器官。

二、器官移植

4、器官移植中的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？病情紧急程度和供受者匹配程度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。

二、器官移植

1、免疫预防：

患病前的措施。即根据特异性免疫原理，采用人工方法将抗原或抗体制成各种制剂，接种到人体内，使人体产生对特定传染病的抵抗能力，达到预防某些疾病的目的。人工主动免疫人工被动免疫（抗原）（抗体）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：如亚单位疫苗、核酸疫苗抗毒素：如白喉抗毒素免疫球蛋白：如丙种球蛋白

三、免疫学在临床实践中的应用

2、免疫诊断：

诊断措施。即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。如检测病原体和肿瘤标志物。

三、免疫学在临床实践中的应用

凝集反应如ABO血型的鉴定、菌种鉴定沉淀反应如可溶性抗原与抗体结合，形成沉淀标记技术如免疫荧光法酶标抗体固相载体待测抗原+包被显色底物了解：如何通过免疫学方法来测定血型？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抗原血清中抗体类型抗B抗体抗A抗体即有A抗体、又有B抗体无A抗体、无B抗体抗A抗原的抗体抗B抗原的抗体样品：自身指血材料：无菌采血针、载玻片、碘酒棉球等结果分析：O型A型B型AB型3、免疫治疗：

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。已成为与传统的手术、化学疗法、放射疗法并列的重要治疗方法。（1）免疫增强疗法：对免疫功能低下者。（2）免疫抑制疗法：如治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等，常使用免疫抑制剂。（3）免疫调节：用物理、化学或生物学等手段调节免疫功能。（4）免疫重建：将正常个体