4.4免疫学的应用ppt课件-2023新人教版(2019）《高中生物》选择性必修第一册.pptx

1、第四章 免疫调节第第4 4节节 免疫学的应用免疫学的应用器官移植面临哪些问题？该如何解决这器官移植面临哪些问题？该如何解决这些问题？些问题？12疫苗的作用是什么？为什么它能够发挥疫苗的作用是什么？为什么它能够发挥这样的作用？这样的作用？问题探讨某同学在流感开始大规模流行前接种了流感疫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？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？为什么注射

2、的流感疫苗没起到预防作用呢？流感病毒流感病毒极易发生变异极易发生变异，该同学注射的流感，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。同一个类型的、所以没有起到预防作用。17001700年，英国皇家学会会员、著年，英国皇家学会会员、著名医生马丁名医生马丁 李斯特收到一封英李斯特收到一封英国商人从中国寄去的信，国商人从中国寄去的信，信中描信中描述了商人在中国看到的述了商人在中国看到的人痘接种人痘接种过程：过程：“打开打开天花患者天花患者的小脓包，的小脓包，用棉花吸沾一点脓液，并使之干用棉花吸沾一点脓液，并使之干燥燥

3、然后放入可能患天花人的然后放入可能患天花人的鼻子里。鼻子里。”被接种者会被接种者会轻度感染轻度感染天花，然后痊愈天花，然后痊愈。我国是世界上我国是世界上最早最早用用免疫免疫的方法预防传染病的国家的方法预防传染病的国家 在人类的历史上，传染病夺去了无在人类的历史上，传染病夺去了无数人的生命。而数人的生命。而免疫学免疫学正是在人类正是在人类与传染病斗争的过程中发展起来的。与传染病斗争的过程中发展起来的。人痘接种中的有效成分是人痘接种中的有效成分是减毒的天减毒的天花病毒花病毒，人痘接种后不再感染天花。，人痘接种后不再感染天花。法国科学家法国科学家巴斯德巴斯德有关疫苗的研制，有关疫苗的研制，开创了开创

4、了科学科学地进行地进行免疫接种免疫接种的新的新时期时期。巴斯德主要成就巴斯德主要成就巴氏消毒法、研制狂犬疫苗巴氏消毒法、研制狂犬疫苗等。等。巴斯德巴斯德 巴斯德将感染了巴斯德将感染了狂犬病狂犬病的兔的神经组织制成匀浆，每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，随着匀浆放置时间的延长，家兔发病的反应越来越弱：家兔发病的反应越来越弱：放置放置10141014天的匀浆失去使家兔患病的作用。这时，如果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、被注射了再给这些没有发病的、被注射

5、了“过期病兔神经组织匀过期病兔神经组织匀浆浆”的家兔注射的家兔注射新鲜病兔的神经组织匀浆新鲜病兔的神经组织匀浆，家兔也不会，家兔也不会发病了。发病了。18851885年，巴斯德将匀浆注射给一个年，巴斯德将匀浆注射给一个9 9岁的被疯狗咬伤岁的被疯狗咬伤的小男孩，连续注射十几天后，的小男孩，连续注射十几天后，小男孩活了下来。这位小男孩活了下来。这位小男孩就是世界上第一位小男孩就是世界上第一位狂犬病疫苗狂犬病疫苗的注射者。后来，巴的注射者。后来，巴斯德制成了狂犬病疫苗，即斯德制成了狂犬病疫苗，即过期病兔的神经组织匀浆过期病兔的神经组织匀浆。1.1.概念概念:2.2.机理：接种疫苗后，人体内可产生相

6、应的机理：接种疫苗后，人体内可产生相应的抗体及相应生物记忆细胞抗体及相应生物记忆细胞，从而对从而对特定特定传染病传染病 具有抵抗力。具有抵抗力。一疫苗疫苗疫苗通常是用疫苗通常是用灭活灭活的或的或减毒减毒的的病原体病原体制成的生物制品。制成的生物制品。u01疫苗u疫苗疫苗实例:a.天花疫苗：根除了天花；卡介苗b.（预防结核病）、脊髓灰质炎疫苗（即糖丸，预防脊髓灰质炎）麻疹疫苗（预防麻疹）c.人乳头瘤病毒（HPV）疫苗第一个预防癌症的疫苗（美国）（预防由HPV引起的几种子宫颈癌）d.我国研制的某个亚型的禽流感疫苗，是我国首个DNA疫苗，为新型基因工程疫苗；u01疫苗u疫苗疫苗种类:疫苗减毒活疫苗灭

7、活疫苗经过处理的丧失了致病能力，毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒新型疫苗RNA疫苗：是将编码抗原决定簇的mRNA导入细胞，翻译产生相应的蛋白质，进而引起机体产生免疫应答。DNA疫苗：以现代基因工程的方法，利用病毒DNA的一段无毒序列与载体连接制成。导入细胞后DNA先转录产生相应mRNA，再翻译产生相应的蛋白质，进而引起机体产生免疫应答。例如：新型乙肝疫苗、禽流感疫苗等。灭活疫苗又称死疫苗，将病原微生物加热或用化学试剂灭活后制作而成一、疫苗10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

8、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”核酸疫苗的肌肉注射4.疫苗的种类: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。优点缺点例子易保存、运输；毒力无法恢复，安全性高需要多次接种；只产生体液免疫，不产生细胞免疫接种一次，且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。毒力有可能恢复，安全性低；不易保存、运输狂犬病疫苗等卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、麻疹、牛痘疫苗等u01疫苗u疫苗疫苗疫苗引发免疫发应的特点:（2）具有_，免疫力能维持_的时间

9、。（1）具有_，接种一种疫苗一般只能预防由一种病原体引起的传染病特异性记忆性较长（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。（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。接种疫苗的意义：接种疫苗时遇到的问题接种疫苗时遇到的问题 1.1.某同学接种了流感疫苗某同学接种了流感疫苗,大夫提醒他说大夫提醒他说:“:“这一两天要留意这一两天要留意,可能会有轻微发烧可能会有轻微发烧或其他症状。或其他症状。”为什么接种疫苗可能会有轻微的反应为什么接种疫苗可能

10、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，接种的疫苗作为为外来抗原外来抗原可激发机体发生免疫反应，有些疫苗尤其是可激发机体发生免疫反应，有些疫苗尤其是减毒疫苗减毒疫苗引发引发的免疫反应相对强烈的免疫反应相对强烈思考思考.讨论讨论2.2.有人认为有人认为,接种多种疫苗很麻烦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。这应该设计一种用来预防多种疾病的疫苗。这种想法可行吗种想法可行吗?请谈谈你的理由。请谈谈你的理由。这种想法是这种想法是可行的可行的。因为免疫反应具有。因为免疫反应具有特异性特异性，不同疫苗可

11、以引发不同，不同疫苗可以引发不同的免疫过程，产生不同的记忆细胞。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，且不能理论上，制备联合疫苗时要保证其中含有不同的有效抗原成分，且不能相互干扰。临床应用中已有不少相互干扰。临床应用中已有不少联合疫苗联合疫苗，例如：百白破三联疫苗可以同时，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、风疹二联疫苗等。预防百日咳、白喉、破伤风；还有麻疹、风疹二联疫苗等。3 3.为什么注射疫苗一段时间后才会起作用为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，要经过疫苗作为抗原进入人体后，要经过抗原呈

12、递细胞抗原呈递细胞的的识别、处理、呈递识别、处理、呈递以以及及淋巴细胞淋巴细胞的的增殖、分化增殖、分化后才能产生抗体。因此，注射疫苗一段时间后，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。人体才具有免疫力。4 4.患免疫缺陷的儿童能否接种疫苗，尤其是减毒活疫苗？患免疫缺陷的儿童能否接种疫苗，尤其是减毒活疫苗？为什么？为什么？一般情况下，不建议接种疫苗，特别是减毒疫苗。因为此类儿童的免疫力一般情况下，不建议接种疫苗，特别是减毒疫苗。因为此类儿童的免疫力低，疫苗相当于抗原，有可能引起低，疫苗相当于抗原，有可能引起患病患病。思考：讨论思考：讨论疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？

13、思考：讨论思考：讨论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，可以利用病原体的某些成分（如蛋白质、多糖夹膜类）及其产物制备疫苗。随着免疫学、生物技术和分子生物学的发展，DNA疫苗也已经在临床中使用。疫苗多次注射的时间间隔不能太短，也不能太长，原因是？前一次产生的前一次产生的抗体水平较高抗体水平较高，与与后一次接种的后一次接种的疫苗疫苗发生免疫反应发生免疫反应，降低疫苗的作用效果。，降低疫苗的作用效果。时间间隔太短：时间间隔太长：前一次前一次产生的记忆细胞较少产生的记忆细胞较少，使得后一次接种，使得后一次接种的疫苗产生的免疫加强效果下

14、降。的疫苗产生的免疫加强效果下降。人感染狂犬病毒，若未及时防治，死亡率100%100%。卫生部在中国狂犬病防治现状中指出，近年中国年均24002400人以上死于狂犬病，仅次于印度，位居全球第二。如果不小心被狗狗咬了，我们应该怎么样做呢？如果不小心被狗狗咬了，我们应该这样做：用用肥皂水或清水肥皂水或清水彻底彻底清洗伤口至少清洗伤口至少15分钟分钟用用碘酒或酒精碘酒或酒精局部消毒局部消毒尽快注射抗狂犬病毒血清尽快注射抗狂犬病毒血清或用血清浸润咬伤部位或用血清浸润咬伤部位局部伤口不涂东西、不局部伤口不涂东西、不包扎，以利伤口排毒包扎，以利伤口排毒二、器官移植用正常的器官置换丧失功能的器官，以重建其生

15、理功能的技术。1.概念:2.技术支持：器官保存技术外科手术方法高效免疫抑制剂器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段。3.意义：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“非己”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：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。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）。每个人的白细胞能够识别HLA，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。减小免

16、疫排斥的措施：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。免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率。自体干细胞培养相应的组织、器官的移植。解决问题的希望主要包括以下两条途径：利用干细胞培养相应的组织、器官；更多的人自愿捐献器官。4.器官移植所面临的问题：（2）供体器官短缺问题:思考.讨论 讨论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。思考.讨论讨论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？在进行器官移植或骨髓移植时

17、，都要先进行配型，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，就不适合移植。思考.讨论 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。思考.讨论讨论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？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

18、适当的锻炼，提高自身免疫力。5.免疫豁免：机体某些特定部位（如机体某些特定部位（如眼角膜、睾丸、脑眼角膜、睾丸、脑等），其在解剖上与免疫等），其在解剖上与免疫细胞隔绝或在局部微环境中存在细胞隔绝或在局部微环境中存在抑制免疫应答抑制免疫应答的机制，从而一般在的机制，从而一般在移植后不发生免疫排斥反应。移植后不发生免疫排斥反应。眼角膜移植手术去除睾丸的公鸡一免疫预防二免疫诊断三免疫治疗疫苗检测病原体、肿瘤标志物等免疫增强疗法、免疫抑制疗法、三免疫学在临床实践上的应用免疫学在临床实践上的应用1、免疫预防：灭活疫苗：减毒疫苗：如伤寒菌苗、卡介苗如乙脑疫苗、牛痘苗如白喉、破伤风类毒素如亚单位疫苗、核酸疫

19、苗 类 毒 素：新型疫苗：人工主动免疫抗原免疫球蛋白：抗毒素：如白喉抗毒素人工被动免疫抗体如丙种球蛋白（2 2）种类）种类（1 1）概念：）概念：是指在是指在患病前患病前将各种人工制备的免疫制剂（菌苗、将各种人工制备的免疫制剂（菌苗、疫苗或血清等）接种到人体内，使人体产生抗体及记忆细胞，增疫苗或血清等）接种到人体内，使人体产生抗体及记忆细胞，增强人的免疫力，以达到预防传染病的目的。强人的免疫力，以达到预防传染病的目的。三免疫学在临床实践中的应用免疫诊断：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。检测病原体检测肿瘤标志物三免疫学在临床实

20、践中的应用3、免疫治疗：（2）种类：主要包括免疫增强疗法和免疫抑制疗法。主要包括免疫增强疗法和免疫抑制疗法。免疫增强疗法免疫增强疗法：对免疫功能低下者。对免疫功能低下者。免疫抑制疗法免疫抑制疗法：器官移植、自身免疫疾病：器官移植、自身免疫疾病，常使用免疫，常使用免疫抑制剂。抑制剂。免疫调节免疫调节：用物理、化学或生物学等手段调节免疫功能。：用物理、化学或生物学等手段调节免疫功能。免疫重建免疫重建：将正常个体的造血干细胞或淋巴细胞转移给：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。免疫缺陷个体，以恢复其免疫功能。（1）概念：患病后的措施。即通过对人体输入抗体、患病后的措

21、施。即通过对人体输入抗体、胸腺素、淋巴因子等某些药物或生物制剂等，调整病人胸腺素、淋巴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。的免疫功能，从而达到治疗疾病的目的。三免疫学在临床实践中的应用归纳：免疫预防与免疫治疗的区别项目免疫预防免疫治疗时间注射的物质目的病原体感染前的预防病原体感染后的治疗疫苗（经处理的抗原）抗体、细胞因子、血清等激发机体自身免疫反应，产生抗体和记忆细胞直接注射免疫活性物质，增强人体抵御病原体的能力免免疫疫学学应应用用免疫预防免疫预防免疫诊断免疫诊断免疫治疗免疫治疗 检测病原体、肿瘤标志物等检测病原体、肿瘤标志物等灭活疫苗灭活疫苗减毒疫苗减毒疫

22、苗类毒素类毒素新型疫苗新型疫苗免疫球蛋白免疫球蛋白抗毒素抗毒素注射抗体注射抗体人工主动免疫人工主动免疫注射抗原注射抗原人工被动免疫人工被动免疫根据根据抗原抗原和和抗体抗体反应的反应的高度特异性高度特异性，将免疫学技术和制剂用于临床诊断。，将免疫学技术和制剂用于临床诊断。患病后措施患病后措施三免疫学在临床实践上的应用免疫学在临床实践上的应用个体表现型A型B型O型AB型红细胞表面抗原类型A抗原B抗原无抗原A抗原、B抗原血清中抗体类型B抗体A抗体A抗体、B抗体无抗体A抗体 B抗体O型A型B型AB型人类ABOABO血型检测A抗体A抗体 B抗体 B抗体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

23、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、器官移植小结练习与应用一、概念检测被称为被称为“糖丸爷爷糖丸爷爷”的顾方舟的顾方舟“一生只做一件事情一生只做一件事情”，即研制，即研制“糖糖丸丸”脊髓灰质炎活疫苗，为我国消灭脊髓灰质炎脊髓灰质炎活疫苗，为我国消灭脊髓灰质炎(俗称小儿麻俗称小儿麻痹症痹症)作出了重要贡献，判断下列相关表述是否正确作出了重要贡献，判断下列相关表述是否正确(1)

24、(1)该该“糖丸糖丸”是用灭活的病毒制成的。是用灭活的病毒制成的。()(2)(2)该疫苗可以识别组织相容性抗原。该疫苗可以识别组织相容性抗原。()(3)(3)当接种该疫苗后，机体会产生一定的免疫反应。当接种该疫苗后，机体会产生一定的免疫反应。()练习与应用二、拓展应用1.1.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，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，家家兔发病的反应越来越弱：放置兔发病的反应越来越弱：放置10 1410 14天的匀浆

25、失去使家兔患病的作用。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。的家兔注射新鲜病兔的神经组织匀浆，家兔也不会发病了。18851885年，巴年，巴斯德将匀浆注射给一个斯德将匀浆注射给一个9 9岁的被疯狗咬伤的小男孩，连续注射十几天后，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。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

26、神经组织匀浆。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)(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？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？【答案】曾寄生于兔神经组织的狂犬病病毒。(2)(2)为什么要对小男孩连续注射十几天呢？为什么要对小男孩连续注射十几天呢？【答案】需要进行微量叠加。练习与应用(3)(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？有兴趣的同学的？有兴趣的同学,请查阅资料并与同学分享。请查阅资料并与同学分享。【答案】本质上它们并没有区别，但制作方法

27、是不一样的。通过查阅文献，学生应能知道。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。2.2.有人提议，应该开发一个有人提议，应该开发一个“器官保险器官保险”项目：参与者将承诺在自己死项目：参与者将承诺在自己死后捐献器官，作为回报，他们在需要移植时，可以优先得到器官。为了后捐献器官，作为回报，他们在需要移植时，可以优先得到器官。为了避免太多避免太多“高风险高风险”的人们申请这种保险，需要进行医学评估，只有器的人们申请这种保险，需要进行医学评估，只有器官需求风险正常的人才能买这种保险。你认为，这种策略与当前的自愿官需求风险正常的人才能买这种保险。你认为，这种策略与当前的自愿捐献器官策略比，哪个更好？理由是什么？你能想到其他更有效地提高捐献器官策略比，哪个更好？理由是什么？你能想到其他更有效地提高器官捐献数量的策略吗？器官捐献数量的策略吗？【提示】此题为开放性问题，主要检测学生利用已有知识论证自己观点的能力、提出建议能力，言之有理即可。