1、2022年高考生物一轮复习重难点精讲课件-疫苗的种类与区别【教学过程】Teaching Process1.概念图3.教学总结、综合2.课堂教 学内容4.课堂练习巩固典型习题规律总结疫苗种类与区别新冠疫苗5条技术路线：Vero细胞中培养新冠病毒灭活病毒注射S蛋白基因(DNA)质粒重组质粒导入CHO细胞S蛋白注射提纯注射5型腺病毒注射S蛋白的mRNA脂质体mRNA疫苗注射第一代疫苗：；第二代疫苗：；第三代疫苗：高考热点：高考热点：免疫调节中的各种类型的疫苗有免疫调节中的各种类型的疫苗有什么区别？区别？历年的高考中，对免疫调节的考查都是重中之重！历年的高考中，对免疫调节的考查都是重中之重！疫苗成功的
2、关键，是能阻止病毒感染宿主细胞。疫苗成功的关键，是能阻止病毒感染宿主细胞。疫苗作为当下的社会热点话题，势必会成为疫苗作为当下的社会热点话题，势必会成为2021高考的热门！高考的热门！从原理上讲，新冠病毒从原理上讲，新冠病毒的入侵机制已经明确：的入侵机制已经明确：病毒就是靠它表面的病毒就是靠它表面的S蛋蛋白与人体细胞表面的血白与人体细胞表面的血管紧张素转换酶管紧张素转换酶2（ACE2）受体结合，才）受体结合，才能吸附到细胞上并侵入能吸附到细胞上并侵入细胞。细胞。而人体对而人体对S蛋白发生免疫蛋白发生免疫反应产生的抗体，可以反应产生的抗体，可以与与S蛋白结合，使病毒失蛋白结合，使病毒失去吸附人体细
3、胞的能力，去吸附人体细胞的能力，就能阻止感染。就能阻止感染。（来源：自然杂志）（来源：自然杂志）虽然机制很明确，但如果没有拿到实锤的虽然机制很明确，但如果没有拿到实锤的S蛋白免疫保护率蛋白免疫保护率证据，谁也不敢打包票。证据，谁也不敢打包票。在这种情况下，我国年初制定了在这种情况下，我国年初制定了5条技术路线研制新冠疫苗：条技术路线研制新冠疫苗：其中其中1条是传统灭活疫苗路线条是传统灭活疫苗路线，包括了病毒的所有类型蛋白，包括了病毒的所有类型蛋白成分；另外成分；另外4条基于条基于S蛋白进行设计蛋白进行设计（重组蛋白疫苗、流感（重组蛋白疫苗、流感病毒载体疫苗、腺病毒载体疫苗、核酸疫苗）病毒载体疫
4、苗、腺病毒载体疫苗、核酸疫苗）。安全性高，技术成熟，仅激发体液免疫，生产受场地安全性高，技术成熟，仅激发体液免疫，生产受场地限制。灭活疫苗主要有效成分为灭活的病毒颗粒，包限制。灭活疫苗主要有效成分为灭活的病毒颗粒，包含所有的病毒结构组分，接近或等于天然病毒颗粒，含所有的病毒结构组分，接近或等于天然病毒颗粒，是最易于研制的疫苗种类。是最易于研制的疫苗种类。1、灭活疫苗灭活疫苗（来源：自然杂志）（来源：自然杂志）灭活疫苗是一种传统疫苗技术，有灭活疫苗是一种传统疫苗技术，有120年以上的使用历史（第一个年以上的使用历史（第一个是伤寒灭活疫苗，是伤寒灭活疫苗，1896年开始使用），其安全性和有效性得到
5、了充年开始使用），其安全性和有效性得到了充分的验证。目前，儿童常用的灭活疫苗有脊灰灭活疫苗、甲肝灭活分的验证。目前，儿童常用的灭活疫苗有脊灰灭活疫苗、甲肝灭活疫苗、手足口疫苗，全人群常用的疫苗有狂犬病疫苗（孕妇都可以疫苗、手足口疫苗，全人群常用的疫苗有狂犬病疫苗（孕妇都可以接种）。接种）。但灭活疫苗也有但灭活疫苗也有缺点：缺点：一是，不能模拟病毒的感染过程，对免疫系统的刺激比较弱，通常一是，不能模拟病毒的感染过程，对免疫系统的刺激比较弱，通常只产生以抗体为主的体液免疫；只产生以抗体为主的体液免疫；二是，需要先培养活病原体，再灭活做成疫苗，对生产车间的生物二是，需要先培养活病原体，再灭活做成疫苗
6、，对生产车间的生物安全等级要求高，产量也受到一定的限制。安全等级要求高，产量也受到一定的限制。就新冠病毒来说，它含有就新冠病毒来说，它含有4种结构蛋白（种结构蛋白（S、E、M、N蛋白）以及更多其他蛋白。蛋白）以及更多其他蛋白。如果确认如果确认S蛋白才是形成免疫关键成分，蛋白才是形成免疫关键成分，而灭活疫苗还含有其他组分蛋白，就相当而灭活疫苗还含有其他组分蛋白，就相当于同等疫苗剂量下，灭活疫苗的于同等疫苗剂量下，灭活疫苗的S蛋白比蛋白比例低于其他类型疫苗，有效成分降低，可例低于其他类型疫苗，有效成分降低，可能不利于产生足够强度的免疫反应。能不利于产生足够强度的免疫反应。这样一来，在病毒培养和疫苗
7、制备过程中，这样一来，在病毒培养和疫苗制备过程中，可能易残留宿主蛋白或其他杂质成分，除可能易残留宿主蛋白或其他杂质成分，除了可能影响免疫效果外，同时增加了不良了可能影响免疫效果外，同时增加了不良反应的可能性。反应的可能性。2、重组蛋白疫苗、重组蛋白疫苗效果和安全性高，产能较高。效果和安全性高，产能较高。重组蛋白疫苗的技术相对成熟，目前已经有了很多产品走向市场。重组蛋白疫苗的技术相对成熟，目前已经有了很多产品走向市场。这种疫苗的本质是将有效的抗原成分经过基因工程改造，在其他细这种疫苗的本质是将有效的抗原成分经过基因工程改造，在其他细胞内完成蛋白表达，然后分离目标蛋白、添加保护剂等，最终封装胞内完
8、成蛋白表达，然后分离目标蛋白、添加保护剂等，最终封装为市面上出售的疫苗。为市面上出售的疫苗。（来源：自然杂志）（来源：自然杂志）乙肝疫苗是重组蛋白疫苗的鼻祖，已经有乙肝疫苗是重组蛋白疫苗的鼻祖，已经有30年的应用历史，此外还年的应用历史，此外还有戊肝疫苗、宫颈癌疫苗和带状疱疹疫苗。有戊肝疫苗、宫颈癌疫苗和带状疱疹疫苗。重组蛋白疫苗目标非常精确，就是病原体的关键蛋白成分，所以它重组蛋白疫苗目标非常精确，就是病原体的关键蛋白成分，所以它的效果和安全性很可能优于灭活疫苗。其生产过程也不会产生活病的效果和安全性很可能优于灭活疫苗。其生产过程也不会产生活病原体，对生物安全的要求低，培养细胞来生产病原体蛋
9、白的效率很原体，对生物安全的要求低，培养细胞来生产病原体蛋白的效率很高，所以产能也高于灭活疫苗。高，所以产能也高于灭活疫苗。当然，重组疫苗也有当然，重组疫苗也有缺点缺点由于表达宿主的限制，复制出的蛋白由于表达宿主的限制，复制出的蛋白与天然蛋白常常不同，可能影响免疫原性。后期需要进行纯化分离与天然蛋白常常不同，可能影响免疫原性。后期需要进行纯化分离与封装，也面临杂质的影响问题。与封装，也面临杂质的影响问题。3、病毒载体疫苗和核酸疫苗、病毒载体疫苗和核酸疫苗产能最高，但不良反应明显更多，安全性有待观察。这两种产能最高，但不良反应明显更多，安全性有待观察。这两种技术都是把编码病毒技术都是把编码病毒S
10、蛋白的基因转到人体细胞中，让人体蛋白的基因转到人体细胞中，让人体细胞自己来生产细胞自己来生产S蛋白。蛋白。前者通过无害病毒（比如腺病毒）作为载体，把前者通过无害病毒（比如腺病毒）作为载体，把S蛋白基因蛋白基因转入人体；后者是直接把转入人体；后者是直接把S蛋白基因转入人体细胞。蛋白基因转入人体细胞。（非复制型病毒载体疫苗，也是腺病毒载体疫苗的主要研究类型。来源：（非复制型病毒载体疫苗，也是腺病毒载体疫苗的主要研究类型。来源：自然杂志）自然杂志）所以，这两种技术路线的疫苗，其实质已经不是疫苗，而是所以，这两种技术路线的疫苗，其实质已经不是疫苗，而是“疫苗蓝图疫苗蓝图/图纸图纸”。把把“疫苗图纸疫苗
11、图纸”送入人体，人体就能依照送入人体，人体就能依照“图纸图纸”生产出疫生产出疫苗来，确实非常神奇。苗来，确实非常神奇。（俄罗斯新冠疫苗的腺病毒双载体技术（俄罗斯新冠疫苗的腺病毒双载体技术 来源：来源：Sputnik V官网）官网）腺病毒载体腺病毒载体 1 AD26身体合成身体合成S蛋白，作为回蛋白，作为回应，免疫系统开始工作应，免疫系统开始工作基于另一种人体未知的腺基于另一种人体未知的腺病毒载体的疫苗，刺激人病毒载体的疫苗，刺激人体的免疫反应，提供长期体的免疫反应，提供长期免疫力免疫力21天后进行第二次接种天后进行第二次接种带有冠状病毒编码的带有冠状病毒编码的S蛋白蛋白基因载体可穿透细胞基因载
12、体可穿透细胞细胞细胞第一次接种第一次接种第二次接种第二次接种AD26-5S-蛋白编码基因蛋白编码基因抗体抗体抗体抗体SARD-COV-2S-蛋白由蛋白由“刺刺”组成组成创建载体创建载体每个载体中嵌入了一个每个载体中嵌入了一个编码编码SARD-COV-2病毒病毒穗的穗的S-蛋白的基因。穗蛋白的基因。穗形成一个形成一个“皇冠皇冠”。病毒。病毒因此得名。因此得名。SARS-COV-2病毒以其尖刺穿病毒以其尖刺穿透细胞透细胞S-蛋白编码基蛋白编码基因因核酸疫苗分为核酸疫苗分为mRNA疫苗和疫苗和DNA疫苗，疫苗，mRNA会在人体中降解，安会在人体中降解，安全性不用担心。全性不用担心。（来源：自然杂志）
13、（来源：自然杂志）DNA疫苗则有可能整合到人体基因里，其安全性还有待观察，所疫苗则有可能整合到人体基因里，其安全性还有待观察，所以进展缓慢。蓝图以进展缓慢。蓝图/图纸很容易得到，且可以批量复制，所以这两图纸很容易得到，且可以批量复制，所以这两类疫苗在研发效率和生产效率上有可能碾压其他技术疫苗，这是这类疫苗在研发效率和生产效率上有可能碾压其他技术疫苗，这是这两种技术最明显的优势，特别是两种技术最明显的优势，特别是mRNA疫苗。在应用于新冠疫苗前，疫苗。在应用于新冠疫苗前，mRNA疫苗只在不到疫苗只在不到2000人身上试验过人身上试验过21，更没有上市过，所以其，更没有上市过，所以其安全性和有效性
14、还有待观察。安全性和有效性还有待观察。从新冠从新冠mRNA疫苗来看，有效性已经得到了公认，但安全性方面，疫苗来看，有效性已经得到了公认，但安全性方面，其常见的不良反应率明显高于灭活疫苗。一般认为，其常见的不良反应率明显高于灭活疫苗。一般认为，mRNA疫苗可疫苗可以刺激人体的抗体免疫和细胞免疫。以刺激人体的抗体免疫和细胞免疫。（来源：耶鲁大学免疫学家（来源：耶鲁大学免疫学家AKIKO IWASAKI制作）制作）在刺激细胞免疫的过程中，人体会有明显的不适。细胞免疫也比较在刺激细胞免疫的过程中，人体会有明显的不适。细胞免疫也比较复杂，如果过度则可能影响抗体免疫的效果，甚至导致自身免疫性复杂，如果过度
15、则可能影响抗体免疫的效果，甚至导致自身免疫性疾病（比如面瘫和吉兰巴雷综合征）。疾病（比如面瘫和吉兰巴雷综合征）。因此，因此，mRNA疫苗需要在细胞免疫方面控制好分寸，过犹疫苗需要在细胞免疫方面控制好分寸，过犹不及。不及。细胞免疫细胞免疫就像警察，主要作用是就像警察，主要作用是“发现犯罪现场发现犯罪现场”，清除被病毒感染的细胞，以及更长久地维持免疫力；清除被病毒感染的细胞，以及更长久地维持免疫力；抗体免疫抗体免疫则像警车，能将病毒控制起来，让病毒失去感染则像警车，能将病毒控制起来，让病毒失去感染细胞的能力。如果产生的抗体足够多，病毒就不能感染新细胞的能力。如果产生的抗体足够多，病毒就不能感染新的
16、细胞，已经感染的细胞也会死去，的细胞，已经感染的细胞也会死去，所以单纯的抗体免疫也能保护机体；增加了细胞免疫后，所以单纯的抗体免疫也能保护机体；增加了细胞免疫后，会更有效地清除体内被感染的细胞，更好地清除病毒、恢会更有效地清除体内被感染的细胞，更好地清除病毒、恢复健康。复健康。例例1.近年来在疫苗家族中增加了第三代疫苗近年来在疫苗家族中增加了第三代疫苗-DNA疫苗，它疫苗，它们是由病原微生物中的一段表达抗原的基因制成，这段基们是由病原微生物中的一段表达抗原的基因制成，这段基因编码的产物仅仅引起机体的免疫反应以下关于因编码的产物仅仅引起机体的免疫反应以下关于DNA疫疫苗的叙述正确的是（）苗的叙述
17、正确的是（）A.能引起特异性免疫反应是因为能引起特异性免疫反应是因为DNA疫苗具有抗原决定簇疫苗具有抗原决定簇B.DNA疫苗引起免疫反应前必须经过转录和翻译的过程疫苗引起免疫反应前必须经过转录和翻译的过程C.DNA疫苗导入人体后效应疫苗导入人体后效应B细胞分化为记忆细胞细胞分化为记忆细胞D.接种后若感染此病原微生物则体内记忆细胞会产生大量接种后若感染此病原微生物则体内记忆细胞会产生大量抗体抗体B例2.人类经过几十年的努力将疫苗发展了三代，如图是三代疫苗的人类经过几十年的努力将疫苗发展了三代，如图是三代疫苗的制作原理示意图。下列相关叙述正确的是（制作原理示意图。下列相关叙述正确的是（）A.制作疫
18、苗制作疫苗I时灭活或减毒处理的关键是保留病菌或病毒的侵染力时灭活或减毒处理的关键是保留病菌或病毒的侵染力B.在上图过程中，需要限制酶处理的过程有在上图过程中，需要限制酶处理的过程有C.在图中在图中制作疫苗制作疫苗II的过程中，直接合成抗原的细胞是大肠杆菌的过程中，直接合成抗原的细胞是大肠杆菌D.肌肉注射的疫苗肌肉注射的疫苗III（DNA疫苗）需要进入人体浆细胞才能发挥疫苗）需要进入人体浆细胞才能发挥作用作用C例3.人感染乳头瘤病毒（HPV）可诱发宫颈癌等恶性肿瘤。研究结构为评估某种HPV疫苗的效果，在志愿者中进行接种。一段时间后，统计宫颈癌出现癌前病变（癌变前病理变化,可发展为恶性肿瘤）的人数
19、，结果见表。（1）为制备该疫苗，将HPV外壳蛋白L1基因与_连接，导入受体细胞。受体细胞将目的基因转录，再以_为原料翻译出L1蛋白。这样就获得疫苗有效成分。载体氨基酸 组别接种物总人数 癌前病变人数A(接种前未检出HPV DNA)A1对照剂786383A2疫苗7848B(接种前检出HPV DNA)B1对照剂1125126B2疫苗1121125（2）人体接种该疫苗后，_作为抗原刺激极体产生特异性抗体。一旦HPV侵入机体，_会迅速增殖分化，产生大量抗体。这些抗体与游离的HPV结合，阻止HPV_。故A2组出现癌前病变比例明显低于对照组。L1蛋白吸附宿主细胞记忆B细胞 组别接种物总人数 癌前病变人数A(接种前未检出HPV DNA)A1对照剂786383A2疫苗78484B(接种前检出HPV DNA)B1对照剂1125126B2疫苗1121125（3）B1组人群中出现癌前病变比例显著高于_组，据此推测HPV是诱发癌前病变的因素之一。A1（4）B2组与B1组人群出现癌前病变比例没有明显差异，原因可能是该疫苗未能明显诱导_清除体内HPV.（5）综上所述，该疫苗可用于宫颈癌的_。细胞免疫预防组别接种物总人数 癌前病变人数A(接种前未检出HPV DNA)A1对照剂786383A2疫苗78484B(接种前检出HPV DNA)B1对照剂1125126B2疫苗1121125
