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第4章 免疫调节
第4节 免疫学的应用
学习目标
第 4 章 免疫调节
1.疫苗:
①概念;②种类;③实例;④种类;⑤特点⑥意义
拓展:目前已知的新冠病毒疫苗的种类
2.器官移植:
①概念;②技术支持;③意义;④器官移植所面临的问题
3.免疫学在临床实践上的应用:
①免疫预防;②免疫诊断;③免疫治疗
问题探讨
讨论
为什么注射的流感疫苗没起到预防作用呢？
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，他患流感了；而他听说接种过一次麻疹疫苗，终生就不会得麻疹了。他对此很困惑：这到底是什么原因呢？
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。
疫苗(①概念;②种类;③实例)
1.概念
疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。
2.种类
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），从而对特定的传染病具有抵抗力
3.实例
①天花疫苗:根除天花
②卡介苗(预防肺结核)/麻疹疫苗(预防麻疹)/
脊髓灰质炎疫苗(即糖丸,预防脊髓灰质)
③人乳头瘤病毒(HPV)(预防子宫颈癌,第一个预防癌症的疫苗（美国）
④我国研制的某个亚型的禽流感疫苗(我国首个DNA疫苗)
疫苗④种类
疫苗技术的发展——三代疫苗技术
第一代疫苗
第二代疫苗
“打”蛋白
第三代疫苗
“打”核酸
“打”病原体
4.种类
第一代疫苗：
减毒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
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
制备简单，保存时间长且相对较安全，接种量大，需要多次接种。
如狂犬疫苗、乙肝疫苗、脊灰灭活疫苗、乙脑灭活疫苗、百白破疫苗等
指的是灭活疫苗和减毒活疫苗
疫苗④种类
4.种类
一般接种一次，且接种量少，免疫时间长，效果好。
如卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗等。
疫苗④种类
第二代疫苗：
第三代疫苗：
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。
(又称新型疫苗)是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗
现代疫苗的定义：通过人工减毒、灭活、裂解、基因重组、提纯等方法针对疾病的病原微生物或其蛋白质、多糖或核酸制成的一类可以诱导机体产生相应保护性的免疫物质。
4.种类
我国疫苗分为Ⅰ类和Ⅱ类。Ⅰ类是免费的国家免疫规划疫苗，每个人都需要接种，Ⅱ类疫苗公民自费，自愿接种。
疫苗④种类
4.种类
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。
DNA疫苗：是指将含有编码某种抗原蛋白的外源基因与质粒重组后直接导入动物细胞内，并通过宿主细胞的转录、翻译系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。
疫苗
减毒活疫苗
灭活疫苗
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，生产相应的蛋白质，进而引起机体产生免疫应答。
DNA疫苗：指将编码某种蛋白质抗原的重组真核表达载体(如质粒)直接注射到动物体内，使外源基因在活体内表达，产生的抗原(外源基因表达的蛋白质)激活机体的免疫系统，从而诱发强而持久的体液免疫和细胞免疫应答。
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
疫苗④种类
拓展:目前新冠病毒疫苗的种类
1.灭活病毒
灭活疫苗是最传统的经典技术路线：即在体外培养新冠病毒，然后将其灭活，使之没有毒性，但这些病毒的“尸体”仍能刺激人体产生抗体，使免疫细胞记住病毒的模样。
灭活疫苗的优点是制备方法简单快速，安全性比较高，它是应对急性疾病传播通常采用的手段。
灭活疫苗很常见，我国常用的乙肝疫苗、脊灰灭活疫苗、乙脑灭活疫苗、百白破疫苗等都是灭活疫苗。
北京生物、兰州生物、成都生物、科兴生物 （2针）
拓展:目前新冠病毒疫苗的种类
2、腺病毒载体疫苗
腺病毒载体疫苗:用经过改造后无害的腺病毒作为载体，装入新冠病毒的S蛋白基因，制成腺病毒载体疫苗，刺激人体产生抗体。
S蛋白是新冠病毒入侵人体细胞的关键“钥匙”，无害的腺病毒戴上S蛋白的“帽子”，假装自己很“凶”，让人体产生免疫记忆。
腺病毒载体疫苗的优点是：安全、高效、引发的不良反应少。
这种疫苗也有缺点，重组病毒载体疫苗研发需要考虑如何克服“预存免疫”。以进入临床试验的重组新冠疫苗为例，该疫苗以5型腺病毒作载体，但绝大多数人成长过程中曾感染过5型腺病毒，体内可能存在能中和腺病毒载体的抗体，从而可能攻击载体、降低疫苗效果。也就是说，疫苗的安全性高，但有效性可能不足。
康希诺生物（一针）
拓展:目前新冠病毒疫苗的种类
3、核酸疫苗
核酸疫苗包括mRNA疫苗和DNA疫苗，是将编码S蛋白的基因，mRNA或者DNA直接注入人体，利用人体细胞在人体内合成S蛋白，刺激人体产生抗体。通俗的说，相当于把一份记录详细的病毒档案交给人体的免疫系统。
核酸疫苗的优点是：研制时不需要合成蛋白质或病毒，流程简单，安全性相对比较高。
缺点是：无成功先例，多数国家无法大规模生产，可能因价格较贵而难以普及到低收入国家。
4、减毒流感病毒载体疫苗
减毒流感病毒载体疫苗是用已批准上市的减毒流感病毒疫苗作为载体，携带新冠病毒的S蛋白，共同刺激人体产生针对两种病毒的抗体。简单地说，这种疫苗就是低毒性流感病毒戴上新冠病毒S蛋白“帽子”后形成的融合病毒，可以一石二鸟，既能防流感又能防新冠。在新冠肺炎与流感流行重叠时，其临床意义非常大。由于减毒流感病毒容易感染鼻腔，所以这种疫苗仅通过滴鼻的方式就可以完成疫苗接种。
减毒流感病毒载体疫苗的优点是：一苗防两病，接种次数少，接种方式简单。
病毒减毒活疫苗是非常重要的一类疫苗，我们平时常见的减毒活疫苗有：乙型脑炎减毒活疫苗、甲型肝炎减毒活疫苗、麻疹减毒活疫苗等。
但减毒活疫苗的缺点是：研发过程漫长。（综合央视、经济日报）
疫苗⑤特点⑥意义
特点1：具有 ：
特点2：具有 ：
特异性
记忆性
一种疫苗一般只能预防由一种病原体引起的传染病
免疫力能维持较长的时间
5.作用原理和作用特点
6.接种疫苗的意义
（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。
治疗性疫苗是指在已经感染病原体的机体中，通过诱导特异性免疫，达到治疗或防止疾病恶化的目的的疫苗。
为什么很多疫苗通常采取肌肉注射？
1.肌肉里有引发免疫反应所必需的细胞—抗原递呈细胞。疫苗注射到肌肉后，它会高效地摄取、加工处理和递呈抗原（疫苗），并将其转移至免疫系统的大型集合点—淋巴结，然后产生抗体和记忆细胞。
2.血液中存在需要进行非特异性免疫的吞噬细胞，疫苗在被B淋巴细胞识别并产生抗体前，就会先被这些细胞少量清除。这样一来，疫苗产生的免疫效果就会大大降低，疫苗的效用价值也会极大受损。
3.大多数疫苗都是由抗原和佐剂(辅助成分)组成的。佐剂往往具有一定的副作用，而大部分佐剂在肌肉注射时副作用远小于静脉注射。
思考讨论:接种疫苗时遇到的问题
疫苗
1.为什么接种疫苗可能会有轻微的反应？
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。
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
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:接种疫苗时遇到的问题
3.疫苗必须包含一个完整的病原体吗？
不必包含完整的病原体。一般情况下引起免疫反应的是病原体所含有的抗原。
4.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？
一般情况下，不建议接种疫苗，特别是减毒疫苗，因为儿童的免疫力低，
疫苗相当于抗原，有可能引起强烈的免疫反应。
5.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，人体才具有免疫力。
疫苗
思考讨论:接种疫苗时遇到的问题
疫苗
6.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？
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。
课堂检测
1.接种疫苗是预防传染病最有效、最经济的方式。有些疫苗需两次接种，初次接种产生免疫后，按规定时间间隔再次接种。若提前进行再次接种，则会减弱二次免疫效果，下列解释合理的是（ ）
A.提前接种导致初次免疫产生的记忆细胞凋亡数目少
B.提前接种导致初次免疫产生的浆细胞分泌抗体少
C.疫苗会与初次免疫后存留的抗体结合被迅速清除
D.疫苗会与初次免疫产生的效应T细胞结合被裂解
C
课堂检测
2.疫苗是人们设计的，以促进对机体有利的免疫反应，从而维护人体健康。按计划接种疫苗是预防传染病的重要措施。下列有关叙述，错误的是（ ）
A.疫苗作为抗原能诱导B细胞增殖分化并产生记忆细胞
B.初次免疫接种疫苗后若提前二次接种疫苗可以增强免疫效果
C.相比注射抗体血清，接种疫苗可获得更长时间的免疫力
D.疫苗的预防效果与其产生的抗体浓度、记忆细胞数量等有关
B
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.技术支持
器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段。
器官保存技术
外科手术方法
免疫抑制剂
3.意义
4.器官移植所面临的问题
a.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简称HLA。
（1）免疫排斥
解决方法：免疫抑制剂的应用，自体干细胞培养相应的组织、器官的移植；
器官移植①概念;②技术支持;③意义;④器官移植所面临的问题
1.概念
b.每个人的白细胞能够识别HLA，区分自己和非己。
c.正常情况下，白细胞不攻击自身细胞。
d.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。
（2）供体器官短缺
①利用自体干细胞(iPSC)培养相应的组织、器官；
（既解决免疫排斥问题，又解决供体器官短缺问题）
②更多的人自愿捐献器官。
（解决供体器官短缺问题）
器官移植
器官移植的关键：
供者与受者的HLA是否一致或相近
事实上，除了 ，要在世界上找到HLA完全一致的人几乎是不可能的。
同卵双胞胎
①研究表明，HLA的相似度达到50%以上就可以进行器官移植。
②在进行器官移植时，运用免疫抑制剂可以提高成活率。
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？
免疫抑制剂药物与预防感染之间寻求平衡。
4.器官移植所面临的问题
器官移植
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1.最初进行的器官移植，为什么总是不成功呢？
可能是没有考虑免疫排斥问题。
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？
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。
器官移植
资料3 据媒体报道，2015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（相当于成人心脏的千分之一）；2017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。
思考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。
免疫学在临床实践上的应用①免疫预防
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。
主动免疫
1
被动免疫
2
（抗原）
（抗体）
疫苗
类毒素：如白喉、破伤风类毒素
抗毒素：如白喉抗毒素
免疫球蛋白：如丙种球蛋白
2.免疫诊断
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。
③凝集反应
①沉淀反应
②标记技术
如可溶性抗原与抗体结合，形成沉淀
如免疫荧光法
如ABO血型的鉴定、菌种鉴定
输血以输同型血为原则。例如：正常情况下A型人输A型血，B型血的人输B型血。
紧急情况下，AB血型的人可以接受任何血型，O型血可以输给任何血型的人。
免疫学在临床实践上的应用②免疫诊断
免疫学在临床实践上的应用③免疫缺陷
3.免疫治疗
通过对人体输入抗体、胸腺激素、细胞因子、免疫抑制剂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。
①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。
②免疫抑制疗法：
如治疗类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等。
③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。
免疫学在临床实践上的应用③免疫缺陷
3.免疫治疗
研究发现活化的T细胞(效应T细胞)表面的PD-1蛋白对效应T细胞有“刹车作用”。癌细胞表面有大量PD-L1蛋白，与效应T细胞表面的PD-1蛋白质结合后，使效应T细胞凋亡，即“刹车作用”，癌细胞或肿瘤细胞由此躲过细胞免疫。
PD-1单克隆抗体和PD-L1单克隆抗体治疗癌症。
免疫疗法治疗癌症(教材76页)
（1）注射某种疫苗后，体内可能有细胞毒性T细胞的产生 （　 　）
（2）注射过流感疫苗后，就不会再患感冒 （ 　　）
（3）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 （　 　）
（4）器官移植时供者与受者主要HLA要完全一致才可以（ 　） 　
（5）免疫学技术和制剂在临床诊断中得到了广泛应用，如检测病原体和肿瘤标志物等 （ ）
（6）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 （ 　）
（7）器官移植时产生的排异反应是细胞免疫 （　 　）
（8）人类的白细胞抗原简称为HLA，属于抗原的一种（ ）
（9）人类中不存在HLA完全相同的个体（ ）
课堂检测
课本课后习题
练习与应用
一、概念检测
被称为“糖丸爷爷”的顾方舟“一生只做一件事情”，即研制“糖丸”——脊髓灰质炎活疫苗，为我国消灭脊髓灰质炎（俗称小儿麻痹症）作出了重要贡献，判断下列相关表述是否正确。
（1）该“糖丸”是用灭活的病毒制成的。（ ）
（2）该疫苗可以识别组织相容性抗原。（ ）
（3）当接种该疫苗后，机体会产生一定的免疫反应。（ ）
×
×
√
二、扩展应用
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，家兔发病的反应越来越弱，放置10～14天的匀浆失去家兔患病的作用。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”的家兔注射新鲜病兔的神经组织匀浆，家兔也不会发病了。1885年巴斯德将匀浆折射给一个9岁的被疯狗咬伤的小男孩，连续注射十几天后，小男孩活下来了。这位小男孩就是世界上第一位狂犬病疫苗注射者。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）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？
曾寄生于兔神经组织的狂犬病病毒
（2） 为什么要对小男孩连续注射十几天呢？
需要进行微量叠加
（3）现在用的狂犬病疫苗与巴斯德制作的疫苗有区别吗？是怎么制作出来的？有兴趣的同学请查阅资料并与同学分享。
本质上它们没有区别，但制作方法是不一样的。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。
课本课后习题

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