资源简介

(共32张PPT)
4.4 免疫学的应用
1.概述疫苗的种类、作用原理和特点。
2.概述器官移植的原理及分析其所面临的问题，关注生物科技前沿成果
3.通过了解免疫学在免疫预防、免疫治疗、器官移植等方面的应用，认识到免疫学的进步对人类健康的重要性。
一、疫 苗
1.概念：
通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。
2.机制：
接种疫苗后，人体内可产生相应的抗体，从而对特定传染病具有抵抗力
灭活疫苗
浆细胞
记忆B细胞
抗体
辅助性T细胞
B细胞
APC
真正的病原体
记忆B细胞
浆细胞
抗体
清除病原体
3.疫苗引发免疫反应的特点
接种疫苗后，人体内可产生相应的_____，从而对特定传染病具有抵抗力。
抗体
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
4.类型
（1）灭活疫苗
又称死疫苗，将病原微生物用理化方法灭活制成
（2）减毒活疫苗
人工定向变异，或从自然界筛选出毒性减弱或基本无毒的活微生物制成
（3）新型疫苗
(1)灭活疫苗
对病原体进行热处理或者化学灭活，将它们彻底变成尸体，只要有足够的技巧，这些尸体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。
战斗力100
战斗力0
灭活疫苗
举例：
狂犬疫苗
我国研制的新冠疫苗
流感疫苗
人乳头瘤病毒 （HPV）疫苗
（世界上第一个预防癌症的疫苗）
对病原体进行热处理或者化学灭活，将它们彻底变成尸体，只要有足够的技巧，这些尸体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。
灭活疫苗
举例：
狂犬疫苗
我国研制的新冠疫苗
流感疫苗
人乳头瘤病毒 （HPV）疫苗
（世界上第一个预防癌症的疫苗）
优点：
制备简单，
保存时间长，
相对较安全。
缺点：
接种量大，
需多次接种。
(1)灭活疫苗
(2)减毒疫苗
将病原体通过体外长期培养或者是一些物理化学的处理，在依然能够引起免疫反应的前提下，显著降低它的致病能力。
战斗力100
战斗力10
减毒疫苗
卡介苗（预防肺结核）
脊髓灰质炎疫苗（减毒或灭活）
即：糖丸，预防脊髓灰质炎（小儿麻痹）
麻疹疫苗（预防麻疹）
举例：
牛痘疫苗
天花疫苗
将病原体通过体外长期培养或者是一些物理化学的处理，在依然能够引起免疫反应的前提下，显著降低它的致病能力。
减毒疫苗
卡介苗（预防肺结核）
脊髓灰质炎疫苗（减毒或灭活）
即：糖丸，预防脊髓灰质炎（小儿麻痹）
麻疹疫苗（预防麻疹）
举例：
牛痘疫苗
天花疫苗
优点：
接种一次，且接种量少免疫时间长，效果好
缺点：
不易减毒
不易保存、运输
毒力回升，感染疾病
(2)减毒疫苗
包括基因工程疫苗等，由病原体核酸一段无毒序列制成。将编码某种抗原蛋白的外源基因序列（DNA或RNA）导入动物体细胞内，并通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答。
(3)新型疫苗
新型疫苗包括DNA疫苗和RNA疫苗。
DNA疫苗
概念：DNA疫苗是将编码某种抗原蛋白的外源基因导入到动物体内，使其在体内表达并产生抗原（外源基因表达的蛋白质），从而激活机体的免疫系统，诱发免疫应答。
特点：制备简单，省时省力；使用一次，就能产生长期免疫力，无需增加剂量。
RNA疫苗
概念：RNA疫苗是将编码抗原的mRNA通过一定的设计和修饰，导入细胞，以细胞为“工厂”，生产相应的抗原蛋白质，进而引起机体产生免疫应答。
特点：不会整合到宿主的基因组中；可以在细胞质中直接翻译，无需运输到核内；免疫后抗原表达迅速达到高峰，然后又立刻衰减。
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
4.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。
1.以某种你熟悉的疫苗为例，和同学们交流它的作用。
2.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？
疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品，接种的疫苗作为外来抗原可激发机体发生免疫反应，有些疫苗尤其是减毒疫苗引发的免疫反应相对强烈，能引起可感知的反应。
3. 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。
可行，不同疫苗可引发不同的免疫过程，产生不同的记忆细胞。制备联合疫苗时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、破伤风等。
讨 论
4.疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？
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、多糖荚膜类）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。
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。
二、器官移植
1. 概念：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。
等待移植的心脏
思考 · 讨论 器官移植所面临的问题及希望（教材P83）
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。
卡雷尔（1873-1944）
法国医生
讨论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。
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？
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。
3. 器官移植所面临的问题
（1）免疫排斥问题（器官移植容易失败的原因）
①人类白细胞抗原（HLA）：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）。
②免疫排斥：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。
注：免疫排斥主要是细胞免疫起作用
（1）免疫排斥问题（器官移植容易失败的原因）
③解决方法：
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。
a. 事实上，除了同卵双胞胎，要在世界上找到HLA完全一致的人几乎是不可能的。研究表明，HLA的相似度达到50%以上就可以进行器官移植。
b. 在进行器官移植时，运用免疫抑制剂可以大大提高成活率。
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。
讨论3：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？
思考 · 讨论 器官移植所面临的问题及希望（教材P84）
资料3：据世界卫生组织于2013年的调查结果显示，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，2015年，我国实施器官移植手术突破1万例（其中肝移植2000多例、肾移植5000多例），位居世界第二位，但2015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。
讨论4：该资料说明器官移植面临什么问题？
供体器官十分短缺
（2）供体器官短缺问题
脑死亡器官捐献：需要家属同意去掉呼吸机等支持系统，达到了脑心双死亡的状态。
心死亡器官捐献：心跳停止后，器官容易缺血，仅在短时间内（约15min）符合捐献标准。
离体器官保存时限短：心脏5小时，肝12小时，胰腺和肾脏分别为20h和24h以内。
资料4：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。
讨论5：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。
4. 器官移植的希望
（1）利用干细胞培养相应的组织、器官（既解决免疫排斥问题，又解决供体器官短缺问题）；
（2）鼓励更多的人自愿捐献器官（解决供体器官短缺问题）。
胚胎干细胞培养的心脏
人体移植器官短缺
寻求可代替的移植器官
猪的内脏与人相似
培育无免疫排斥的转基因克隆猪器官
抑制抗原决定基因表达或除去抗原决定基因
在器官供体基因组中导入某种调节因子
了解：用转基因动物做器官移植的供体
2022年1月7日，美国马里兰州一名患者成功接受了猪心移植手术，并术后心脏功能良好。然而，令人遗憾的是，这位患者只存活了短短60天。
疫苗
免疫预防
免疫诊断
免疫治疗
免疫学应用
检测病原体、肿瘤标志物
免疫增强疗法、免疫抑制疗法等
三、免疫的临床应用
主要通过接种疫苗，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。
eg减毒疫苗、灭活疫苗等
人工主动免疫
（抗原）
免疫球蛋白：eg丙种球蛋白
抗毒素：eg白喉抗毒素
人工被动免疫
（抗体）
种类
免疫预防
免疫治疗
患病后的措施。即通过对人体输入抗体、淋巴因子等药物或生物制剂等，调整病人的免疫功能，从而达到治疗疾病的目的。
种类：主要包括免疫增强疗法和免疫抑制疗法。
①对免疫功能低下者，使用免疫增强疗法。
注射抗体或淋巴因子(白细胞介素、干扰素)。
②对于异体器官移植及自身免疫疾病，使用免疫抑制疗法
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
免疫诊断
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。
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
免疫诊断
免疫荧光
ABO血型的鉴定

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