资源简介

(共30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。
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。
讨 论
我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。
公元16世纪，中国人首先用人痘疫苗预防天花，为后来英国的外科医生詹纳（Jenner）发明牛痘疫苗奠定了基础。
一、疫 苗
法国科学家巴斯德有关疫苗的研制，开创了科学地进行免疫接种的新时期。
主要成就：
疾病的病菌说 否定微生物自然发生说
巴氏杀菌法 研制狂犬病疫苗等多种疫苗
（1822年12月27日—1895年9月25日），法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。
什么是疫苗？ 疫苗的作用是什么？疫苗的种类有哪些呢？
巴斯德简介
资料1：卡介苗是由减毒牛型结核分枝杆菌悬浮液制成的活疫苗，接种后可增强巨噬细胞活性，加强巨噬细胞杀灭肿瘤的能力，活化T细胞，从而增强机体总体抵抗力。可大幅降低儿童结核病和结核性脑膜炎的发病率。
资料2：被称为“糖丸爷爷”的顾方舟研制出“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。
资料3：巴斯德将感染了狂犬病的兔的神经组织匀浆注射给一个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，巴斯德将病原微生物灭活后制成了狂犬病疫苗，即过期病兔的神经组织匀浆。
任务一：根据有关疫苗的资料分析，归纳疫苗的概念。
1.概念
疫苗通常是用 的或 的 制成的生物制品。
灭活
减毒
病原体
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 )，从而对特定传染病具有抵抗力。
2.作用机理
疫苗
浆细胞
记忆B细胞
抗体
辅助性T细胞
B细胞
真正的病原体
记忆B细胞
浆细胞
抗体
清除病原体
APC
特异性
记忆性
3.疫苗实例：
1980年，世卫组织宣布天花在地球上绝迹——人类彻底消灭了天花
人乳头瘤病毒(HPV)疫苗
预防由HPV引起的几种子宫颈癌，是世界上第一个预防癌症的疫苗
禽流感疫苗
我国首个DNA疫苗，预防某个亚型的禽流感
预防结核病
天花疫苗
卡介苗
麻疹疫苗
预防麻疹
即糖丸，预防脊髓灰质炎
脊髓灰质炎疫苗
活疫苗
4. 疫苗的种类:
(1)灭活疫苗：将抗原病原微生物用物理或化学方法灭活后制作而成。制备简单，保存时间长且相对较安全，接种量大，且需要多次接种。
例如，狂犬疫苗等。
(2)减毒疫苗：丧失致病能力，毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒。接种一次，且接种量少免疫时间长，效果好。
例如，卡介苗、牛痘疫苗、麻疹疫苗等。
(3)新型(核酸)疫苗:包括DNA疫苗和RNA疫苗。
①DNA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。
例如，新型乙肝疫苗、某个亚型的禽流感疫苗等。
(2)RNA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。
（基因工程疫苗）
（核酸疫苗）
“打”病原体
“打”蛋白
“打”核酸
免疫力能维持较长的时间。
接种一种疫苗一般只能预防由一种病原体引起的传染病。
5.疫苗引发免疫反应的特点：
(1)特异性:
(2)记忆性:
6.疫苗研究的意义：
(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，挽救了无数人的生命。
(2)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。
思考：讨论
结合自己的疫苗接种经历，讨论以下问题
1.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。
接种疫苗时遇到的问题
2.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。
这种想法是可行的，因为免疫反应具有特异性，不同疫苗可引发不同的免疫过程，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。
临床应用中已有不少联合疫苗，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，流行性脑膜炎二价疫苗等。
是否能够设计出针对许多疾病(具有与它们相关的多个抗原决定簇)的一种疫苗呢？理论上是可行的，但会遇到很多困难。
思考：讨论
疫苗必须包含一个完整的病原体吗？为什么？
旁栏思考：
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。
思考：讨论
思考讨论
1.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。
2.疫苗注射成功的标志是？
生物体内产生了对应的抗体和记忆细胞。
3.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？
一般情况下，不建议患免疫缺陷的儿童接种疫苗，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。
4.疫苗多次注射的时间间隔3周和4周的效果最好，为什么间隔不
能太短，也不能太长，原因是？
①时间间隔太短：前一次产生的抗体水平较高，与后一次接种的疫苗发生免疫反应，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。
用 的器官置换 的器官，以 其 _ 的技术。
正常
丧失功能
重建
生理功能
1.概念
2.意义
器官移植已经成为治疗多种重要疾病的有效手段,其主要原因有两点：
二、器官移植
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。
任务二：阅读教材P83资料，分析器官移植面临的问题及希望。
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。
问题1：外来器官于机体来说相当于什么成分？
问题2：器官移植面临的最大问题是什么？
抗原
免疫排斥
3.器官移植所面临的问题
①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（MHC），也叫人类白细胞抗原（HLA）。②每个人的白细胞能够识别HLA，区分自己和非己。③正常情况下，白细胞不攻击自身细胞。④如果将别人的组织或器官移植过来，就能识别HLA不同而发起攻击。⑤除了同卵双胞胎外，不同的人具有不同的组织相容性抗原。（1）免疫排斥资料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。
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。
问题3：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？
问题4：从以上材料可以看出，器官移植的关键是什么？
（2）器官移植的关键：
取决于供体与受体的HLA是否一致或相近。研究表明，HLA的相似度达到50%以上就可以进行器官移植
资料3: 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。
问题5：小组合作从以上材料分析为什么器官捐献的人很少呢？


①中国传统思想的伦理困境。
②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。
③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15分钟）符合捐献标准。
④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20小时和24小时以内。
（3）器官短缺原因：
问题6：如何解决器官捐献短缺这一难题？
（1）器官移植免疫排斥的解决方法：
4.器官移植的希望
①免疫抑制剂（例如环孢素A）的应用，
②自体干细胞培养相应的组织、器官的移植；
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。
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。
问题7：利用由自体干细胞培养出的组织、器官进行移植，有何优点？
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。
问题8：运用免疫抑制剂虽可以提高器官移植成活率,但患者易感染疾病，这一问题该如何解决？
免疫诊断
免疫治疗
免疫预防
三、免疫学在临床实践上的应用
1.免疫预防
疫苗
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。
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。
检测肿瘤标志物(如甲胎蛋白AFP)
2.免疫诊断
检测病原体
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。
3.免疫治疗
（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。
免疫学的应用
免疫预防
免疫诊断
免疫治疗
疫苗
原理
作用
免疫抑制疗法
器官移植
解决方法
面临问题
如检测病原体、肿瘤标志物
免疫功能低下者
治疗类风湿关节炎等疾病
免疫增强疗法

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