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接触新冠病毒后，有人患重病，甚至因此失去生命；也有人患轻症，
能够自愈；还有人仅是无症状感染者，甚至并未被病毒感染。
不同人患病程度出现巨大差异，这是什么原因呢？
4.2 特异性免疫
选择性必修1第4章 免疫调节
问题探讨
讨论
天气突然降温，某同学不停地打喷嚏，初步判断是感冒。
身边的好朋友都劝她赶快去医院，但她坚持不去，说：
“反正我去不去医院、吃不吃药都得一周左右才能好。”
1．这位同学说的有没有道理？为什么？
该同学的说法有一定的道理、感冒的病程一般为一周左右。
这是因为人体的免疫系统首先要识别外来入侵的细菌或病毒、
然后要作出反应直至最后清除病原体，这些过程都需要一定的时间。
这是一个开放性的问题，学生可以有自己的观点。
例如，人体在各个系统的协调配合下具有一定的维持稳态的能力，普通的感冒在大多数情况下会自愈，可通过多休息、多喝水等方式提高免疫力，或者服用治疗感冒的非处方药等方法进行治疗。但是，感冒的原因有多种，并发症也多种多样，不能一概而论。对于流行性感冒，如果不及时治疗，有可能会引发严重的并发症。
2．你认为感冒时都要去医院就诊吗？说出你的理由。
本节聚焦
● 体液免疫和细胞免疫的过程分别是怎样的？
● 体液免疫与细胞免疫是如何协调配合来调节机体稳态的？
● 如何从系统的视角、信息的视角认识神经调节、体液调节、免疫调节的相互关系？
第一道防线
第二道防线
第三道防线：特异性免疫
周围环境中的病原体，大多数被健康的皮肤所阻挡；
进入呼吸道的大多数病原体也被黏膜清扫出来。但是，总
有一些漏网之鱼：这次，某种流感病毒进入体液。接下来，
人体的防御部队会如何应战呢？
威尔逊的海绵实验
海绵动物是一类多孔滤食性生物体
的统称，其色泽各个不同。
1907年，威尔逊用两种不同颜色的海绵做了一个实验，实验操作和结果如图。只有同种细胞发生聚集，每个聚集体只含同一种着色的海绵细胞，这是什么原因呢？
细胞通过受体相互识别。
一、免疫系统对病原体的识别
流感病毒进入机体后，在体内时刻巡逻的、具有吞噬作用的细胞会主动吞噬它们。这种激烈的保卫战时刻都在进行着。
这些免疫细胞是如何识别己方和敌方的呢？
免疫细胞可以：
免疫系统是如何识别病原体的？
1.识别分子标签——组织相容性抗原（MHC），
人类的MHC也称人类白细胞抗原（HLA）。区分“己方和敌方”。
2.识别病毒、细菌等病原体抗原。特异性识别某种病原体，
如特异性识别新冠病毒。
免疫系统是如何识别病原体的？
每种淋巴都能识别各种不同类型的抗原吗？
这种机制有什么优点呢？
克隆选择学说：
一个淋巴细胞只针对一种特异性抗原。
与抗原对应的淋巴细胞选择性增殖。
在人体所有细胞膜的表面，都有多种不同的蛋白质，其
中包括作为分子标签来起作用的一组蛋白质。
它们就像身份标志，能被自身的免疫细胞所识别。
病毒、细菌等病原体也带有各自的身份标签，当它们侵入人体后，能被免疫细胞识别出来。
免疫细胞是靠细胞表面的受体来辨认它们的。
当流感病毒突破了机体的前两道防线，第三道防线的
“部队”就会紧急动员起来，产生特异性免疫。
第三道防线的“作战部队”主要是众多的淋巴细胞。
这些细胞是如何来“作战”的呢？
为研究方便，人为地将它们的“作战”方式分为体液免疫和细胞免疫两种。
体液免疫的研究历程
19世纪末，科学家贝林发现血清中存在抗毒素，他将这种物质命名为“抗体”。
他因此获1901年诺贝尔生理学或医学奖。
1890年，德国学者埃利希提出原始的体液免疫学说，认为血清中存在的抗菌物质在抗感染免疫中起决定作用。因此，埃利希荣获1908年诺贝尔生理学或医学奖。
体液免疫：主要依靠抗体“作战”的特异性免疫方式。
1948年，法格雷乌斯证明抗体是受抗原刺激后，由淋巴细胞转化成的浆细胞（效应B细胞）产生的。
1967年，克拉曼和米切尔等科学家证实抗体的产生需要T细胞和B细胞协同作用。
1970年.米勒证实辅助性T细胞虽不产生抗体,但能协助B细胞产生抗体.
体液免疫的研究历程
综合上述三个研究结果分析：抗体的产生过程涉及哪些细胞？
这些细胞是如何相互作用的？
T细胞和B细胞等。
辅助性T细胞协助受到抗原刺激的B细胞转化为浆细胞，再产生抗体。
20世纪70年代乌纳努埃等证明巨噬细胞在抗体形成中具有重要作用。
1983年，哈斯基乌斯等证实T细胞表面存在识别抗原呈递细胞呈递的
抗原-MHC的受体分子。
综合上述研究结果分析：体液免疫过程还与什么细胞有关？
这些细胞之间是如何相互作用的？
体液免疫的研究历程
巨噬细胞加工抗原，并呈递给T细胞。
二、体液免疫
B细胞激活后可以产生抗体，由于抗体存在于体液中，所以这种主要靠抗体“作战”的方式称为体液免疫。
体液免疫的基本过程如图4-6所示。
提出体液免疫过程的假说并绘制流程图
病原体
B细胞
①
②
抗原呈递细胞
③
抗原呈递细胞
辅助性
T细胞
记忆
B细胞
⑤
⑥
抗体
辅助性T细胞
B
细
胞
④
从图4-6可以看出，B细胞活化需要两个信号的刺激，此外，还需要细胞因子的作用。
当B细胞活化后，就开始增殖、分化，大部分分化为浆细胞，小部分分化为记忆B细胞。
随后浆细胞产生并分泌抗体。
在多数情况下，抗体与病原体结合后会发生进一步的变化，如形成沉淀等，进而被其他免疫细胞吞噬消化。
记忆细胞可以在抗原消失后存活几年甚至几十年，当再接触这种抗原时，能迅速增殖分化，分化后快速产生大量抗体。
细菌等病原体侵入人体后，也会如病毒一样引起机体发生体液免疫反应。
病毒只有侵入细胞才能够增殖，而有一些致病细菌如结核分枝杆菌、
麻风分枝杆菌等，也是寄生在宿主细胞内的。
一旦病原体进入细胞，抗体对它们就无能为力了。
这时，免疫系统是如何对付它们的呢？
1.体液免疫主要消灭哪里的新冠病毒？
2.体液免疫能够消灭所有侵入体内的新冠病毒吗？
体液免疫主要消灭内环境中游离的新冠病毒。
不能。有些新冠病毒寄生在细胞内，体液免疫无法消灭它们。
需另一种特异性免疫机制消灭细胞内部的新冠病毒等病原体——细胞免疫。
新冠病毒示意图
体液免疫通过抗体的作用，
消灭体液中游离的病原体。
1883年，俄国学者梅契尼科夫提出原始的细胞免疫学说，认为吞噬细
胞是执行抗感染免疫作用的细胞。梅契尼科夫首先提出细胞免疫学说，
因而荣获1908年诺贝尔生理学或医学奖。
1942年，蔡斯和兰德施泰纳用致敏豚鼠血清给正常动物注射后做结核
菌素免疫实验，结果没有出现阳性反应。当转输淋巴细胞后，结核菌
素反应出现阳性结果。证实了此免疫反应是由淋巴细胞引起的。此后，
科学家将细胞免疫的概念改为由淋巴细胞引起的特异性免疫，这是现
代的细胞免疫概念。
上述结果说明现代概念的细胞免疫是由何种细胞引起的？
现代概念的细胞免疫是由淋巴细胞而不是吞噬细胞实施的。
细胞免疫的研究历程
1974年，辛克纳吉和杜赫提证实小鼠T细胞杀伤病毒感染的靶细胞时，
不仅需要特异性识别抗原种类，而且同时需要识别MHC分子，这种现
象也称为MHC限制性。
辛克纳吉和杜赫提因此荣获1996年诺贝尔生理学或医学奖。
1980年莱因茨和斯基洛斯曼根据分化标志和功能将T细胞分为辅助性
T细胞和细胞毒性T细胞两个亚群。此外，研究发现被抗原呈递细胞
激活的辅助性T细胞所释放的细胞因子可以促进细胞毒性T细胞增殖，
进而分化为具有效应功能的细胞毒性T细胞，发挥免疫作用。
上述研究结果说明细胞免疫过程涉及哪些细胞？
抗原呈递细胞、辅助性T细胞和细胞毒性T细胞。
三、细胞免疫
当病原体进入细胞内部，就要靠T细胞直接接触靶细胞来“作战”，
这种方式称为细胞免疫。细胞免疫的基本过程如图4-7所示。
靶细胞
细胞毒性T细胞
细胞毒性T细胞
记忆细胞
具有效应功能的细胞毒性T细胞能识别并裂解被同样病原体
感染的靶细胞或癌细胞等。
细胞毒性T细胞
靶细胞
细胞坏死
靶细胞
穿孔
细胞毒性T细胞
研究表明在人体细胞免疫过程中，细胞毒性T
细胞能够分泌一种产控诉的蛋白质。
穿孔素可将病毒感染的细胞或肿瘤细胞的膜
溶解而形成孔洞，导致这些靶细胞裂解死亡。
德国学者埃利希提出了体液免疫学说。
俄国学者梅契尼科夫提出了细胞免疫学说。
两个学说标志着免疫学理论体系构架的初步完成，免疫学自此成为一门
独立的学科，因而两位科学家被称为“免疫学之父”。
体液免疫和细胞免疫具有何种关系呢？
从19世纪末至20世纪中叶，细胞免疫学派和体液免疫学派激烈地争论
了几十年。研究早期，体液免疫学说占据免疫学的统治地位。但随后
在20世纪六七十年代，细胞免疫的相关研究取得了长足发展。现在免
疫学的研究进入到了分子层次，各种研究指向免疫系统是一个整体。
结合体液免疫和细胞免疫，讨论以下问题：
1.有人说，辅助性T细胞在免疫调节过程中起着关键作用。
你认同这一观点吗？请说出你的理由。
体液免疫：
辅助性T细胞能够传递信息、激活B细胞、并保证浆细胞的特异性；
其释放的细胞因子能促进B细胞的增殖、分化。
细胞免疫：
辅助性T细胞释放的细胞因子能促进细胞毒性T细胞的增殖、分化。
认同。
在细胞免疫过程中，靶细胞、辅助性T细胞等参与细胞
毒性T细胞的活化过程。
当细胞毒性T细胞活化以后，可以识别并裂解被同样病原体感染的靶细胞。
探讨体液免疫和细胞免疫的关系
在这个过程中形成的记忆细胞可以在体内存活几年甚至几十年，如果没有机会再次接触相同的抗原，它们就会逐渐死亡。如果再次遇到相同的抗原，它们会立即分化为细胞毒性T细胞，迅速、高效地产生免疫反应。
靶细胞裂解后，病原体失去了寄生的基础，因而可被抗体结合或直接被其他免疫细胞吞噬、消灭；此后，活化的免疫细胞的功能受到抑制，机体将逐渐恢复到正常状态。
思考.讨论
体液免疫与细胞免疫的关系
结合图4-6和图4-7，讨论以下问题。
1．体液免疫和细胞免疫分别是如何体现针对某种病原体的特异性的？
2．有人说，辅助性T细胞在免疫调节过程中起着关键的调控作用。你认同这一观点吗？请说出你的理由。
3．体液免疫和细胞免疫之间的联系体现在什么地方？
四、体液免疫和细胞免疫的协调配合
比较项目 神经调节 体液调节 免疫调节
主要参与细胞
信息分子
作用途径
神经细胞
内分泌细胞
免疫细胞
神经递质
激素
细胞因子
反射弧
体液运输
三道防线
B细胞和细胞毒性T细胞的活化离不开辅助性T细胞的辅
助，可见辅助性T细胞在体液免疫和细胞免疫中都起着关键
的作用。体液免疫中产生的抗体，能消灭细胞外液中的病原
体；而消灭侵入细胞内的病原体，要靠细胞免疫将靶细胞裂
解，使病原体失去藏身之所，此时体液免疫就又能发挥作用
了。可见，体液免疫和细胞免疫巧妙配合、密切合作，共同
完成对机体稳态的调节。
越来越多的证据表明，神经系统、内分泌系统与免疫系
统之间存在着相互调节，通过信息分子构成一个复杂网络（图
4-8）。这三个系统各自以特有的方式在内环境稳态的维持中
发挥作用，它们之间的任何一方都不能取代另外两方。神经调
节、体液调节和免疫调节的实现都离不开信号分子（如神经递
质、激素和细胞因子等），这些信号分子的作用方式，都是直
接与受体接触。受体一般是蛋白质分子，不同受体的结构各
异，因此信号分子与受体的结合具有特异性。通过这些信号分
子，复杂的机体才能够实现统一协调，稳态才能够得以保持。
绘制神经系统、内分泌系统和免疫系统的关系图
第3章第3节《神经调节和体液调节的关系》中，
哪两个实例能够证明神经和体液调节具有密切关系？
实例中证明哪个系统调控另外一个系统？
两个系统之间是如何建立联系的？
体温调节、水盐平衡调节。
神经系统调控内分泌系统。
神经系统通过反射弧促进TRH、肾上腺素和抗利尿激素释放。
神经
系统
免疫
系统
内分泌
系统
TRH
内分泌系统能调控神经系统吗？可以举出哪些实例？
绘制神经系统、内分泌系统和免疫系统的关系图
神经
系统
免疫
系统
内分泌
系统
TRH
内分泌系统能调控神经系统。
甲状腺激素具有提高神经兴奋性的功能。
TH
绘制神经系统、内分泌系统和
免疫系统的关系图
经研究发现如图所示的调节过程，
这说明神经系统、内分泌系统和免
疫系统具有何种关系？
神经系统通过内分泌系统释放的糖皮
质激素等调控免疫系统功能。
绘制神经系统、内分泌系统和
免疫系统的关系图
经研究发现如图所示的调节过程，
这说明神经系统、内分泌系统和免
疫系统具有何种关系？
神经系统通过内分泌系统释放的糖皮
质激素等调控免疫系统功能。
神经
系统
免疫
系统
内分泌
系统
TRH
TH
糖皮质激素等
根据表中结果，将右侧关系图补充完整。
绘制神经系统、内分泌系统和免疫系统的关系图
乙酰胆碱 促进淋巴细胞和
巨噬细胞增殖
白细胞介素 肿瘤坏死因子 作用于下丘脑神经细胞
干扰素 抑制内分泌系统功能
神经
系统
免疫
系统
内分泌
系统
TRH
TH
糖皮质激素等
干扰素
白细胞介素
肿瘤坏死因子
乙酰胆碱
神经系统、内分泌系统和免疫系统之间
存在相互调节。
1.信息分子是连接不同系统的“桥梁”。
神经递质
激素
细胞因子
神经
系统
免疫
系统
内分泌
系统
TRH
TH
糖皮质激素等
干扰素
白细胞介素
肿瘤坏死因子
乙酰胆碱
神经系统、内分泌系统和免疫系统调节网络
2.神经、内分泌和免疫系统功能上相辅相成。
神经系统：快速精确反应
内分泌系统：持久广泛调节
免疫系统：防御、自稳和监视
神经
系统
免疫
系统
内分泌
系统
TRH
TH
糖皮质激素等
干扰素
白细胞介素
肿瘤坏死因子
乙酰胆碱
神经系统、内分泌系统和免疫系统调节网络
意外或
刺激性伤害
交感神经兴奋
肾上腺皮质激素分泌增加
免疫
系统
减弱
神经系统、内分泌系统和免疫系统调节网络
练习与应用
一、概念检测
1．依据特异性免疫的基本过程，判断下列表述是否正确。
（1）T细胞只参与细胞免疫，B细胞只参与体液免疫。 （ ）
（2）B细胞只要接受了相应抗原的直接刺激就会分泌特异性抗体。（ ）
（3）刚得了感冒又痊愈的人不会再患流感。（ ）
×
×
×
练习与应用
一、概念检测
2．关于浆细胞和细胞毒性T细胞在免疫反应中的作用，叙述正确的是 （ ）
A．前者参与细胞免疫，后者参与体液免疫
B．前者直接杀死病原体，后者杀死靶细胞
C．前者分泌抗体，后者杀死受病原体感染的细胞
D．病原体首次进入机体时，前者发挥作用；再次进入机体时，后者发挥作用
C
3．下图表示机体首次和再次接触抗原时，免疫系统的协调配合，请在方框中填写相应的细胞名称，使图解完整。
练习与应用
一、概念检测
体液免疫
细胞免疫
机体初次接触抗原
机体再次接触抗原
抗体
抗体与相应的抗原结合
攻击相应的被抗原入侵的靶细胞
刺激
产生
记忆T细胞
B细胞
浆细胞
抗原被APC吞噬
辅助性T细胞
记忆B细胞
记忆T细胞
细胞毒性T细胞
细胞毒性T细胞
1．在某种哺乳动物体内注射m抗原和n抗原后，机体内产生的抗体水平的变化情况如下图所示。请据图回答下列问题。
练习与应用
二、拓展应用
（1）第一次和第二次注射m抗原后，
分别多久之后达到抗体浓度的最高峰？
峰值抗体浓度有什么差别？
第一次注射后约14天达到峰值，浓度约101。
第二次注射后约7天即达到峰值，浓度约104。
（1）在第28天注射m抗原和n抗原之后，机体针对它们产生的抗m抗体
和抗n抗体的浓度为什么会有如此大的差异？
28天前已经注射过m抗原，因此，此次注射m抗原引起的免疫反应属于二次免疫、而对n抗原的免疫反应则属于初次免疫。
二次免疫相对初次免疫而言，反应更加迅速、高效、产生的抗体浓度差异也就更大。
二次免疫：“特异性”记忆的特点。
为什么二次免疫更快、更强？
记忆细胞直接增殖、分化。
识别同一抗原的记忆细胞数量比初次免疫过程中的B或细胞毒性T细胞数量更多。
（2）如果在第56天时再同时注射m抗原和n抗原，请你预测抗m抗体和抗n抗体的产生情况，并在曲线图上画出来。
如下图（在第56天时再注财m抗原和n抗原，抗m抗体的量也会存在与第28天注射时峰值差别不大的情况）
2．某媒体报道，“据专家推测，今年冬天北京不会有大规模流感暴发，
因为没有发现流感病毒发生大的变异。”在报道的这个推理中，
缺少了一些环节，请你根据本节所学内容，将推理过程补充完整。
练习与应用
二、拓展应用
这一推理过程缺失的部分主要是特异性免疫及二次免疫的部分环节，
推理的完整性是科学思维重要的表现形式。这一推理过程是∶流感
病毒进人机体后，引发特异性的免疫反应;当流惑病毒被消灭之后，
机体会形成免疫记忆。如果流感病毒没有发生大的变异，当这些流
感病毒再次进人机体时，记忆细胞会迅速增殖、分化，机体会通过
更强烈的特异性免疫反应在流感病毒造成流感症状之前将其清除，
因此不会有大规模流感暴发。
新冠肺炎的预防
新冠肺炎的病原体是新冠病毒，是一种新出现的病毒。
结合所学免疫学知识解释：为什么新冠肺炎出现了全球性的大流行？
如何预防新冠肺炎？
未接触过新冠病毒，缺乏对其免疫力，易被感染和传播。
控制传染源、切断传播途径、保护易感人群等。

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