资源简介

(共26张PPT)
1.4.4
免疫学的应用
一、免疫预防
二、器官移植
三、免疫诊断和免疫治疗
免疫学的应用
当机体被病原体侵染后，就会产生相应的抗体和记忆细胞。记忆细胞能在很长时间里保持对病原体抗原特征的记忆，从而可以免于这种病原体的袭扰。这为预防某些传染性疾病提供了理论基础。
历史上，在还不了解免疫原理的时候，就开始有人尝试通过接种病原体来预防传染病了，他们是怎么做的呢？
感染天花病毒后，患者身上会出现红疹，继尔变成脓疱（痘），最后脓包干裂变成硬壳或结痂。硬壳脱落后会留下疤痕。
人痘接种法：挑取天花脓疱及痂皮，将痘痂研磨成粉末给健康人鼻内接种，被接种者大部分可以自愈，死亡率约2%。
牛痘接种法：牛痘症状通常是在母牛的乳房部位出现局部溃疡。牛奶厂挤奶女工感染过牛痘后，仅表现为手上出现一些脓疱，间或伴随一些轻微的不适，并未产生严重危害。奇怪的是，这些出过牛痘的女工不会感染天花。爱德华·詹纳尝试给人接种牛痘来预防天花并取得了成功。
我国是最早用免疫方法预防传染病的国家，但是科学地进行免疫接种工作的是法国科学家巴斯德。巴斯德采用减毒方法制成了狂犬病疫苗、鸡霍乱疫苗等。
接种牛痘可以预防天花给了科学家提示，可以筛选低毒物质刺激机体产生免疫力。
在了解到狂犬病毒主要侵染中枢神经系统之后，巴斯德等人从因狂犬病毒而致死的兔子身上取出脊髓。将新鲜脊髓制品注入狗体内是致命的（患狂犬病），而把新鲜脊髓制品干燥后或者放置一段时间再注入狗体内则不致命，由此制备了减毒的狂犬疫苗。但最初制备的疫苗还无法用于人体实验。
1885年一位母亲带着被狂犬咬伤的孩子向巴斯德求助。在未经过人体实验且不清楚所需剂量的情况下，巴斯德给小男孩注射了十几针不同毒性的狂犬疫苗，结果小男孩幸运地活了下来。
巴斯德起初给小男孩注射多针不同毒性的疫苗，带有一定的实验性质。今天来看，其可以起到不断刺激免疫系统的作用，通过叠加作用起到更好的免疫防护作用。
S蛋白
思考：研发新冠疫苗的思路和方向。
疫苗：通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。
S蛋白基因
mRNA
S蛋白
思考：研发新冠疫苗的思路和方向。
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。
开发mRNA疫苗的难点：
mRNA极易被内环境和细胞中的核酸酶降解，因此，如何有效避免mRNA被降解是研制mRNA疫苗的难点之一。
脂质体不仅用于携带mRNA，还可以保护mRNA不被快速降解。同时脂质体容易与细胞融合，将mRNA递送进入细胞内。
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。
S蛋白基因
mRNA
S蛋白
DNA疫苗：是指将含有编码某种抗原蛋白的外源基因导入动物细胞内，并通过宿主细胞的转录系统合成抗原蛋白，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。
思考：研发新冠疫苗的思路和方向。
陈薇院士主持研发的腺病毒载体疫苗
腺腺病：一种双链DNA病毒，通过胞吞作用进入细胞后，其基因组转移至细胞核内，但不会整合到宿主细胞染色体DNA上。人感染腺病毒后，或无症状，或有轻微症状。
陈薇院士主持研发的腺病毒载体疫苗
腺腺病：一种双链DNA病毒，通过胞吞作用进入细胞后，其基因组转移至细胞核内，但不会整合到宿主细胞染色体DNA上。人感染腺病毒后，或无症状，或有轻微症状。
重组腺腺病载体新冠疫苗：将新冠病毒的S蛋白基因整合到复制缺陷型的腺病毒的DNA中，形成能表达S蛋白的重组腺病毒，作为疫苗注射到健康人体内。
第一代疫苗：指的是灭活疫苗和减毒活疫苗。
第二代疫苗：又称为亚单位疫苗，是指具有免疫活性的病原体的特异性结构蛋白。
第三代疫苗：是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗。
“打”病原体
“打”蛋白
“打”核酸
第一代疫苗：指的是灭活疫苗和减毒活疫苗。
第二代疫苗：又称为亚单位疫苗，是指具有免疫活性的病原体的特异性结构蛋白。
第三代疫苗：是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗。
“打”病原体
“打”蛋白
“打”核酸
思考1：上述哪些疫苗只会引发机体的体液免疫，而不会引发细胞免疫？
思考2：上述哪些疫苗的储存和运输成本更高？
思考3：与灭活疫苗需要接种多次相比，DNA疫苗只需要接种一次，原因是？
第一代疫苗：指的是灭活疫苗和减毒活疫苗。
第二代疫苗：又称为亚单位疫苗，是指具有免疫活性的病原体的特异性结构蛋白。
第三代疫苗：是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗。
“打”病原体
“打”蛋白
“打”核酸
思考1：上述哪些疫苗只会引发机体的体液免疫，而不会引发细胞免疫？
思考2：上述哪些疫苗的储存和运输成本更高？
思考3：与灭活疫苗需要接种多次相比，DNA疫苗只需要接种一次，原因是？
关于疫苗接种次数（加强免疫）
第一次接种疫苗产生的免疫力只能维持一段时间，但随着时间的推移，这种免疫力会逐步降低、消失，必须适时进行再次接种，保持和提高有效的免疫力，即加强免疫。
加强免疫的机理：
疫苗(抗原)再次进入机体，刺激第一次免疫产生的记忆细胞，产生更多的抗体和和记忆细胞。
思考1、某同学在流感大规模流行之前接种了流感疫苗，可是没过两个月，她患流感了，可能的原因是什么？
思考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它症状。”为什么接种疫苗可能会有轻微的反应？
思考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。
思考4、为什么患免疫缺陷症的儿童，一般不宜接种疫苗，尤其是减毒活疫苗？
理论上是可以的。制备联合疫苗时要保证其中含有不同的有效抗原成分。例如，百白破三联疫苗可以同时预防百日咳、白喉、破伤风。
可能接种后体内没有产生记忆细胞；也可能是病毒变异了，接种疫苗产生的记忆细胞不能识别变异的病毒。
减毒疫苗引发的免疫反应相对比较强烈，能引起可感知的反应。
这类儿童的免疫力比较低，接种疫苗相当于接受外来抗原的刺激，处理不当，容易引起强烈的免疫反应。
一、免疫预防（疫苗）
二、器官移植
三、免疫诊断和免疫治疗
免疫学的应用
器官移植：医学上，用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。
资料1 、第一次被记录下来的人体肾脏移植手术发生在1933年，但病人在植入肾脏2天后死亡。1952年在法国进行了第一例活体肾移植，医生对16岁的患者移植了患者母亲的一个肾，然而这个凝结着伟大母爱的肾只存活了22天。1954年在波士顿，医生为一对双胞胎兄弟进行人类第一次成功的肾移植（无排斥反应）。
自体器官移植（皮肤移植）的成功率非常高，但早期的异体器官移植案例却经常失败。
思考2、为什么异体器官移植会存在免疫排斥呢？
进行器官移植手术后，免疫系统会把来自他人的器官当作“非己”成分进行攻击。
人细胞表面含有组织相容性抗原，也叫人类白细胞抗原，简称HLA。
自体免疫细胞若识别出HLA不同则会发起攻击。
思考2、为什么异体器官移植会存在免疫排斥呢？为什么同卵双胞胎器官移植一般不会存在免疫排斥呢？
思考3、提供器官的叫供体，接受器官移植的叫受体，进行器官移植时，必须要求供体和受体的HLA完全相同吗？
移植要求供受体的主要HLA起码一半以上相同。
思考4、如何减轻器官移植时发生的免疫排次？
免疫抑制剂
资料1、据世界卫生组织于2013年的调研显示，全球一年实施了12万例器官移植手术，而这只满足了不到10%移植需求者的需求。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2位，但2015年肝移植需求者新增400多人，肾移植需求者新增了1万多人。
如何解决器官移植供体不足的矛盾？
资料2、据媒体报道，2015年研究人员利用干细胞培养出单个腔室结构的迷你心脏（相当于成人心脏尺寸的千分之一）；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。
思考3、利用自体干细胞培养出的组织进行移植，有何优点？
不发生免疫排次
需要在免疫抑制药物和预防感染之间寻求平衡；
使用免疫抑制药物的人尽量避免接触病原体。
思考4、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？
一、免疫预防（疫苗）
二、器官移植
三、免疫诊断和免疫治疗
免疫学的应用
抗（人绒毛膜促性腺激素）单克隆抗体
在受精后不久，胎盘滋养层细胞就会分泌人绒毛膜促性腺激素(HCG)。HCG在孕妇的尿液中大量存在。而在非妊娠妇女尿液中几乎不含有。
免疫诊断（抗原与抗体可特异性结合）
检测病原体和肿瘤标志物。
Tc细胞
PD-1
PD-L1
癌细胞
Tc细胞
PD-1
PD-L1
癌细胞
活化T细胞表面的PD-1（程序性死亡受体1）与正常细胞表面的PD-L1（程序性死亡配体1）结合，T细胞即可“认清”对方，不发生免疫反应。肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃避免疫系统的追杀。
免疫治疗
攻 击
攻 击
活化T细胞表面的PD-1（程序性死亡受体1）与正常细胞表面的PD-L1（程序性死亡配体1）结合，T细胞即可“认清”对方，不处罚免疫反应。肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃避免疫系统的追杀。
PD-1或PD-L1抑制剂可用于肿瘤的治疗。
对于免疫功能低下者可采用免疫增强疗法。
对于自身免疫病患者则采用免疫抑制疗法。例如，治疗类风湿关节炎，系统性红斑狼疮等常使用免疫抑制剂。
免疫治疗

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