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(共47张PPT)
第4节　免疫学的应用
第4章 免疫调节
生物
学习目标
1.通过对有关疫苗接种问题的讨论，认识疫苗的本质和解释疫苗作用的机理，并提高信息获取能力，发展批判性思维,形成结构与功能相适应的生命观。（生命观念、科学思维）
2.通过对器官移植现状的讨论，能够阐明器官移植与组织相容性抗原的关系，能就器官移植中存在的免疫排斥及器官短缺问题尝试提出解决方案，增强社会责任意识。（科学思维、社会责任）
3．通过了解免疫学在免疫预防、免疫诊断和免疫治疗等方面的应用，形成关注生物科技前沿、关注人体健康的态度。（社会责任）
学习重难点
重点：
疫苗发挥作用的原理及其在预防疾病中的社会意义。
难点：
疫苗发挥作用的机理与免疫记忆的关系，器官移植与组织相容性抗原的关联及其免疫排斥机制。
导入新课
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
提示：流感病毒有一百多种亚型，每个季节盛行的流感病毒都有所不同。
流感病毒为单链RNA病毒，且其基因序列使得它突变速度比其他病毒更快。
麻疹病毒抗原单一而稳定，因此当一个人感染了麻疹病毒以后身体产生相应的抗体，这些抗体可以保证人不再被相同的麻疹病毒感染，也就是不再患第二次麻疹。
疫苗
新课讲授
探究一
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探究一 疫苗
任务1：认真阅读教材P82～83，结合自己的疫苗接种经历，回答以下问题：
1.小组内交流你所熟悉的疫苗种类及其可预防的疾病，思考疫苗的本质是什么。
疫苗名称 可预防的疾病
天花疫苗 天花
卡介苗 肺结核
脊髓灰质炎疫苗（OPV） 脊髓灰质炎
麻疹疫苗 麻疹
人乳头瘤病毒（HPV）疫苗 子宫颈癌
风疹疫苗 风疹
乙脑疫苗 流行性乙型脑炎
流脑疫苗 流行性脑脊髓膜炎
百白破三联疫苗（DPT） 百日咳、白喉、破伤风
抗狂犬血清 狂犬病
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探究一 疫苗
在人类的历史上，传染病夺去了无数人的生命。免疫学正是在人类与传染病斗争的过程中发展起来的。现在随着人类对免疫系统认识的深入，免疫学得到了越来越广泛的应用。
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探究一 疫苗
疫苗的本质：
1.人痘疫苗有效成分：
2.牛痘病毒和人的天花病毒是不同的病毒，为什么牛痘接种能够替代人痘接种？
牛痘和具有与人痘相同的免疫原性（抗原结构）、而且更安全。
减毒的天花病毒。
疫苗通常是用_______的或_______的________制成的生物制品。
灭活
减毒
病原体
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探究一 疫苗
疫苗的本质：
我国是世界上最早用免疫的方法预防传染病的国家。
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。
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探究一 疫苗
疫苗的种类：
比较项目 灭活疫苗 减毒疫苗
定义
优点
缺点
易保存、运输，
毒力无法恢复
需要多次接种，
不产生细胞免疫
免疫效果持久，
即可产生体液免疫，
也可产生细胞免疫
毒力有可能恢复，不易保存、运输
又称死疫苗，将病原体经过人工大量培养后，用理化方法灭活制成
用减毒或无毒力的活病原微生物制成的疫苗
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探究一 疫苗
疫苗的种类：
将编码某种抗原蛋白的外源基(DNA或RNA)直接导入动物体细胞内，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。
优点：
实例：
新型疫苗：如DNA疫苗
新型疫苗还包括mRNA疫苗。
宿主细胞
乙肝病毒表面抗原基因
基因表达
免疫保护力增强，制备简单，省时省力。
新型乙肝疫苗、某个亚型的禽流感疫苗等。
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探究一 疫苗
第一代疫苗
“打”病原体
第二代疫苗
“打”蛋白
第三代疫苗
“打”核酸
疫苗的种类：
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探究一 疫苗
2.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。
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探究一 疫苗
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
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。
疫苗的作用机理：
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探究一 疫苗
3.某同学接种了流感疫苗，医生提醒他说：“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发热或其他症状？
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，能引起可感知反应。
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探究一 疫苗
4.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？请结合免疫原性、安全性及技术实现等角度谈谈你的理由。



这种想法是可行的。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。在实际操作中还需要克服很多技术难题难题。
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。
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探究一 疫苗
迁移应用：
1.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）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。
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探究一 疫苗
2.疫苗多次注射的时间间隔不能太短，也不能太长，原因是什么？
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留存较少，使得后一次接种的疫苗产生的免疫加强效果下降。
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探究一 疫苗
3.人接种某种流感疫苗后,当流感发生时,该接种者就不会患流感了,这种说法正确吗 为什么
思维拓展：你是一名科研人员，如何改进流感疫苗以应对病毒的快速变异？请提出一个简要思路。
不正确。流感病毒可发生变异, 因此人接种某种流感疫苗后,当流感发生时,该接种者还可能患流感。 。
可以针对病毒内部或表面不易变异的保守区域研制通用疫苗。（答案合理即可）
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探究一 疫苗
疫苗接种的意义：
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___________的预防措施。
唯一有效
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。
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探究一 疫苗
我国免疫规划疫苗儿童免疫程序表
疫苗 接种年(月)龄 接种剂次 接种途径
乙肝疫苗 出生时，1月，6月 3 肌内注射
卡介苗 出生 1 皮内注射
脊灰灭活疫苗 2月龄 1 肌内注射
脊灰减毒活疫苗 3月龄，4月龄，4岁 3 口服
百白破疫苗 3月龄，4月龄，5月龄，18月龄 4 肌内注射
白破疫苗 6岁 1 肌内注射
麻风疫苗 8月龄 1 皮下注射
麻腮风疫苗 18月龄 1 皮下注射
乙脑减毒活疫苗 8月龄，2岁 2 皮下注射
或乙脑灭活疫苗 8月龄2次，2岁，6岁 4 皮下注射
A群流脑多糖疫苗 6月龄，9月龄 2 皮下注射
A+C群流脑多糖疫苗 3岁，6岁 2 皮下注射
甲肝减毒活疫苗 18月龄 1 皮下注射
或甲肝灭活疫苗 18月龄，2岁 2 肌内注射
器官移植
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探究二
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探究二 器官移植
任务2：根据教材P83～85 ，分析并回答下列问题：
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。
2.在进行器官移植时能够发生免疫排斥反应,白细胞为什么能够识别并攻击移植的外来器官
白细胞能够识别移植器官的组织相容性抗原。
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探究二 器官移植
免疫排斥
器官移植
HLA
自体细胞
白细胞
免疫排斥问题
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免疫排斥问题
探究二 器官移植
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。
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探究二 器官移植
3.在进行器官移植或骨髓移植时,为什么都要先检查供体和受体之间的组织相容性呢
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。
因为受体和供体的组织相容性抗原一致性越高,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。
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探究二 器官移植
4.目前，为了提高移植器官的成活率，常采用的是哪一类药物？它们的作用机制是什么？有哪些副作用？？
通常采用免疫抑制剂。免疫抑制剂的类型多样，通过阻断免疫细胞增殖、活化等来抑制免疫反应。
副作用是会使体内的淋巴细胞减少，从而患感染性疾病。
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探究二 器官移植
思维拓展：请结合干细胞技术，设计一种降低免疫排斥的新型移植方案，并说说它的可行性。
获取自体干细胞，在体外培养出组织、器官再进行移植，由于移植器官和受体组织的HLA是相同的，可以避免免疫排斥反应。
同济大学团队首次在临床试验中利用自体肺部干细胞移植技术成功再生了患者的损伤肺部组织。
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探究二 器官移植
器官移植所面临的问题及希望
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。
供体器官短缺：
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探究二 器官移植
器官移植所面临的问题及希望
②唤醒爱心，使更多的人加入到自愿捐献器官的行列中来
①自体干细胞移植技术
解决方法：
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探究二 器官移植
器官移植所面临的问题及希望
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探究二 器官移植
器官移植所面临的问题及希望
如何保证供体器官公平合理地分配给器官坏死的患者？
2007年，国务院颁布了《人体器官移植条例》。
2011年，全国人大常委会通过了《刑法修正案（八）》明确禁止人体器官买卖，增加了“器官买卖罪”。
同年，《人体器官捐献登记管理办法（试行）》和《人体器官捐献协调员管理办法（试行）》发布。
2013年，我国人体器官分配与共享计算机系统正式启用。
免疫学的应用
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探究三
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探究三 免疫学的应用
检测病原体、肿瘤标志物等
免疫增强疗法、免疫抑制剂、
癌症的免疫疗法
疫苗
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探究三 免疫学的应用
任务三：根据教材P85最后一段，完成以下内容。
1.人感染狂犬病毒，若未及时进行暴露后预防处理，死亡率达100%。如果不小心被狗咬了，我们应该怎么样做呢？
尽快注射抗狂犬病毒血清或用血清浸润咬伤部位；尽快注射狂犬疫苗。
免疫预防
（患病前的措施）
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探究三 免疫学的应用
免疫预防
人工主动免疫
（注射抗原）
减毒疫苗：如卡介苗
灭活疫苗：如流感疫苗
类毒素：如破伤风类毒素
人工被动免疫
（注射抗体）
抗毒素：如白喉抗毒素
免疫球蛋白：如丙种球蛋白
新型疫苗：如新型乙肝疫苗
新课讲授
探究三 免疫学的应用
2.新型冠状病毒抗原检测试纸条可用来诊断是否感染新型冠状病毒，其原理是什么？请将其与核酸检测、抗体检测进行比较（可以从检测对象、优点、缺点等方面进行）。
抗原与抗体特异性结合。
优点：灵敏度高
免疫诊断
凝集反应
如ABO血型的鉴定
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
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探究三 免疫学的应用
2.新型冠状病毒抗原检测试纸条可用来诊断是否感染新型冠状病毒，其原理是什么？请将其与核酸检测、抗体检测进行比较（可以从检测对象、优点、缺点等方面进行）。
检测类型 检测对象 优点 缺点
抗原检测
核酸检测
抗体检测
病毒表面抗原
病毒RNA
人体产生的抗病毒抗体
检测速度最快，可居家自测，方便
灵敏度高，准确
可追溯感染史，判断感染阶段及免疫状态
假阴性率高
成本高、耗时长
早期假阴性，治愈期存在假阳性，疫苗接种后抗体干扰。
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探究三 免疫学的应用
3.比较免疫预防与免疫治疗
比较项目 免疫预防 免疫治疗
原理
获得方式
适用对象
抗原刺激机体主动产生免疫力
提高或降低免疫系统的功能
抗原入侵获得；
注射疫苗获得
用抗体、细胞因子等免疫活性物质进行免疫增强疗法；
用免疫抑制剂进行免疫抑制疗法
健康人
患者或疑似患者
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探究三 免疫学的应用
癌症的免疫疗法
宫颈癌的预防—HPV疫苗
癌症的治疗
癌症的预防
Tc细胞
PD-1
PD-L1
Tc细胞
PD-1
PD-L1
癌细胞
癌细胞
癌细胞高表达PD-L1，抑制T细胞功能
通过抗体阻断PD-L1与PD-1的信号通路，T细胞发挥正常功能
【练习1】
当堂训练
C
某医生接待了甲、乙两位被割伤手的病人，在详细询问情况后，决定给接种过破伤风疫苗的甲病人注射破伤风疫苗，给未接种过破伤风疫苗的乙病人注射抗破伤风抗体。下列相关叙述正确的是（　 ）
A．这两种治疗方法中，给乙病人的治疗方法发挥疗效的时间会更长久
B．甲病人再次接种破伤风疫苗后，可刺激记忆B细胞直接分泌相应的抗体
C．乙病人注射的抗破伤风抗体可以与相应病原体结合，从而抑制病原体的繁殖
D．甲病人注射的破伤风疫苗在免疫过程中可被浆细胞识别并分泌抗体
【练习2】
当堂训练
D
排斥反应是移植器官携带的异体抗原所引起的受者体内发生的免疫反应，有体液免疫反应和细胞免疫反应两种，其机制、病理及临床表现均不同。下列说法错误的是（ ）
A．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
B．利用自体干细胞培养相应的器官进行移植，可减轻免疫排斥反应
C．细胞毒性T细胞可攻击移植来的异体组织细胞并诱导其凋亡
D．HLA是指人类白细胞表面的一组与别人不同的蛋白质
【练习3】
当堂训练
D
春季是甲型流感多发季节，接种疫苗可以在一定程度上预防甲型流感的发生。甲型流感病毒中能直接感染人的亚型有H1N1、H7N9等，每种亚型表面存在多种抗原决定簇。下列有关叙述正确的是（ ）
A．接种甲型流感疫苗的人不会患甲型流感
B．仅由H1N1感染引起的体液免疫，机体只能分泌一种抗体
C．活化的细胞毒性T细胞裂解靶细胞后可持续发挥作用
D．初次接种疫苗产生的抗体水平下降到一定程度后，才能再次接种
【练习4】
当堂训练
人感染乳头瘤病毒（HPV）可诱发宫颈癌等恶性肿瘤。研究机构为评估某种HPV疫苗的效果，在志愿者中进行接种。一段时间后，统计宫颈出现癌前病变（癌前病理变化，可发展为恶性肿瘤）的人数，结果见表。
组别 接种物 总人数 癌前病变人数
A（HPV阴性志愿者） A1 对照剂 7 863 83
A2 疫苗 7 848 4
B（HPV阳性志愿者） B1 对照剂 1 125 126
B2 疫苗 1 121 125
注：HPV阴性表示体内不含有HPV病毒，HPV阳性表示体内含有HPV病毒。
【练习5】
当堂训练
(1)人体接种该疫苗后，从免疫角度，疫苗相当于______，引发机体免疫反应，产生抗体。一旦HPV侵入机体，记忆细胞迅速增殖分化，产生大量抗体，阻止HPV侵入宿主细胞，这种主要靠抗体“作战”的方式称为___________。
(2)相比HPV阴性志愿者，HPV阳性志愿者体内HPV抗体含量____，并且还存在特异性识别HPV的免疫细胞，主要是__________________________________
______________________。
抗原
体液免疫
高
记忆B细胞、记忆T细胞、辅助性T细胞、
细胞毒性T细胞、B细胞
(3)据表分析，对比A1和A2数据说明：对HPV阴性志愿者接种疫苗，预防癌前病变效果良好； 对比B1和B2数据说明：对HPV阳性志愿者接种疫苗，预防癌前病变效果___________。因此，人们在接种HPV疫苗之前，需要做哪些准备？_______________________________________。
较差
检测体内是否含有HPV
课堂小结
总结：请回顾本节课所学内容，建构思维导图。
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
谢谢大家

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