高中生物 | 疫苗

　　疫苗是医学发展的里程碑。疫苗不仅挽救了数以亿计的生命，更重要的是，它还开启了对抗疾病的新思路——预防。在疫苗出现之前，其他药物和手术都是直接用于治病的，而疫苗开启了预防疾病的新纪元。

　　今天，向大家介绍疫苗的工作原理以及技术途径。

　　一、疫苗的工作原理

　　第一层次：用生小病来预防大病

　　毒力低或者无毒的病原体能够刺激人体产生免疫力，从而预防传染病。但是有极少数人由于个体差异，在注射疫苗后会产生过度反应，比如高热、惊厥、休克、伤残，甚至还可能死亡，但这些都是小概率事件。

　　巴斯德研发出人类真正意义上的第一支疫苗：狂犬病疫苗。巴斯德从感染了狂犬病病毒的兔子身上取出了一段脊髓，并将其挂在无菌烧瓶中干燥。这样做，狂犬病病毒的毒力就降低了。之后，他把这段干燥的脊髓研成末，和蒸馏水混合在一起，注射到狗的身上。他发现，注射疫苗后的狗不仅没死，而且神奇地产生了对狂犬病病毒的免疫力。接种牛痘预防天花是偶然的发现。但是狂犬病疫苗的出现，证明人类第一次掌握了疫苗的原理，这给以后研发疫苗提供了可以复制的思路。巴斯德开启了一个用科学的、可以复制的方法主动预防传染病的新时代。

　　第二层次：不生小病，也能预防病

　　是不是一定要有病原体或者病原体产生的毒素进入人体，才能激发特异的免疫力呢?不是。随着基因工程技术水平的不断提高，人们已经可以人工合成具有病原体特征的物质。用这种物质去诱导人体产生免疫力，这样人们就可以不用“生小病”了。

　　第三层次：不仅防病，还能治病

　　人们在接种 HPV 疫苗后可以有效预防 HPV 感染，进而预防宫颈癌，这是疫苗的预防作用。在感染 HPV 病毒后，有一部分病人靠自身的免疫系统无法清除病毒，所以表现出持续性病毒感染。慢性感染时间久了，就有可能发生癌变。

　　那么能不能通过接种疫苗来治疗HPV感染呢?答案也是肯定的。这就是HPV治疗性疫苗。HPV治疗性疫苗利用的就是这一层思路。进展较快的HPV治疗性疫苗——MVA–E2 已经进入临床III 期研究。试验表明，这种疫苗可以快速激发人体产生免疫力，这种免疫力可以有效地攻击和清除病毒了，从而控制病毒的发展，有些已经发生的病变甚至可以得到逆转。

　　二、疫苗生产的技术途径

　　途径一：灭活疫苗

　　用化学、物理方法杀死的病原微生物或提取、纯化的病原微生物组分(如类毒素、多糖聚合物)制成。

　　优点：

　　1、毒力不可能回升，安全性好。

　　2、疫苗相对稳定，易保存

　　缺点：

　　灭活疫苗所致的免疫通常为体液免疫，产生的免疫作用弱，免疫持续时间较短，必须多次接种来达到所需的保护性抗体水平。

　　途径二：减毒活疫苗

　　将病原微生物(细菌或病毒)在人工训育的条件下，促使产生定向变异，使其极大程度地丧失致病性，但仍然保留一定的剩余毒力、免疫原性和繁衍能力。减毒活疫苗进入机体后，减毒株在宿主体内复制和增殖，引导宿主产生免疫，此免疫反应往往强于灭活疫苗，且往往由于免疫记忆而维持终身。减毒活疫苗的作用类似于自然感染，可同时导致体液免疫和细胞免疫，在全身和局部产生免疫效果。

　　优点：

　　减毒活疫苗接种剂量小，接种次数少，免疫作用强，维持时间长。

　　缺点：

　　1、有毒力回升的危险，对免疫缺陷者有危险。

　　2、疫苗相对不稳定，不易保存，通常需要冷链。

　　途径三：mRNA 疫苗

　　美国研制的 mRNA 疫苗，就是打一段核酸进去，这段核酸就模仿了这个病毒在人体内的复制过程，进到人体细胞内，然后在胞浆内就直接工作，合成类似于病毒自然条件下形成的蛋白，进而刺激人体产生对应的免疫抗体。问题是这种类型的疫苗，以前还没有成功上市过。

　　在新冠疫情发生后，我国迅速成立了科研攻关组，从灭活疫苗、基因工程重组亚单位疫苗、腺病毒载体疫苗、减毒流感病毒载体疫苗、核酸疫苗这五大技术方向，并行推进疫苗研发。在 2020年3月16日前后，美国和中国几乎同时同时进入人体试验阶段，中国是陈薇院士团队，美国是 Moderna 公司与美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)疫苗研究中心(VRC)的研究人员联合。这是大国实力的较量，这是看不见硝烟的战场，把他比作原子弹试爆也不为过。美国的技术应该说是更前卫，跨步骤研制疫苗。中国的研制技术更成熟，更注重安全性保障，以举国之力，不计成本。科研人员的努力，有可能改变国家的命运。

　　陈薇院士自己带头接种，让人充满信心!让我们为中国的疫苗加油!

　　参考资料：

　　1.薄世宁，《薄世宁医学通识讲义》

　　2.Dr.X，知乎话题：如何看待当地时间 3 月 28 日美国新冠肺炎确诊人数突破 12 万?为什么 增长这么快?

　　实战演练：

　　1.(2020·四川绵阳高二期末)用实验小鼠可以检测疫苗接种后，机体产生抗体的能力。

　　现有若干只健康小鼠、病毒、疫苗、接种物(可用于配制疫苗制剂的溶液)等实验材料。回答下列问题：

　　(1)疫苗一般是经过减毒处理的抗原，抗原是指____________;接种该疫苗能引起实验小鼠体内产生___________(填“体液免疫”、“细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫”)

　　(2)处理对照组和实验组的具体操作为_________________________________。

　　(3)为确定疫苗制剂的有效浓度，需要对实验组进行进一步处理，处理的思路为 ___________________________________________________。

　　【答案】

　　(1)能引起机体产生特异性免疫反应的物质 体液免疫和细胞免疫

　　(2)对照组的处理：接种不含疫苗的接种物，一段时间后再接种病毒;实验组的处理：接种疫苗(含疫苗的接种物)，一段时间后再接种病毒

　　(3)将健康的实验动物分成对照组和多个实验组，每组若干只动物，不同实验组动物需接种不同浓度的病毒，对照组注射等量的生理盐水，一段时间后再接种病毒,统计实验组和对照组动物的发病率、存活率。实验组与对照组相比发病率最低，存活率zui高的即为最适宜浓度

　　2.(2020 贵州贵阳市高二期末)如图甲、乙分别表示我国医学工作者自主研制 SARS 灭活疫苗过程中，某志愿者接种疫苗后两周内体温和抗体浓度的变化，请据图回答下列问题：

　　(1)注射疫苗后，志愿者出现轻度发热现象，调节机体产热的激素主要有_________和 ____________，正常人的体温之所以能够维持相对稳定，其调节方式是_____________调节。

　　(2)若该志愿者注射疫苗后的第15天感染SARS 病毒，其体内的抗体变化曲线如乙图所示。此时，抗体迅速产生的主要原因是___________________________。

　　(3)从根本上来说，SARS 病毒的抗原特异性是由_______________决定的。

　　(4)注射疫苗是预防 SARS 的有效途径，但是并不意味着接种过 SARS 疫苗的人将来不会成为SARS患者，原因是___________________________________。

　　【答案】

　　(1)甲状腺激素 肾上腺素 神经-体液

　　(2)体内记忆细胞会快速增殖分化成浆细胞，产生大量抗体

　　(3)基因

　　(4)SARS是RNA病毒，RNA是单链结构，易发生变异

　　3.(2020·天津高二期末)近年来，美国和泰国研究人员共同研制出了具有免疫效果的艾.滋病“联合疫苗”。这种“联合疫苗”由两种疫苗组成，其中一种负责刺激免疫系统，使其做好攻击艾.滋病病毒的准备;第二种则担当“助攻手”，负责增强免疫反应。下图为人体免疫的部分过程示意图，请回答：

　　(1)艾.滋病病毒进入人体后，图示①②③中可能发生特异性免疫的是___________。

　　(2)A、B 的名称分别是__________________ 、__________________ 。

　　(3)科学家早已认识到，研制疫苗是抗击艾.滋病最有效的良方。艾.滋病疫苗首次注射后，人体主要发生图示编号中__________________过程。

　　(4)图中属于二次免疫反应的过程是_________________，其特点是__________________。

　　【答案】

　　(1)②③

　　(2)效应T细胞 抗体

　　(3)③⑦

　　(4)④⑥和⑤⑦ 反应快而强

　　原创 吕凉风 朴新无忧教学部

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