天花疫苗的发现和生产原理

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1、探究疫苗研究的历史一、课题分析1．教学目标（1）简述疫苗的概念及疫苗作用的原理。（2）举例说明在疫苗的生产过程中现代生物工程技术的应用。（3）参与探究疫苗研究的历史，体验在科学发展过程中，科学家认识问题的思维过程和科学探索的精神。2．背景描述外来抗原进入机体后刺激机体的免疫系统发生免疫应答，这一反应过程称为免疫。由抗原诱生的免疫反应称为自动免疫。自动免疫可以通过自然状态下感染微生物获得，也可通过人工给予(接种)抗原性物质的方式获得。将疫苗接种于机体后可诱生特异性的免疫力，这样在接触相应病原体及其产物后，机体会发动加强的免疫应答，成功地消灭病原体或中和其有害产物

2、，使机体免于发病。疫苗是利用病原微生物及其代谢产物，经过人工减毒或灭活方法制成，用于预防疾病的自动免疫制剂。过去曾习惯把用细菌菌体本身制备的称菌苗；把用病毒或立克次氏体制备的称疫苗；把用细菌外毒素经甲醛脱毒制备的称类毒素。近年来由于科学技术的发展，已开始应用提纯抗原和人工合成有效抗原的方法制造免疫预防制剂。因此，如果仍沿用以往的名称，就很难准确地、完整地概括各种形式的免疫制剂的本质，且国际用语中无疫苗、菌苗之别，加之世界卫生组织(WHO)扩大免疫规划(EPI)培训教材中，都把计划免疫所使用的生物制品称为“疫苗(vaccine)”。为避免名词和概念上的混乱，对于

3、各种免疫预防制剂统称为疫苗。随着现代生物工程技术的发展，疫苗的生产也进入了新的阶段。例如：用遗传工程技术将表现毒力的基因自病原体移除也可研制减毒活疫苗；将病原体具有免疫原性的蛋白质的编码基因分离出来，克隆入细菌、酵母及哺乳动物细胞，表达出相应的重组蛋白。这些重组蛋白可用做重组抗原疫苗，也被称为基因工程疫苗。多种编码病原体表面抗原的基因已得到了成功的表达。在酵母中表达的乙型肝炎病毒表面抗原已被证明可诱生保护性抗体，并开始应用于临床。二、教学建议本课题从古代中国人创造的预防天花的例子入手，展示疫苗研究的历史，逐步深入阐明疫苗在自动免疫中的作用原理及生产原理。通过现

4、代疫苗前景的举例，说明生物工程技术在疫苗生产中的作用。以上为本课题的重点。在疫苗研究的历史中，詹纳偶然的发现了接种牛痘预防天花。巴斯德也是工作中的偶然疏忽，使他找到了人工减毒的方法，制备出了减毒活疫苗，如炭疽菌苗、狂犬病疫苗。通过对这段历史的解读，使学生体验在科学发展过程中，科学家认识问题的思维过程和科学探索的精神。这也是本课题的难点。所以，对于科学家在探究过程中所做的实验，教师可以设置一些问题，让学生设计、预测、推理等。最后，还可以针对目前人类所面临的几种具有严重危害的传染病（例如艾滋病、非典型肺炎等），请学生应用疫苗的知识提出一些设想，使理论与实际相结合，

5、以提高学生的应用能力。三、究活动第一步骤最早的疫苗关于疫苗的研究应从古代中国人创造的预防天花的方法讲起。天花是一种烈性传染性疾病，其病原体是天花病毒。感染天花病毒的病人多被夺去生命，幸运活下来的人多在面部及躯干留下分布广泛的斑点样瘢痕(俗称麻子)。在生存斗争的实践中，古代的中国人观察到将活下来的天花病人皮损处焦痂碾成粉末后让儿童吸入可以预防天花。这种粉末是人类有文字记载的最早的疫苗。这一做法也是人类以预防接种预防传染性疾病的最早的实践。第一个以实验的方法证实疫苗作用的是英国医生EdwardJenner，牛痘是一种人和牛都可得的传染性疾病，通常不致命。他观察到，

6、采集牛奶的女工易患牛痘，得过牛痘的不再得天花。基于这种观察，他将牛痘患者皮肤感染后形成的浓汁注射到一个8岁男孩的臂部，几天后，他给这一男孩接种了天花病毒。结果是此男孩安然无恙。1798年，他发表了以接种牛痘预防天花的实验结果。Jenner的实验结果报道后，医务工作者在全世界的范围内开展了以接种牛痘疫苗预防天花的工作，获得了巨大的成功。1979年，世界卫生组织宣布，天花已成为第一个在地球上被消灭了的传染性疾病。第二步骤巴斯德的贡献创造巴氏消毒法的巴斯德，在免疫学上也有伟大发现。当他发现蚕豆病也是一种微生物引起的，就推测：人类和动感染天花的症状小资料：牛痘病毒和天

7、花病毒同属于痘病毒属。请学生猜测：为什么接种牛痘后，就不再得天花？请学生想一想：患天花而幸运活下来的人，是否有可能患第二次天花，为什么？小资料：天花病毒在自然界没有中间宿主，天花疫苗使之在人群中没有携带者，使得在全球内消灭天花成为可能。物所患的各种各样的传染病都可能是由不同的微生物引起的。在此基础上，1880年巴斯德发现鸡霍乱杆菌的陈旧培养物能预防鸡霍乱的感染。由于细菌在陈旧培养物中，其毒性已经降低，因此称为减毒活疫苗，若应用新鲜培养物大多数鸡死亡。又经过几次试验，他得出了两个结论：一是培养的细菌存放越久，其致病的能力超弱，且这种菌经传代培养，仍保持其弱毒的特

8、性。二是给鸡注射毒力弱的菌，不但不会使