免疫調(diào)節(jié)內(nèi)容的延伸 高二上學期生物人教版選擇性必修一

免疫調(diào)節(jié)內(nèi)容的延伸免疫調(diào)節(jié)是高中生物學課程標準制定的學習目標，也是高考的考查內(nèi)容。適應性免疫應答在免疫學知識體系中具有學科代表性，涵蓋較多的免疫學主干知識，體現(xiàn)了免疫調(diào)節(jié)高度特異性和免疫記憶的特殊性，作為初步學習免疫調(diào)節(jié)的內(nèi)容較為合宜。然而限于教學實際情況，過度展開相關內(nèi)容會造成不必要的學習負擔；對于學有余力及興趣濃厚的學生來說，這部分內(nèi)容的深度和廣度又難以滿足其求知欲；對某些問題的闡釋由于簡化可能會造成含混不明的困擾。、1拓展深度，形成完整的概念結構1.1明晰命名緣由，加深本質(zhì)理解胸腺(thymus)是T淋巴細胞(T細胞）發(fā)育成熟的場所，因此，T淋巴細胞（Tlymphocyte)得名于胸腺來源的淋巴細胞（thymus一derivedlymphocyte）。B淋巴細胞（B細胞）最初發(fā)現(xiàn)是在雞的法氏囊（bursaofFabricius）中發(fā)育成熟的，因而稱之為法氏囊來源的淋巴細胞（bursa一derivedlymphocyte），B淋巴細胞由此得名。法氏囊是鳥類所特有的器官，哺乳類中與法氏囊同功作為B淋巴細胞發(fā)育成熟場所的器官是骨髓（bonemarrow），二者巧合地具有相同的首字母B,而B淋巴細胞中“B"的原意是指法氏囊而非骨髓。分別對T淋巴細胞中的“T"和B淋巴細胞中的“B"進行解釋，可明確細胞名稱中的字母代表其發(fā)育成熟的器官，以此滲透學術詞匯命名方法及形式所包含的深層信息，培養(yǎng)學生自我學習的研讀能力和探究習慣。

1.2細化細胞類型，明確免疫功能初始T淋巴細胞不能直接識別抗原，需要專職的抗原提呈細胞（antigenpresentingcell，APC）如樹突狀細胞(dendriticcell,DC）將抗原處理、提呈至初始T淋巴細胞并將其激活。并非所有的吞噬細胞(phagocyte)均能激活初始T淋巴細胞使之增殖分化為效應T淋巴細胞，這種功能是樹突狀細胞所特有的功能。因此，吞噬抗原并提呈至初始T細胞的吞噬細胞是指樹突狀細胞。初始CD8+T細胞被活化后可增殖分化為細胞毒性T細胞（cytotoxicTlymphocyte，CTL），能靶向殺傷病毒感染以及胞內(nèi)感染的宿主細胞，是細胞免疫應答的主要效應細胞（圖1）。CTL識別靶細胞后可釋放穿孔素（perforin）、顆粒酶（granzyme）和顆粒溶素（anulysin）等活性蛋白啟動靶細胞凋亡，還可分泌腫瘤壞死因子α（tumornecrosisfactorα，TNFα）誘導靶細胞凋亡。即細胞免疫過程中“效應T細胞"是指CTL，“與靶細胞密切接觸"意指CTL識別靶細胞并釋放促凋亡因子誘導其凋亡，而并非簡單接觸即可實現(xiàn)。初始B淋巴細胞被抗原活化后可增殖分化成為抗體分泌細胞（antibody一secretingcell，ASC）分泌抗體是B淋巴細胞最特質(zhì)的屬性?？贵w與抗原結合可阻斷抗原的感染和擴散等行為。清除結合了抗體的抗原需要其他免疫細胞的參與，如巨噬細胞可吞噬并降解此類抗原抗體復合物，此處的“吞噬細胞"主要指巨噬細胞。在體液免疫應答過程中釋放細胞因子促進B淋巴細胞活化的T細胞是輔助性T細胞(helperTcell,(h)，主要是初始CD4T細胞被活化后分化成的濾泡輔助性T細胞（follicularhelperTcell,Tfh)。由此可知，初始CD4T細胞和初始CD8+T細胞分別承擔不同的T細胞功能，前者主要分化為輔助性T細胞增強體液免疫應答效應，后者則分化成為細胞免疫應答的主要效應細胞。據(jù)此還可知，效應T細胞不是只有一種具有多重功能的細胞，而是由功能特化的細胞類型分別承擔。對效應T細胞功能亞群的了解，可幫助形成細胞具有功能亞群的觀念。一種類型細胞具有多種功能亞群是免疫細胞的鮮明特點。通過對各個免疫應答過程中細胞類型的具體化分析，幫助建構免疫應答的詳細過程，有助于深人理解各種免疫細胞的主要功能，增加對知識理解的深度，引導學生深人思考，以提高其科學探究能力。1.3厘清應答過程，追溯反應本源細菌抗原可經(jīng)由吞噬細胞、初始T細胞將初始B細胞活化，還可以直接活化初始B淋巴細胞，這兩種免疫應答路徑主要是由抗原特性決定的。細菌抗原的蛋白質(zhì)組分是通過樹突狀細胞、初始T細胞這條途徑激活抗原特異性初始B淋巴細胞，活化的B淋巴細胞增殖分化成為產(chǎn)生大量抗體的漿細胞（plasmacell)和記憶B細胞兩種效應B淋巴細胞（圖2）。這種蛋白質(zhì)類抗原活化初始B淋巴細胞的過程中需要抗原特異的輔助性T細胞Tfh參與，這種抗原稱之為胸腺依賴型(thymus一dependent,(D)抗原。此處的胸腺依賴性意指此類抗原對初始B細胞的活化需要胸腺來源的細胞，具體的是T淋巴細胞。細菌細胞壁中的脂多糖(lipopolysaccharide，L）等非蛋白質(zhì)組分可直接活化初始B細胞并誘導抗體產(chǎn)生，此過程不需要T細胞的協(xié)助，這種抗原稱之為非胸腺依賴型（thymus一independent，Tl）抗原TD抗原和抗原所誘發(fā)的免疫應答路徑和結果不同（表1）。TD抗原誘導產(chǎn)生的抗體包括lgG等多種類型，且親和力較高，除漿細胞外還能誘導記憶性B細胞的形成。此反應需較長時間，通常5、7天才可以完成，是典型的適應性免疫應答。TI抗原誘導產(chǎn)生的抗體主要是lgM，其親和力較低，記憶性B細胞較為罕見。此過程反應迅速，類似于固有免疫應答，體現(xiàn)了B淋巴細胞的固有免疫屬性。TI抗原誘導的快速免疫應答可初步控制病原體感染，在TD抗原誘導的特異性免疫應答完成前發(fā)揮免疫保護作用。兩種反應相互補充、各有所長，呈現(xiàn)出免疫調(diào)節(jié)系統(tǒng)職能細化與協(xié)作共贏的特點。值得注意的是，體液免疫不僅包含TD抗原所誘導的適應性免疫應答，還包括抗原誘導的類似固有免疫應答的反應?？梢姡w液免疫應答的主要特征是抗原誘導抗體產(chǎn)生的過程。適應性免疫應答所包含的細胞免疫與體液免疫兩類機制分工明確、功能互補，實現(xiàn)清除異物范圍的全覆蓋。細胞免疫的主要效應元件是細胞水平的c且，可清除胞內(nèi)感染細菌、寄生蟲、病毒的宿主細胞以及發(fā)生變異的自身細胞；體液免疫的主要效應元件是分子層級的抗體，不可隨意出人活細胞，主要控制胞外病原體。體液免疫可針對TD和兩種抗原采取不同的免疫應答模式，或復雜遲緩，或簡單迅速，在時間和空間的尺度上互相協(xié)調(diào)，對人侵機體的病原體進行分時突破與精準打擊。這種精細分工的系統(tǒng)可以提升整體系統(tǒng)的作用質(zhì)量、拓寬功能涉及范圍，是保障機體適應紛繁復雜和不斷變化生活環(huán)境的一種有效機制。通過厘清體液免疫應答路徑及其特點，找出兩條路徑差異的原因，發(fā)現(xiàn)問題的實質(zhì)，分析體液免疫啟動方式不同所具有的存在價值，使之感知免疫調(diào)節(jié)復雜性的客觀存在和現(xiàn)實需求，有利于比較與歸因研習方法的訓練以及因果邏輯思維的形成。2延展廣度，滿足科學探究的興趣2.1免疫細胞種類紛繁多樣免疫器官根據(jù)功能屬性的不同，將免疫細胞生成、成熟的場所稱為中樞免疫器官（骨髓、胸腺），免疫應答發(fā)生的場所稱為外周免疫器官（脾臟、淋巴結）。對免疫器官功能的區(qū)分可以加深對器官存在和解剖學位置內(nèi)涵的深刻認識和領會。免疫細胞是免疫系統(tǒng)通過免疫調(diào)節(jié)方式維持免疫穩(wěn)態(tài)的結構和功能的基本單位。根據(jù)發(fā)育途徑和功能的差異，免疫細胞主要分為髓系細胞（myeloidcell）和淋巴細胞(lymphocyte）兩類，可由骨髓中的造血干細胞（hematopoieticstemcell，HSC）經(jīng)多級分化發(fā)育而來。髓系細胞包括樹突狀細胞、巨噬細胞（macrophage）、單核細胞（monocyte）、肥大細胞（mastcell)，具有多型細胞核的中性粒細胞（neuPhil)、嗜酸性粒細胞（eosinophil)、嗜堿性粒細胞（basophil)。教材中免疫細胞的組成“吞噬細胞等"是指樹突狀細胞、巨噬細胞、中性粒細胞等具有吞噬能力的吞噬細胞以及其他多種免疫細胞。此外，還有與淋巴細胞同源屬于淋巴系的自然殺傷細胞（naturalkillercell，NKcell)和固有淋巴樣細胞（innatelymphoidcell，ILC）。淋巴細胞僅有T淋巴細胞和B淋巴細胞兩類。淋巴細胞較小，便于循環(huán)游走以巡查和識別抗原；其細胞核相對較大，細胞質(zhì)及細胞器較少，反映出結構與功能相適應的生命觀念。

為滿足免疫系統(tǒng)功能高復雜性的要求，相應的有多種多樣的免疫細胞類型存在，各司其職，體現(xiàn)出基本結構單元與功能分化相適應的生命特征。高中階段對免疫學相關內(nèi)容的教學并不要求覆蓋如此多種多樣細胞名稱及其功能，通過對該部分內(nèi)容的了解，可建立細胞類型與功能緊密聯(lián)系的觀念，形成免疫細胞種類繁多的印象。2.2淋巴細胞的同源與分化免疫調(diào)節(jié)體系分工細化、相對獨立，相互協(xié)助又內(nèi)在統(tǒng)一。淋巴細胞發(fā)育所特化的T淋巴細胞和B淋巴細胞分別承擔細胞免疫和體液免疫應答行為。兩種淋巴細胞均來源于骨髓中共同的早期前體細胞，其發(fā)育成熟與功能特化則分屬于不同的器官環(huán)境中實現(xiàn)。中樞免疫器官要為特化細胞的最終形成提供特殊的環(huán)境條件，反映了提供免疫細胞成熟場所功能的協(xié)作與分工。免疫細胞種類豐富，相互之間具有一定的內(nèi)在聯(lián)系與共同之處。以淋巴細胞為例，通過對其發(fā)育途徑中共性相同與個性差異的比較，可發(fā)現(xiàn)這種復雜之中的有序關聯(lián)。T淋巴細胞與B淋巴細胞所共有的淋巴系前體細胞在骨髓中形成，部分此前體細胞隨血液遷移至胸腺，在胸腺的微環(huán)境作用下可定向分化為T淋巴細胞；而留在骨髓中的前體細胞在骨髓微環(huán)境作用下定向分化為B淋巴細胞。T淋巴細胞在胸腺中的發(fā)育始于雙陰性胸腺細胞（CD4-

CD8-

thymocyte)，經(jīng)由雙陽性胸腺細胞（CD4+

CD8+

thymocyte)后發(fā)育為單陽性的CD8+

T細胞和CD4+T細胞兩類，分別承擔不同的免疫應答功能。B淋巴細胞的發(fā)育路徑經(jīng)由多級發(fā)育階段。B淋巴細胞分化的定向始于祖B細胞(pro一Bcell)，再經(jīng)由前B細胞(pre-Bcell)、未成熟B細胞和成熟B細胞等多個發(fā)育階段（圖3）。從造血干細胞到未成熟B細胞的發(fā)育階段在骨髓中進行，之后未成熟B細胞遷移至脾臟等外周淋巴器官中進一步分化成為成熟B細胞，即功能性成熟B細胞，可參與抗原識別和免疫應答。

淋巴細胞是由骨髓中的造血干細胞分化發(fā)育而來,T淋巴細胞和B淋巴細胞又具有共同的早期前體細胞，而分別在胸腺和骨髓中發(fā)育成熟。為了滿足對兩種淋巴細胞發(fā)育路徑認識的需求，應指出發(fā)育過程中細胞命運決定分叉的初始階段，即祖細胞分化形成時就確定了最終生成細胞的類型。對淋巴細胞發(fā)育途徑內(nèi)容的拓展可形成細胞分化發(fā)育具有多個階段的意識，認識干細胞分化潛能逐級遞減、細胞命運逐級明確的現(xiàn)象，體悟生命體相同、基因組卻不同的表現(xiàn)型差異的緣由與過程，引導學生進行理性思考。2.3功能分化的輔助性T細胞初始CD4+T細胞被活化后分化為多種輔助性T細胞，參與調(diào)控多種免疫應答反應，一般通過釋放特定的細胞因子來發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)的協(xié)助作用（圖3）。輔助性T細胞有多種類型，其中1主要分泌產(chǎn)生干擾素(interferon,IFN)，能有效地激活巨噬細胞并增強其清除感染病原微生物的能力。Th2主要產(chǎn)生白細胞介素(interleukin，(L)一4，可誘導寄生蠕蟲特異性抗體lgE的產(chǎn)生。Tfh主要通過釋放IL一21誘導效應B淋巴細胞高親和力抗體的產(chǎn)生。在一定條件下,CD4T細胞還可分化成為調(diào)節(jié)性T細胞（re·latoryTcell,Treg），可分泌抑炎細胞因子IL一10、TCF一阝(transforminggrowthfactor一阝）抑制免疫活化進程，以防止免疫反應過度活化對機體造成損傷，是免疫應答的“制動器"。對輔助性T細胞功能亞群的了解，認識免疫應答“專業(yè)化"的特點，即多種免疫應答反應都具有適合本身的輔助性T細胞，可建立細胞功能分化與專業(yè)分工的觀念，領略免疫調(diào)節(jié)復雜而精妙之處。2.4淋巴細胞特異性的分子基礎適應性免疫應答的特征是高度的抗原特異性，只針對一種或一類抗原進行免疫應答。淋巴細胞具有高度抗原特異性的結構基礎是細胞表面識別抗原的特異性受體。T細胞表面特異性識別抗原的受體是T細胞受體（Tcellreceptor,TCR),B細胞受體（Bcellreceptor,BCR)是B細胞表面的免疫球蛋白CImmuno—globulin,Ig）抗體分子。指出淋巴細胞特異性的分子基礎，深人認識特異性的存在依托，理解特異性發(fā)揮的結構單位，可加強對免疫調(diào)節(jié)特異性概念的理解。此外，受體通常是實現(xiàn)特異性調(diào)節(jié)的分子基礎，對此部分內(nèi)容的理解有助于學生對生物學特異性現(xiàn)象的遷移和運用，達到“知其所以然"的層次。3.糾偏誤區(qū)，培養(yǎng)科學求是的精神免疫系統(tǒng)的構成多樣，免疫應答的過程復雜多級，加之免疫細胞和免疫分子名稱的高復雜程度，要求在閱讀和理解免疫學內(nèi)容時要結合具體的問題情境，比較和思考主要概念，厘清科學本質(zhì)和內(nèi)涵，依托批判性思維方式解決現(xiàn)實問題，逐步提升生物學科核心素養(yǎng)。淋巴細胞包括T淋巴細胞和B淋巴細胞兩類，是參與機體適應性免疫應答過程的主要細胞類型。淋巴細胞是廣義的概念，包括未成熟、成熟的狀態(tài)，初始、活化和效應等階段。在表述中要明確指出淋巴細胞所處狀態(tài)，以免混淆反應進程。體液免疫是指活化初始B淋巴細胞誘導抗體產(chǎn)生的過程，包括TD抗原經(jīng)由樹突狀細胞、輔助性T細胞誘導漿細胞和記憶性B細胞的過程，也包括TI抗原直接激活初始性B細胞產(chǎn)生抗體的過程。體液免疫不僅僅指適應性免疫應答的那一方面。淋巴細胞的成熟主要表征為細胞發(fā)育與細胞功能。從干細胞前體逐級發(fā)育分化成淋巴細胞實現(xiàn)了發(fā)育維度的成熟；剛發(fā)育成熟的淋巴細胞還不具備執(zhí)行免疫功能的能力，功能性尚未成熟，需要在特定條件下進一步分化成為功能性成熟的淋巴細胞，達到功能維度的成熟狀態(tài)。從免疫活化的維度來說，未被抗原活化的淋巴細胞處于未激活狀態(tài)，稱為初始淋巴細胞(naivelymph尹e);被抗原活化后淋巴細胞可進一步分化成為效應淋巴細胞（effectorlymphocyte)[4〕在獲取信息進行理解轉化的過程中，需要注意所述內(nèi)容的主要意圖，這樣才能避免概念模糊與誤解。在學習過程中難免會遇到概念混用或一詞多義的情況，需要有批判式的嚴謹思維，不可照單全收，對存有疑慮之處需進一步考證與比較。在進行科學學術文字或口頭表達時須保證科學嚴謹性與描述精準性，避免產(chǎn)生歧義，保證知識傳播的科學性與規(guī)范性，體現(xiàn)學科專業(yè)化水平與