揭开免疫之谜 突破生命奥秘

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一、背景材料

2011年10月3日，瑞典卡罗琳医学院在斯德哥尔摩宣布，将本年度诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家布鲁斯•博伊特勒、法国籍科学家朱尔斯•霍夫曼以及加拿大科学家拉尔夫•斯坦曼，以表彰他们在免疫学领域取得的研究成果。

免疫系统是生物抵御外界细菌和其他微生物入侵，维持机体健康的第一道生理屏障。在所有医学学科中，免疫学是距离临床最近的学科，虽然不是针对任何一个具体的器官和组织开展研究，但免疫学涉及整个人体、每个细胞，注定会在人类破解生命与疾病之谜的道路上发挥不可估量的作用。人体免疫系统有两道防线，首先是先天性免疫，也称非特异性免疫，它会在人体被病毒、细菌等微生物感染后作出第一反应，通过吞噬、裂解等方式消灭入侵微生物，防止它们进一步侵害。一旦这道防线被攻破，第二道防线――获得性免疫会立即“进入战斗状态”，通过杀伤细胞、抗体等“精确制导武器”，“集中火力”消灭被感染的细胞和病原体。 免疫应答作为一种能帮助人类与其他动物抵御细菌及其他微生物的生理过程，长久以来，科学家们一直在寻找它的“守护者”。 博伊特勒和霍夫曼则分别在小鼠和果蝇体内发现了天然免疫识别分子――Toll样受体蛋白质，从而揭开了人体天然免疫系统的启动之谜，为人们认识抗感染免疫机制提出了新的方向。博伊特勒和霍夫曼的贡献是“先天免疫激活方面的发现”，他们发现的受体能够识别微生物对动物机体的攻击并激活免疫系统，这是免疫反应的第一步。

斯坦曼被誉为“树突状细胞之父”， 他在上世纪70年代第一个发现DC。DC是目前已知功能最强大的专职抗原递呈细胞，具有强大的活化T细胞能力，在获得性免疫启动中发挥重要的“信使”作用，从而引起一系列反应，制造出抗体和“杀手”细胞等“武器”，杀死被感染的细胞以及“入侵者”。这次斯坦曼获奖理由是“发现树突状细胞及其在获得性免疫中的作用”，即发现了能够激活并调节适应性免疫的树突细胞，这种细胞促使免疫反应进入下一阶段并将微生物清除出机体。

专家直言，虽然对于很多人而言，免疫学常被理解为一个个晦涩难懂的专业词汇，认为它离实际应用还有很远的距离。因此，不论是树突状细胞，还是Toll受体，此次的获奖内容似乎难以在公众中引起共鸣。其实，免疫学的研究成果已经渗透到临床的几乎每一个角落，应用免疫学技术和方法研究疾病发病机制以寻找可以应用于诊断、治疗和预防疾病的新方法、新试剂、新药物越来越得到重视。以树突状细胞的发现为例，当前治疗癌症、传染性疾病以及免疫系统紊乱的方法革新，很多都是以此为基础的。其中，DC在抗肿瘤免疫应答中的作用、以DC为基础的免疫治疗等已经成为肿瘤生物治疗的热点之一。目前已有大量体内、外实验证实，用不同形式的肿瘤抗原体外冲击致敏DC后，可以产生较强的抗肿瘤免疫，并能抑制肿瘤生长和转移。更为重要的是，树突状细胞免疫疗法可在患者体内诱发免疫记忆，使患者体内获得长期的抗瘤效应，防止肿瘤的复发与转移。

这3位获奖者的研究成果揭示免疫反应的激活机制，使人们对免疫系统的理解发生“革命性变化”。 三者形成合力，就揭示了天然免疫和获得性免疫之间的关联，进而为免疫系统疾病研究提供了新的认识，并为传染病、癌症等疾病的防治开辟了新的道路。

二、 试题链接

1．作为细胞识别信号的受体――糖蛋白(含有寡糖侧链的蛋白质分子)普遍存在于细胞膜上，如果将细胞培养在含药品X的培养基中，发现细胞无法制造糖蛋白的糖侧链，则此药品X可能作用在蛋白质合成及运输过程中哪一个细胞器上？（ ）

A．核糖体 B．线粒体

C．内质网 D．溶酶体

2．下列关于生物膜成分及结构特点说法正确的是（ ）

①生物膜由糖蛋白和脂质构成 ②糖蛋白一般只存在于细胞膜上，细胞器膜上没有 ③线粒体外膜与内膜成分种类差不多，但内膜因表面积大，蛋白质含量更高 ④线粒体内膜与外膜相比，不容易涨破 ⑤线粒体外膜比内膜有更多的功能 ⑥细胞膜上糖蛋白含量在不同时期可能发生变化

A．①③④ B．②③④

C．②④⑥ D．③④⑥

3．激素作为一种化学信使，能把某种调节的信息由内分泌细胞携带至靶细胞。下图表示影响血糖调节的因素及激素发挥作用的过程，有关叙述正确的是（ ）

A.影响胰岛A细胞分泌的刺激X最可能是血糖含量升高

B.刺激X①②③胰岛A细胞是体液调节，②位于垂体

C.刺激X①②③胰岛A细胞是神经调节，②位于大脑皮层

D.靶细胞接受激素刺激后，促使肝糖原分解、非糖物质转化为血糖

4．癌细胞的恶性增殖和转移，与其细胞膜的化学成分发生改变有关系，下列说法不正确的是（ ）

A.产生甲胎蛋白 B.磷脂减少

C.产生癌胚抗原 D.糖蛋白减少

5．在预防传染病的疫苗家族中，近年又增加了一种核酸疫苗（又称DNA疫苗），它们是由病原微生物中的一段表达抗原的基因制成，这段基因编码的产物可以诱导机体的免疫反应。以下关于核酸疫苗的叙述不正确的是（ ）

A．核酸（DNA）疫苗导入人体需要适用适当的基因工程载体

B．导入人体的核酸疫苗在体内直接产生抗体，起到免疫作用

C．人痛病毒DNA疫苗功能的发挥，体现细胞内各种生物膜在结构和功能上的联系

D．核酸疫苗接种后引起人体产生的抗体是由效应B细胞合成的

6．下图中的曲线显示了两种使人体获得免疫力的方法。据此判断下列说法正确的是( )

A．冬季流感袭来，医生给年老体弱者一般采用方法②来使其获得免疫能力

B．采用方法①可以使人获得比方法②更持久的免疫力

C．采用方法②使人体获得抗体的过程属于体液免疫

D．医学上一般采用方法①进行免疫预防接种

7．下列关于兴奋的传递，叙述错误的是( )

A.兴奋只能从一个神经元的树突传递给另一个神经元的细胞体或轴突

B.兴奋的突触处的传递方向是：突触前膜突触间隙突触后膜

C.兴奋由一个神经元传到另一个神经元的能量变化是：电能化学能电能

D.兴奋在突触处的传递速度比在神经纤维上的传导速度慢

8．关于人体免疫的叙述正确的是（ ）

A．某病原体初次感染人体，人体会产生相应的过敏反应

B．艾滋病和类风湿性关节炎都属于免疫系统疾病

C．体液免疫中每个浆细胞能产生多种特定抗体

D．效应T细胞能直接吞噬侵入细胞的病原体

9．给某种动物注射了三种细菌，如图表示随时间的变化，实验动物血液中的细菌个体数的变化（X：给无免疫力的宿主注射了毒性强的细菌；Y：给有免疫力的宿主注射了毒性强的细菌；Z：给有免疫力的宿主注射了毒性弱的细菌），则下列有关说法正确的是（ ）

A.毒性强的细菌杀死了宿主

B.免疫系统不能防御毒性强的细菌，但能防御毒性弱的细菌

C.动物免疫系统可以区分毒性强和毒性弱的两种细菌

D.毒性弱的细菌也可能像毒性强的细菌一样对宿主造成危害

10．某人腰椎部位因受外伤造成右下肢运动障碍，但有感觉。该病人受损伤的部位可能是在反射弧的（ ）

①传入神经 ② 传出神经 ③感受器 ④神经中枢 ⑤ 效应器

A．②④ B．①④

C．①② D．②⑤

11．细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。若图中甲、乙两图均表示人体生命活动调节过程中细胞之间的信息传递方式，则以下相关叙述中不正确的是( )

A．细胞2、细胞4依靠细胞表面的糖蛋白识别信息

B．信息从细胞3传递到细胞4的速度比从细胞1传递到细胞2快

C．若细胞1为下丘脑中的分泌细胞，产生的激素作用于细胞2的是甲状腺细胞

D．人体对寒冷的反应与乙图所示调节有关，也与甲图所示的调节有关

12．某种药物可以阻断蟾蜍屈肌反射活动。下图为该反射弧的模式图，A、B为神经纤维上的实验位点，C为突触间隙。下列实验结果中，能够证明这种药物“在神经系统中仅对神经细胞间的兴奋传递有阻断作用”的是( )

①将药物放在A，刺激B，肌肉收缩 ②将药物放在B，刺激A，肌肉收缩 ③将药物放在C，刺激B，肌肉不收缩 ④将药物放在C，刺激A，肌肉收缩

A．①③B．②③

C．①④D．②④

13．狼体内甲状腺细胞能识别促甲状腺激素的直接原因是，根本原因是。

14．下图是分泌细胞分泌的某种物质与靶细胞结合的示意图，据图回答：

分泌细胞分泌物靶细胞

（1）分泌细胞产生的分泌物与靶细胞发生特异性结合的原因是靶细胞膜上有起着识别作用的（物质）。

（2）若靶细胞为垂体细胞，寒冷、过度紧张刺激时，则分泌物是，该分泌物的分泌细胞能否为靶细胞？，这种调节作用叫做。

（3）若图中靶细胞为病原菌，那么与之结合的分泌细胞中，与其分泌物（如抗体，化学成分为蛋白质）的形成有关细胞器有。

15．2000年诺贝尔生理学或医学奖授予了瑞典科学家阿尔维德•卡尔松、美国科学家保尔•格林加德和埃里克•坎德尔3位科学家，以奖励他们对神经系统“信号传导”的研究成果。这项成果对于了解大脑的正常功能以及神经和精神疾病的发生具有关键性的意义。两个神经细胞之间有一个宽200~500nm的缝隙，并且这两个神经细胞通过“突触”连结。右图表示一种脊椎动物普遍具有的化学突触及信号传导过程，请回答下列问题：

(1)突触间隙的存在使神经信号的传递只在某些化学物质(如乙酰胆碱)参与下完成，神经递质由A细胞合成，经过(细胞器)包装、加工形成突触小泡，后者再与融合，使神经递质释放到突触间隙。

(2)神经递质从合成到进入突触间隙的全过程中不断消耗的物质是，所以在突触小体含较多的(细胞器)。

(3)突触后膜上“受体”与相应神经递质结合，引起B细胞兴奋，而在突触前膜上没有 “受体”，导致信号传导的特点是。

(4)兴奋通过突触由前一个神经元传导到后一个神经元的过程中，信号的变化情况是

。

16．多细胞生物调节生命活动需依靠细胞通讯。细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并使之产生相应的反应的过程。下图是几种细胞通讯的实例，请分析回答：

(1)A图中的胰岛B细胞分泌的物质，作用于肝细胞，所引起的生理反应是。肝细胞膜上受体的化学成分是。

(2)B图中，若在e处给以适当刺激，则a、b、c、d、e中能检测到电位变化的是。

(3)上述两图中细胞间传递信号的物质有，上述过程表明细胞膜具有的功能有。

(4)乙酰胆碱(Ach)是一种神经递质，科研人员要探究神经组织内乙酰胆碱浓度对信息传递的速度有无影响，实验人员在a处注入不同浓度的Ach，b处给予恒定刺激，c、d处分别为兴奋感应时间测量点。实验处理和结果如下表：（说明：实验已排除其他干扰因素）

Ach浓度(mmol/mL)c处(ms)d处(ms)

0.15.005.56

0.25.005.48

0.35.005.31

0.45.005.24

c处数据说明了。d处数据说明了。

三、参考答案

1.C 2.C 3.D 4.B 5.B 6.C 7.A 8.B 9.D 10.A 11.C 12.A

13.甲状腺细胞表面有识别促甲状腺激素的糖蛋白 只有甲状腺细胞中控制识别糖蛋白合成的基因表达

14．（1）糖蛋白

（2）拮抗

（3）促甲状腺激素释放激素 能 反馈调节

（4）核糖体、内质网、高尔基体、线粒体

15．(1)高尔基体 突触前膜

(2)ATP 线粒体

(3)单向传导

(4)电信号化学信号电信号

16． (1）加快葡萄糖的氧化分解、促进合成糖原、促进葡萄糖转化为非糖物质 蛋白质（糖蛋白）

（2）d、e

（3）激素、神经递质 分泌、识别、信息传递

(4)乙酰胆碱的浓度不影响兴奋在神经元内部的传导速度 乙酰胆碱的浓度影响突触传导速度，浓度较大时突触传导速度加快