2025年大学《生物技术》专业题库- 遗传工程技术在肿瘤治疗中的应用

2025年大学《生物技术》专业题库——遗传工程技术在肿瘤治疗中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项的代表字母填写在答题纸上）1.在遗传工程中，用于携带外源基因进入宿主细胞的外源DNA分子被称为：A.限制性内切酶B.DNA连接酶C.运载体D.基因探针2.下列哪种技术利用了特异性识别DNA序列并切割的能力，常用于基因编辑和基因图谱绘制？A.PCRB.基因芯片C.限制性酶切D.DNA测序3.与大多数实体瘤发生发展密切相关的肿瘤抑制基因是：A.ras基因B.p53基因C.myc基因D.erbB-2基因4.在基因治疗中，通过向细胞内导入能够编码特定蛋白质（如毒素或酶）的基因，以杀死或抑制肿瘤细胞的方法，属于：A.基因增补疗法B.基因沉默疗法C.免疫疗法D.肿瘤免疫毒素疗法5.CAR-T细胞疗法中，“CAR”指的是：A.链霉亲和素受体B.阳离子脂质体载体C.ChimericAntigenReceptor（嵌合抗原受体）D.CellAndReceptorTherapy（细胞与受体疗法）6.将编码干扰RNA（siRNA）的质粒或病毒载体导入细胞，以特异性降解靶基因mRNA的技术，称为：A.RNA干扰（RNAi）B.转基因技术C.基因编辑D.脱靶效应修饰7.在基因治疗的递送系统中，利用脂质体包裹报告基因或治疗基因，通过融合或内吞进入细胞的策略，主要面临的挑战是：A.编辑效率低B.免疫原性强C.靶向性差D.基因稳定性差8.下列哪项不是基因治疗中常见的脱靶效应？A.编辑了非预期的基因位点B.肿瘤细胞未能被有效转导C.递送载体在非靶组织中的蓄积D.转导的基因在靶细胞内发生丢失9.利用高通量基因测序技术对肿瘤组织中的全部或部分基因组、转录组进行测序，以确定肿瘤特异性分子标志物和指导个体化治疗，这属于：A.基于PCR的肿瘤诊断B.基因芯片分析C.基于测序的肿瘤分子分型D.荧光原位杂交（FISH）10.基因治疗领域面临的伦理挑战之一是关于对生殖细胞系的基因改造，其潜在影响是：A.仅影响患者个体健康B.可能被遗传给后代C.治疗费用难以承受D.易引发严重的免疫排斥反应二、填空题（请将答案填写在答题纸上）1.利用______和______限制性内切酶，可以构建出具有粘性末端的载体和插入片段，便于重组连接。2.肿瘤的分子特征，如特定的基因突变、扩增或缺失，是______的基础。3.基因增补疗法通常用于治疗由______引起的遗传性疾病，在肿瘤治疗中可尝试补充抑癌基因或修复肿瘤相关基因功能。4.CAR-T细胞疗法的核心在于改造T细胞使其表达针对肿瘤细胞表面______的特异性受体。5.______技术因其高效、精确和相对易操作，已成为基因编辑领域的主流工具。6.基因治疗递送载体需要具备的特性包括______、______和______。7.在肿瘤免疫基因治疗中，除了CAR-T，过继性转移______也是重要的治疗策略。8.______是指基因编辑工具或递送系统错误地编辑了非目标基因，可能带来安全风险。9.评估基因治疗药物疗效时，除了肿瘤大小变化，还需要关注______和______等指标。10.除了治疗，遗传工程技术在______方面也展现出巨大潜力，例如通过检测肿瘤相关基因表达或突变进行早期诊断。三、名词解释（请将下列名词的含义用简洁的语言解释在答题纸上）1.基因治疗2.癌基因3.基因沉默4.递送系统5.脱靶效应四、简答题（请将答案写在答题纸上）1.简述利用基因工程技术进行肿瘤诊断的主要原理和几种常见方法。2.比较基因增补疗法和基因沉默疗法在肿瘤治疗中的基本思路和适用场景。3.简述CAR-T细胞疗法从患者体内T细胞采集到制备治疗性细胞的主要流程。4.阐述基因治疗在肿瘤治疗中面临的主要挑战，并举例说明如何应对其中一至两个挑战。五、论述题（请将答案写在答题纸上）1.结合具体实例，论述CRISPR/Cas9基因编辑技术在肿瘤治疗研究中的应用前景和潜在风险。2.从伦理角度出发，探讨基因治疗（特别是涉及生殖细胞系的基因治疗）可能带来的社会问题，并提出相应的监管建议。---试卷答案一、选择题1.C2.C3.B4.D5.C6.A7.C8.B9.C10.B二、填空题1.限制性内切酶，DNA连接酶2.基于测序的肿瘤分子分型3.遗传性4.抗原5.CRISPR/Cas96.有效递送、靶向性、生物相容性/安全性7.基因工程修饰的NK细胞8.脱靶效应9.安全性，耐受性/免疫原性10.肿瘤诊断三、名词解释1.基因治疗：利用基因工程技术将外源基因导入靶细胞，以纠正或补偿缺陷基因的功能，或赋予细胞新的功能，从而达到治疗疾病的目的，在肿瘤治疗中旨在抑制肿瘤生长、诱导凋亡或增强抗肿瘤免疫。2.癌基因：原癌基因在发生基因突变或异常表达后，其产物过度激活或持续增殖信号，促进细胞异常增殖和分化，从而参与肿瘤发生发展的基因。3.基因沉默：通过特定机制（如RNA干扰）阻止靶基因的转录或翻译，导致基因表达水平降低或消失的技术。在肿瘤治疗中可用于抑制癌基因或病毒基因的表达。4.递送系统：指将治疗性基因（如治疗基因、siRNA、CRISPR系统等）安全、高效地传递到靶细胞（如肿瘤细胞或特定组织）内部的载体或方法。5.脱靶效应：指基因编辑工具（如CRISPR/Cas9）或递送系统错误地作用于基因组中非预期的位点，导致非预期的基因修改，可能引发副作用或降低治疗效果的现象。四、简答题1.简述利用基因工程技术进行肿瘤诊断的主要原理和几种常见方法。原理：利用基因工程技术检测肿瘤细胞特有的基因变异（如点突变、基因扩增、缺失、融合基因等）或肿瘤相关基因的表达水平变化，这些变异或表达变化可作为肿瘤的分子标志物，用于早期诊断、分型、预后判断或疗效监测。常见方法：*基于PCR的方法：通过设计特异性引物扩增肿瘤特异性或高发突变的DNA片段，可用于检测突变的存在（如K-rasG12D突变）。*基因芯片/微阵列分析：将大量DNA片段固定在固相支持物上，与待测样本的DNA或RNA杂交，通过检测杂交信号强度，可同时检测多个基因的突变、表达或拷贝数变化，用于肿瘤分子分型。*基因测序（如NGS）：对肿瘤样本的基因组、外显子组或转录组进行高通量测序，能够全面、精确地检测各种基因变异，是当前肿瘤精准诊断的重要技术。*基于报告基因系统：构建包含报告基因（如荧光素酶）的表达载体，将其导入待测样本或细胞，通过检测报告基因的表达水平变化，间接反映靶基因的表达状态。2.比较基因增补疗法和基因沉默疗法在肿瘤治疗中的基本思路和适用场景。基因增补疗法：*基本思路：向肿瘤细胞或相关免疫细胞中导入正常或修复后的功能基因，以补偿其基因缺陷或恢复其正常功能。例如，导入抑癌基因（如p53）以抑制肿瘤生长，或导入细胞因子基因（如IL-12）以增强抗肿瘤免疫。*适用场景：主要适用于由特定基因功能缺失或减弱引起的肿瘤，或旨在增强肿瘤免疫应答。例如，用于治疗某些遗传性肿瘤相关综合征，或作为免疫治疗的辅助手段。基因沉默疗法：*基本思路：利用RNA干扰（RNAi）等机制，导入特异性小干扰RNA（siRNA）或表达shRNA，与靶基因mRNA结合，使其降解或翻译受阻，从而降低或关闭靶基因（通常是癌基因或病毒基因）的表达。*适用场景：广泛适用于表达特定癌基因或病毒基因的肿瘤。例如，靶向Bcl-2基因抑制肿瘤细胞凋亡，或靶向HER2基因治疗HER2阳性乳腺癌。比较：两者都旨在调控基因表达，但增补是补充“丢失”的功能，沉默是抑制“过度”或“异常”的表达。增补疗法可能面临递送效率和免疫原性问题，沉默疗法则需精确设计siRNA/shRNA以避免脱靶效应。3.简述CAR-T细胞疗法从患者体内T细胞采集到制备治疗性细胞的主要流程。1.T细胞采集：从患者外周血中通过白细胞分离机采集富含T细胞的血液。2.T细胞分离与扩增：将采集到的T细胞在体外分离纯化，然后在含有特定细胞因子（如IL-2）的培养体系中扩增，获得足够数量的T细胞。3.基因转导：将编码CAR（嵌合抗原受体）的质粒或病毒载体转导（转染或转导）到扩增的T细胞中。CAR通常包含肿瘤细胞特异性抗原的识别结构域和T细胞活化信号域。常用的转导方法是电穿孔。4.转导细胞扩增与质控：在培养体系中进一步扩增成功转导并表达CAR的T细胞，同时进行细胞质量检测，确保细胞数量、CAR表达水平和细胞活力达到治疗要求。5.回输患者：将大量高活性的CAR-T细胞通过静脉输注等方式回输给患者，使其在体内识别并杀伤表达相应抗原的肿瘤细胞。4.阐述基因治疗在肿瘤治疗中面临的主要挑战，并举例说明如何应对其中一至两个挑战。主要挑战：*递送效率与靶向性：如何将治疗基因高效、安全地递送到特定的肿瘤细胞或组织中，避免在非靶部位蓄积或作用。*治疗相关毒副作用：如免疫原性（对载体或转导细胞的免疫反应）、脱靶编辑（基因编辑工具误伤非目标基因）、插入突变（随机插入可能导致癌症）等。*肿瘤异质性：肿瘤内部细胞存在基因和表型的多样性，导致部分细胞可能对治疗产生抵抗。*基因稳定性与长期疗效：递入的基因在靶细胞内是否稳定表达，以及治疗效果能否持续。应对举例：*应对递送效率与靶向性挑战：开发新型靶向性递送载体，如利用纳米技术修饰的脂质体或蛋白质载体，可以包裹基因并携带靶向分子（如抗体）精确递送到肿瘤部位，提高递送效率和降低全身毒性。例如，使用靶向血管内皮生长因子的抗体修饰的纳米脂质体递送siRNA至肿瘤微环境。*应对治疗相关毒副作用挑战：优化基因编辑工具，如开发高特异性Cas变体（如HiFi-Cas9）以减少脱靶效应；设计自毁基因（如调控于特定小分子诱导下表达的基因）或使用自杀基因系统，在完成治疗作用后清除修饰细胞，降低免疫原性和长期毒性。五、论述题1.结合具体实例，论述CRISPR/Cas9基因编辑技术在肿瘤治疗研究中的应用前景和潜在风险。应用前景：*直接靶向肿瘤基因：CRISPR/Cas9可用于在体外修饰肿瘤细胞系或患者来源的PSCs（多能干细胞），纠正抑癌基因突变（如p53失活），或增强癌基因功能，用于研究肿瘤发生机制和药物筛选。例如，修复HeLa细胞中的p53突变，观察其生长特性变化。*体内基因编辑：通过开发高效的体内递送系统（如基于AAV的载体），将CRISPR/Cas9系统导入肿瘤组织，直接编辑肿瘤相关基因。例如，靶向切除或激活特定癌基因，或修复肿瘤耐药相关基因，有望实现精准治疗。研究也探索使用CRISPR/Cas9敲除免疫检查点相关基因（如PD-1/PD-L1），增强抗肿瘤免疫反应。*构建新型治疗工具：利用CRISPR技术构建可检测肿瘤微环境或响应特定信号的可编程细胞。例如，设计能在检测到肿瘤相关代谢物时激活自杀基因的细胞。潜在风险：*脱靶效应：Cas9可能误切基因组中与靶序列相似的位点，导致非预期的基因突变，可能引发致癌风险或其他不可预见的遗传问题。*脱靶转录：CRISPR/Cas9复合物可能在没有进行双链断裂的情况下，在靶位点附近进行转录，产生可能干扰基因功能的非编码RNA。*递送系统限制：目前有效的体内递送系统仍需改进，以确保CRISPR/Cas9系统安全、高效地到达肿瘤部位，并控制编辑范围。*免疫原性：体外编辑产生的脱靶突变可能被免疫系统识别为异物，引发对修饰细胞的免疫清除，影响治疗效果；体内递送的Cas9蛋白也可能引发免疫反应。*伦理问题：对生殖细胞系的基因编辑及其潜在的遗传影响引发了广泛的伦理担忧。2.从伦理角度出发，探讨基因治疗（特别是涉及生殖细胞系的基因治疗）可能带来的社会问题，并提出相应的监管建议。基因治疗，特别是涉及生殖细胞系（精子、卵子或早期胚胎）的基因治疗，旨在使遗传改变能够遗传给后代，解决遗传性疾病，但也带来了严峻的伦理挑战：*公平性问题：基因治疗的高昂费用可能加剧社会不平等，使富裕家庭能够为后代选择“设计婴儿”，而贫困家庭无法负担，导致“基因鸿沟”。*对“正常”定义的冲击：对非