创新药物研发与生物技术考核试卷及答案

创新药物研发与生物技术考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在抗体药物偶联物（ADC）设计中，决定“旁观者效应”强弱的关键参数是A.抗体亲和力B.连接子稳定性C.药物抗体比（DAR）D.抗原表达量答案：C解析：DAR决定每个抗体携带的细胞毒分子数量，DAR过高会因快速清除降低疗效，过低则杀伤力不足；最优DAR通常在3–4之间，可在肿瘤微环境中释放足够游离药物扩散至邻近抗原阴性细胞，产生旁观者效应。2.CRISPR-Cas9系统进行体内基因编辑时，造成大片段缺失（>100bp）的主要机制是A.非同源末端连接（NHEJ）B.微同源介导的末端连接（MMEJ）C.同源重组（HR）D.单链退火（SSA）答案：B解析：MMEJ利用5–25bp的微同源序列进行退火，修复过程中会切除中间非同源片段，导致100–1000bp的缺失，是体内编辑中观察到的大片段缺失主因。3.下列哪种策略最能降低AAV载体在灵长类肝脏中的预存中和抗体影响A.采用AAV8突变体Y733FB.采用双链AAV（scAAV）C.静脉注射空衣壳做“诱饵”D.使用自互补AAV答案：C解析：空衣壳可提前结合体内预存中和抗体，减少其对功能性载体的中和，临床前研究显示可将转导效率提升5–8倍。4.在PROTAC分子设计中，决定“事件驱动”药效的关键常数是A.（解离常数）B.（靶蛋白降解速率常数）C.I（半抑制浓度）D.E（半效浓度）答案：B解析：PROTAC通过形成三元复合物诱导泛素化，直接反映靶蛋白被清除的速度，与药效持续时间呈正相关，而非传统占据驱动药物的或I。5.利用“组织特异性启动子+miRNA靶序列”双保险策略，可实现AAV在心肌细胞中特异性表达，其中最关键的设计参数是A.启动子GC含量B.miRNA靶序列与内源miRNA的错配位置C.内含子长度D.polyA信号强度答案：B解析：miRNA靶序列与内源miRNA的错配位于“种子区”第2–7位可显著降低抑制效率，因此需确保种子区完全互补，非种子区引入G:U摆动，以兼顾特异性与降解效率。6.在mRNA疫苗脂质纳米颗粒（LNP）中，决定“脾脏靶向”而非“肝脏靶向”的关键脂质成分是A.DLin-MC3-DMAB.C12-200C.离子化脂质pKa=6.2D.聚乙二醇（PEG）脂质分子量答案：B解析：C12-200具有较长饱和烷基链（C12），在pH7.4时表面电荷更低，更容易通过脾脏边缘区巨噬细胞摄取，而DLin-MC3-DMA倾向肝脏摄取。7.下列哪项不是诱导多能干细胞（iPSC）来源CAR-NK细胞的优势A.可规模化冻存B.无需考虑HLA匹配C.基因组稳定性高于外周血NKD.体内存续时间一定长于CAR-T答案：D解析：iPSC-CAR-NK存续受细胞因子支持、肿瘤微环境等多因素影响，临床数据显示其存续可短于CD19CAR-T，故“一定更长”说法错误。8.在双特异性抗体（BsAb）中，防止“轻链错配”最常用的结构设计是A.CrossMabB.BiTEC.TandAbD.DART答案：A解析：CrossMab通过交换CH1与CL结构域，迫使正确轻重链配对，可将错配率从30%降至<2%。9.利用“分子胶”降解BRD4时，下列哪种E3连接酶被招募A.VHLB.CRBNC.MDM2D.IAP答案：B解析：分子胶如CC-885通过结合CRBN，诱导新底物（如BRD4）与CRBN形成界面，从而被泛素化降解。10.在单细胞RNA-seq数据中，判断细胞周期相位最常用的算法是A.SeuratB.ScanpyC.CycloneD.Harmony答案：C解析：Cyclone基于已知细胞周期基因表达特征，为每个细胞分配G1/S/G2M相位得分，准确率>90%。二、多项选择题（每题3分，共15分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）11.下列哪些因素会显著影响AAV载体在灵长类视网膜中的横向扩散（transductionspread）A.玻璃体液化程度B.载体基因组大小C.内界膜（ILM）厚度D.载体表面电荷答案：A、C、D解析：玻璃体液化减少物理屏障；ILM厚度决定病毒穿透能力；表面电荷影响与细胞外基质相互作用；基因组大小对视网膜扩散影响较小，主要影响包装效率。12.关于mRNA碱基修饰，下列描述正确的是A.Ψ（假尿苷）降低TLR7/8激活B.m5C提高核糖体结合效率C.m6A增强mRNA稳定性D.100%Ψ修饰会提高翻译效率答案：A、B解析：Ψ可屏蔽TLR识别；m5C增强eIF4E结合；m6A通常促进降解；100%Ψ反而降低翻译，因改变二级结构，最优比例约25–30%。13.在CAR-T细胞制造过程中，使用“沉睡”SleepingBeauty（SB）转座子系统相对于慢病毒的优势包括A.成本降低B.无病毒序列残留C.载量更大（>100kb）D.免疫原性更低答案：A、B、D解析：SB为质粒电转，无病毒包装成本；不遗留病毒蛋白编码序列；免疫原性低；但载量通常<10kb，远低于慢病毒。14.下列哪些技术可用于高通量测定PROTAC诱导的三元复合物稳定性A.TR-FRETB.CETSAC.SPRD.AlphaLISA答案：A、B、D解析：TR-FRET与AlphaLISA均可检测三元复合物形成；CETSA通过热稳定性漂移间接反映复合物；SPR虽可测结合，但通量低，不适合高通量。15.关于“类器官（organoid）”在药物毒性评价中的优势，正确的是A.可模拟多细胞类型互作B.重现药物代谢酶个体差异C.无需伦理审批D.可长期冻存复苏答案：A、B、D解析：类器官含多种细胞，可重现代谢酶CYP多态性；长期冻存保持基因组稳定；但涉及人源组织仍需伦理审批。三、填空题（每空2分，共20分）16.在“可编程核酸酶”PrimeEditing中，逆转录酶与______融合，实现靶向插入，该融合蛋白分子量约为______kDa。答案：Cas9-nickase（H840A），170解析：PE2系统为M-MLVRT与Cas9-nickase融合，分子量约170kDa。17.利用“分子开关”技术控制CAR-T活性时，常用FDA批准的小分子______作为二聚化诱导剂，其血浆半衰期约为______h。答案：雷帕霉素（Rapamycin），60解析：雷帕霉素FKBP-FRB二聚化系统，半衰期长，可维持2–3天活性窗口。18.在双靶点GLP-1/GIP受体激动剂中，为延长半衰期，通常将第______位赖氨酸连接C20脂肪酸链，其血浆蛋白结合率可达______%。答案：20，>99解析：Tirzepatide在Lys20偶联eicosanedioicacid，白蛋白结合率>99%，半衰期5天。19.采用“微流控”技术制备LNP时，雷诺数Re需控制在______以下，以确保层流条件，其公式为Re=答案：2000，水力直径解析：微流控混合通道Re<2000为层流，L20.在单细胞ATAC-seq中，判断转录因子足迹（footprint）显著性的统计模型常用______检验，其阈值通常设为adjustedp-value<______。答案：二项检验或超几何检验，0.01解析：超几何检验评估motif中心reads缺失是否显著，adj.p<0.01视为可靠足迹。四、名词解释（每题5分，共15分）21.抗体沉默突变（Fc-silencing）答案：通过点突变（如L234A、L235A、P329G）降低FcγR及C1q结合，消除ADCC/CDC，减少细胞因子风暴，用于自身免疫或激动型抗体设计。22.分子胶（MolecularGlue）答案：一类小分子，通过诱导或稳定E3连接酶与底蛋白之间新蛋白-蛋白界面，促使底物泛素化降解，代表药物如lenalidomide招募CRBN降解IKZF1/3。23.组织驻留记忆T细胞（T_{RM}）答案：长期驻留非淋巴组织（如肺、皮肤）的CD8^+记忆T细胞，高表达CD69与CD103，依赖TGF-β信号，提供快速局部免疫保护，是肿瘤免疫监视关键亚群。五、简答题（每题10分，共30分）24.阐述“LNP-mRNA疫苗”在零下80°C长期储存中出现“脂质相分离”的机制，并提出两种解决策略。答案：机制：1.低温下饱和磷脂酰胆碱（DSPC）形成凝胶相（Lβ），与离子化脂质发生相分离，导致mRNA暴露于水性通道，易被RNase降解。2.PEG-脂质在低温下侧向扩散受限，形成PEG富集区，诱发脂质畴结构，降低包封率。策略：a.引入5–10mol%胆固醇硫酸酯（Cholesterylhemisuccinate），其负电荷与离子化脂质形成电荷复合，抑制相分离，玻璃化转变温度Tg降低7°C。b.采用低相变温度磷脂（如DPPC-14:0）替代DSPC，使凝胶相与液态共存线斜率减小，相分离驱动力下降40%，冻存6月后包封率保持>90%。25.比较“CRISPR-Cas12a”与“Cas9”在多重编辑（multiplexing）时的优缺点，并给出提高Cas12a多重效率的两种工程化方案。答案：Cas9：需distinctsgRNA，每个sgRNA独立转录，但RNA聚合酶III启动子（U6）长度限制，通常≤6重；脱靶累积高。Cas12a：单个crRNA阵列即可加工生成多个crRNA，天然适合multiplexing；但Cas12a为T-richPAM（TTTV），靶点覆盖度低，且加工效率随阵列长度增加而下降。工程化方案：1.在crRNA间隔区引入“RNA发夹隔离序列”（5′-GAAA-3′），减少RNaseIII自我切割竞争，将8重编辑效率从45%提升至78%。2.采用split-Cas12a双腺病毒系统，每病毒承载4重crRNA，共感染后通过intein介导蛋白剪接恢复完整Cas12a，避免单一AAV载量限制，小鼠肝脏8重编辑效率达65%。26.说明“类器官-免疫共培养”模型在评估T细胞双特异性抗体（TCE）引起细胞因子风暴风险中的应用流程，并列举两项可量化指标。答案：流程：1.取人源正常结肠隐窝培养7天成类器官，确认无肿瘤突变。2.将自体PBMC来源CD3^+T细胞与类器官按E:T=5:1共培养，加入梯度浓度TCE（0.01–100pM）。3.48h后收集上清，采用Luminex34-plex检测细胞因子；同时类器官行LIVE/DEAD染色测完整性。量化指标：a.IL-6与IFN-γ的EC_{50}比值，若IL-6EC_{50}<1pM且比值<0.1，提示高风暴风险。b.类器官存活指数（SurvivalIndex=Livearea_{treated}/Livearea_{control}），SI<0.7视为毒性阈值。六、计算题（每题15分，共30分）27.某PROTAC分子在1μM下诱导BRD4降解的为85%，其降解速率符合一级动力学：=实验测得=45（1）求（单位：min^{-1}）。（2）若目标需达95%，理论上需将提高多少倍？（3）假设与PROTAC浓度呈米氏关系：=已知=200nM，当前[P]=1μM，求。答案：（1）=⇒（2）降解率D=1−，设t→∞，则由系统最大决定。欲=95%，需提高至，满足=（3）=0.015428.某双特异性抗体（BsAb）靶向CD3与EGFR，采用亲和力成熟后=5nM，=0.5nM。假设肿瘤细胞表面EGFR密度=2P其中[C]、[E]为局部细胞表面浓度（单位：分子/μm）。细胞直径分别按10μm（T）与15μm（肿瘤）计算，求当BsAb浓度为100pM时，单细胞水平P值。（提示：先换算[C]、[E]）答案：T细胞表面积=4π=4π(5肿瘤细胞表面积=4π(7.5=707μm代入：P即86.4%概率形成有效三元复合物。七、综合设计题（20分）29.背景：某药企拟开发“可调控的体内CAR-T”系统，要求：通过口服小分子ON/OFF控制CAR表达；使用AAV递送，肝脏靶向；关闭48h后外周CAR-T数量下降>90%。请设计一套完整方案，包括：（1）基因线路名称与核心元件（启动子、受体、降解标签）；（2）AAV血清型与剂量；（3）小分子名称、剂量、给药窗口；（4）预期安全性指标。答案：（1）线路名称：Tet-OnCAR2.0（rtTA2S-M2）。核心元件：TRE3G启动子驱动CAR（CD19-BB3ζ）；共表达dCas9-KRAB抑制内源TCR减少GVHD；CAR胞内段融合19个氨基酸的ddFKBP（D100N）降解标签，关闭时小分子撤除，标签暴露，被泛素连接酶VHL识别，降解半衰期1.5h。（2）AAV血清型：AAV8突变体Y733F+T494V，肝脏靶向增强5倍；剂量：5×10^{11}vg/小鼠（20g），相当于2.5×10^{13}vg/kg人体等效剂量。（3）小分子：多西环素（Dox）口服，剂量2mg/kg，每日一次；窗口：连续7天诱导CAR峰值，停药48h后CAR降解>95%。（4）安全性指标：血清IL-6<50pg/mL；ALT/AST<2×ULN；外周qPCR检测AAV基因组拷贝<1×10^3copies/10^6细胞，持续90天；插入突变评估：采用LAM-PCR结合Illumina测序，每例样本检测>10^5独特插入位点，无克隆扩增（RSCU<5）。八、英文文献翻译与点评（10分）30.将下列英文段落翻译为中文，并点评其技术亮点（不超过80字）。原文：“Byfusingadestabilizingdomain(DD)derivedfromhumanFKBP12totheN-term