生物技术制药考试题库及答案

生物技术制药考试题库及答案一、选择题1.下列哪项不属于基因工程药物的特点？A.产量高B.成本低廉C.免疫原性通常较低D.生产过程中无需考虑宿主细胞蛋白残留答案：D解析：基因工程药物虽然具有产量高、成本相对较低、通过人源化改造可降低免疫原性等优点，但其生产依赖于工程菌或工程细胞。在发酵或培养过程中，宿主细胞（如大肠杆菌、CHO细胞）自身的蛋白质会分泌或裂解释放到培养液中，这些异源蛋白可能对人体产生免疫反应或毒性，因此必须在下游纯化过程中严格去除，并进行残留检测。这是生物技术制药质量控制的关键环节之一。2.在动物细胞大规模培养中，常用于抑制细胞凋亡、提高细胞密度的添加剂是：A.青霉素B.谷氨酰胺C.胰岛素样生长因子-1（IGF-1）D.唑类抗真菌剂答案：C解析：在动物细胞培养，尤其是生产治疗性蛋白的CHO细胞等培养中，细胞凋亡是限制细胞高密度生长和产物产量的重要因素。胰岛素样生长因子-1（IGF-1）是一种重要的生长因子，能够激活细胞内的生存信号通路（如PI3K/Akt通路），有效抑制细胞凋亡，从而延长培养时间，提高活细胞密度和产物滴度。青霉素是抗生素，谷氨酰胺是能量和氮源，唑类抗真菌剂用于防治污染，它们均不直接具备抑制凋亡的功能。3.用于治疗多发性硬化症的干扰素-β，其主要的药理作用是：A.直接杀灭病毒B.促进抗体产生C.调节免疫功能，抑制炎症反应D.刺激造血干细胞增殖答案：C解析：干扰素-β（IFN-β）属于I型干扰素。在多发性硬化症（一种自身免疫性疾病）的治疗中，IFN-β并非通过直接抗病毒发挥作用。其主要机制是调节免疫系统功能：抑制促炎性T细胞（如Th1细胞）的活化和增殖，减少炎症细胞穿越血脑屏障，下调主要组织相容性复合体（MHC）II类分子的表达，从而减轻中枢神经系统的免疫攻击和炎症损伤。4.下列有关“抗体药物偶联物（ADC）”的描述，错误的是：A.由抗体、连接子和细胞毒性药物三部分构成B.利用抗体的靶向性将药物递送至特定细胞C.连接子在血液循环中应保持高度稳定D.其细胞毒性作用完全依赖于抗体的免疫效应功能答案：D解析：ADC的作用机制是“靶向递送，精准杀伤”。抗体部分负责特异性识别并结合肿瘤细胞表面的靶抗原；连接子需在血液循环中保持稳定，以防止毒性药物提前释放造成全身毒性；细胞毒性药物（小分子化疗药）是最终杀伤肿瘤细胞的关键。ADC的杀伤作用主要依靠内化后释放的细胞毒性药物，而非抗体本身的免疫效应功能（如ADCC、CDC）。事实上，许多ADC的抗体部分经过工程化改造，可能降低其Fc介导的效应子功能，以避免非特异性免疫激活。5.在利用大肠杆菌生产重组人胰岛素时，常将胰岛素原（proinsulin）基因与下列哪种基因融合表达，以形成不溶性的包涵体，便于初步分离？A.β-半乳糖苷酶基因B.谷胱甘肽-S-转移酶（GST）基因C.硫氧还蛋白基因D.泛素基因答案：A解析：早期的大肠杆菌生产重组人胰岛素工艺中，为了高效表达、防止产物被蛋白酶降解并简化初步纯化，常采用与β-半乳糖苷酶（LacZ）等大分子蛋白基因融合表达的策略。融合蛋白往往以不溶性的包涵体形式聚集在细胞内。通过离心即可轻易将包涵体与大部分可溶性杂蛋白分离，然后经过变性、复性、酶切等步骤获得有活性的胰岛素。GST、硫氧还蛋白等标签通常用于促进可溶性表达和亲和纯化，其融合蛋白多为可溶性。6.在生物反应器的操作中，a（体积氧传递系数）是衡量什么性能的关键参数？A.混合效率B.氧气从气相到液相的传递速率C.细胞生长速率D.热量传递效率答案：B解析：a是生物反应器设计和放大中的核心参数。其中是氧传质系数，a是气液比表面积。a综合反映了反应器内氧气从气相（气泡）传递到液相（培养基）的整体速率能力。对于高密度细胞培养，尤其是耗氧量大的动物细胞培养后期，维持足够的a以确保溶解氧浓度满足细胞需求至关重要。它受搅拌速率、通气速率、搅拌桨类型、培养基性质等因素影响。7.下列哪种技术不属于蛋白质药物的长效化改造策略？A.PEG化修饰B.Fc融合蛋白技术C.定点突变提高活性D.与白蛋白结合答案：C解析：蛋白质药物（如多肽、细胞因子、抗体片段）在体内易被肾脏快速滤过或蛋白酶降解，半衰期短。长效化策略旨在增加其分子尺寸或改变其药代动力学性质。A.PEG化：共价连接聚乙二醇，增加分子量，减少肾滤过，屏蔽蛋白酶切位点；B.Fc融合：将目标蛋白与免疫球蛋白G（IgG）的Fc片段融合，利用Fc与新生儿Fc受体（FcRn）的结合实现循环再利用，显著延长半衰期；D.与白蛋白结合：通过融合或共价连接，借助白蛋白的长半衰期（约19天）延长药效。C.定点突变提高活性是增强药物效价（potency）的策略，可能降低给药剂量，但通常不直接改变其半衰期本质。8.在细胞库的三级管理体系（主细胞库MCB，工作细胞库WCB，生产终末细胞EOPC）中，需要进行最全面检定的是：A.主细胞库（MCB）B.工作细胞库（WCB）C.生产终末细胞（EOPC）D.每一级都需要完全相同的检定答案：A解析：根据ICHQ5D等法规指南，三级细胞库的检定侧重点不同。主细胞库（MCB）是源头，需要对其进行最全面、最严格的检定，包括但不限于：鉴别（同工酶、DNA指纹图谱等）、纯度（无菌、支原体、内外源病毒因子）、遗传稳定性、致瘤性等。工作细胞库（WCB）由MCB扩增建立，其检定项目可少于MCB，通常侧重于无菌、支原体和鉴别。生产终末细胞（EOPC）用于证明生产过程中细胞的遗传稳定性未发生超出限度的改变，通常只进行有限的关键项目检测（如产物表达量、特定遗传标记）。9.下列用于治疗血友病A的重组凝血因子VIII产品，哪一项描述是正确的？A.它是在大肠杆菌中直接表达分泌的有活性的双链分子B.其生产通常使用中国仓鼠卵巢（CHO）细胞或幼仓鼠肾（BHK）细胞C.与血浆来源的FVIII相比，其完全不含任何非人源糖基化修饰D.它不需要进行病毒灭活/去除步骤答案：B解析：凝血因子VIII是一种大分子、高度糖基化、需要复杂折叠和后修饰的蛋白质，原核系统（如大肠杆菌）无法正确完成其翻译后修饰和组装。因此，重组FVIII的生产必须使用哺乳动物细胞表达系统，如CHO或BHK细胞，这些系统能进行正确的折叠、糖基化（尽管糖型与人天然FVIII可能存在细微差异）和分泌。C错误，哺乳动物细胞的糖基化虽为真核模式，但CHO细胞的糖型与人源仍存在差异（如缺少唾液酸的α-2,6连接，可能有Neu5Gc唾液酸）。D错误，虽然重组产品从源头上避免了血浆病原体污染，但生产过程中仍可能使用动物源原料（如牛血清），因此生产工艺中仍需包含有效的病毒去除/灭活步骤作为风险控制。10.在基因治疗中，将外源基因导入细胞后，该基因不整合到宿主细胞基因组，而是以附加体形式存在并表达，这种方式的主要优点是：A.可实现基因的永久性表达B.表达水平通常比整合型高C.理论上降低了插入突变导致致癌的风险D.适用于分裂旺盛的细胞长期表达答案：C解析：非整合型基因递送系统（如腺病毒载体、游离型腺相关病毒载体、附加体质粒等）的主要优势是安全性。它们不整合入宿主基因组，从而避免了因随机插入激活原癌基因或失活抑癌基因而引发插入性突变和肿瘤的风险。其缺点是基因表达通常是瞬时的，因为附加体在细胞分裂过程中可能丢失，且可能被细胞机制逐渐沉默或降解，因此不适用于需要永久性基因修饰或分裂旺盛细胞长期表达的情况。二、填空题1.在蛋白质纯化中，利用蛋白质表面可电离基团（如氨基、羧基）与离子交换介质之间的静电相互作用进行分离的方法，称为______色谱。答案：离子交换解析：这是蛋白质纯化中最常用的一种方法。根据目标蛋白在特定pH下的净电荷性质，选择带相反电荷的离子交换介质（阴离子交换剂如DEAE，阳离子交换剂如CM）。通过改变洗脱液的离子强度（盐浓度）或pH，竞争性洗脱结合的目标蛋白。2.用于预防宫颈癌的重组人乳头瘤病毒（HPV）疫苗，其活性成分是利用______表达系统生产的病毒样颗粒（VLPs）。答案：酵母（或毕赤酵母/酿酒酵母）解析：目前广泛应用的HPV疫苗（如Gardasil,Cervarix）的主要成分是HPV主要衣壳蛋白L1自组装形成的病毒样颗粒。这些VLPs具有与天然病毒相似的构象和免疫原性，但不含病毒遗传物质，无感染性。其大规模生产主要采用酵母表达系统（如酿酒酵母或毕赤酵母），因为该系统表达量高、成本低、易于放大，且能正确组装成高级结构的VLPs。3.在单克隆抗体制备过程中，将免疫后的B淋巴细胞与具有______特性的骨髓瘤细胞进行融合，是产生杂交瘤细胞的关键步骤。答案：永生化（或无限增殖）解析：B淋巴细胞能够产生特异性抗体，但在体外无法长期存活和增殖；骨髓瘤细胞是浆细胞癌变而来，具有在体外无限增殖的能力（永生化）。将两者融合后产生的杂交瘤细胞，同时继承了B淋巴细胞分泌特异性抗体的能力和骨髓瘤细胞无限增殖的特性，从而可以持续生产大量单一、均质的单克隆抗体。4.根据欧洲药典，用于生物制品病毒安全性控制的病毒去除/灭活工艺，其对特定模型病毒的降低系数（LogReductionValue,LRV）通常需要达到______log10以上，才能被视为有效步骤。答案：4（或四）解析：这是生物制品病毒安全性评价的通用标准。一个有效的病毒去除/灭活步骤应能证明其对已知或可能污染的病毒有很高的去除/灭活能力。LRV≥4log10意味着该步骤能将病毒滴度降低到原来的万分之一以下，这是一个被广泛接受的有效性阈值。生产工艺中通常需要组合两个不同机制的此类步骤，以实现总体LRV的叠加。5.在利用CRISPR-Cas9系统进行基因编辑时，向导RNA（gRNA）负责通过______配对原则识别特定的基因组序列，从而引导Cas9核酸酶进行切割。答案：碱基互补（或Watson-Crick）解析：CRISPR-Cas9系统的靶向特异性完全由gRNA决定。gRNA的5'端有一段约20个核苷酸的序列（间隔序列），该序列通过标准的Watson-Crick碱基互补配对原则，与目标DNA上的原型间隔序列相邻基序（PAM）上游的序列进行配对。这种精确的碱基配对确保了Cas9核酸酶能够被精确定位到基因组的特定位点进行双链断裂。三、判断题1.所有生物技术药物都必须通过注射途径给药，因为口服会被胃肠道消化酶降解。答案：错误解析：虽然大多数蛋白质/多肽类生物技术药物因口服生物利用度极低（易被胃酸破坏、蛋白酶降解、肠道通透性差）而采用注射给药，但并非全部。例如，一些酶替代疗法药物（如治疗戈谢病的伊米苷酶）是注射的，但也有一些特例，如口服的胰岛素制剂（虽已上市但技术复杂）、某些局部使用的生物制品（如外用干扰素凝胶）。此外，非蛋白类的生物技术产品，如某些核酸药物（反义寡核苷酸）也有非注射给药途径在研。因此，“所有”一词过于绝对。2.在发酵过程中，补料分批培养（Fed-batch）通过持续或间歇补充新鲜培养基，可以延长发酵周期，提高最终菌体密度或产物产量。答案：正确解析：补料分批培养是工业微生物发酵和动物细胞培养中最常用的高效模式。与简单分批培养（一次性投料）相比，它通过精确控制营养物（如碳源、氮源）的流加，避免了底物抑制（如葡萄糖效应）、副产物（如乳酸、铵离子）的过度积累，并能使细胞维持在最佳的生长或生产状态，从而显著延长生产期，获得更高的细胞密度和产物浓度。3.基因工程菌在发酵过程中发生质粒丢失是导致产物表达不稳定的主要原因之一，提高培养基中抗生素浓度可以完全杜绝此现象。答案：错误解析：使用抗生素选择压力（如氨苄青霉素）是维持质粒稳定性的常用方法，但并非万能。首先，过高浓度的抗生素可能抑制细胞生长。其次，质粒不稳定的原因包括分配不稳定（分裂时质粒分配不均）和结构不稳定（质粒DNA重排或缺失）。抗生素只能筛选掉丢失了抗性基因质粒的细胞，对结构不稳定无效，且对分配不稳定也只是事后清除。长期培养下，即使有抗生素，仍可能发生突变或产生抗性质粒缺失的假回复突变株。因此，完全杜绝是不可能的，还需结合其他策略如构建合适的宿主-质粒系统、优化培养条件等。4.蛋白质药物的生物学活性测定，必须使用基于动物或细胞模型的生物检定法，理化方法无法替代。答案：错误解析：生物学活性测定是评价蛋白质药物效价的关键，通常能反映其产生特定生物学效应的能力。随着分析技术的发展，对于一些作用机制明确、活性与特定理化性质强相关的产品，如果能够充分证明其理化方法与生物活性测定方法之间存在明确的相关性，并经法规部门批准，可以使用替代的理化方法（如ELISA测定结合活性、酶学方法测定酶活性、色谱法测定特定修饰等）作为常规放行检验，而将生物检定法用于关键阶段的验证。这可以提高检验效率、精密度和通量。但生物检定法在研发和表征阶段仍是必不可少的。5.CAR-T细胞治疗产品属于体细胞治疗，其生产过程属于生物技术制药范畴，但最终产品形式是活细胞，而非传统的蛋白质或核酸分子。答案：正确解析：CAR-T治疗是从患者或供者体内分离T细胞，在体外通过基因工程技术导入嵌合抗原受体（CAR）基因进行修饰，扩增后再回输给患者。其核心技术（基因转导、细胞培养、质量控制）均属于生物技术范畴。但其最终产品是经过基因改造的活细胞，属于“活体药物”，这不同于传统的以蛋白质、抗体、核酸等为活性成分的生物技术药物，代表了生物技术制药的一个新兴前沿领域——细胞与基因治疗。四、名词解释1.生物类似药（Biosimilar）答案：生物类似药是指与已获准注册的参照药（原研生物药）在质量、安全性和有效性方面具有高度相似性的治疗用生物制品。这种相似性的证明需要基于全面的头对头比较研究，包括细致的理化特性分析、生物学活性比较、非临床和临床研究。生物类似药并非“仿制药”，由于生物大分子的复杂性，其微小差异可能被接受，但必须证明这些差异不影响产品的安全性和有效性。2.翻译后修饰（Post-translationalModification,PTM）答案：翻译后修饰是指蛋白质在核糖体上合成肽链之后，所经历的一系列化学修饰过程。这些修饰对于蛋白质的正确折叠、稳定性、活性、亚细胞定位及与其他分子的相互作用至关重要。常见的PTM包括糖基化、磷酸化、乙酰化、甲基化、泛素化以及二硫键的形成等。生物技术药物的活性、免疫原性和药代动力学特性常受到PTM的显著影响。3.过程分析技术（ProcessAnalyticalTechnology,PAT）答案：过程分析技术是一个用于设计、分析和控制生产过程的系统，通过实时测量原材料、过程中物料及过程本身的关键质量属性（CQAs），来确保最终产品的质量。其核心目标是实现“质量源于设计”（QbD），从传统的终端检验转向过程的实时监控和动态控制。在生物制药中，PAT工具可包括在线pH、溶氧、活细胞密度、代谢物（葡萄糖、乳酸）等传感器，以及近红外光谱、拉曼光谱等用于监测产物浓度或关键质量属性的先进技术。4.滴度（Titer）答案：在生物技术制药的语境下，滴度通常指在单位体积的发酵液、细胞培养上清液或其它生物反应物料中，目标生物活性产物的浓度或总量。例如，抗体滴度常用毫克/升（mg/L）或克/升（g/L）表示。提高产物滴度是上游工艺开发的核心目标之一，直接关系到生产效率和成本。5.宿主细胞蛋白（HostCellProtein,HCP）答案：宿主细胞蛋白是指在生产重组生物制品过程中，由所使用的工程宿主细胞（如大肠杆菌、CHO细胞、酵母等）产生并残留在最终产品中的非目的蛋白质杂质的总称。HCP可能具有免疫原性、酶活性或毒性，是生物制品的关键质量属性之一，必须通过高度纯化的工艺将其降低至极低水平，并采用灵敏的免疫学方法（如ELISA）进行定量检测和控制。五、简答题1.简述哺乳动物细胞表达系统相比于原核表达系统，在生产复杂蛋白质药物方面的主要优势。答案：哺乳动物细胞表达系统（如CHO、HEK293细胞）的主要优势体现在对复杂蛋白质的正确翻译后修饰和折叠能力上：正确的蛋白质折叠与组装：能够形成正确的二硫键，进行复杂的多亚基蛋白（如抗体、凝血因子）的组装。完备的翻译后修饰系统：能够进行与人类相似的糖基化（N-连接和O-连接），尽管糖型细节可能不完全相同（如岩藻糖基化、半乳糖基化模式），但这是产生具有完全生物学活性、适当药代动力学和低免疫原性的治疗性蛋白（如促红细胞生成素EPO、单克隆抗体）所必需的。分泌表达：能将正确折叠的蛋白质分泌到细胞外培养基中，简化了下游纯化的初始步骤，避免了包涵体复性的复杂过程。产物稳定性：通常能产生更稳定、更接近天然构象的蛋白质。2.列举并简要说明下游纯化工艺中三种常用的层析技术及其分离原理。答案：亲和层析：利用目标蛋白与固定化配体之间特异性、可逆的生物相互作用进行分离。例如，ProteinA/G/L亲和层析纯化抗体，金属螯合层析（IMAC）纯化带组氨酸标签的蛋白。具有高选择性、高分辨率和高收率，常作为捕获步骤。离子交换层析（IEX）：基于蛋白质表面净电荷与带相反电荷的层析介质之间的静电吸附。通过改变洗脱液的离子强度（盐浓度）或pH进行洗脱。分为阴离子交换（如Q柱）和阳离子交换（如SP柱）。用于中度纯化和精纯，去除电荷性质不同的杂质。疏水相互作用层析（HIC）：在高盐浓度下，蛋白质表面的疏水区域与介质的疏水配基相互作用而吸附。通过降低洗脱液的盐浓度（增加水的极性）来减弱疏水作用，从而洗脱蛋白质。常用于去除聚集体、错配二硫键的变体，以及在高盐洗脱液（如IEX洗脱液）后直接上样，实现步骤衔接。3.什么是“质量源于设计”（QbD）？其在生物技术制药工艺开发中的应用核心是什么？答案：“质量源于设计”是一种系统的、基于科学和风险的药物开发方法。其核心在于：产品的质量不是通过最终检验注入的，而是通过预先设计，并建立在科学理解和风险管理的基础上，贯穿于整个产品生命周期。在生物技术制药工艺开发中的应用核心包括：1.确定目标产品质量概况（QTPP）：明确产品关键质量属性（CQAs），如纯度、效价、糖型、电荷异质性等。2.识别关键物料属性（CMAs）和关键工艺参数（CPPs）：通过实验设计（DoE）等工具，研究原材料特性和工艺参数对CQAs的影响