题目内容
【题目】癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病,科研人员尝试用免疫疗法治疗癌症。
(1)细胞癌变是由于体内的原癌和抑癌基因发生了_________。正常情况下,吞噬细胞表面特异性表达B7蛋白,B7与T细胞表面的CD28蛋白结合,使T细胞被活化,从而形成________细胞,结合并裂解靶细胞。 B7还能与T细胞表面存在的另一种蛋白CTLA-4结合,但会导致T细胞活化被抑制,失去杀伤作用。
(2)科研人员发现,癌细胞膜上出现了大量的B7蛋白,癌细胞能因此逃脱T细胞的杀伤。为探究其机理,科研人员进行如下实验。
①科研人员制备接种癌细胞的模型小鼠,均分为三组。实验组分别注射适量使用生理盐水配制的抗CD28抗体和抗CTLA-4抗体溶液,对照组注射_______,得到如图所示结果。
②由于注射的两种抗体分别与相应抗原(CD28和CTLA-4)特异性结合,使B7蛋白与两种抗原的结合能力_______。
③据图推测,癌细胞逃脱T细胞杀伤的原因可能是癌细胞表面的B7蛋白优先与_______结合,作出判断的依据是________。
(3)进一步研究发现,T细胞表面还存在另一种蛋白PD-1,组织细胞表面的PD-L1可与之结合,从而避免自身免疫病的发生,据此推测PD-1与CTLA-4的免疫效应______(相同/不同)。癌细胞PD-L1的高水平表达会_________(降低/增加)癌细胞被免疫系统清除的可能性。
(4)基于以上研究,请提出两种治疗癌症的思路______________。
【答案】基因突变 效应T 等量生理盐水 降低(减弱) CTLA-4结合 与对照组相比,注射抗CD28抗体组肿瘤面积无明显差异,而抗CTLA-4抗体组肿瘤面积明显减小 相同 降低 注射抗CTLA-4抗体进行治疗;研发PD-1抑制剂;研发CD28激活剂;研发PD-L1抑制剂。
【解析】
特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。
体液免疫过程为:(1)除少数抗原可以直接刺激B细胞外,大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理,并暴露出其抗原决定簇;吞噬细胞将抗原呈递给T细胞,再由T细胞呈递给B细胞;(2)B细胞接受抗原刺激后,开始进行一系列的增殖、分化,形成记忆细胞和浆细胞;(3)浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合,发挥免疫效应。
细胞免疫过程为:(1)吞噬细胞摄取和处理抗原,并暴露出其抗原决定簇,然后将抗原呈递给T细胞;(2)T细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细胞和效应T细胞,同时T细胞能合成并分泌淋巴因子,增强免疫功能。(3)效应T细胞发挥效应。
(1)细胞癌变是由于体内的原癌和抑癌基因发生了基因突变,导致其无限增殖、能扩散转移。在细胞免疫过程中,吞噬细胞表面特异性表达B7蛋白,B7与T淋巴细胞表面的CD28蛋白结合,使T细胞被活化,从而形成效应T细胞,结合并裂解靶细胞。
(2)科研人员为研究B7蛋白的作用机理,进行如下实验。
①科研人员制备接种癌细胞的模型小鼠,均分为三组。实验组分别注射抗CD28的抗体和抗CTLA-4的抗体,对照组注射生理盐水。
②抗体具有特异性,可以与相应的抗原特异性结合,由于注射的两种抗体分别与相应抗原(CD28和CTLA-4)特异性结合(B7可与T细胞表面的CD28蛋白结合),从而使B7蛋白与两种抗原的结合能力下降。
③据图推测,癌细胞逃脱T细胞杀伤的原因可能是癌细胞表面的B7蛋白优先与CTLA-4结合,作出判断的依据是加入该抗体后,与对照组相比,注射抗CD28抗体组肿瘤面积无明显差异,而抗CTLA-4抗体组肿瘤面积明显减小。
(3)进一步研究发现,T细胞表面还存在另一种蛋白PD-1,组织细胞表面的PD-L1可与之结合,从而避免自身免疫病的发生,据此推测PD-1与CTLA-4的免疫效应相同。癌细胞PD-L1的高水平表达会降低癌细胞被免疫系统清除的可能性,从而导致免疫逃逸。
(4)基于以上研究,提出一种治疗癌症的思路是使人体内大量表达合成抗CTLA-4的抗体或注射抗CTLA-4抗体进行治疗,研发PD-1抑制剂、CD28激活剂或PD-L1抑制剂,促进效应T细胞对肿瘤细胞的杀伤能力。