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文檔簡介
生物制藥復(fù)習(xí)思考題:
核心復(fù)習(xí)題
1.藥物研究與開發(fā)的基本過程?
確定疾病一分離出引起疾病的蛋白(2—5年)一找到針對疾病蛋白的有效藥物
(2—5年)一臨床前實驗(1—3年)一擴大生產(chǎn)一提法一人體臨床試驗(2—10
年)一FDA批準(zhǔn)(2—3年)
2.生物技術(shù)制藥的定義、分類?
定義:采用現(xiàn)代生物技術(shù)、借助某些微生物、植物、動物生產(chǎn)醫(yī)藥品。
分類方法有三種:
按藥物的化學(xué)本質(zhì)和特性分類:(1)氨基酸及其衍生生類藥物(2)多肽及蛋白
質(zhì)類藥物(3)酶與輔酶類藥物(4)核酸及其降解物和衍生物類藥物(5)糖類
藥物(6)脂類藥物(7)細(xì)胞生長因子類(8)生物制品類
按原料來源分類:(1)人類組織來源的生物藥物(2)動物組織來源的生物藥物
(3)植物組織來源的生物藥物(4)微生物來源的生物藥物(5)海洋生物來源
的生物藥物
按生理功能和臨床用途分類:(1)治療藥物:腫瘤、愛滋病、心腦血管疾病等
(2)預(yù)防藥物:傳染性強的疾病,菌苗、疫苗、類毒素等(3)診斷藥物:免疫
診斷、酶診斷、放射性診斷、基因診斷試劑(4)其它生物醫(yī)藥用品
3.簡述生物藥物的定義、來源及特性?
定義:運用生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等研究成果,從生物體、生物組織、細(xì)胞、
體液等,綜合利用物理學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等學(xué)科的原理和方
法制造的一類用于預(yù)防、治療和診斷的制品。
來源:(1)天然生物材料:人體、動物、植物、微生物和各種海洋生物等。(2)
人工生物材料
特性:(1)藥理學(xué)特性:治療的針對性強、藥理活性高、毒副作用小,營養(yǎng)價
值高,生理副作用常用有發(fā)生;(2)在生產(chǎn)、制備中特殊性;(3)檢驗上的特
殊性。
4.基因工程技術(shù)生產(chǎn)藥物的優(yōu)點及生產(chǎn)的基本過程?
優(yōu)點:(1)大量生產(chǎn)難以獲得的生理活性蛋白質(zhì)和多肽;(2)提供足夠數(shù)量的
生理活性物質(zhì),以便對其生理、生化和結(jié)構(gòu)進行深入的研究,從而擴大這些物質(zhì)
的應(yīng)用范圍;(3)發(fā)現(xiàn),挖掘更多的內(nèi)源性生理活性物質(zhì);(4)改造和去除內(nèi)
源生理活性物質(zhì)在作為藥物使用存在的不足之處;(5)獲得新型化合物,擴大
藥物篩選來源。
生產(chǎn)的基本過程:
基本方法:將目的基因用DNA重組的方法連接在載體上,然后將載體導(dǎo)入靶細(xì)
胞(微生物、哺乳動物細(xì)胞或人體組織靶
從自然界分離的菌種
細(xì)胞),使目的基因在靶細(xì)胞中得到表達,?----------1------------1
透支育種基因工程細(xì)胞工程
最后將表達的目的蛋白提純及做成制劑,
從而成為蛋白類藥物或疫苗。
①獲得目的基因
②組建重組質(zhì)粒
③構(gòu)建基因工程菌(細(xì)胞)
④培養(yǎng)工程菌發(fā)酵條件控制
⑤產(chǎn)物分離純化分寓提純
⑥除菌過濾
⑦半成品檢定ri
⑧成品檢定微生—產(chǎn)物
⑨包裝產(chǎn)品
5.獲得藥用目的基因的方法?
(1)逆轉(zhuǎn)錄法:先分離純化目的基因的mRNA,再反轉(zhuǎn)錄成cDNA,然后進行cDNA
的克隆表達。
mRNA的純化一cDNA第一鏈的合成一cDNA第二鏈的合成一cDNA克隆
一將重組體導(dǎo)入宿主細(xì)胞一cDNA文庫的鑒定一目的cDNA克隆的分離
和鑒定
(2)逆轉(zhuǎn)錄——聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法:mRNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA第一鏈一在特
異引物的協(xié)助下,用PCR法進行擴增,特異地合成目的cDNA鏈
(3)化學(xué)合成法
前提:較小的蛋白質(zhì)或多肽的編碼基因
先決條件:目的基因的核甘酸排列順序/蛋白質(zhì)的氨基酸順序已知
限制:1.不能合成太長的基因(60-80bp)
2.遺傳密碼的簡并性
3.費用高
用途:PCR引物、測序引物、定點突變、核酸雜交探針
6.真核基因在大腸桿菌中的表達方式?
(1)以融合蛋白的形式表達藥物基因:融合蛋白氨基端是原核序列,較基端是
真核序列。優(yōu)點:操作簡便,蛋白質(zhì)在菌體內(nèi)比較穩(wěn)定;易高效表達;但只能做
抗原,一般不做人體注射用藥。
(2)以非融合蛋白的形式表達藥物基因:易被蛋白酶破壞;N端有甲硫氨酸,
易引起免疫反應(yīng)。
(3)分泌型表達蛋白藥物基因:外源基因融合到原核蛋白信號肽序列的下游。
7.影響目的基因在大腸桿菌中表達的因素?
(1)外源基因的拷貝數(shù):高拷貝數(shù)的表達質(zhì)粒;
(2)外源基因的表達效率
①啟動子的強弱:轉(zhuǎn)錄水平的高低
常用強啟動子:lac、trp、九PL、tac、bla等
②核糖體結(jié)合位點的有效性
③SD序列和起始密碼子ATG的間距:翻譯效率
④密碼子組成:“偏愛”大腸桿菌
(3)表達產(chǎn)物的穩(wěn)定性:組建融合蛋白;利用信號肽;特異性突變;位點特異
突變,改變二硫鍵位置;宿主蛋白酶缺陷
(4)細(xì)胞的代謝負(fù)荷:宿主細(xì)胞的生長與外源基因的表達
(5)工程菌的培養(yǎng)條件:host---Vector---cloninggene
8.基因工程藥物的表達體系有那些,它們有什么優(yōu)缺點?
(1)原核表達體系:如大腸桿菌
優(yōu)點:強啟動子;翻譯調(diào)控序列;多接頭克隆位點。
缺點:缺乏轉(zhuǎn)錄加工機制;缺乏翻譯后加工機制;表達產(chǎn)物形成不溶性包涵體;
很難表達大量可溶性蛋白;表達產(chǎn)物不穩(wěn)定,易被細(xì)菌蛋白酶降解。
(2)真核表達體系:如酵母、昆蟲及哺乳動物細(xì)胞和植物細(xì)胞
優(yōu)點:可適當(dāng)修飾表達的蛋白質(zhì);一般具有天然活性;表達產(chǎn)物分區(qū)積累。
缺點:操作技術(shù)難、費時、不經(jīng)濟。
9.基因工程菌的發(fā)酵工藝與傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵工藝有什么異
同?
基因工程菌發(fā)酵傳統(tǒng)微生物發(fā)酵
生物材料(微生物)帶外源基因重組載體不含外源基因
獲得微生物自身基因表
獲得大量外源基因表達
生產(chǎn)目的達所產(chǎn)生的初級或次級
產(chǎn)物
代謝產(chǎn)物
10.基因工程藥物建立分離純化工藝的依據(jù)及分離純化的基本過
程?
依據(jù):(1)含目的產(chǎn)物的起始物料的特點:
①菌種類型及其代謝特性
②原材料和培養(yǎng)基的來源及其質(zhì)量
③生產(chǎn)工藝和條件
④初始物料的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性
(2)物料中雜質(zhì)的種類和性質(zhì)
(3)目的產(chǎn)物特性
(4)產(chǎn)品質(zhì)量的要求
基本過程:
一般不應(yīng)超過4—5個步驟
細(xì)胞破碎
固液分離
濃縮與初步純化
高度純化直至得到純品以及成品加工
11.根據(jù)藥物的不同特性,分離純化蛋白質(zhì)類藥物的常用方法有
那些,簡述其原理?
方法原理
離子交換色譜通過帶電的溶質(zhì)分子與離子交換劑中可交換的離子進行交換,
IEC從而達到分離的目的
疏水色譜HIC根據(jù)蛋白質(zhì)疏水性的差異來分離純化的
親和色譜AC利用固定化配基與目的蛋白質(zhì)之間特異的生物親和力進行吸附
以具有空隙大小一定的多孔性凝膠作為分離介質(zhì),小分子能進
凝膠過濾色譜入孔內(nèi),在柱中緩慢移動,而大分子不能進入孔內(nèi),快速移動,
利用這種移動差別可使大分子與小分子分開
12.重組蛋白質(zhì)藥物目標(biāo)產(chǎn)品的質(zhì)量控制項目?
(1)重組蛋白的鑒別(序列)(2)重組蛋白的純度(雜質(zhì)的類型)(3)重組
蛋白的活性(檢測方法)(4)重組蛋白的安全性(5)重組蛋白的穩(wěn)定性(6)
重組蛋白的一致性(構(gòu)象與構(gòu)型)
原核細(xì)菌表達的重組蛋白產(chǎn)物的質(zhì)量檢測項目與方法
檢測項目檢測方法
產(chǎn)品是否含內(nèi)毒素家兔熱原法
蛋白質(zhì)是否變異肽譜、HPLCv等電聚焦、毛細(xì)管電泳
甲硫氨酸是否被甲?;淖V'質(zhì)譜、HPLCsEdman分析
蛋白質(zhì)是否變性、聚合、脫氨基SDS-PAGE、凝膠層析'等電聚焦'質(zhì)
譜'HPLC、毛細(xì)管電泳、Edman分析
配體是否脫落SDS-PAGEv免疫分析
氨基酸是否發(fā)生取代氨基酸分析、肽譜、質(zhì)譜、毛細(xì)管電泳
是否被細(xì)菌、病毒、支原體等污染微生物學(xué)檢測
13.基因治療的基本程序、臨床應(yīng)用及展望?
基本程序:(1)治療性基因的選擇(2)基因載體的選擇(病毒載體、非病毒載
體)(3)靶細(xì)胞的選擇(體細(xì)胞、生殖細(xì)胞)(4)基因轉(zhuǎn)移(間接體內(nèi)療法、
直接體內(nèi)療法)(5)外源基因表達的篩選(利用在體中的標(biāo)記基因)(6)回輸
體內(nèi)
臨床應(yīng)用:(1)ADA(腺昔酸脫氨酶)缺乏癥,T細(xì)胞受損,聯(lián)合免疫缺陷
(2)乙型血友病,逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)移IX因子
(3)腫瘤的基因治療,細(xì)胞因子,自然基因
展望:(1)進一步尋找切實有效的基因(2)精密調(diào)控外源基因在人體內(nèi)的表達
(3)體細(xì)胞移植和重建的生物學(xué)研究(4)減少外源基因?qū)C體的不利影響
14.動物細(xì)胞的培養(yǎng)條件及其大規(guī)模培養(yǎng)的方法?
培養(yǎng)條件:(1)所有的與細(xì)胞接觸的設(shè)備、器材和溶液都必須保持絕對無菌,
避免污染(2)必須有足夠的營養(yǎng)保證,絕對不可有有害的物質(zhì),避免有害離子
(3)保證有適量的氧氣供應(yīng)(4)需隨時清除細(xì)胞代謝中的有害產(chǎn)物(5)有良
好的適于生存的外界環(huán)境,滲透壓、離子濃度和酸度(6)及時分種,保持合適
的細(xì)胞密度
溫度、PH、氣體、滲透壓、營養(yǎng)要求
培養(yǎng)方法:
根據(jù)培養(yǎng)細(xì)胞可分為原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng);
根據(jù)培養(yǎng)容器和方式可分為靜止培養(yǎng)、旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)、攪拌培養(yǎng)、微載體培養(yǎng)、中空
纖維培養(yǎng)、固定床和流化床培養(yǎng);
實際生產(chǎn)可分為懸浮培養(yǎng)、貼壁培養(yǎng)和貼壁-懸浮培養(yǎng)。
微載體培養(yǎng)技術(shù)、中空纖維培養(yǎng)技術(shù)、微囊化技術(shù)
15.轉(zhuǎn)基因動物的技術(shù)路線及其在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用?
技術(shù)路線:(1)通過手術(shù)從已交配的供體羊的輸卵管中采集受精卵(2)用顯微
注射法向受精卵細(xì)胞核搗入人工構(gòu)建的藥物蛋白基因(3)經(jīng)外科手術(shù)將受精卵
移入同步發(fā)情的受體母羊的輸卵管內(nèi)(4)讓受精卵在母羊體內(nèi)發(fā)育至分娩出生。
胚胎或幼齡動物的組織器官
剪碎J胰蛋白酶
單個細(xì)胞
加培養(yǎng)液J制成
細(xì)胞懸浮液
原代培養(yǎng)|傳代培養(yǎng)
細(xì)胞株
傳代培養(yǎng)J遺傳物質(zhì)改變
細(xì)胞系
在醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng)用:(1)人類疾病造模(2)藥物產(chǎn)品的生產(chǎn)(3)異種移植
16.影響植物次級代謝產(chǎn)物產(chǎn)生和累積的因素有哪些?
(1)生物條件:外植體、季節(jié)、休眠、分化等
(2)物理條件:溫度、光(光照時間、強度、光質(zhì))、通氣(氧氣)、酸度和
滲透壓
(3)化學(xué)條件:無機鹽(N、P、K等)、碳源、物質(zhì)生長調(diào)節(jié)劑、維生素、氨
基酸、核酸、抗生素、天然物質(zhì)和前體等
(4)工業(yè)培養(yǎng)條件:培養(yǎng)罐類型、通氣、攪拌和培養(yǎng)方式
17.轉(zhuǎn)基因植物在制藥工業(yè)上的應(yīng)用?
(1)生產(chǎn)天然藥物:人參細(xì)胞培養(yǎng)、紅豆杉細(xì)胞培養(yǎng)、丹參發(fā)根生物反應(yīng)器大
規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)、紫草細(xì)胞培養(yǎng)(2)生產(chǎn)抗體、重組疫苗、多肽類藥物
18.免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)及功能分區(qū)?
結(jié)構(gòu):
抗體分子由一對輕、重鏈組成
輕鏈:一個V區(qū)、一個C區(qū)
重鏈:一個V區(qū)、3個C區(qū)
同一類型抗體的C區(qū)序列保守
V區(qū)序列則隨抗原識別特異性不同而不同
互補決定區(qū)(CDR)
骨架區(qū)(FR)
基本結(jié)構(gòu)(四肽鏈結(jié)構(gòu))
兩條相同的重鏈(heavychain,H鏈)
兩條相同的輕鏈(lightchain,L鏈)
功能分區(qū):
VH-VL—結(jié)合抗原的部位
CHI-CL—遺傳標(biāo)記所在
CH2—具有補體結(jié)合部位
CH3—與細(xì)胞表面Fc受體結(jié)合
錢鏈區(qū)一在CH1和CH2之間,富含脯氨酸,
易伸展彎曲,易被蛋白酶水解
超變區(qū)(hypervariableregion,HVR)
可變區(qū)中一些特定位置的氨基酸顯示更大的變
異性,構(gòu)建了抗體分子和抗原分子發(fā)生特異性結(jié)合的關(guān)鍵
部位,故稱超變區(qū),又稱互補決定區(qū)(complementarity-determiningregion,CDR)
骨架區(qū):可變區(qū)中變化較小的部分
抗原結(jié)合部位(antigenbindingsite):輕鏈和重鏈的可變部分的20—30個氨基
酸組成的囊裝或裂隙狀分子構(gòu)象
*抗體的特異性決定于結(jié)合部位的構(gòu)象
*兩臂為抗原結(jié)合片斷,Y的柄部為結(jié)晶片斷
19.雜交瘤技術(shù)的原理及制備單克隆抗體的技術(shù)路線?
雜交瘤技術(shù)原理:雜交瘤技術(shù)的基本原理是通過融合兩種細(xì)胞而同時保持兩者的
主要特征。這兩種細(xì)胞分別是經(jīng)擴原免疫的小鼠和小鼠骨髓瘤細(xì)胞。被特異性抗
原免疫的小鼠脾細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞)的主要特征是它的抗體分泌功能。但不能在
體外連續(xù)培養(yǎng),小鼠骨髓瘤細(xì)胞則可在培養(yǎng)條件下無限分裂、增殖,即具有所謂
永生性。在選擇培養(yǎng)基的作用下,只有B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的雜交細(xì)胞才
能具有持續(xù)培養(yǎng)的能力,形成同時具備抗體分泌功能和保持永生性的兩種特征
的細(xì)胞的克隆。
選擇培養(yǎng)(HAT培養(yǎng)基)原理:選擇性培養(yǎng)基常用HAT培養(yǎng)基(次黃喋吟H、
氨基蝶吟A及胸腺喀咤T配成)--氨基蝶吟能阻斷DNA合成的主要途徑,瘤-
瘤融合細(xì)胞和瘤細(xì)胞因不能合成DNA而死亡;脾-脾融合細(xì)胞在培養(yǎng)幾天后也會
死亡,而雜交瘤細(xì)胞則可以存活。
純化抗原SP2/詢胞
工
BALB/c小鼠=>I取脾細(xì)胞|=>PEG融合
HAT、HT選擇性培養(yǎng)
單
ELISA檢測抗體(篩選)\Z
克陽性雜交痛
隆I有限稀釋法克隆一
多次亞克
抗ELISA檢測抗體(篩選)
體陽性孔
制
備100%陽性J]
誘導(dǎo)小鼠生長腹水|<=>建株,京大培養(yǎng)
路
線
凍存
用抗原免疫小鼠骨髓瘤細(xì)胞的培養(yǎng)「乂選擇培養(yǎng)(HAT培養(yǎng)基)
ro。@O??2
由人人人人人人
未融合的細(xì)胞死亡,雜交瘤細(xì)胞存活
--
陽性克隆的瓦選及克隆化
■■
。,/?
在PEG作用下融合成雜交瘤細(xì)胞
克隆擴增及大量制備McAb
20.噬菌體展示技術(shù)的原理和技術(shù)流程?
原理:將抗體通過與噬菌體外殼蛋白融合表達在噬菌體的表面,進而經(jīng)親和富集
法篩選表達有特異活性的抗體,是噬菌體抗體庫技術(shù)的核心
■噬菌體抗體在膜表面表達,是通過Fab段或SCFV與單鏈?zhǔn)删w外殼蛋白
形成融合蛋白而完成
■既可識別相應(yīng)的抗原并與其結(jié)合,又能夠感染宿主菌進行再擴增
■利用其可再擴增的特性,以靶抗原通過親和吸附+洗脫+擴增,可篩選
到靶分子的配體肽鏈,再經(jīng)突變和鏈置換方法改進抗體親和力,最終便獲
得高親和力的特異性抗體
技術(shù)流程:
(1)獲取目的基因:提取mRNA經(jīng)反轉(zhuǎn)錄PCR獲取抗體某一特定基因區(qū)段,
抗體基因的組合形式多為單鏈抗體
(2)抗體庫技術(shù)的載體:噬菌體載體具有噬菌體和質(zhì)粒的共同特點
(3)淘篩:抗原固相化后,對噬菌粒群的吸附、洗滌和洗脫后再感染擴增,與
輔助噬菌體超感染獲得大容量次級文庫,反復(fù)使目的克隆大量擴增
(4)表達與鑒定:目的克隆經(jīng)過鑒定后,再導(dǎo)入感受態(tài)菌,進行可溶性表達
21.抗體診斷試劑和抗體治療藥物有哪幾類?
抗體診斷試劑:(1)熒光抗體診斷試劑,直接法、間接法
(2)免疫酶抗體診斷技術(shù)(3)放射免疫用抗體診斷試劑
抗體治療藥物:(1)放射性核標(biāo)記的抗體治療藥物(2)抗癌藥物偶聯(lián)的抗體藥
物(3)毒素偶聯(lián)的抗體藥物
22.疫苗的基本成分,常規(guī)疫苗及新型疫苗有哪些類型?
基本成分:(1)抗原:滅活的細(xì)菌或病毒,通過多次傳代得到的減毒細(xì)菌或病毒,病毒
或細(xì)菌的提純物,有效的蛋白成分,類病毒,細(xì)菌多糖,合成多肽,以及近年來發(fā)展的DNA
疫苗等(2)佐劑:能夠增強抗原的特異性免疫應(yīng)答的物質(zhì)(3)防腐劑:保證疫苗
在儲存期不會被微生物污染(化學(xué)防腐劑)(4)穩(wěn)定劑:保證抗原能夠存活和維持
其免疫活性穩(wěn)定的物質(zhì),(糖類,如乳糖、山梨醇等)(5)適當(dāng)?shù)木彌_劑、鹽類等
無活性的成分
f疫苗(活疫苗、死疫苗)
f常規(guī)疫苗1普鬣苗
亞單位疫苗
人工自動免疫1(化學(xué)疫苗
多肽疫苗
I新型疫苗1基因工程疫苗
基因疫苗
I抗抗體疫苗
23.酶在醫(yī)藥領(lǐng)域的四個方面的應(yīng)用?
(1)疾病診斷方面:葡萄糖氧化酶;測定血糖含量;診斷糖尿病
(2)疾病治療方面:透明質(zhì)酸;治療肝炎;肝硬化
(3)藥物生產(chǎn)方面:青霉素酰化酶,作用于耐藥性菌株,生產(chǎn)廣譜青霉素
(4)酶與生物醫(yī)學(xué)工程:人工腎臟;尿激酶微囊;裝置可降低血液中尿素達80%
二.名詞解釋
生物技術(shù)制藥真核表達載體質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定
連續(xù)培養(yǎng)種子批系統(tǒng)高密度發(fā)酵
肽圖分析基因補償性治療"自殺基因"的基因治療
抗原決定隨表位互補決定區(qū)/超變區(qū)單鏈抗體
抗體融合蛋白細(xì)胞內(nèi)抗體競爭法ELISA
亞單位疫苗DNA疫苗肽疫苗
接觸抑制中空纖維式生物反應(yīng)器冠瘦組織培養(yǎng)
生物技術(shù)制藥:采用現(xiàn)代生物技術(shù)、借助某些微生物、植物、動物生產(chǎn)醫(yī)藥
品。
真核表達載體:用真核細(xì)胞作載體表達,如酵母、昆蟲及哺乳動物細(xì)胞和植
物細(xì)胞
質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)'定:外源基因從質(zhì)粒上丟失或堿基重排、缺失所致工程菌
性能的改變。
連續(xù)培養(yǎng):連續(xù)培養(yǎng)又叫開放培養(yǎng),是相對分批培養(yǎng)或密閉培養(yǎng)而言的。連
續(xù)培養(yǎng)是采用有效的措施讓微生物在某特定的環(huán)境中保持旺盛生長狀態(tài)的培養(yǎng)
方法。
和1子撲匕系統(tǒng):不含致癌因子,無細(xì)菌、病毒、真菌和支原體等污染,由原始
種子批建立生產(chǎn)用工作細(xì)胞庫,原始種子批須確定克隆基因DNA序列,詳細(xì)敘
述種子批來源、方式、保存以預(yù)計使用期,保存與復(fù)蘇時宿主載體表達系統(tǒng)。
高密度發(fā)酵:指培養(yǎng)液中工程菌的菌體濃度在50gDCW/L以上,理論上的最
高值可達200gDCW/Lo
肽圖分析:用酶法或化學(xué)法降解目的蛋白質(zhì),對生成的肽段進行分離分析。
基因未卜償'性治療:指將目的基因?qū)氩∽兗?xì)胞或其它細(xì)胞,不去除異常基因,
而是通過目的基因的非定點整合,使其表達產(chǎn)物補償缺陷基因的功能或使原有的
功能得以加強。目前基因治療多采用此種策略。
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