2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——分子病毒疫苗設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每題3分，共15分）1.分子疫苗2.抗原表位3.病毒載體疫苗4.核酸疫苗（mRNA疫苗）5.佐劑二、填空題（每空1分，共10分）1.病毒的主要遺傳物質(zhì)是__________或__________。2.T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答主要分為__________T細(xì)胞應(yīng)答和__________T細(xì)胞應(yīng)答。3.重組蛋白疫苗通常需要與__________聯(lián)合使用以增強(qiáng)免疫效果。4.常見的腺病毒載體疫苗需要對(duì)其進(jìn)行__________操作以去除潛在致病性。5.mRNA疫苗在體內(nèi)通過__________翻譯產(chǎn)生抗原蛋白。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述滅活疫苗和減毒活疫苗的主要區(qū)別及其優(yōu)缺點(diǎn)。2.簡述病毒載體疫苗（以腺病毒為例）作為疫苗載體的優(yōu)勢(shì)。3.簡述影響核酸疫苗（mRNA疫苗）免疫原性的關(guān)鍵設(shè)計(jì)因素。4.簡述疫苗生產(chǎn)過程中純化環(huán)節(jié)的重要性。四、論述題（每題10分，共30分）1.試述設(shè)計(jì)一種重組蛋白亞單位疫苗需要考慮的關(guān)鍵因素。2.比較mRNA疫苗和病毒載體疫苗在設(shè)計(jì)策略、生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用前景方面的主要異同。3.討論在疫苗開發(fā)過程中，如何進(jìn)行有效的抗原設(shè)計(jì)以誘導(dǎo)強(qiáng)烈的體液免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答。試卷答案一、名詞解釋1.分子疫苗：指利用分子生物學(xué)技術(shù)，以病毒或非病毒載體作為遞送工具，或直接將編碼抗原的核酸片段（如DNA或mRNA）導(dǎo)入宿主，從而誘導(dǎo)產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答的疫苗。**解析思路：*考察對(duì)分子疫苗基本概念的理解，強(qiáng)調(diào)其利用分子生物學(xué)技術(shù)和工具（載體、核酸）進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)的特點(diǎn)。2.抗原表位：指抗原分子上能夠被免疫系統(tǒng)（B細(xì)胞受體或T細(xì)胞受體）特異性識(shí)別和結(jié)合的微小區(qū)域（氨基酸序列）。**解析思路：*考察對(duì)免疫學(xué)核心概念“表位”的掌握，需明確其定義、所在位置（分子表面）及與免疫細(xì)胞識(shí)別的直接關(guān)系。3.病毒載體疫苗：指利用經(jīng)過基因改造、失去致病性但保留感染能力的病毒作為載體，將其編碼目標(biāo)抗原的基因片段導(dǎo)入宿主細(xì)胞，從而表達(dá)抗原并誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的疫苗。**解析思路：*考察對(duì)病毒載體疫苗原理的理解，關(guān)鍵在于認(rèn)識(shí)其利用了“改造后失去毒力但仍能感染/遞送基因”的病毒特性。4.核酸疫苗（mRNA疫苗）：指將編碼特定抗原蛋白的信使RNA（mRNA）片段制備成疫苗，接種后mRNA進(jìn)入宿主細(xì)胞（主要是肌肉細(xì)胞）的細(xì)胞質(zhì)，通過核糖體翻譯產(chǎn)生抗原蛋白，從而誘導(dǎo)免疫應(yīng)答。**解析思路：*考察對(duì)mRNA疫苗作用機(jī)制的理解，需明確其核心是“將mRNA遞送入細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行翻譯”，并了解其主要遞送細(xì)胞。5.佐劑：指能夠非特異性地增強(qiáng)或改變機(jī)體對(duì)疫苗抗原的免疫應(yīng)答（尤其是增強(qiáng)免疫原性、延長免疫持續(xù)時(shí)間）的輔助物質(zhì)。**解析思路：*考察對(duì)佐劑定義和功能的掌握，強(qiáng)調(diào)其“非特異性增強(qiáng)/改變免疫應(yīng)答”的作用。二、填空題1.DNA；RNA**解析思路：*考察對(duì)病毒基本遺傳物質(zhì)的知識(shí)，絕大多數(shù)病毒是DNA病毒或RNA病毒。2.CD4+；CD8+**解析思路：*考察對(duì)T細(xì)胞亞群分類的掌握，CD4+T細(xì)胞（輔助性）和CD8+T細(xì)胞（細(xì)胞毒性）是T細(xì)胞介導(dǎo)免疫的核心。3.佐劑**解析思路：*考察對(duì)重組蛋白疫苗常見輔料的了解，佐劑是增強(qiáng)其效果的關(guān)鍵。4.去毒**解析思路：*考察對(duì)腺病毒載體疫苗制備關(guān)鍵步驟的認(rèn)識(shí)，去除其復(fù)制能力（去毒化）是確保安全性的前提。5.核糖體**解析思路：*考察對(duì)mRNA疫苗在細(xì)胞內(nèi)作用場所的理解，mRNA的翻譯過程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體。三、簡答題1.簡述滅活疫苗和減毒活疫苗的主要區(qū)別及其優(yōu)缺點(diǎn)。**主要區(qū)別：*滅活疫苗是使用物理或化學(xué)方法殺死病原體，使其失去感染能力但仍保留抗原性；減毒活疫苗是使用基因工程或自然篩選獲得毒力減弱但能存活和增殖的病原體作為疫苗。**優(yōu)點(diǎn)（滅活疫苗）：*安全性高（無感染風(fēng)險(xiǎn)），生產(chǎn)工藝相對(duì)簡單，易于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。*缺點(diǎn)（滅活疫苗）：*免疫原性通常較弱，可能需要多次接種加強(qiáng)免疫，無法誘導(dǎo)很強(qiáng)的細(xì)胞免疫。**優(yōu)點(diǎn)（減毒活疫苗）：*免疫原性強(qiáng)，通常接種一次即可獲得較持久immunity，能誘導(dǎo)產(chǎn)生全面的免疫應(yīng)答（包括細(xì)胞和體液免疫）。*缺點(diǎn)（減毒活疫苗）：*存在潛在返祖（恢復(fù)毒力）的風(fēng)險(xiǎn)，生產(chǎn)要求高，需在冷藏條件下保存，不適合免疫力低下人群。**解析思路：*要求系統(tǒng)比較兩種傳統(tǒng)疫苗在成分、安全性、免疫效果、生產(chǎn)工藝和應(yīng)用限制等方面的異同，需涵蓋優(yōu)缺點(diǎn)。2.簡述病毒載體疫苗（以腺病毒為例）作為疫苗載體的優(yōu)勢(shì)。**優(yōu)勢(shì)1：*自然感染過程高效，能進(jìn)入多種類型的細(xì)胞（包括抗原呈遞細(xì)胞DCs），有助于抗原的加工和呈遞，誘導(dǎo)較強(qiáng)的細(xì)胞免疫應(yīng)答。**優(yōu)勢(shì)2：*病毒基因編輯技術(shù)成熟，易于對(duì)載體進(jìn)行改造（如去除病毒基因、插入抗原基因），可生產(chǎn)大量重組腺病毒。**優(yōu)勢(shì)3：*生產(chǎn)工藝相對(duì)成熟，可在大規(guī)模發(fā)酵罐中生產(chǎn)。**優(yōu)勢(shì)4：*穩(wěn)定性較好，某些腺病毒（如腺病毒5）在人體內(nèi)已有自然感染基礎(chǔ)，人群預(yù)存免疫較少（但也是挑戰(zhàn)之一）。**解析思路：*考察對(duì)腺病毒載體疫苗核心優(yōu)勢(shì)的理解，需從遞送效率、基因操作便利性、生產(chǎn)工藝和穩(wěn)定性等方面進(jìn)行闡述。3.簡述影響核酸疫苗（mRNA疫苗）免疫原性的關(guān)鍵設(shè)計(jì)因素。**因素1：*編碼抗原的mRNA序列優(yōu)化，包括密碼子優(yōu)化以適應(yīng)宿主翻譯體系，去除內(nèi)含子，引入強(qiáng)翻譯啟動(dòng)子等。**因素2：*抗原蛋白的折疊和修飾，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮抗原的正確折疊和后翻譯修飾（如糖基化）以獲得最佳免疫原性。**因素3：*mRNA的理化性質(zhì)，如GC含量、5'和3'端帽子結(jié)構(gòu)、聚A尾的長度等，影響其穩(wěn)定性、翻譯效率和免疫遞送。**因素4：*mRNA的遞送系統(tǒng)，如何有效將mRNA保護(hù)并遞送入目標(biāo)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)是決定免疫效果的關(guān)鍵，常用的有脂質(zhì)納米顆粒（LNPs）等。**解析思路：*考察對(duì)影響mRNA疫苗效果的設(shè)計(jì)層面的關(guān)鍵變量的理解，涵蓋mRNA本身的設(shè)計(jì)和遞送載體。4.簡述疫苗生產(chǎn)過程中純化環(huán)節(jié)的重要性。**重要性1：*提高疫苗產(chǎn)品的純度，去除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)（如宿主細(xì)胞蛋白、培養(yǎng)基成分、未表達(dá)的蛋白、病毒載體空殼、核酸片段等），確保疫苗的安全性。**重要性2：*確保疫苗產(chǎn)品的效價(jià)和質(zhì)量，純化有助于獲得高活性、高免疫原性的目標(biāo)成分，并使產(chǎn)品符合預(yù)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。**重要性3：便于后續(xù)的制劑配制和分裝，高純度的組分更容易進(jìn)行精確的劑量測定和穩(wěn)定性的研究。**重要性4：*滿足法規(guī)要求，藥品生產(chǎn)需要嚴(yán)格遵守GMP等法規(guī)，純化是GMP體系中確保產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。**解析思路：*考察對(duì)純化在疫苗工業(yè)化生產(chǎn)中多方面作用的全面認(rèn)識(shí)，包括安全、質(zhì)量、工藝和法規(guī)層面。四、論述題1.試述設(shè)計(jì)一種重組蛋白亞單位疫苗需要考慮的關(guān)鍵因素。**抗原選擇與設(shè)計(jì)：*選擇合適的免疫原性表位或全長抗原，可能需要通過抗原表位預(yù)測、人源化設(shè)計(jì)等優(yōu)化，以提高免疫原性和減少免疫原性副作用。**表達(dá)系統(tǒng)選擇：*選擇合適的表達(dá)系統(tǒng)（如細(xì)菌、酵母、昆蟲細(xì)胞、哺乳動(dòng)物細(xì)胞）以獲得正確折疊和修飾的重組蛋白，需考慮成本、產(chǎn)量和表達(dá)宿主的相關(guān)性。**純化工藝設(shè)計(jì)：*設(shè)計(jì)高效、高純度、可重復(fù)的純化方案，通常需要多步層析技術(shù)，并考慮純化過程的免疫原性影響。**佐劑選擇與配方：*根據(jù)疫苗特性和目標(biāo)免疫效果，選擇合適的佐劑（如鋁鹽、油佐劑、新型佐劑如TLR激動(dòng)劑）并優(yōu)化佐劑配方。**制劑處方開發(fā)：*確定疫苗的最終配方，包括抗原、佐劑、穩(wěn)定劑、防腐劑等，并進(jìn)行穩(wěn)定性研究，確保疫苗在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中的質(zhì)量。**免疫學(xué)評(píng)價(jià)策略：*設(shè)計(jì)合理的動(dòng)物模型和人體臨床試驗(yàn)方案，評(píng)估疫苗的安全性、免疫原性和保護(hù)效力。**解析思路：*要求全面論述設(shè)計(jì)重組蛋白亞單位疫苗需要考慮的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從上游的抗原設(shè)計(jì)到下游的制劑和評(píng)價(jià)，體現(xiàn)系統(tǒng)性思維。2.比較mRNA疫苗和病毒載體疫苗在設(shè)計(jì)策略、生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用前景方面的主要異同。**設(shè)計(jì)策略：***mRNA疫苗：*設(shè)計(jì)核心是mRNA序列本身，包括密碼子優(yōu)化、啟動(dòng)子選擇、抗原折疊預(yù)測與設(shè)計(jì)、遞送載體（如LNPs）的設(shè)計(jì)。相對(duì)靈活，易于快速設(shè)計(jì)針對(duì)新變異株的疫苗。**病毒載體疫苗：*設(shè)計(jì)核心是病毒載體的改造（如去除病毒基因、插入抗原基因）和抗原基因的表達(dá)調(diào)控。設(shè)計(jì)相對(duì)固定，但載體平臺(tái)（如腺病毒）可以優(yōu)化。**生產(chǎn)技術(shù)：***mRNA疫苗：*mRNA合成和LNPs制備是關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，尤其是LNPs的生產(chǎn)工藝復(fù)雜且成本較高，需要高度專業(yè)的設(shè)備和技術(shù)。**病毒載體疫苗：*病毒載體生產(chǎn)涉及細(xì)胞培養(yǎng)、基因工程改造和純化，技術(shù)相對(duì)成熟，但大規(guī)模生產(chǎn)仍需大規(guī)模細(xì)胞設(shè)施。**應(yīng)用前景：***mRNA疫苗：*具有極高的靈活性和可擴(kuò)展性，適用于快速響應(yīng)新發(fā)傳染病，易于進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)和組合疫苗開發(fā)。在流感、HIV等領(lǐng)域有巨大潛力。冷鏈要求相對(duì)較高（尤其早期技術(shù)）。**病毒載體疫苗：*能誘導(dǎo)較強(qiáng)的細(xì)胞免疫，對(duì)某些需要細(xì)胞免疫介導(dǎo)的保護(hù)的疾病可能更有效。技術(shù)平臺(tái)成熟，可快速開發(fā)。存在一定的預(yù)存免疫干擾（尤其腺病毒載體）和潛在的免疫原性副作用風(fēng)險(xiǎn)。冷鏈要求通常較低。**共同點(diǎn)：*都是現(xiàn)代分子疫苗技術(shù)，都基于分子生物學(xué)原理，都能誘導(dǎo)較強(qiáng)的免疫應(yīng)答（尤其是細(xì)胞免疫），生產(chǎn)過程都相對(duì)復(fù)雜，對(duì)研發(fā)和生產(chǎn)能力要求高。**解析思路：*要求從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和前景三個(gè)維度進(jìn)行系統(tǒng)性比較，突出兩者的核心差異和各自的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，并指出一些共性。3.討論在疫苗開發(fā)過程中，如何進(jìn)行有效的抗原設(shè)計(jì)以誘導(dǎo)強(qiáng)烈的體液免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答。**針對(duì)體液免疫（抗體）的設(shè)計(jì)策略：**選擇或設(shè)計(jì)包含多個(gè)保守且高免疫原性表位的抗原表位（如B細(xì)胞表位）。*優(yōu)化抗原的構(gòu)象，使其易于被抗原呈遞細(xì)胞（APCs）攝取和處理，并能有效刺激B細(xì)胞。*考慮加入或融合強(qiáng)B細(xì)胞表位（如CD4+T細(xì)胞表位），利用T輔助細(xì)胞的幫助增強(qiáng)B細(xì)胞應(yīng)答。*對(duì)于亞單位疫苗，可能需要設(shè)計(jì)融合蛋白，結(jié)合不同抗原表位或加入T細(xì)胞表位融合段。**針對(duì)細(xì)胞免疫（T細(xì)胞）的設(shè)計(jì)策略：**選擇或設(shè)計(jì)包含多個(gè)保守且高免疫原性表位的抗原肽（如MHC-I和MHC-II限制性表位）。*優(yōu)先考慮包含CD8+T細(xì)胞表位（MHC-I限制性），這些表位通常由APCs內(nèi)吞抗原后加工呈現(xiàn)，能誘導(dǎo)較強(qiáng)的細(xì)胞毒性T細(xì)胞（CTL）應(yīng)答，對(duì)清除病毒至關(guān)重要。*設(shè)計(jì)或選擇包含CD4+T細(xì)胞表位（MHC-II限制性），這些表位能提供輔助信號(hào)，促進(jìn)B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體，并增強(qiáng)CD8+T細(xì)胞的應(yīng)答。*優(yōu)化抗原的加工和呈遞過程，確保T細(xì)胞表位能被APCs（特別是DCs）有效捕獲并呈遞。**整合策略：**