2018年诺贝尔生理学或医学奖表彰了“抑制负免疫调节的癌症疗法”.T细胞是重要的免疫细胞,在抗肿瘤、抗感染中有重要作用.T细胞的活化或抑制需要双信号的刺激,第一信号来自T细胞对特异性抗原的识别;第二信号来自T细胞对协同刺激分子(起促进作用的正性共刺激或起抑制作用的负性共刺激)的识别.图1为T细胞表面的部分信号受体示意图,图2为某些组织细胞表达的协同刺激分子示意图.请据图分析回答问题:
(1)人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因,导致正常细胞的生长和分裂失控变成癌细胞的根本原因是:_________________________________ .我们体内每天都可以产生癌细胞,免疫系统通过它的_______ 功能降低着癌症的发病率.
(2)图1所示,T细胞活化的第一信号是特异性抗原与T细胞表面______ 受体结合.
(3)图2的组织细胞表达B7能与T细胞的表面CD28受体结合,可协助T细胞完全活化进而引起T细胞的_______ ,已活化的T细胞逐渐高表达CTLAG4,通过与B7结合可抑制T细胞的活化,使免疫应答维持相对平衡状态.若要增强免疫系统对肿瘤细胞的攻击,从信号分子与受体结合的角度可采取的方法有:_____________________________________
(4)有部分肿瘤细胞可以逃逸T细胞免疫,研究发现与其高表达的膜蛋白PDGL有关,肿瘤细胞被TCR受体识别的同时,PDGL被PDG1识别并结合,激活T细胞的_______ (填“正性共刺激”或“负性共刺激”)信号,从而实现细胞逃逸.为避免肿瘤细胞免疫逃逸,利用单克隆抗体技术生产出与_______ 特异性结合的药物是目前肿瘤治疗的新靶点、新思路.
(5)因T细胞大量活化而导致免疫反应剧烈,与绝大多数肿瘤疗法一样,免疫疗法也会有一些副反应,患者需服用一定量的_______ 来控制这些副作用.
(1)人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因,导致正常细胞的生长和分裂失控变成癌细胞的根本原因是:
(2)图1所示,T细胞活化的第一信号是特异性抗原与T细胞表面
(3)图2的组织细胞表达B7能与T细胞的表面CD28受体结合,可协助T细胞完全活化进而引起T细胞的
(4)有部分肿瘤细胞可以逃逸T细胞免疫,研究发现与其高表达的膜蛋白PDGL有关,肿瘤细胞被TCR受体识别的同时,PDGL被PDG1识别并结合,激活T细胞的
(5)因T细胞大量活化而导致免疫反应剧烈,与绝大多数肿瘤疗法一样,免疫疗法也会有一些副反应,患者需服用一定量的
更新时间:2019-03-09 18:39:37
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解题方法
【推荐1】免疫细胞能识别肿瘤,并浸润其中发挥重要作用。科学家利用免疫细胞这种“归巢性”,实现巨噬细胞“搭便车”的设计,将药物输入到肿瘤内部。
(1)机体识别并清除肿瘤细胞,体现了免疫系统______ 的功能。TAM是存在于肿瘤中的巨噬细胞,具有极强的“归巢”肿瘤的能力。
(2)金纳米棒(AuNR)是一种光热材料,常用于局部肿瘤治疗,在808nm的激光照射下,产生光热效应,使肿瘤细胞快速死亡。科研人员将AuNR与肿瘤细胞进行孵育,再用紫外光照射,获得了装载AuNR的肿瘤细胞凋亡小体(AuNR/ABs)。
①研究者对AuNR/ABs的光热性能进行考察,结果如图1。该实验的对照组为______ 。
②荧光标记AuNR和AuNR/ABs,分别与TAM进行孵育,检测TAM细胞内的荧光强度,结果如图2。结合图1和图2实验结果,分析凋亡小体作为AuNR载体的优点是______ 。_____________________ 。
(4)利用上述实验材料研究本免疫疗法对肿瘤复发的抑制效果,请完善实验组设计思路_____________________ 。
(1)机体识别并清除肿瘤细胞,体现了免疫系统
(2)金纳米棒(AuNR)是一种光热材料,常用于局部肿瘤治疗,在808nm的激光照射下,产生光热效应,使肿瘤细胞快速死亡。科研人员将AuNR与肿瘤细胞进行孵育,再用紫外光照射,获得了装载AuNR的肿瘤细胞凋亡小体(AuNR/ABs)。
①研究者对AuNR/ABs的光热性能进行考察,结果如图1。该实验的对照组为
②荧光标记AuNR和AuNR/ABs,分别与TAM进行孵育,检测TAM细胞内的荧光强度,结果如图2。结合图1和图2实验结果,分析凋亡小体作为AuNR载体的优点是
(3)为研究利用AuNR/ABs搭乘TAM靶向到肿瘤部位进行治疗的效果。科研人员在小鼠的右下肢皮下接种第一个肿瘤(R),一段时间后在左下肢皮下接种第二个肿瘤(L)模拟肿瘤转移。尾静脉注射相应药物。对右侧肿瘤R进行三次光疗,最后记录两个肿瘤的重量(图3)。结合免疫学原理阐释左侧肿瘤L第4组重量显著减小的主要原因
注:CpG 是可激活特异性免疫的佐剂 1组:缓冲液+照光 2组:AuNR-CpG+照光 3组:AuNR/ABs+照光 4组:AuNR-CpG/ABs+照光 5 组:AuNR-CpG/ABs |
(4)利用上述实验材料研究本免疫疗法对肿瘤复发的抑制效果,请完善实验组设计思路
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【推荐2】癌症是危害人类健康的严重疾病。免疫系统在监控和清除癌变细胞中起着十分重要的作用。我国科学家陈列平研究组对癌细胞与免疫系统在癌症发生中的相互作用进行了研究。
(1)癌细胞的产生往往是由于_______________ 突变导致的,免疫系统通过识别癌细胞表面的_______________ 进而将之清除。
(2)癌症难以治疗的原因之一是其具有一种逃避免疫系统监控和清除的机制。该研究组进行了如下实验发现在癌细胞表面特异性表达的膜蛋白B7-H1可能起着上述作用:
①向624mel细胞中转入含B7-H1的_______________ ,利用荧光标记抗体检测B7-H1在624mel细胞中的表达量,结果如图1,说明B7-H1已在这些624mel细胞中高表达,依据是_________________ 。
②将上述624mel细胞与T细胞共培养,检测T细胞的凋亡率,结果如图2。结果表明癌细胞逃避免疫系统监控和清除的机制是_____________ 。因此,临床上可通过注射抗B7-H1单克隆抗体来在一定程度上治疗癌症。
(3)①在实际临床使用中,部分患者注射抗B7-H1抗体后并未得到良好疗效。该研究组猜测,癌细胞表面可能还存在其他与B7-H1起类似作用的分子,为了找到这些能与T细胞表面受体特异性结合的分子,开发了如图3所示的实验进行筛选。图中aAPC上的膜蛋白是转入的癌细胞候选基因表达产物。此系统实现筛选的原理是___________ ,对照组的设置应为___________ 。研究组最终通过此种方法筛选到Siglec15。
②该研究组进一步进行研究发现Siglec15与B7-H1往往不会在同一种癌细胞中表达。筛选出Siglec15的意义是_______________ 。
(4)综上,提出两条用于癌症治疗的思路__________________ 。
(1)癌细胞的产生往往是由于
(2)癌症难以治疗的原因之一是其具有一种逃避免疫系统监控和清除的机制。该研究组进行了如下实验发现在癌细胞表面特异性表达的膜蛋白B7-H1可能起着上述作用:
①向624mel细胞中转入含B7-H1的
②将上述624mel细胞与T细胞共培养,检测T细胞的凋亡率,结果如图2。结果表明癌细胞逃避免疫系统监控和清除的机制是
(3)①在实际临床使用中,部分患者注射抗B7-H1抗体后并未得到良好疗效。该研究组猜测,癌细胞表面可能还存在其他与B7-H1起类似作用的分子,为了找到这些能与T细胞表面受体特异性结合的分子,开发了如图3所示的实验进行筛选。图中aAPC上的膜蛋白是转入的癌细胞候选基因表达产物。此系统实现筛选的原理是
②该研究组进一步进行研究发现Siglec15与B7-H1往往不会在同一种癌细胞中表达。筛选出Siglec15的意义是
(4)综上,提出两条用于癌症治疗的思路
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解题方法
【推荐3】癌细胞的产生是多种癌基因异常表达的结果,研究人员利用现代生物技术对几种癌基因(包括原癌基因和抑癌基因)进行了深入研究。试回答下列问题:
(1)细胞内抑癌基因主要负责___________ 。癌细胞主要在组织中转移而非通过体液循环(血管、淋巴管)转移的目的是___________ 。
(2)癌基因c-Myc可以调控人类约15%的基因表达。研究人员研究高低c-Myc表达的细胞发现c-Myc表达降低细胞总体m6A修饰(发生于mRNA上)水平,但只对c-Myc负向调控基因(靶基因)起作用。推测c-Myc抑制靶基因表达是通过___________ 实现的。测量发现c-Myc敲除细胞中甲基转移酶(催化m6A修饰)活性并未下降,则c-Myc可能通过___________ 抑制了m6A修饰。研究人员随后通过检测去甲基化转移酶活性证实了此猜想。
(3)P53蛋白是细胞内重要的抑癌基因,在一些肿瘤细胞中,泛素E3连接酶(MDM2)过度表达导致P53蛋白泛素化降解(当泛素分子与蛋白质连接时,可将该蛋白送入蛋白酶体中降解)。CD8+T细胞在肿瘤免疫中起核心作用,研究人员对患肿瘤的小鼠进行如下研究,根据下表回答问题:(control对照,KO敲除,+越多,小鼠存活越久)
①结合上表,下列两者具有正相关关系的选项是:___________ (填字母)。
A.CD8+T细胞的抗肿瘤作用与CD8+T细胞内MDM2水平
B.CD8+T细胞抗肿瘤作用与肿瘤细胞p53蛋白的表达
C.CD8+T细胞p53表达量与MDM2对CD8+T细胞抗肿瘤的作用
D.MDM2对CD8+T细胞抗肿瘤的作用与肿瘤细胞p53蛋白的表达
②在敲除MDM2的CD8+T细胞中检测到STAT5含量减少,已知STAT5稳定性受c-Cbl蛋白调控,通过基因敲除技术可证明MDM2表达与c-cbl蛋白表达无关,具体操作步骤及现象是_______ 。为探究MDM2是如何影响STAT5稳定性的,研究人员采集了CD8+T细胞并添加了c-cbl抑制剂作为实验组,提取不同时间的样本进行电泳得到结果如下。据此推测c-cbl蛋白通过与STAT5蛋白结合使其_______ (选填“磷酸化”或“去磷酸化”)进而被降解。已知STAT5在CD8+T细胞中能调控抗肿瘤基因的表达,MDM2通过影响STAT5与c-cbl蛋白的结合发挥作用,综合上述材料,说明表1对照组小鼠成活时间长于MDM2KO组的分子调控机制:___________ 。
③该实验的研究成果可启示抗癌药物研发,综合以上材料,请解说一种靶向CD8+T细胞的抗肿瘤药物可能作用机理:___________ 。
(1)细胞内抑癌基因主要负责
(2)癌基因c-Myc可以调控人类约15%的基因表达。研究人员研究高低c-Myc表达的细胞发现c-Myc表达降低细胞总体m6A修饰(发生于mRNA上)水平,但只对c-Myc负向调控基因(靶基因)起作用。推测c-Myc抑制靶基因表达是通过
(3)P53蛋白是细胞内重要的抑癌基因,在一些肿瘤细胞中,泛素E3连接酶(MDM2)过度表达导致P53蛋白泛素化降解(当泛素分子与蛋白质连接时,可将该蛋白送入蛋白酶体中降解)。CD8+T细胞在肿瘤免疫中起核心作用,研究人员对患肿瘤的小鼠进行如下研究,根据下表回答问题:(control对照,KO敲除,+越多,小鼠存活越久)
小鼠存活时间(*表示与对照组的偏差) | CD8+T细胞MDM2KO | CD8+T细胞P53KO | CD8+T细胞MDM2+P53KO | CD8+T细胞Control |
肿瘤细胞control | ++(**) | +++(*) | ++(**) | ++++ |
肿瘤细胞P53KO | +(**) | ++(*) | +(**) | +++ |
A.CD8+T细胞的抗肿瘤作用与CD8+T细胞内MDM2水平
B.CD8+T细胞抗肿瘤作用与肿瘤细胞p53蛋白的表达
C.CD8+T细胞p53表达量与MDM2对CD8+T细胞抗肿瘤的作用
D.MDM2对CD8+T细胞抗肿瘤的作用与肿瘤细胞p53蛋白的表达
②在敲除MDM2的CD8+T细胞中检测到STAT5含量减少,已知STAT5稳定性受c-Cbl蛋白调控,通过基因敲除技术可证明MDM2表达与c-cbl蛋白表达无关,具体操作步骤及现象是
③该实验的研究成果可启示抗癌药物研发,综合以上材料,请解说一种靶向CD8+T细胞的抗肿瘤药物可能作用机理:
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【推荐1】Ⅰ、糖尿病的形成原因有多种,下图中①、②是由免疫失调引起糖尿病的两种机理,其中甲、乙、丙表示不同种类的细胞,请据图回答下列问题:
(1)图中甲细胞直接来源于___________ 。这类细胞可以产生不同抗体的根本原因是_________ 。
(2)图中乙是___________ 细胞,抗体Y1与该细胞相应受体结合,使该细胞对葡萄糖的敏感度降低,导致血糖浓度过高。图中抗体Y2与丙细胞上的_______ 受体结合,使乙细胞产生的激素不能发挥作用,从而使血糖浓度升高。
(3)图中所示糖尿病属于哪一类免疫失调症?_____________ 。有一种青少年型(Ⅱ型)糖尿病,经检查发现患者血液中乙分泌的激素含量正常,该病的病因最可能类似于图示中的_________ (填数字)。
Ⅱ、稳态是人体进行正常生命活动的必要条件,人体内环境稳态的维持是神经一体液一免疫共同调节的结果。请据图回答下列问题:
(1)人体在特殊情况下,会产生针对自身细胞表面某些受体的抗体。如“Graves氏病”是由于机体产生针对促甲状腺激素受体的抗体,而该种抗体能发挥与促甲状腺激素相同的生理作用,但甲状腺激素不会影响该抗体的分泌(如图所示)。据图分析:与正常人相比,Graves氏病患者Y激素的分泌量______ ,X激素的分泌量__________ 。由此判断,Graves氏病患者的体温往往比正常人_______________ ,该病患者自身的产热量___________ 散热量。
(2)在抗体、溶菌酶、淋巴因子和编码抗体的基因这四种物质中不属于免疫活性物质是__________ 。在吞噬细胞、淋巴细胞和红细胞这三类细胞中不属于免疫细胞的_______________ 。
(1)图中甲细胞直接来源于
(2)图中乙是
(3)图中所示糖尿病属于哪一类免疫失调症?
Ⅱ、稳态是人体进行正常生命活动的必要条件,人体内环境稳态的维持是神经一体液一免疫共同调节的结果。请据图回答下列问题:
(1)人体在特殊情况下,会产生针对自身细胞表面某些受体的抗体。如“Graves氏病”是由于机体产生针对促甲状腺激素受体的抗体,而该种抗体能发挥与促甲状腺激素相同的生理作用,但甲状腺激素不会影响该抗体的分泌(如图所示)。据图分析:与正常人相比,Graves氏病患者Y激素的分泌量
(2)在抗体、溶菌酶、淋巴因子和编码抗体的基因这四种物质中不属于免疫活性物质是
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【推荐2】兴奋在中枢神经系统的传导过程中,有时存在一个突触引起的兴奋被后一个突触抑制的现象,图1是突触2抑制兴奋传导的过程示意图。图2表示由三种机体免疫异常引起的糖尿病。请据图回答下列问题:
(1)图1的A处膜电位变化示意图中曲线a段表示________ 电位,b点时膜电位产生的原因为_________________________
(2)研究人员发现γ-氨基丁酸(GABA)是一种抑制性神经递质,在抑制疼痛方面有重要作用。GABA受体是膜上某些离子的通道,当GABA与受体结合后,通道开启,使________ (阴/阳)离子内流,抑制突触后神经元动作电位的产生,导致A处的兴奋不能传至B处,从而抑制疼痛。释放到突触间隙的GABA可通过主动运输进入细胞再被利用,图中结构甲表示________ 。
(3)图2中由浆细胞产生的Y1与胰岛B细胞上的受体结合,导致胰岛B细胞对葡萄糖的敏感度降低,胰岛素的分泌量减少,血糖浓度升高。过程②所示的患病机理是___________ 直接作用于胰岛细胞,导致细胞受损,产生的胰岛素分泌减少,血糖浓度升高。③过程中Y3与_______________ 膜上的受体结合,从而____________ (减弱/增强)了胰岛素的作用。
(4)从免疫学的角度分析,图2中三种糖尿病属于______________ 病。其中,__________ 可以通过注射胰岛素来治疗。
(1)图1的A处膜电位变化示意图中曲线a段表示
(2)研究人员发现γ-氨基丁酸(GABA)是一种抑制性神经递质,在抑制疼痛方面有重要作用。GABA受体是膜上某些离子的通道,当GABA与受体结合后,通道开启,使
(3)图2中由浆细胞产生的Y1与胰岛B细胞上的受体结合,导致胰岛B细胞对葡萄糖的敏感度降低,胰岛素的分泌量减少,血糖浓度升高。过程②所示的患病机理是
(4)从免疫学的角度分析,图2中三种糖尿病属于
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【推荐3】如图1所示,①②③表示由三种机体免疫异常引起的糖尿病;图2所示为健康人体在某一时间
(1)图1中“某类细胞”是指______________ ,其产生的抗体Y1与胰岛B细胞上的受体结合,导致胰岛B细胞对葡萄糖的敏感度下降,减少了胰岛素的分泌量,使血糖浓度升高。
(2)图1中②所示的患病机理是______________ ,导致胰岛素分泌减少,血糖浓度升高。抗体与靶细胞上的______________ 结合,使胰岛素不能发挥作用,从而使血糖浓度升高。
(3)图2中c~d段血糖浓度下降的直接原因是____________________________ 。
(4)从免疫学的角度分析,这三种糖尿病都属于_____________ 病。其中,_____________ (填序号)可以通过注射胰岛素来治疗。
(1)图1中“某类细胞”是指
(2)图1中②所示的患病机理是
(3)图2中c~d段血糖浓度下降的直接原因是
(4)从免疫学的角度分析,这三种糖尿病都属于
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【推荐1】下图是新冠病毒初次侵入人体后的部分免疫图解,请回答下列问题:
(1)图示体现的是免疫系统的____ 功能,若人体再次感染该抗原将引发二次免疫,直接参与免疫反应的细胞种类是____ 。
(2)注射从已康复的新冠患者体内取得的血清,对新冠有治疗作用,原因是____ 。
(3)人体产生相应抗体的过程中抗原经吞噬细胞处理后要经过____ 进行呈递,为确定该过程的必要性,某实验小组利用实验狗进行了探究,过程如下:
①取两组健康的生长状况相同的实验狗标记甲、乙,其甲组切除____ ,乙组在相应部位切开后再缝合。
②伤口愈合后给两组狗接种等量相同的灭活病毒,一段时间后检测两组狗体内的抗体的浓度
实验结论:若____ 说明抗体的产生需要经过该细胞的呈递;
若____ 说明抗体的产生不需要经过该细胞的呈递。
(1)图示体现的是免疫系统的
(2)注射从已康复的新冠患者体内取得的血清,对新冠有治疗作用,原因是
(3)人体产生相应抗体的过程中抗原经吞噬细胞处理后要经过
①取两组健康的生长状况相同的实验狗标记甲、乙,其甲组切除
②伤口愈合后给两组狗接种等量相同的灭活病毒,一段时间后检测两组狗体内的抗体的浓度
实验结论:若
若
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【推荐2】当病原体侵入人体后,能激活免疫细胞释放炎症因子,引起炎症反应继而引起局部组织疼痛,科研人员对枸杞多糖(LBP)相关药效进行了研究。神经细胞内K+浓度为细胞外的28倍,而细胞外Ca2+浓度为细胞内的15000倍。炎症因子iL-6使神经细胞Ca2+通道(TRPV1)通透性增强,其分子机制如图所示。请据图分析回答以下问题:
1.图14中处于内环境的物质是_________ 。
2.某些细胞释放的炎症因子使相关神经细胞更易产生_________ ,并传至_________ 产生痛觉。
3.炎症因子IL-6与gpl30结合后,通过系列代谢过程使神经细胞Ca2+通道(TRPV1)通透性增强。则膜蛋白gp130最可能是_________ 。(填“载体蛋白”或“受体蛋白”)
4.据题分析,下列关于“炎症反应继而引起局部组织疼痛”可能的机理推断合理的有_________ 。
5.为验证LBP通过抑制IL-6的释放发挥药效,将离体神经元和能释放IL-6的胶质细胞共同培养。对照组和LBP组均用辣椒素(TRPVI的激活剂)处理,检测神经元内Ca2+信号变化,结果如下图.该实验不足以验证假设,请阐述理由并加以完善,预期结果:____________________________ 。
1.图14中处于内环境的物质是
A.Ca2+ | B.TRPV1 | C.gp130 | D.JAK |
3.炎症因子IL-6与gpl30结合后,通过系列代谢过程使神经细胞Ca2+通道(TRPV1)通透性增强。则膜蛋白gp130最可能是
4.据题分析,下列关于“炎症反应继而引起局部组织疼痛”可能的机理推断合理的有
A.Ca2+进入神经细胞的方式是协助运输 |
B.PI3K促进含有TRPVI蛋白的囊泡与细胞膜融合 |
C.Ca2+进入细胞,进而引发神经递质的释放 |
D.从炎症因子IL-6与gp130结合到产生疼痛的调节方式属于反射 |
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【推荐3】癌症是人类面临的最大健康挑战之一,科学家一直致力于抗击癌症的研究。
(1)免疫系统由_______________________ 组成,具有_________________ 三大基本功能。
(2)将畸胎瘤细胞(Tum+)注射到小鼠体内会导致肿瘤的产生。通过诱变,研究者获得了多个成瘤率很低的畸胎瘤细胞株(如Tum-20、Tum-25)。给小鼠注射Tum-细胞,21天后用射线处理小鼠(可杀死大部分淋巴细胞)并接种Tum-细胞,检测成瘤率(成瘤小鼠/注射小鼠),过程与结果如图、表所示。
①第一组的成瘤率为零,合理的解释是:第一次注射的Tum-25作为________ 刺激机体产生了大量的细胞毒性T细胞和________ ,射线处理后保留下来的少数细胞,在第二次注射Tum-25时,能迅速增殖分化并将Tum-25清除。
②第一组与第二组小鼠成瘤率差异显著,说明小鼠对Tum-细胞的免疫具有________ 性。第二组的成瘤率介于第一组与第三、四组之间,试解释原因:____________________________________
(3)在多种恶性肿瘤发生发展过程中,肿瘤细胞可表达PD-L1,PD-L1与细胞毒性T细胞表面的PD-1蛋白结合后,可诱导细胞毒性T细胞凋亡,肿瘤细胞因而躲避免疫系统杀伤。请据此免疫逃逸机制,提出治疗肿瘤的思路:_______________________
(1)免疫系统由
(2)将畸胎瘤细胞(Tum+)注射到小鼠体内会导致肿瘤的产生。通过诱变,研究者获得了多个成瘤率很低的畸胎瘤细胞株(如Tum-20、Tum-25)。给小鼠注射Tum-细胞,21天后用射线处理小鼠(可杀死大部分淋巴细胞)并接种Tum-细胞,检测成瘤率(成瘤小鼠/注射小鼠),过程与结果如图、表所示。
组别 | 第0天注射 | 射线处理后注射 | 成瘤率 |
第一组 | Tum-25 | Tum-25 | 0% |
第二组 | Tum-25 | Tum-20 | 53% |
第三组 | 不注射 | Tum-25 | 100% |
第四组 | 不注射 | Tum-20 | 100% |
①第一组的成瘤率为零,合理的解释是:第一次注射的Tum-25作为
②第一组与第二组小鼠成瘤率差异显著,说明小鼠对Tum-细胞的免疫具有
(3)在多种恶性肿瘤发生发展过程中,肿瘤细胞可表达PD-L1,PD-L1与细胞毒性T细胞表面的PD-1蛋白结合后,可诱导细胞毒性T细胞凋亡,肿瘤细胞因而躲避免疫系统杀伤。请据此免疫逃逸机制,提出治疗肿瘤的思路:
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