Question

【題目】PD-1與PD-L1是目前腫瘤治療的熱門靶點蛋白。sPD-1是PD-1的可溶形式，能夠被分泌至胞外。為探討sPD-1對腫瘤疫苗抗乳腺癌作用的影響，科研人員進行了相關研究。

（1）因為癌細胞具有____________等特征，癌癥的治療非常困難。腫瘤疫苗是新型治療方法，其原理是將腫瘤抗原導入人體內，激活患者自身的免疫應答，從而達到控制或清除腫瘤的目的，下列可做為腫瘤抗原的是____________（填寫序號）。

①衰老腫瘤細胞②腫瘤相關蛋白或多肽③含有腫瘤抗原基因的表達載體④腫瘤細胞內的脫氧核糖

（2）研究發現，腫瘤疫苗可激活T細胞并誘導其產生IFN-γ（一種淋巴因子）。用不同濃度的IFN-γ培養小鼠乳腺癌細胞，并對其細胞膜上PD-L1表達情況進行檢測，結果如圖1：

與對照組相比，實驗組小鼠乳腺癌細胞膜蛋白PD-L1表達____________。

（3）進一步研究發現，在正常機體中，組織細胞表面的PD-L1與T細胞表面的PD-1結合（如圖2），使T細胞活性被適當抑制，避免了免疫過強而導致自身免疫性疾病的發生。腫瘤細胞PD-L1的高水平表達會____________（填“降低”或“增加”）腫瘤細胞被免疫系統清除的可能性。研究發現使用腫瘤疫苗時隨著時間的延長而作用效果減弱，根據（2）和（3）推測可能的原因是____________，從而抑制了T細胞對腫瘤細胞的清除作用。

（4）為了解決這一問題，科研人員對作為腫瘤疫苗的衰老癌細胞疫苗進行了基因改造，使其可以大量分泌可與PD-L1結合的sPD-1，并進行了如下實驗：實驗小鼠皮下接種小鼠乳腺癌細胞，隨機分為三組，分別給予衰老癌細胞疫苗、高表達sPD-1的衰老癌細胞疫苗、磷酸緩沖液（對照）處理，分別于6、12、18、24、30天記錄并統計無瘤小鼠的比例，結果如圖3所示。綜合上述實驗分析，解釋高表達sPD-1的衰老癌細胞疫苗組無瘤小鼠比例最高的可能機理____________。

Answer 1

【答案】無限增殖、易擴散轉移 ①②③ 增強 降低 腫瘤疫苗可激活T細胞并誘導其產生IFN-γ，IFN-γ促進腫瘤細胞 PD-L1表達上調 高表達sPD-1的衰老腫瘤疫苗通過分泌 sPD-1阻斷PD-1與腫瘤細胞表面的PD-L1的結合，能更有效地殺死乳腺癌細胞

【解析】

癌細胞在適宜條件下能不受控制地無限增殖，且容易擴散轉移，癌癥的治療非常困難，現代醫學上嘗試多種方法治療癌癥，題中涉及到癌癥治療的相關研究。圖1中隨IFN-γ濃度增大，細胞膜上PD-L1表達量增加；圖2中涉及T細胞特異性識別抗原；圖3可知高表達sPD-1的衰老癌細胞疫苗處理的皮下接種小鼠乳腺癌細胞的實驗小鼠患癌率最低，且腫瘤疫苗隨著時間的延長而作用效果減弱。

（1）因為癌細胞具有無限增殖、易擴散轉移等特征，癌癥的治療非常困難。腫瘤疫苗需要有腫瘤細胞上抗原結構，且侵染性較低，可做為腫瘤抗原的是①衰老腫瘤細胞②腫瘤相關蛋白或多肽③含有腫瘤抗原基因的表達載體。

（2）根據曲線圖分析可知，與對照組相比，實驗組小鼠乳腺癌細胞膜蛋白PD-L1表達增強。

（3）由“在正常機體中，組織細胞表面的PD-L1與T細胞表面的PD-1結合（如圖2），使T細胞活性被適當抑制，避免了免疫過強而導致自身免疫性疾病的發生”可知：細胞表面的PD-L1可以會抑制T細胞活性，故腫瘤細胞PD-L1的高水平表達會降低腫瘤細胞被免疫系統清除的可能性。研究發現使用腫瘤疫苗時隨著時間的延長而作用效果減弱，根據（2）“隨IFN-γ濃度增大，細胞膜上PD-L1表達量增加”和（3）“細胞表面的PD-L1可以會抑制T細胞活性”推測可能的原因是腫瘤疫苗可激活T細胞并誘導其產生IFN-γ，IFN-γ促進腫瘤細胞 PD-L1表達上調，從而抑制了T細胞對腫瘤細胞的清除作用。

（4）根據以上分析及實驗結果，可推測高表達sPD-1的衰老癌細胞疫苗組無瘤小鼠比例最高的可能原因是高表達sPD-1的衰老腫瘤疫苗通過分泌 sPD-1阻斷PD-1與腫瘤細胞表面的PD-L1的結合，能更有效地殺死乳腺癌細胞。