Question

面对2019新型冠状病毒在全球的肆虐，包括我国在内的各国都在想方设法积极应对。下图为科研人员研发冠状病毒疫苗的几种技术思路。

（1）途径Ⅰ和Ⅱ都需要通过动物细胞培养获得足够数量的病毒株。在动物细胞培养中，除了适宜的营养物质、温度等条件外，还需要控制气体条件是____________。途径Ⅰ与途径Ⅱ相比，生产的疫苗安全性更高的是途径____________。

（2）途径Ⅲ中，过程①的操作需要____________酶。途径Ⅲ中所示技术的核心是____________（用图中数字做答）。

（3）途径Ⅳ生产的DNA疫苗在动物细胞中表达引起机体免疫应答。与DNA疫苗相比，mRNA疫苗的安全性更有优势，这是因为mRNA不需要进入____________，无整合到宿主细胞染色体基因组中的风险，且易被____________水解，不会遗传给子细胞。

（4）该病毒表面蛋白A为主要抗原，由病毒的A基因控制合成，为进一步获得更符合治疗要求的单克隆抗体，科研人员对抗体结构进行精细研究，找到既不影响抗体空间结构又降低免疫反应的____________序列，通过基因工程技术对抗体结构进行人源化改造。这种人源单克隆抗体属于____________工程的产物。

（5）研究发现人体在感染新冠病毒后可引发“细胞因子风暴”（机体感染病原体后，体液中多种细胞因子迅速大量产生的现象），进而伤害正常的宿主细胞，从而造成免疫攻击行为。“细胞因子风暴”引发的免疫功能异常称为________________________。

Answer

95%空气与5%二氧化碳的混合气体 Ⅱ 逆转录 ③ 细胞核 RNA（水解）酶 氨基酸 蛋白质 自身免疫病

【解析】

1.自身免疫病：是由于免疫系统异常敏感，反应过度“敌我不分”将自身物质当做外来异物进行攻击而引起的这类疾病就是自身免疫病。如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、风湿性心脏病等。

2.疫苗是将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病毒等)及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。疫苗保留了病原菌刺激动物体免疫系统的特性

3.基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；

（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）途径Ⅰ是制备灭活病毒的过程，途径Ⅱ是从病毒颗粒中获得抗原蛋白的过程，因此两种途径都需要通过动物细胞培养获得足够数量的病毒株。在动物细胞培养中，除了适宜的营养物质、温度等条件外，还需要95%空气与5%二氧化碳的气体条件，该气体条件不仅能满足细胞正常代谢过程中氧气的需求，还能调节培养液的pH，途径Ⅰ与途径Ⅱ两条生产疫苗的过程中，途径Ⅱ的安全性更高。

（2）途径Ⅲ中，过程①为逆转录过程，该过程中需要逆转录酶的催化。途径Ⅲ是通过基因工程技术获得的疫苗的过程，该技术的核心步骤是基因表达载体的构建，即图中的③。

（3）途径Ⅳ生产的是DNA疫苗，DNA疫苗在动物细胞中表达产生抗原后引起机体免疫应答。与DNA疫苗相比，mRNA疫苗的安全性更有优势，主要表现为mRNA不需要进入细胞核，不存在整合到宿主细胞染色体基因组中的风险，且易被RNA（水解）酶水解，更不会遗传给子细胞。

（4）该病毒表面蛋白A为主要抗原，病毒蛋白A可以引起强烈的免疫反应，科研人员对抗体结构进行精细研究，找到既不影响抗体空间结构又降低免疫反应的氨基酸序列，然后推测出相应的核苷酸序列，最后通过基因工程技术对抗体结构进行人源化改造。这种人源单克隆抗体的生产过程是蛋白质工程的技术流程，因此该人源单克隆抗体是蛋白质工程的产物。

（5）研究发现机体感染病原体后，体液中多种细胞因子迅速大量产生的现象，进而伤害正常的宿主细胞，从而造成免疫攻击行为，这类似免疫功能过强导致的敌我不分引起的对正常细胞的攻击反应，据此可知“细胞因子风暴”引发的免疫功能异常属于自身免疫病。