2026届高三生物二轮复习课件解码CAR-T：从抗癌奇迹到高考考点

该高中生物学高考复习课件聚焦前沿科技专题，覆盖基因工程、免疫调节、细胞工程等核心考点，依据高考评价体系梳理PCR技术、基因表达载体构建、特异性免疫等考查要求，通过案例分析和流程梳理归纳常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于“前沿情境+真题训练+素养提升”，以CRISPR-Cas9定点整合为情境设计实验验证题，培养科学思维和探究实践素养，如通过AD模型小鼠Aβ清除实验解析对照组设置与检测指标，提供基因工程限制酶选择“序列匹配法”等答题技巧，助力学生掌握得分要点，教师可据此开展专题突破，提升复习效率。

解码CAR-T：从抗癌奇迹到高考考点 高三生物二轮复习课 —— 前沿科技专题 —— 一个生命的奇迹：艾米莉·怀特海德（Emily Whitehead） 故事开端：生命垂危 2012年，美国6岁女孩艾米莉不幸患上急性淋巴细胞白血病，在经历了常规化疗失败后，生命已进入倒计时。 绝境逢生：前沿尝试 走投无路之际，她的父母决定放手一搏，让她加入了宾夕法尼亚大学一项极具风险的前沿临床试验——CTL019细胞疗法。 基因改造与奇迹苏醒 医生从她体内分离T细胞进行基因改造后回输。尽管回输后经历了严重的细胞因子风暴副作用，一度陷入昏迷，但她最终奇迹般苏醒，一个月后检查发现体内癌细胞完全消失。 改写医学史的里程碑 如今艾米莉已健康成长，她是全球首位被CAR-T疗法治愈的儿童白血病患者，为无数身处绝境的癌症患者带来了生的希望。 思考：观看视频，写出传统CAR-T疗法制备流程 收集T细胞 基因工程改造：导入CAR基因 表达嵌合抗原受体（CAR） 体外扩增 输回患者体内，CAR-T细胞特异性识别并杀伤靶细胞 依据CAR-T细胞疗法的基本流程，思考并回答下列问题 任务一：CAR基因获取与载体构建 利用______技术扩增CAR基因时，需根据__________________________设计特异性引物。构建基因表达载体时，CAR基因必须位于______________之间，以确保其在T细胞中正常表达。若要实现该疗法的长期疗效，通常利用逆转录病毒作为载体，利用其特性将CAR基因整合到T细胞的__________上。 PCR CAR基因两端的核苷酸序列 启动子和终止子 染色体DNA 任务二：CAR-T细胞的激活和培养 将T细胞改造成CAR-T细胞后，需在体外进行大量扩增，其培养液中通常要加入白细胞介素-2等细胞因子，其主要作用是______________________。此外，培养液中常还需加入______，以提供细胞生长所需的天然成分。 促进T细胞的分裂和分化 血清 依据CAR-T细胞疗法的基本流程，思考并回答下列问题 任务三：杀伤和清除肿瘤细胞 1.CAR-T杀伤肿瘤属于特异性免疫还是非特异性免疫？为什么？ 特异性。能特异性识别肿瘤细胞表面特定抗原（如CD19） 2.CAR-T细胞通过什么方式清除肿瘤细胞？ 诱导细胞凋亡（程序性死亡） 3.分化形成记忆T细胞有何意义？ 长期存活，再次遇到肿瘤时快速应答 →持久疗效 4.为什么用患者自身T细胞？ 避免免疫排斥 体内直接“编程”T细胞 近日发表在《自然》杂志上的一项研究，由加州大学旧金山分校Justin Eyquem团队完成，首次在体内实现了大片段DNA在人类T细胞中的定点整合，为体内CAR-T细胞制备提供了一条兼具高效性与安全性的新路径。 这项工作的核心思路是将CRISPR-Cas9介导的定点切割与AAV介导的同源定向修复相结合，将CAR转基因精确插入到T细胞受体α链恒定区基因座中。 依据材料，思考并回答下列问题 1.与传统体外制备相比，体内直接“编程”T细胞最大优势？ 无需抽血/体外操作 → 简化流程、降低成本、缩短周期 2.传统CAR-T疗法依赖慢病毒载体随机整合CAR基因的表达策略存在哪些风险？ 传统CAR-T疗法中，慢病毒随机整合存在两大风险：一是可能破坏正常的抑癌基因或激活原癌基因，从而增加继发性恶性肿瘤的风险；二是插入位点不受控制，不同整合位点的CAR基因表达水平差异较大，导致细胞终末分化，加剧CAR-T细胞的耗竭 3.本研究采用的CRISPR-Cas9介导的定点整合技术是如何规避这些风险的？？ 本研究将CAR基因精确整合到人T细胞受体α恒定区（TRAC）基因座内，由TRAC基因原有的内源启动子驱动CAR表达。这种TRAC整合型CAR-T细胞的CAR表达模式与TCR自然表达相耦合，呈现“激活时高表达、静息时低表达”的动态调控特性，从而延缓T细胞耗竭，在异种移植与免疫缺陷模型中改善了肿瘤控制效果 CAR-T跨界治疗阿尔茨海默病 阿尔茨海默病来袭时，淀粉样蛋白（Aβ）这种有毒“垃圾”开始在大脑中疯狂堆积，形成顽固的斑块。这些斑块像路障一样，阻断了神经元的正常沟通，最终导致记忆衰退、认知功能丧失。面对这些顽固的蛋白斑块，传统的单克隆抗体药物面临着重重挑战。它们通过静脉注射进入人体，艰难地穿过血脑屏障，然后标记出淀粉样蛋白，召唤大脑中的小胶质细胞来把它们“吃掉”。这种方法虽然有效，但也存在明显短板：需要反复、高剂量给药，治疗窗口期狭窄，费用高昂，还可能引发脑水肿或出血等副作用。 那有没有一种办法，能让大脑自己的星形胶质细胞变得足够强大，能够自主识别并清除这些有毒“垃圾”呢？ CAR-T跨界治疗阿尔茨海默病 来自华盛顿大学医学院的研究团队发表于Science的一项重磅研究。他们首次开发出一种被称为“嵌合抗原受体星形胶质细胞（CAR-A）”的细胞疗法。简单来说，这种细胞疗法利用基因工程技术，对大脑中原本就存在的星形胶质细胞进行改造，让它们获得类似“导航系统”的能力，可以专门识别并清除β淀粉样蛋白。并且，这种疗法在动物实验中表现出惊人的效果：只需一次静脉注射，这些改造后的细胞便能够进入大脑并持续发挥作用，显著降低淀粉样蛋白斑块的负担。 依据材料，思考并回答下列问题 1.传统抗体药物清除Aβ斑块面临哪些局限？ 传统单克隆抗体药物的局限：需要反复高剂量给药、治疗窗口狭窄、费用高昂、可能引发脑水肿或出血等副作用 2.CAR-A星形胶质细胞疗法如何突破这些局限？ CAR-A疗法的突破：通过单次静脉注射，利用AAV-PHP.eB病毒载体将CAR基因递送进大脑星形胶质细胞，实现在星形胶质细胞表面表达抗Aβ的CAR，使其直接识别并吞噬清除Aβ斑块，彻底改变了“抗体制药→标记→召唤小胶质细胞”的传统清除路径 3.为什么阿尔茨海默病的治疗通常需要多次、反复给药？ ①抗体药物半衰期有限，容易在体内被代谢清除；②血脑屏障阻碍了抗体进入脑实质的效率，需要高剂量和高频次给药才能维持有效脑内浓度 ①AAV病毒将CAR基因整合进星形胶质细胞的基因组中，使CAR蛋白能在星形胶质细胞内持久表达，发挥长期清除功能；②记忆效应（如果涉及T细胞）：CAR-T细胞可分化形成记忆T细胞，在体内长期存活，遇到Aβ后快速应答；③AAV-PHP.eB可高效跨血脑屏障，单次静脉注射即可将足够拷贝数的CAR基因递送至全脑星形胶质细胞 4.CAR-A星形胶质细胞疗法如何实现“单次注射，3个月清除近50%斑块”的持续性效果？请提出两种可能的生物学机制。 依据材料，思考并回答下列问题 设计实验验证CAR-T细胞能有效清除阿尔茨海默病模型小鼠脑内的淀粉样蛋白（Aβ）斑块，并预期实验结果？ 材料：多只AD模型小鼠、生理盐水、未经改造的普通T细胞、靶向Aβ斑块的工程化CAR-T细胞 ① 空白对照组（阴性对照）：注射生理盐水 ② 安慰剂对照组（T细胞非特异性效应对照）：注射未经改造的普通T细胞 ③ 实验组：注射靶向Aβ的工程化CAR-T细胞 ④ 给药方案参考临床前研究模式：采用瞬时表达方式，每10天注射一次，共3次。最后一次注射后第10天分析数据。 ⑤ 检测指标与检测方法：取脑组织切片后进行免疫组化检测，统计Aβ斑块面积，也可辅以脑组织神经炎症标志物（如胶质细胞激活程度）评估治疗效果。 ⑥ 预期结论：若丙组Aβ斑块数量和面积显著低于甲、乙两组，且脑组织炎症水平下降，则说明CAR-T疗法对AD模型小鼠脑内Aβ斑块具有特异性清除作用，能缓解神经炎症，改善脑组织健康。 习题练习 浆细胞异常会引起多发性骨髓瘤(MM)，异常浆细胞分泌大量抗体导致自身组织受损。临床研究发现，MM细胞会特异性高表达BCMA 蛋白，正常组织细胞表面也有低表达的BCMA。已知L蛋白对BCMA 亲和力低，需较高浓度的 BCMA 蛋白与L蛋白结合才能引起相应变化，CAR 蛋白对BCMA 亲和力高。研究者利用L蛋白为CAR蛋白安装一个分子开关，开发了针对MM的CAR-T细胞，如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．引发多发性骨髓瘤的原因是细胞免疫异常，属于自身免疫病 B．应选择辅助性T细胞来开发专门针对MM 的CAR-T细胞 C．激活后的 CAR-T细胞分泌大量肿瘤坏死因子直接杀灭MM肿瘤细胞D．CAR-T细胞安装分子开关的目的是避免正常组织细胞被攻击 D 习题练习 CAR-T疗法又称嵌合抗原受体T细胞免疫疗法，是一种治疗肿瘤的新型精准靶向疗法。研究人员通常需要从患者体内分离采集得到细胞毒性T细胞，通过基因工程技术，使其表达特定的CAR（肿瘤嵌合抗原受体），即成为CAR-T细胞。该细胞在体外培养扩增后回输至患者体内，能特异性识别并裂解癌细胞。下图为细胞毒性T细胞在改造前和改造后不同的活化过程，下列叙述错误的是（　　） A．在进行CAR-T细胞培养时，通常需要加入血清等天然成分 B．细胞毒性T细胞的活化需要多种受体蛋白的参与 C．CAR-T细胞的活化不需要抗原呈递细胞的参与 D．下调癌细胞的MHCI分子的表达会造成CAR-T疗法失效 D 习题练习 CAR-T是指通过基因工程技术表达CAR基因的T细胞。CAR-T能更好地识别肿瘤细胞表面特定抗原，在肿瘤治疗中疗效显著。构建CAR-T过程见图，回答下列问题： (1)构建含CAR基因的重组质粒，选用的限制酶组合是______。 (2)将连接产物导入Ca2+处理后的大肠杆菌，使用添加氨苄青霉素的固体培养基培养。使用固体培养基的原因是______。 (3)将获得的重组质粒导入T细胞并成功表达后，为了研究CAR-T识别肿瘤细胞的特异性及抗肿瘤效果，除了有CAR-T与肿瘤细胞共同培养的实验组，还需设置的对照组有______，肿瘤细胞凋亡率的检测指标有______（至少写出2点）。 EcoRⅠ、NotⅠ 便于含有质粒的大肠杆菌形成单菌落 肿瘤细胞单独培养、不含CAR基因的T细胞与肿瘤细胞共同培养 肿瘤细胞体积、肿瘤细胞存活数和死亡数 习题练习 CAR-T是指通过基因工程技术表达CAR基因的T细胞。CAR-T能更好地识别肿瘤细胞表面特定抗原，在肿瘤治疗中疗效显著。构建CAR-T过程见图，回答下列问题： (4)研究发现，肿瘤细胞高表达的PD-L1与CAR-T表达的PD-1结合会启动免疫抑制。为了阻断免疫抑制，可采取的策略有抑制PD-1与PD-L1的结合以及________________________。同时，肿瘤周围组织过于致密会使CAR-T难以接触肿瘤细胞，也会影响疗效。可通过设计减弱原有PD-1启动的抑制通路和降解肿瘤胞外基质的途径解决上述两个问题。已知溶解酶可以降解细胞外基质，多种酶同时作用可提高降解效率；与PD-1连接的生物开关，在该PD-1与PD-L1结合后会被打开，释放P因子激活P启动子。依据上述特性构建新的重组质粒并使其在T细胞中表达。该新的重组质粒部分结构见图，其中①是______，②是______，③是______________，④是______。 减少CAR-T细胞表面PD-1的表达 CAR序列 终止子 溶解酶1基因序列 溶解酶2基因序列 未来已来：生命科学的无限可能 Lavf60.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $