肿瘤免疫治疗的虚拟仿真实验——从基础到临床

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肿瘤免疫治疗的虚拟仿真实验——从基础到临床

学院:基础医学院
所属学科:基础医学类
专业门类:基础医学
项目申报人:徐娟
课程年份:2021
课时数:3
课程唯一编号:202106

实验简介:


CAR-T是目前临床与科研上应用和研究最广泛的肿瘤免疫治疗方法之一,其发展迅速、潜力巨大,但同时也具有如步骤复杂、周期很长、非常昂贵、成功率不高、有毒副作用等限制,因此尤其适合虚拟仿真实验。本项目从临床案例入手,完整呈现CAR-T的自主设计、制备及功能,沟通免疫学基础理论与临床疾病和科研探究,帮助学习者了解免疫治疗的基本原理和流程,提高知识的综合运用能力,培养初步的临床思维、批判性思维和科研创新思维能力。



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学院:基础医学院
所属学科:基础医学类
专业门类:基础医学
项目负责人:徐娟
课程年份:2021
课时数:3
课程唯一编号:202106

实验简介:


CAR-T是目前临床与科研上应用和研究最广泛的肿瘤免疫治疗方法之一,其发展迅速、潜力巨大,但同时也具有如步骤复杂、周期很长、非常昂贵、成功率不高、有毒副作用等限制,因此尤其适合虚拟仿真实验。本项目从临床案例入手,完整呈现CAR-T的自主设计、制备及功能,沟通免疫学基础理论与临床疾病和科研探究,帮助学习者了解免疫治疗的基本原理和流程,提高知识的综合运用能力,培养初步的临床思维、批判性思维和科研创新思维能力。



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  • 实验教学目标
  • 实验原理
  • 实验教学过程与实验方法
  • 实验步骤
  • 实验结果与结论

1. 知识目标:通过机体免疫系统对肿瘤免疫应答的完整过程的学习,引导学生理解肿瘤逃逸的机制,完成基础免疫学理论知识的建构,为肿瘤免疫治疗方案奠定深厚的理论基础,进一步可以应用所学基础知识进行免疫治疗的实验设计

 

2. 能力目标:通过学习免疫治疗的思维过程和策略方法,帮助学生从基础理论向临床疾病和科研探索逐步过渡,从而形成缜密的临床思维能力,大胆的批判性思维和创新的科研思维能力和意识。通过虚拟实验操作直观体验科研设计、在线实验过程、分析实验结果和讨论临床应用效果等,加深对知识的理解和应用,提升学生的综合素养。

 

3. 素质目标:通过让学生理解“肿瘤逃逸机制”和免疫治疗靶点的关系,激发学习兴趣,启发主动思考、积极探索的科研素质,培养对科研的热爱和主动参与科研的内在动机,生发出攻克恶性肿瘤、为人类健康而努力的伟大理想,进而大胆尝试、主动设计免疫治疗方案。

肿瘤抗原免疫原性较差或表达水平很低,加上肿瘤免疫抑制、低表达或不表达抗原提呈分子MHC-Ⅰ,导致免疫细胞无法有效识别、活化和杀伤肿瘤。通过基因工程方法,对T细胞进行基因改造,使之表达识别肿瘤抗原的受体(chimeric antigen receptorCAR)和相关信号分子,从而将具有杀伤能力的T细胞靶向于肿瘤组织并被有效激活,进行精准攻击而不受MHC分子的限制

1. 自主学习:完成相关章节教学内容;学生自主学习线上视频《抗癌明星CAR-T》。

2. 小组讨论和翻转课堂:下发临床病例小组讨论学习,翻转课堂提出设计策略和依据。

3. 虚拟实验:个人完成虚拟仿真实验,获得成绩。

4. 项目驱动和小组协作:课后以小组为单位提交肿瘤免疫治疗自主设计方案。

5. 教师批改自主设计方案,优秀设计可考虑参与创新大赛。

1. 登录虚拟仿真平台——进入项目主页——选择“肿瘤免疫和免疫治疗”项目——点击“课程介绍”,了解课程基本情况。

2. 点击虚拟实验”进入项目,自主学习项目简介、实验原理和实验目的、拓展实验、相关文献等。

3. 点击“虚拟实验”进入正式实验点击“帮助”可查看实验的相关参数要求和提示。点击“学习模式”可以反复练习;点击“训练模式”可以检验学习效果;点击“考核模式”完成正式实验,提交试验后可获得实验操作的总体情况反馈和得分。

 

具体步骤:

选择治疗方向

学习临床病例淋巴瘤,了解疾病的基本情况和相关检测指标的意义

进行CAR-T设计实验:

第一部分:CAR-T的设计

(一)选择靶受体

(二)选择CAR信号分子基因

(三)构建scFv慢病毒表达载体

第二部分:慢病毒包装

(四)慢病毒载体包装

第三部分:分选和感染患者T细胞

(五)分选患者T细胞

慢病毒感染T细胞

第四部分:CAR-T功能鉴定

(七CAR-T功能鉴定

第五部分 CAR-T回输

第六部分 实验总结分析

学生自主设计,可能出现3种结果:

一、设计的CAR-T符合实验要求,有临床活性,但是临床效果不同。包括8种可能的设计

结果分为2种情况,其中2种由于活性较差不能进行临床回输。

其他6种可以进行临床回输

二、设计的CAR-T不符合实验要求,也分为2种情况:

1.第一步CAR分子设计选择了正确的基因,但是信号分子选择错误或排序错误,这种设计可以在表达,流式检测有结果,但因为不能激活T细胞而不能进行下一步实验。实验失败。

2.如果第一步CAR分子设计选了错误的基因,这种设计不能被荧光试剂识别,流式检测没有结果,实验失败。

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  • 网络要求
  • 硬件要求
  • 用户操作系统要求
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CPU推荐使用Intel四核以上级别;内存至少8G以上;建议用户显示器的分辨率调至1920×1080。需要具备独立显卡,系统硬盘剩余空间不小于1G

无其他要求,不需要插件,不提供软件下载服务

项目实验操作帮助
抗癌明星:CAR-T疗法
项目软件程序使用帮助
共享平台学生端操作指南(南京医科大学虚拟仿真实验教学共享平台)