21基因检测教学提纲
《基因工程》实验教学大纲
《基因工程》实验教学大纲课程编号:课程名称:基因工程英文名称: Genetic engineering课程类型: 专业必修学时: 18学时学分:适用对象: 生物技术本科专业先修课程:生物化学、分子生物学一、课程性质、要求、目的和任务(黑体,小4号字)1.课程性质生物科学专业必修课程,本课程需要以遗传学、生物化学、酶学、分子生物学等课程为基础。
2.基本内容本实验课程是以基因工程基本操作技术为主线,在强调实验方法经典性、实用性的前提下以鸡免疫抑制性受体克隆表达为例,使学生能够加深理解基因工程基本操作技术在具体科学研究中的应用,最终形成一个完整的理论体系。
实验内容涉及了基因工程的主要过程,以含鸡外周血单核细胞RNA反转录产物为模板,通过PCR技术扩增获得鸡免疫抑制性受体PD-1目的片段,通过胶纯化方法将目的片回收纯化,对其进行浓度及纯度的测定后连入T-simple 载体构建克隆载体,将PD-1-T载体导入大肠杆菌受体细胞后,通过菌液PCR的手段鉴定出阳性克隆并扩增培养,利用碱裂解法提取PD-1-T重组质粒,利用EcoRI、XhoI进行双酶切,并回收目的片段,将表达载体与目的片段PD-1连接,然后进行转化得到重组子,并用双酶切或菌液PCR方法鉴定阳性重组子,最终导入Rosetta表达菌株中进行诱导表达。
3.基本要求:本实验课在方法上,力求经典,内容涵盖基因工程操作的基本过程,整个实验基本上是一个连续的过程,通过学习,要求学生能在原有的相关理论知识基础上,较全面和深入理解基因工程原理、基本掌握基因工程常用的实验方法,以求为以后的学习和科研工作打下良好和扎实的基础。
4.目的及任务(1)通过本课程的实践操作,使学生掌握基因工程各环节的原理和操作技术(2)掌握质粒提取、分离、纯化、鉴定,DNA酶切、重组、连接,DNA扩增等技术(3)进一步增强学生的实验技能,包括常规仪器和基因工程有关仪器的使用,试剂的配制等。
(4)以具体科研课题为引,使学生了解科研动态并加深对基因工程技术的理解。
(教学设计)第21课DNA分子的结构、复制及基因的本质2025年新高考生物一轮全考点普查教学教学设计
针对学生在随堂练习中出现的错误,进行及时订正和讲解。
引导学生分析错误原因,避免类似错误再次发生。
(五)拓展延伸(预计用时:3分钟)
知识拓展:
介绍与DNA分子的结构、复制过程及基因的本质内容相关的拓展知识,拓宽学生的知识视野。
引导学生关注学科前沿动态,培养学生的创新意识和探索精神。
情感升华:
- 基因突变有哪些类型?
- 基因表达过程中,mRNA和tRNA分别扮演什么角色?
2. 填空题:
- DNA分子的双螺旋结构是由____、____和____组成的。
- DNA复制过程中,酶的作用是____。
- 基因的本质是____,它位于____上。
- 基因突变是指基因的____发生变化。
- 基因表达过程中,mRNA是____的蓝图,tRNA负责____。
板书设计
1. 重点知识点:
①DNA分子的双螺旋结构:由磷酸骨架、碱基对组成。
②DNA复制过程:条件、过程及特点,如半保留复制、酶的作用等。
③基因的本质:基因是DNA上有遗传效应的片段,基因与DNA、基因与性状之间的关系。
④基因突变:概念、类型及特点,对生物性状的影响。
⑤基因表达:转录和翻译过程,mRNA、tRNA等角色。
- 在线课程:Coursera上的“Molecular Biology and Genetics”课程
2. 拓展建议:
- 学生可以阅读相关科研论文,了解DNA复制和基因表达的分子机制。
- 引导学生利用基因数据库查询特定基因的信息,加深对基因概念的理解。
- 鼓励学生参加在线课程,系统学习分子生物学和遗传学的基础知识。
4. 基因突变:学生需要了解基因突变的概念、类型及特点,并能分析基因突变对生物性状的影响。
第21章基因诊断与基因讲义治疗修改
目录
基因治疗的基本方法
基因矫正 (gene correction) 基因置换 (gene replacement) 基因增补 (gene augmentation) 基因失活 (gene inactivation)
第21章基因诊断与 基因治疗修改
基因变异致病类型
内源基因的变异 基因结构突变 基因表达异常
外源基因的入侵
目录
第一节 基因诊断
Genetic Diagnosis
目录
一、基因诊断的概念和特点
定义 利用现代分子生物学和分子遗传学的技术
和方法,直接检测基因结构及其表达水平是否 正常,从而对疾病作出诊断的方法。
0.2kb
正常人
突变携带着 患者
+
目录
RFLP分析法
目录
PCR/单链构象多态性分析 (single strand conformation polymorphism, SSCP)
PCR产物变性后,经聚丙烯酰胺凝胶电泳,正 常基因和变异基因的迁移位置不同,借此可分析确 定致病基因的存在。
目录
﹣
+
目录
谢谢观看
病毒载体 非病毒载体
体细胞 生殖细胞
间接体内疗法 直接体内疗法
外源基因表达的筛检 利用在体中的标记基因
回输体内
目录
目录
三、基因治疗的应用与展望
应用
遗传性疾病、心血管疾病、肿瘤、 感染性疾病、神经系统疾病
展望
进一步寻找切实有效的基因 精密调控外源基因在人体内的表达 体细胞移植和重建的生物学研究 减少外源基因对机体的不利影响
基因工程教学大纲
基因工程教学大纲第一部分:引言基因工程教学大纲是指在基因工程课程中所要涵盖的内容、学习目标和教学方法的总结和规划。
准确编写一份符合教学要求、达到教学目标的基因工程教学大纲对于提高教学质量、培养高素质人才具有重要意义。
本文将针对基因工程教学大纲的编写提供一些建议和指导。
第二部分:基因工程教学大纲的编写原则1. 确定教学目标在编写基因工程教学大纲时,首先要明确教学目标。
教学目标既包括知识和技能的掌握,也包括学生的思维能力和创新能力的培养。
教学目标应该具体明确、量化可测,并与教学内容和评价方式相匹配。
2. 合理安排教学内容基因工程教学内容应综合考虑基因学、生物工程学、分子生物学等学科的知识和技能要求,侧重于培养学生的实践能力和解决问题的能力。
内容安排应有层次感,逐步扩展学生的知识和思维广度,在强化基础知识的同时注重应用和拓展。
3. 设计科学的教学方法教学方法是达到教学目标的重要手段。
基因工程课程应注重理论和实践相结合,提倡启发式教学和探究式学习。
教师可以采用案例教学、小组合作学习、实验操作等多种教学方法,引导学生积极参与课堂教学活动,培养他们的科研能力和创新精神。
4. 设定评价方式教学大纲中应明确评价标准和评价方式,用于衡量学生的学习效果和教学质量。
评价方式可以包括考试、作业、实验报告、小组项目等多种形式,既注重对知识掌握的考查,也注重对思维能力和实践能力的评估。
第三部分:基因工程教学大纲的具体内容1. 基本概念和基础知识介绍基因工程的定义、历史背景和相关伦理道德原则,讲解基因、DNA、蛋白质等基本概念和相关实验技术,包括基因克隆、DNA测序、PCR扩增等。
2. 基因工程技术和应用介绍基因工程技术的原理和方法,包括基因插入、基因转导、基因编辑等,讲解基因工程在农业、医学和环境保护等领域的应用,如转基因作物、基因治疗和污染修复等。
3. 基因工程实验操作培养学生的实验操作能力,设计基因工程相关的实验项目,包括基因克隆、蛋白质表达和分离、转基因植物的构建等实验操作。
学习课件第二十一章基因诊断与基因治疗ppt课件
检测DMD基因的技术: Southern印迹、多重PCR
-
15
DMD的基因检测
▪ 迪谢内肌营养不良 (DMD) 是一种高发病 率、高致残、高致死的X染色体连锁的遗 传性疾病,在2500个活产男婴中即有一 个患者。
-
62
逆转录病毒载体的构建
常用的是莫洛尼小鼠白血病病毒(MoMLV)构 建的各类逆转录病毒载体
长末端 重复序列 包装信号
LTR
φ g目ag的基因pol标记基e因nv LTR
调节和 启动转录
-
63
逆转录病毒载体
LTR
φ
目的基因
标记基因
LTR
1
3
重组逆转录病毒 (核酸部分只能是逆转录病
毒载体)
4
2
者扩增基因的另一个片段或在另一个实 验室对同一样本进行检测。
-
34
其他感染性疾病的诊断
HBV病毒
HIV病毒
-
35
PCR技术在细菌性食物中毒中的应用
-
36
简介
细菌性食物中毒具有下列特点: 与饮食有密切关系,患者只局限在食用过同 一种
食物的人群中,去掉原因食品后,不再有新患者; 临床症状以急性胃肠炎为主要表现,症状基本相同; 短时间内有多人发病; 无人传染人的现象; 有一定的地区性,主要与人们膳食习惯有关;
逆转录酶 双链DNA前病毒 整合到宿主细胞基因组DNA中
宿主细胞RNA聚合酶II mRNA 病毒RNA基因组 作为合成相应
病毒蛋白质的模板
包装成新的病毒颗粒,离开宿主
DNA前病毒的结构特征
高中基因检测技术教案模板
教学目标:1. 理解基因检测技术的原理和应用。
2. 掌握DNA分子杂交技术在基因检测中的应用。
3. 学会利用同位素标记法检测目的基因的存在。
4. 了解转录过程及mRNA的检测方法。
教学重点:1. DNA分子杂交技术的原理和操作步骤。
2. 同位素标记法在基因检测中的应用。
3. 转录过程及mRNA的检测方法。
教学难点:1. DNA分子杂交技术的原理理解。
2. 同位素标记法的操作细节。
3. 转录过程及mRNA的检测方法的掌握。
教学准备:1. 多媒体课件(包括DNA分子杂交、同位素标记法、转录过程等图片和视频)。
2. 实验器材:DNA提取试剂盒、DNA分子杂交试剂盒、同位素标记试剂盒、荧光显微镜等。
3. 实验材料:大肠杆菌、质粒、DNA探针、放射性同位素标记物、mRNA等。
教学过程:一、导入新课1. 提问:什么是基因?基因在生物体中有什么作用?2. 引导学生思考基因检测技术的意义和应用。
二、讲授新课1. 讲解DNA分子杂交技术的原理:- DNA分子杂交是指两条单链DNA分子通过碱基互补配对形成双链DNA分子的过程。
- 通过标记探针,可以检测目的基因的存在。
2. 讲解同位素标记法:- 同位素标记法是利用放射性同位素标记探针,检测目的基因的存在。
- 操作步骤:提取DNA样本,进行同位素标记,与探针杂交,检测放射性同位素标记。
3. 讲解转录过程及mRNA的检测方法:- 转录是指DNA模板合成mRNA的过程。
- 通过标记mRNA探针,可以检测目的基因的转录情况。
三、实验操作1. DNA分子杂交实验:- 学生分组进行实验,按照操作步骤进行DNA分子杂交实验。
2. 同位素标记法实验:- 学生分组进行实验,按照操作步骤进行同位素标记法实验。
3. 转录过程及mRNA的检测实验:- 学生分组进行实验,按照操作步骤进行转录过程及mRNA的检测实验。
四、课堂小结1. 回顾DNA分子杂交、同位素标记法、转录过程及mRNA的检测方法。
基因21课件
2、 这种隔离最终会导致什么现象?其本质原因是 什么?
总结
表达 储存 复制
基因
遗传 变异 传递信息
功能
显性基因 隐性基因
基因型
纯合子 控制 表现型 杂合子
等位基因
控制 相对 形状
非等位基因
细胞质基因
核基因 传递规律
基因分离 基因自由组合
将来民族基因特色研究作好基础准备,这项工作主要是应用了
基因的哪项重要功能?
()
A、储存
B、转录
C、翻译
D、复制
基因遗传与突变
遗传方式的判断:
显性
遗 常染色体
传
隐性
方
式
伴X
伴性遗传
显性 隐性
伴Y
尝试判断法:
简单 特殊
复杂 一般
基因遗传与突变
一般显隐关系的确定
正常 正常
有病 有病
有病
正常显性 有病隐性
辨证思维的培养
绍兴市高级中学
沈志平
总纲
基因
概
念
基 因 种类
结构和功能 遗传与突变
基 因 工程
概念
基因与脱氧核苷酸、 DNA、染色体的关系
(分子基本结构水平) 脱氧核苷酸
(分子水平) (功能水平)
DNA 基因
(形态水平)
染色体
概念 思维训练
在通常情况下,夜间的行道树不会发出萤火 虫的光芒。而通过基因工程则能使其成为可能, 使这一切成为可能的物质基础是什么?
(改变)
(改变)
基因
诱 因
可遗传的变异
突变
科学家预言, “转基因抗虫棉”独立种植若干代以后,也 将出现不抗虫现象,什么样的变化可以导致这种现象的发生?
基因测序实验 教案
基因测序实验教案教案标题:基因测序实验教案目标:1. 了解基因测序的基本概念和原理。
2. 学习基因测序实验的步骤和操作技巧。
3. 培养学生的实验设计和数据分析能力。
4. 提高学生对基因测序在科学研究和医学领域的重要性的认识。
教案步骤:引入:1. 向学生介绍基因测序的概念和应用领域,引发学生对基因测序实验的兴趣。
知识讲解:2. 解释基因测序的原理和常用的测序方法,如Sanger测序和高通量测序。
3. 介绍测序实验中涉及的重要概念,如DNA样本制备、PCR扩增、DNA测序仪等。
实验设计:4. 分组讨论,学生根据所学知识设计基因测序实验的步骤和流程。
5. 学生提出实验假设,并设计相应的对照组和实验组。
实验操作:6. 学生根据实验设计,进行基因测序实验的操作。
7. 引导学生注意实验操作的细节和安全注意事项。
数据分析:8. 学生收集实验数据,并进行数据分析和解读。
9. 引导学生讨论实验结果与假设的一致性,并提出可能的解释。
讨论与总结:10. 学生进行实验结果的讨论,分享实验经验和观察。
11. 教师总结实验过程和结果,强调基因测序在科学研究和医学领域的重要性。
12. 学生提出对基因测序实验的改进和进一步研究的建议。
拓展活动:13. 鼓励学生进一步了解基因测序的最新技术和应用,如全基因组测序和单细胞测序。
14. 学生可以选择一个相关的研究课题,并进行相关文献调研和报告撰写。
教学资源:- 基因测序实验操作指南- DNA样本制备试剂盒- PCR扩增试剂盒- DNA测序仪- 实验室安全指南评估方式:- 学生设计的实验步骤和流程是否合理和科学。
- 学生对实验结果的数据分析和解读是否准确。
- 学生在讨论和总结环节中的参与度和表达能力。
注意事项:- 在实验操作过程中,要确保学生的实验室安全意识和操作规范。
- 鼓励学生团队合作和互助,培养实验设计和数据分析的能力。
教案撰写完毕后,根据具体的教学环境和学生特点进行适当调整和修改,以确保教学效果的最大化。
高中生物 5_1 基因突变和基因重组教学设计 新人教版必修21
基因突变和基因重组【教材分析】本节是人教版普通高中标准实验教科书生物必修2《遗传与进化》的第五章《基因突变及其他变异》的第一节内容。
通过前面各章的学习,学生对“基因是什么”、“基因在哪里”和“基因如何起作用”等问题已有了基本的认识。
本章内容既是对前四章内容合乎逻辑的延续,又是学习第六章《从杂交育种到基因工程》和第七章《现代生物进化理论》的重要基础。
本节教材内容的呈现上,从实例入手,通过对镰刀型细胞贫血症的分析,引入基因突变的概念,然后详细阐述基因突变的原因和特点。
在讲述基因突变的原因和特点时,先大致归纳了引起基因突变的三类原因,然后紧扣原因分析特点。
在阐述自然状态下基因突变的频率很低时,教材用实例说明在一个足够大的群体中,即使基因突变频率很低,突变个体仍然会占有一定的数量。
这个实例体现了生物在进化教程中“变”与“不变”的平衡,有助于学生理解基因突变在生物进化中所占有的重要地位。
在基因重组部分,教材设置了“思考与讨论”的栏目,旨在让学生利用数学方法,通过计算,体会基因重组机制提供的极其多样的基因组合方式。
【学生分析】生物的变异现象对于学生而言并不陌生。
通过前面章节的学习,学生已经初步认识到生物的性状不仅由基因控制而且受环境影响。
本节在此基础上,进一步引导学生学习遗传物质究竟是如何引起生物的变异的,这些变异的特点和对生物个体和进化的意义。
学生经过近一学年的学习,已经初步掌握了科学探究的一般方法,具备了一定通过资料获取信息的能力,因此本节可完全可以通过问题引领学生自主学习基因突变的概念和特点,基因重组的类型和意义。
学生对与生活联系密切的实际问题有着浓厚兴趣,本节课可以通过对生活实际中问题分析,进一步激发学生学习生物的兴趣。
【三维目标】知识目标:1.举例说明基因突变的特点和原因2.举例说明基因重组类型3.能够说出基因突变和基因重组的意义能力目标:1.通过对课本中实例的分析,培养学生分析归纳总结的逻辑推理能力。
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NSABP B-20试验报告
▪ (NSABP B-20试验报告)患者ER阳性,淋 巴结阴性,早期乳腺癌,在21基因RS预测10 年无复发生存率:化疗+他莫昔芬是96% ;单 药他莫昔芬是95%。因此,患者化疗的好处 似乎是可疑的,并且会增加的毒性,包括化 疗引起的更年期生育能力的丧失是很不值得 的。然而,转移性风险每5年增加约3%
▪ 答案A不是最理想的,在决定应用化疗+他莫昔芬 治疗前如果进行21基因检测复发评分会更好,这 样可以考虑不再进行额外的辅助化疗,这可能危 及患者的生育能力。
▪ 答案C也不是最理想的,虽然他莫昔芬是低风险的 ,对雌激素受体阳性乳腺癌患者,有证据表明化 疗也可能获益。如果执行21基因检测复发评分能 更好地评估。
患者接受放疗+激素治疗
▪ 患者接受局部放疗+他莫昔芬20毫克/日。 主诉有潮热,月经不调的副作用。
患者现在想要个孩子
▪ 患者43岁,口服他莫昔芬2年 ▪ 仍主诉有频繁潮热,月经不调的副作用 ▪ 但病情没有进展 ▪ 病人现在询问她是否可以停药怀孕。
问:你怎么回应患者的要求?
▪ A.停止他莫昔芬和鼓励怀孕
▪ 答案B也不是最佳的,因为口服他莫昔芬2年后 开始芳香化酶抑制剂治疗的疗效没有数据支持 。
治疗情况
▪ 病人继续服用满5年。 ▪ 结论 ▪ 完成他莫昔芬治疗,患者怀孕3个月后。在超
声下行羊膜穿刺术显示胎儿正常发展。9个月 后,患者生下了一个健康的8磅重的婴儿。但 患者依然没有复发!
探讨
▪ 对于一个41岁的绝经前、淋巴结阴性、ER阳 性的早期乳腺癌患者,想要怀孕分娩。其关键 是确定复发风险。
下面哪一个是最佳的治疗选择?
▪ A.应用AC方案化疗后,口服5年的他莫昔芬 ▪ B.全身治疗前行21基因检测评估风险 ▪ C.单药他莫昔芬治疗
答 案:
▪ 答案B是最好的选择,因为特定的个体化治疗优势 很难计算,每个乳腺癌患者的复发风险和化疗获 益程度是不同的,而21基因检测可以预测雌激素 受体阳性、淋巴结(-)患者的化疗获益
▪ 虽然NSABP试验被证实他莫昔芬+化疗这种做 法无任何优势。并且本试验中他莫昔芬+化疗 受试的人很少,但数据说显著的改善了无病生 存率和总生存。所以医疗肿瘤学家的已经受到 了挑战,当然,这些受试患者的贡献必须被肯 定。
▪ 对肿物进行超声下穿刺活检示: ▪ 中分化浸润性导管癌,ER、PR阳性、HER2阴性
;
▪ 患者选择保乳后行一疗程放疗,接着行肿物切除 和腋窝淋巴结清扫,肿物直径1.1cm,手术边缘清 晰,3个腋窝淋巴结(-)
患者的要求是
▪ 患者现在针对术后的全身治疗征求你的意见: 她想保留生育能力,因为她和她的丈夫想要孩 子但又无法负担冷冻卵子等方法的费用。
21基因复发评分法
▪ 使用21基因复发评分法, RS=8相当于10年的 肿瘤远处复发的风险为6%(95%置信区间[CI] :4%至8%),低风险RS<18。就是说如果 给RS=8的100名患者口服单药他莫昔芬5年, 那么只有6(±2)的患者预计将在10年内出现 远处转移。这种定量评估能给患者提供个体化 的检测结果,帮助医生制定更为合理的治疗方 案。
其他答案?
▪ 答案B不是最佳的,因为对21基因检测RS低风 险患者加用化疗的获益是很微弱的,只会增加 额外的毒性和对生育能力的影响。不如单药他 莫昔芬。
▪ 答案C也不是最佳的,因为没有证据表明卵巢去 势+他莫昔芬优于单药他莫昔。目前,这两个方 案的临床试验正在进行中。所以不如单药他莫 昔芬。
患者接受局部放疗+他莫昔芬20毫克/日。主诉有潮热,月经不调的副作用。
21基因复发评分法
▪ 她选择进行21基因复发评分法。
▪ RS= 8 ▪ RS=8相当于10年的肿瘤远处复发的风险为6%
(95%置信区间[CI]:4%至8%)。
下面哪个是最佳治疗选择?
▪ A.单药他莫昔芬 ▪ B. 4个周期的化疗+他莫昔芬 ▪ C.卵巢去势+他莫昔芬
答 案:
▪ 答案A是最佳选择,因为单药他莫昔芬已被证 明能增加无进展生存和总生存率。相对而言, 他莫昔芬+全身化疗没有证实能增加10年无病 生存率。患者渴望有个孩子,他莫昔芬和化疗 不同,通常不诱导绝经,可以给予病人一个怀 孕的机会。
乳腺癌--21基因检测
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
病例分析
▪ 患者是一名41岁绝经前女性,无明显不适。
▪ 她的第一基线乳腺X光片显示左侧乳腺外上象限可 见一1cm不规则病灶并伴钙化斑。
▪ 既往无基础疾病,无手术史,常规体检基本正常,c 查体并没有触及乳腺肿物,血常规及生化均正常 ,无乳腺癌家族史,月经正常,刚刚结婚。
治疗过程
▪ 鉴于患者肿瘤的性质,保乳治疗后的放疗是完 全合理的。21基因检测是确定辅助治疗的唯一 工具,这已在一个随机的亚组患者的前瞻性临 床试验中验证。这项临床试验的结果表明,没 有21基因检测评估的情况下应用化疗+他莫昔 芬与单药他莫昔芬相比,只会提高患者1%到 2%的总体生存率,但会大大增加患者的不良 反应还有可能会使更年期提前
重 点研究
用21基因RS评分选择合适的治疗策略
▪ 随着筛选和诊断技术的不断提高,诊断ER阳 性、淋巴结阴性的乳腺癌患者增多了。多年来 他莫昔芬已被确定为此类患者的标准治疗,化 疗的价值越来越低,1997年NSABP B-20的研 究结果证实,环磷酰胺,甲氨蝶呤和氟尿嘧啶 (CMF),或甲氨蝶呤和氟尿嘧啶后加他莫昔 芬与单药他莫昔芬相比提高了5年无病生存率 。
他莫昔芬的治疗
▪ 服用他莫昔芬2年后,病人主诉潮热,月经不 调,是典型的不利影响,她表示希望停止治疗 怀孕。然而,研究表明,他莫昔芬治疗的最佳 时间是5年。不同的随机试验的2年和5年他莫 昔芬相比,表明服用他莫昔芬5年会降低患乳 腺癌复发和死亡率。继续服用超过5年是不推 荐的,基于随机NSABP B-14的试验,研究了 这一问题的结果。
▪ B.停止他莫昔芬,鼓励病人尽快怀孕,分娩后 开始芳香化酶抑制剂治疗。
▪ C.持续5年的他莫昔芬
答 案:
▪ 答案C是最好的选择,因为比较2年与5年口服 他莫昔芬治疗,已经证实5年的治疗才会降低 乳腺癌复发和死亡的风险。
▪ 答案A不是最佳的,随机试验表明,口服满5年 他莫昔芬相比2年,无复发生存率和总体生存 率要高。虽然暂时停用他莫昔芬怀孕分娩并不 完全是错误的,但过早的中断他莫昔芬会增加 6%的复发风险。