Question

【題目】中東呼吸綜合征冠狀病毒（MERS-CoV）可引起人體嚴重的呼吸系統(tǒng)癥狀,甚至造成死亡。科研人員為研制針對MERS-CoV的特異性治療藥物進行了系列研究。

（1）MERS-CoV主要通過其表面囊膜的S蛋白與宿主細胞膜受體DPP4結合來感染宿主細胞。如圖1所示， S1與DPP4結合后導致S1和S2分離，S2的頂端插入到宿主細胞膜上，通過S2蛋白的__________改變從而將兩個膜拉近，發(fā)生膜融合過程。MERS-CoV進入宿主細胞后，利用宿主細胞內(nèi)的_________等為原料合成大分子物質(zhì)組裝成新的病毒，擴散并侵染健康細胞。

（2）RBD是MERS-CoV的 S1上與DPP4結合的部分。科研人員用從康復者體內(nèi)篩選出的三種抗體甲、乙、丙進行實驗，研究它們與RBD的特異性結合能力。另用抗體丁作為對照抗體。實驗流程如圖2所示，結果如圖3。在實驗過程中將________作為抗原固定，分別將___________________加入反應體系，然后加入酶標記的抗體(能與待檢抗體結合,攜帶的酶可使底物反應顯色），其后加入底物顯色，檢測相應的吸光值（顏色越深吸光值越高）。該實驗中抗體丁可以作為對照抗體的理由是___________。實驗結果表明_________________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)MERS-CoV在感染宿主細胞后，有一種更快速的病毒傳播方式。當被感染細胞表面的MERS-CoV囊膜蛋白與健康細胞表面的DPP4結合后，膜發(fā)生融合實現(xiàn)MERS-CoV的轉移。為了探究三種抗體能否抑制MERS-CoV在被感染細胞和健康細胞之間的傳播，科研人員展開研究。請在下表中的空白處填寫相應處理內(nèi)容，完成實驗方案。（注：鼠DPP4與人DPP4存在結構和序列上的差異）

組別	實驗處理			實驗結果
實驗組	抗體甲	表達病毒囊膜蛋白的細胞	①____________	無細胞融合
	抗體乙			部分細胞融合
	抗體丙			部分細胞融合
對照組1	不加抗體	②____________	表達鼠DPP4的細胞	無細胞融合
對照組2	抗體丁	表達病毒囊膜蛋白的細胞	③____________	部分細胞融合
對照組3	④ _________	表達病毒囊膜蛋白的細胞	表達人DPP4的細胞	部分細胞融合

實驗結果說明，三種抗體中，甲可以阻斷病毒通過細胞融合的途徑進行傳播，乙和丙效果不明顯。

（4）科研人員進一步利用多種方法深入研究了三種抗體與RBD結合的區(qū)域，實驗結果表明，甲與乙結合 RBD 上不同的區(qū)域，甲與丙結合RBD的區(qū)域部分重疊。綜合以上系列研究結果，研究人員推測將__________兩種抗體聯(lián)合使用會具有更強的抗病毒能力。如果希望用聯(lián)合抗體治療中東呼吸綜合征患者，還需要進行哪些方面的研究？___________________（寫出一個方面即可）。

Answer 1

【答案】空間結構 核苷酸、氨基酸 RBD 不同濃度甲、乙、丙和丁 抗體丁不與RBD結合 不同濃度下甲、乙和丙均與RBD特異性結合，甲和乙的結合能力強于丙 表達人DPP4的細胞 表達病毒囊膜蛋白的細胞 表達人DPP4的細胞 不加抗體 甲與乙 制備甲與乙聯(lián)合抗體的方法；比較單一抗體與甲乙聯(lián)合抗體的抗MERS-CoV效果；對感染MERS-CoV的動物使用甲乙聯(lián)合抗體治療，檢測治療效果；評估甲乙聯(lián)合抗體對動物體主要組織器官和正常細胞是否具有副作用

【解析】

1. MERS-CoV主要通過其表面囊膜的S蛋白與宿主細胞膜受體DPP4結合來感染宿主細胞。病毒的復制過程包括：吸附、浸入、脫殼、生物合成、裝配和成熟、裂解、釋放。

2. 酶聯(lián)免疫吸附法的原理是結合在固相載體表面的抗原或抗體仍保持其免疫學活性，酶標記的抗原或抗體既保留其免疫學活性，又保留酶的活性。在測定時，受檢標本（測定其中的抗體或抗原）與固相載體表面的抗原或抗體起反應。用洗滌的方法使固相載體上形成的抗原抗體復合物與液體中的其他物質(zhì)分開。再加入酶標記的抗原或抗體，也通過反應而結合在固相載體上。此時固相上的酶量與標本中受檢物質(zhì)的量呈一定的比例。加入酶反應的底物后，底物被酶催化成為有色產(chǎn)物，產(chǎn)物的量與標本中受檢物質(zhì)的量直接相關，故可根據(jù)呈色的深淺進行定性或定量分析。由于酶的催化效率很高，間接地放大了免疫反應的結果，使測定方法達到很高的敏感度。

（1）圖1所示為第一步吸附： S1與DPP4結合后導致S1和S2分離，S2的頂端插入到宿主細胞膜上，通過S2蛋白的空間結構改變從而將兩個膜拉近，發(fā)生膜融合過程。由于病毒是由蛋白質(zhì)外殼和DNA分子構成的，因此MERS-CoV進入宿主細胞后會利用宿主細胞內(nèi)的原料合成自身所需的物質(zhì)，利用宿主細胞內(nèi)的核苷酸、氨基酸等為原料合成大分子物質(zhì)組裝成新的病毒，擴散并侵染健康細胞。

（2）將RBD作為抗原固定，分別將不同濃度甲、乙、丙可以與抗原結合，但抗體丁抗體丁不與RBD結合，因此可以作為對照抗體。加入反應體系后，然后加入酶標記的抗體，其后加入底物顯色，檢測相應的吸光值，由于顏色越深表示吸光值越高。實驗結果表明甲、乙的吸光度較高，丙的吸光度較低，不同濃度下甲、乙和丙均與RBD特異性結合，甲和乙的結合能力強于丙。

（3）該題是探究三種抗體能否抑制MERS-CoV在被感染細胞和健康細胞之間的傳播，因此設置了三組對照組，根據(jù)實驗設計的單一變量原則進行填表。

實驗組：分別準備抗體甲、乙、丙，表達病毒囊膜蛋白的細胞和①表達人DPP4的細胞 ，檢測是否出現(xiàn)細胞融合。

對照組1 ：不加抗體，根據(jù)單一變量原則，需要②表達病毒囊膜蛋白的細胞 ，本對照組表達鼠DPP4的細胞，可以檢測病毒MERS-CoV蛋白是否可以感染鼠細胞受體。

對照組2 ：加入抗體丁，同時表達病毒囊膜蛋白的細胞和③表達人DPP4的細胞，檢測結果顯示有部分細胞融合，可以檢測抗體丁對實驗結果的影響。

對照組3 ：④不加抗體，同時表達病毒囊膜蛋白的細胞和表達人DPP4的細胞 ，結果顯示有部分細胞融合，可以排除無關抗體對實驗結果的影響。

（4）甲與乙結合 RBD 上不同的區(qū)域，甲與丙結合RBD的區(qū)域部分重疊，因此甲與乙兩種抗體聯(lián)合使用會引起更強的免疫反應，具有更強的抗病毒能力。如果希望用聯(lián)合抗體治療中東呼吸綜合征患者，還需要進行的研究方法有：比較單一抗體與甲乙聯(lián)合抗體的抗MERS-CoV效果；對感染MERS-CoV的動物使用甲乙聯(lián)合抗體治療，檢測治療效果；評估甲乙聯(lián)合抗體對動物體主要組織器官和正常細胞是否具有副作用。