Question

中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）可引起人体严重的呼吸系统症状,甚至造成死亡。科研人员为研制针对MERS-CoV的特异性治疗药物进行了系列研究。

（1）MERS-CoV主要通过其表面囊膜的S蛋白与宿主细胞膜受体DPP4结合来感染宿主细胞。如图1所示， S1与DPP4结合后导致S1和S2分离，S2的顶端插入到宿主细胞膜上，通过S2蛋白的__________改变从而将两个膜拉近，发生膜融合过程。MERS-CoV进入宿主细胞后，利用宿主细胞内的_________等为原料合成大分子物质组装成新的病毒，扩散并侵染健康细胞。

（2）RBD是MERS-CoV的 S1上与DPP4结合的部分。科研人员用从康复者体内筛选出的三种抗体甲、乙、丙进行实验，研究它们与RBD的特异性结合能力。另用抗体丁作为对照抗体。实验流程如图2所示，结果如图3。在实验过程中将________作为抗原固定，分别将___________________加入反应体系，然后加入酶标记的抗体(能与待检抗体结合,携带的酶可使底物反应显色），其后加入底物显色，检测相应的吸光值（颜色越深吸光值越高）。该实验中抗体丁可以作为对照抗体的理由是___________。实验结果表明_________________。

（3）研究发现MERS-CoV在感染宿主细胞后，有一种更快速的病毒传播方式。当被感染细胞表面的MERS-CoV囊膜蛋白与健康细胞表面的DPP4结合后，膜发生融合实现MERS-CoV的转移。为了探究三种抗体能否抑制MERS-CoV在被感染细胞和健康细胞之间的传播，科研人员展开研究。请在下表中的空白处填写相应处理内容，完成实验方案。（注：鼠DPP4与人DPP4存在结构和序列上的差异）

组别	实验处理	实验结果
实验组	抗体甲	表达病毒囊膜蛋白的细胞	①____________	无细胞融合
抗体乙	部分细胞融合
抗体丙	部分细胞融合
对照组1	不加抗体	②____________	表达鼠DPP4的细胞	无细胞融合
对照组2	抗体丁	表达病毒囊膜蛋白的细胞	③____________	部分细胞融合
对照组3	④ _________	表达病毒囊膜蛋白的细胞	表达人DPP4的细胞	部分细胞融合

实验结果说明，三种抗体中，甲可以阻断病毒通过细胞融合的途径进行传播，乙和丙效果不明显。

（4）科研人员进一步利用多种方法深入研究了三种抗体与RBD结合的区域，实验结果表明，甲与乙结合 RBD 上不同的区域，甲与丙结合RBD的区域部分重叠。综合以上系列研究结果，研究人员推测将__________两种抗体联合使用会具有更强的抗病毒能力。如果希望用联合抗体治疗中东呼吸综合征患者，还需要进行哪些方面的研究？___________________（写出一个方面即可）。

Answer

空间结构 核苷酸、氨基酸 RBD 不同浓度甲、乙、丙和丁 抗体丁不与RBD结合 不同浓度下甲、乙和丙均与RBD特异性结合，甲和乙的结合能力强于丙 表达人DPP4的细胞 表达病毒囊膜蛋白的细胞 表达人DPP4的细胞 不加抗体 甲与乙 制备甲与乙联合抗体的方法；比较单一抗体与甲乙联合抗体的抗MERS-CoV效果；对感染MERS-CoV的动物使用甲乙联合抗体治疗，检测治疗效果；评估甲乙联合抗体对动物体主要组织器官和正常细胞是否具有副作用

【解析】

1. MERS-CoV主要通过其表面囊膜的S蛋白与宿主细胞膜受体DPP4结合来感染宿主细胞。病毒的复制过程包括：吸附、浸入、脱壳、生物合成、装配和成熟、裂解、释放。

2. 酶联免疫吸附法的原理是结合在固相载体表面的抗原或抗体仍保持其免疫学活性，酶标记的抗原或抗体既保留其免疫学活性，又保留酶的活性。在测定时，受检标本（测定其中的抗体或抗原）与固相载体表面的抗原或抗体起反应。用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与液体中的其他物质分开。再加入酶标记的抗原或抗体，也通过反应而结合在固相载体上。此时固相上的酶量与标本中受检物质的量呈一定的比例。加入酶反应的底物后，底物被酶催化成为有色产物，产物的量与标本中受检物质的量直接相关，故可根据呈色的深浅进行定性或定量分析。由于酶的催化效率很高，间接地放大了免疫反应的结果，使测定方法达到很高的敏感度。

（1）图1所示为第一步吸附： S1与DPP4结合后导致S1和S2分离，S2的顶端插入到宿主细胞膜上，通过S2蛋白的空间结构改变从而将两个膜拉近，发生膜融合过程。由于病毒是由蛋白质外壳和DNA分子构成的，因此MERS-CoV进入宿主细胞后会利用宿主细胞内的原料合成自身所需的物质，利用宿主细胞内的核苷酸、氨基酸等为原料合成大分子物质组装成新的病毒，扩散并侵染健康细胞。

（2）将RBD作为抗原固定，分别将不同浓度甲、乙、丙可以与抗原结合，但抗体丁抗体丁不与RBD结合，因此可以作为对照抗体。加入反应体系后，然后加入酶标记的抗体，其后加入底物显色，检测相应的吸光值，由于颜色越深表示吸光值越高。实验结果表明甲、乙的吸光度较高，丙的吸光度较低，不同浓度下甲、乙和丙均与RBD特异性结合，甲和乙的结合能力强于丙。

（3）该题是探究三种抗体能否抑制MERS-CoV在被感染细胞和健康细胞之间的传播，因此设置了三组对照组，根据实验设计的单一变量原则进行填表。

实验组：分别准备抗体甲、乙、丙，表达病毒囊膜蛋白的细胞和①表达人DPP4的细胞 ，检测是否出现细胞融合。

对照组1 ：不加抗体，根据单一变量原则，需要②表达病毒囊膜蛋白的细胞 ，本对照组表达鼠DPP4的细胞，可以检测病毒MERS-CoV蛋白是否可以感染鼠细胞受体。

对照组2 ：加入抗体丁，同时表达病毒囊膜蛋白的细胞和③表达人DPP4的细胞，检测结果显示有部分细胞融合，可以检测抗体丁对实验结果的影响。

对照组3 ：④不加抗体，同时表达病毒囊膜蛋白的细胞和表达人DPP4的细胞 ，结果显示有部分细胞融合，可以排除无关抗体对实验结果的影响。

（4）甲与乙结合 RBD 上不同的区域，甲与丙结合RBD的区域部分重叠，因此甲与乙两种抗体联合使用会引起更强的免疫反应，具有更强的抗病毒能力。如果希望用联合抗体治疗中东呼吸综合征患者，还需要进行的研究方法有：比较单一抗体与甲乙联合抗体的抗MERS-CoV效果；对感染MERS-CoV的动物使用甲乙联合抗体治疗，检测治疗效果；评估甲乙联合抗体对动物体主要组织器官和正常细胞是否具有副作用。