Question

【題目】中東呼吸綜合征冠狀病毒（MERS-CoV）可引起人體嚴(yán)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(jìn)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(xì)胞膜受體DPP4結(jié)合來感染宿主細(xì)胞。如圖1所示，S1與DPP4結(jié)合后導(dǎo)致S1和S2分離，S2的頂端插入到宿主細(xì)胞膜上，通過S2蛋白的______改變從而將兩個(gè)膜拉近，發(fā)生膜融合過程。MERS-CoV進(jìn)入宿主細(xì)胞后，利用宿主細(xì)胞內(nèi)的______等為原料合成大分子物質(zhì)組裝成新的病毒，擴(kuò)散并侵染健康細(xì)胞。

（2）RBD是MERS-CoV的S1上與DPP4結(jié)合的部分�？蒲腥藛T用從康復(fù)者體內(nèi)篩選出的三種抗體甲、乙、丙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究它們與RBD的特異性結(jié)合能力。另用抗體丁作為對照抗體。實(shí)驗(yàn)流程如圖2所示，結(jié)果如圖3。在實(shí)驗(yàn)過程中將______作為抗原固定，分別將______加入反應(yīng)體系，然后加入酶標(biāo)記的抗體（能與待檢抗體結(jié)合，攜帶的酶可使底物反應(yīng)顯色），其后加入底物顯色，檢測相應(yīng)的吸光值（顏色越深吸光值越高）。該實(shí)驗(yàn)中抗體丁可以作為對照抗體的理由是____________________________________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明____________________________________________________________________________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)MERS-CoV在感染宿主細(xì)胞后，有一種更快速的病毒傳播方式。當(dāng)被感染細(xì)胞表面的MERS-CoV囊膜蛋白與健康細(xì)胞表面的DPP4結(jié)合后，膜發(fā)生融合實(shí)現(xiàn)MERS-CoV的轉(zhuǎn)移。為了探究三種抗體能否抑制MERS-CoV在被感染細(xì)胞和健康細(xì)胞之間的傳播，科研人員展開研究。請?jiān)谙卤碇械目瞻滋幪顚懴鄳?yīng)處理內(nèi)容，完成實(shí)驗(yàn)方案。（注：鼠DPP4與人DPP4存在結(jié)構(gòu)和序列上的差異）

組別	實(shí)驗(yàn)處理			實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)組	抗體甲	表達(dá)病毒囊膜蛋白的細(xì)胞	①	無細(xì)胞融合
	抗體乙			部分細(xì)胞融合
	抗體丙			部分細(xì)胞融合
對照組1	不加抗體	②	表達(dá)鼠DPP4的細(xì)胞	無細(xì)胞融合
對照組2	抗體丁	表達(dá)病毒囊膜蛋白的細(xì)胞	③	部分細(xì)胞融合
對照組3	④	表達(dá)病毒囊膜蛋白的細(xì)胞	表達(dá)人DPP4的細(xì)胞	部分細(xì)胞融合

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實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，三種抗體中，甲可以阻斷病毒通過細(xì)胞融合的途徑進(jìn)行傳播，乙和丙效果不明顯。

（4）科研人員進(jìn)一步利用多種方法深入研究了三種抗體與RBD結(jié)合的區(qū)域，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，甲與乙結(jié)合RBD上不同的區(qū)域，甲與丙結(jié)合RBD的區(qū)域部分重疊。綜合以上系列研究結(jié)果，研究人員推測將______兩種抗體聯(lián)合使用會(huì)具有更強(qiáng)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(jìn)行哪些方面的研究？______（寫出一個(gè)方面即可）。

Answer 1

【答案】空間結(jié)構(gòu) 核苷酸、氨基酸 RBD 不同濃度甲、乙、丙和丁 抗體丁不與RBD結(jié)合 不同濃度下甲、乙和丙均與RBD特異性結(jié)合，甲和乙的結(jié)合能力強(qiáng)于丙 ①表達(dá)人DPP4的細(xì)胞②表達(dá)病毒囊膜蛋白的細(xì)胞③表達(dá)人DPP4的細(xì)胞④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(dòng)物使用甲乙聯(lián)合抗體治療，檢測治療效果；評(píng)估甲乙聯(lián)合抗體對動(dòng)物體主要組織器官和正常細(xì)胞是否具有副作用等

【解析】

1、MERS-CoV主要通過其表面囊膜的S蛋白與宿主細(xì)胞膜受體DPP4結(jié)合來感染宿主細(xì)胞。病毒的復(fù)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(jié)合在固相載體表面的抗原或抗體仍保持其免疫學(xué)活性，酶標(biāo)記的抗原或抗體既保留其免疫學(xué)活性，又保留酶的活性。在測定時(shí)，受檢標(biāo)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(yīng)。用洗滌的方法使固相載體上形成的抗原抗體復(fù)合物與液體中的其他物質(zhì)分開。再加入酶標(biāo)記的抗原或抗體，也通過反應(yīng)而結(jié)合在固相載體上。此時(shí)固相上的酶量與標(biāo)本中受檢物質(zhì)的量呈一定的比例。加入酶反應(yīng)的底物后，底物被酶催化成為有色產(chǎn)物，產(chǎn)物的量與標(biāo)本中受檢物質(zhì)的量直接相關(guān)，故可根據(jù)呈色的深淺進(jìn)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(yīng)的結(jié)果，使測定方法達(dá)到很高的敏感度。

（1）圖1所示為第一步吸附：S1與DPP4結(jié)合后導(dǎo)致S1和S2分離，S2的頂端插入到宿主細(xì)胞膜上，通過S2蛋白的空間結(jié)構(gòu)改變從而將兩個(gè)膜拉近，發(fā)生膜融合過程。由于病毒是由蛋白質(zhì)外殼和RNA分子構(gòu)成的，因此MERS-CoV進(jìn)入宿主細(xì)胞后會(huì)利用宿主細(xì)胞內(nèi)的原料合成自身所需的物質(zhì)，利用宿主細(xì)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(kuò)散并侵染健康細(xì)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(jié)合，但抗體丁不與RBD結(jié)合，因此可以作為對照抗體。加入反應(yīng)體系后，然后加入酶標(biāo)記的抗體，其后加入底物顯色，檢測相應(yīng)的吸光值，由于顏色越深表示吸光值越高。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(jié)合，甲和乙的結(jié)合能力強(qiáng)于丙。

（3）該題是探究三種抗體能否抑制MERS-CoV在被感染細(xì)胞和健康細(xì)胞之間的傳播，設(shè)置了三組對照組，三組實(shí)驗(yàn)組，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一變量原則，可以填寫下表：

實(shí)驗(yàn)組：分別準(zhǔn)備抗體甲、乙、丙，表達(dá)病毒囊膜蛋白的細(xì)胞和①表達(dá)人DPP4的細(xì)胞，檢測是否出現(xiàn)細(xì)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(dá)病毒囊膜蛋白的細(xì)胞，本對照組表達(dá)鼠DPP4的細(xì)胞，可以檢測病毒MERS-CoV蛋白是否可以感染鼠細(xì)胞受體。

對照組2：加入抗體丁，同時(shí)加入表達(dá)病毒囊膜蛋白的細(xì)胞和③表達(dá)人DPP4的細(xì)胞，檢測結(jié)果顯示有部分細(xì)胞融合，可以檢測抗體丁對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

對照組3：④不加抗體，同時(shí)加入表達(dá)病毒囊膜蛋白的細(xì)胞和表達(dá)人DPP4的細(xì)胞，結(jié)果顯示有部分細(xì)胞融合，可以排除無關(guān)抗體對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

（4）甲與乙結(jié)合RBD上不同的區(qū)域，甲與丙結(jié)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(huì)引起更強(qiáng)的免疫反應(yīng)，具有更強(qiáng)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(jìn)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(dòng)物使用甲乙聯(lián)合抗體治療，檢測治療效果；評(píng)估甲乙聯(lián)合抗體對動(dòng)物體主要組織器官和正常細(xì)胞是否具有副作用