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目的:中东呼吸综合征(Middle East Respiratory Syndrome,MERS)是由中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV)感染引起的,这是一种新型高致病性冠状病毒。活病毒中和试验一直是检测血清抗体中和活性、评价抗体抗病毒作用的重要方法,但高致病病毒的活病毒中和试验需要高等级生物安全实验条件。为了克服MERS-CoV活病毒感染和中和试验在安全、效率等方面存在的诸多困难和不便,本研究建立了一种具有一次感染能力而无复制能力的MERS假病毒,它可以作为一种安全、有效的技术手段应用于MERS-CoV疫苗与抗体评价以及病毒致病机制研究。MERS-CoV S蛋白在介导病毒进入细胞中占据重要作用, S蛋白可以为MERS-CoV感染细胞提供结合位点。本研究重组表达的S1蛋白具有受体结合区,可以诱导机体产生中和抗体,诱导产生的中和抗体可以帮助MERS感染者抵抗病毒的再次入侵以及作为疫苗预防MERS-CoV的感染,S1蛋白可以为MERS-CoV致病机制研究以及新型抗病毒药物和疫苗的研发提供靶点。方法:将MERS-CoV S基因整合到载体pcDNA3.1中成为含有MERS-CoV S基因的重组质粒(pcDNA3.1-MERS-S),与缺失Env基因、含有荧光素酶报告基因的HIV-1骨架质粒(pNL4-3.Luc.RE)共同转染293T细胞,收获含有假病毒的上清。通过蛋白印迹、细胞感染实验和血清中和试验,确定是否成功包装出MERS假病毒,并能够有效应用于细胞感染与中和试验。将MERS-CoV S1基因整合到真核表达载体pJW4303中成为含有MERS-CoV S1基因的重组质粒(pJW4303-MERS-S1),通过转染COS7细胞在上清中获得重组蛋白,经过纯化的重组蛋白作为包被抗原与MERS-CoV特异性抗体RBD-Fc进行ELISA检测从而确定重组表达的MERS-CoV S1蛋白是否具有抗原性。为了进一步确定重组蛋白S1是否具有免疫原性和免疫保护性,使用佐剂以皮下注射的方式免疫小鼠,于首次免疫后每三周免疫一次,共免疫三次,每次免疫后两周采集小鼠尾静脉血液,血清分离后通过流式细胞检测技术、假病毒系统及活病毒检测确定重组蛋白S1免疫血清是否具有中和活性。结果:成功包装出MERS假病毒pMERS-S,包装出的假病毒含有MERS-CoV S蛋白,并能够有效感染MERS-CoV敏感细胞系(HuH-7细胞)。MERS假病毒能够应用于抗体中和活性检测,在中和试验中被MERS-CoV中和抗体所中和而失去感染性。构建的重组质粒pJW4303-MERS-S1成功的在COS7细胞中表达重组蛋白MERS-CoV S1,经Western blot鉴定正确,纯化后的重组蛋白免疫小鼠获得免疫血清,流式细胞检测技术的结果表明重组的MERS-CoV S1蛋白免疫血清可以成功阻断病毒RBD与受体细胞的结合,并且随着免疫血清稀释度的增加,这种中和作用逐渐减弱,假病毒中和实验及活病毒中和实验均表明,该免疫血清可以中和特异性的病毒,具有中和活性。结论:本研究建立了不依赖于BSL-3高等级生物安全条件的MERS假病毒系统,并有效应用于中和抗体检测,为MERS-CoV疫苗、药物评价及病毒致病机制研究提供了一种良好的技术支撑手段。本研究中,重组表达的S1蛋白可以与MERS-CoV特异性单抗发生抗原抗体反应,并且可诱导机体产生高滴度的抗体,进一步通过成功构建的假病毒系统、流式细胞术阻断实验及活病毒中和实验的验证,最终证明该重组蛋白诱导产生的抗体具有中和活性,说明S1在介导病毒与宿主细胞的结合上起到了至关重要的作用,它可作为疫苗预防MERS-CoV的感染,并且其诱导产生的抗体可以帮助MERS感染者抵抗病毒的再次入侵。因此,本研究重组表达的S1蛋白可以为MERS-CoV致病机制研究以及新型抗病毒药物和疫苗的研发提供靶点,从而使MERS防患于未然。