108 身心障礙特考三等 衛生技術 生物技術學 考古題詳解

核心觀念

本題為名詞解釋，重點在於準確說明四個概念的定義、形成機制或作用方式，並指出它們在遺傳學、基因體學與藥理學中的意義。

解題方法

作答時可依序交代「是什麼、如何形成或作用、造成什麼結果」。非整倍體要以染色體數目相對於正常倍數組的改變來界定；Alu 重複序列著重其來源、長度與散布方式；促效劑說明受體結合與活化；顯性負突變則須凸顯突變產物如何干擾正常基因產物。

（一）非整倍體（aneuploidy）

非整倍體是指細胞染色體數目增加或減少一條或數條，但並非整套染色體數目的倍增或減少。其染色體數目可表示為 $2n+1$、$2n-1$ 等，而不是整倍體的 $n$、$2n$ 或 $3n$。

非整倍體常因細胞分裂時染色體不分離（nondisjunction）而形成，使子細胞取得過多或過少的染色體。人類常見例子包括唐氏症的第 21 號染色體三體（$2n+1$），以及透納氏症的 $45,X$（性染色體單體）。

其影響取決於受影響的染色體及基因劑量改變的程度，可能造成發育異常、疾病或胚胎死亡。

（二）Alu 重複序列（Alu repeat sequence）

Alu 重複序列是一類散布於人類及其他靈長類基因體中的短散布核酸元件（short interspersed nuclear element, SINE），典型長度約為 300 個核苷酸。名稱源自其序列中含有可被限制酶 AluI 辨識的位點。

Alu 序列由小型細胞質 RNA（7SL RNA）演化而來，屬於非自主型轉位元件：本身不編碼完成轉位所需的蛋白質，通常借助 LINE-1 等自主型轉位元件提供的機制，透過 RNA 中間物插入基因體的新位置。人類基因體中有大量 Alu 拷貝，散布於不同染色體上。

Alu 插入可影響基因表現、剪接或基因體穩定性；若插入位置改變基因功能，也可能造成疾病。另一方面，Alu 序列具有高度多態性，可用於族群遺傳與基因體研究。

（三）促效劑（agonist）

核心觀念

本題考查免疫毒素的構造與作用、細胞毒殺試驗、重組蛋白製備純化，以及腫瘤動物試驗設計。免疫毒素把「辨認腫瘤細胞的標靶分子」與「抑制蛋白質合成的毒素活性區」結合，使毒素較集中地進入表現標靶的癌細胞。

題目未指明 Z 毒素的種類及分子結構，以下依一般細菌蛋白質合成抑制毒素的設計原則說明；實際構築時須依 Z 毒素的細胞內作用機制，選用其活性毒素片段。

（一）免疫毒素的定義與作用原理

免疫毒素（immunotoxin）​是由標靶辨認分子與毒素活性部分組成的融合蛋白或化學偶聯物。標靶辨認部分通常是抗體、抗體片段或配體；毒素部分負責進入細胞後抑制重要細胞功能，例如蛋白質合成。

作用過程如下：

1. 抗體或抗體片段辨認癌細胞表面的 X 蛋白質，與其結合。
2. 免疫毒素與 X 蛋白質結合後，經受體媒介的內吞作用進入細胞。
3. 毒素活性部分到達細胞質，抑制動物細胞蛋白質合成。
4. 癌細胞因無法持續合成必要蛋白質而受損、死亡。

選擇在肝癌細胞大量表現、正常組織表現較少的 X 蛋白質，可增加治療標靶性；但仍須確認 X 蛋白質可被免疫毒素接近，且結合後能促進內吞。

（二）檢測 Z 毒素對肝細胞毒殺效果與劑量

方法：MTT 細胞存活率試驗。

MTT 是可被具代謝活性的細胞還原的四唑鹽；活細胞將其轉換成紫色甲臢結晶。溶解結晶後，以吸光值估算活細胞量。Z 毒素造成細胞死亡或代謝活性降低時，吸光值下降。

實驗步驟：

1. 將肝細胞以適當密度接種於 96 孔盤，培養至細胞貼附並處於穩定生長狀態。
2. 配製 Z 毒素的一系列濃度，設置未加毒素的細胞對照組；各濃度與對照組均設重複孔。
3. 將毒素加入細胞，於固定時間培養。另設不含細胞的培養液空白孔，以扣除背景吸光值。
4. 加入 MTT 試劑，繼續培養，使活細胞形成甲臢結晶。
5. 移除液體並加入適當溶劑溶解結晶，以酵素免疫分析儀量測吸光值。
6. 扣除空白值後，以未處理細胞組作為 100% 存活率，計算各濃度的細胞存活率：

7. 繪製毒素濃度與細胞存活率曲線，並由劑量反應曲線估算半數抑制濃度 $IC_{50}$；$IC_{50}$ 越低，表示在該試驗條件下抑制細胞存活所需的毒素濃度越低。

解題技巧：​毒素劑量試驗須同時包含濃度梯度、未處理細胞對照、空白孔及重複測量；只比較單一劑量無法建立劑量反應關係。MTT 測得的是代謝活性所反映的細胞存活情形，解讀時應配合適當對照。

（三）標靶免疫毒素應包含的蛋白結構

適當的免疫毒素至少包含兩個功能部分：

1. 標靶辨認區：​能專一結合肝癌細胞表面 X 蛋白質的抗體或抗體片段，例如單鏈可變區片段（scFv）。
2. 毒素活性區：​Z 毒素中負責抑制動物細胞蛋白質合成的催化活性片段。

核心觀念

融合瘤技術（hybridoma technology）是將能製造特定抗體、但在體外培養壽命有限的 B 淋巴球，與可長期增殖的骨髓瘤細胞融合，形成兼具「抗體分泌能力」與「持續增殖能力」的融合瘤細胞株。經篩選、單株化後，可持續製造針對同一抗原表位的單株抗體。

解題方法與流程

作答時抓住兩個親代細胞的互補特性：B 細胞提供特異性抗體；骨髓瘤細胞提供長期增殖能力。再依序說明免疫、融合、選殖、篩選與擴增。

1. 免疫動物：​以目標抗原免疫小鼠，經適當免疫程序誘發特異性 B 細胞。
2. 取得 B 細胞：​取脾臟等含有抗體分泌細胞的組織，分離脾臟 B 淋巴球。
3. 準備骨髓瘤細胞：​選用能長期增殖、通常不分泌自身抗體，且缺乏 HGPRT（次黃嘌呤－鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶）的骨髓瘤細胞。
4. 促進細胞融合：​將 B 細胞與骨髓瘤細胞混合，以聚乙二醇（PEG）等促融合劑促使細胞融合，產生融合瘤。
5. HAT 培養基選殖：​將細胞置於含次黃嘌呤（hypoxanthine）、胺基蝶呤（aminopterin）及胸腺嘧啶核苷（thymidine）的 HAT 培養基。胺基蝶呤阻斷核苷酸的 de novo 合成途徑，細胞須依賴 salvage pathway 生存。未融合的 HGPRT 缺陷骨髓瘤細胞無法利用 salvage pathway，因而死亡；未融合的 B 細胞雖有 HGPRT，卻不能長期增殖，培養一段時間後也會死亡；具有 B 細胞 HGPRT 與骨髓瘤細胞長期增殖能力的融合瘤則能存活。
6. 篩選所需抗體：​檢測各孔培養液，找出能與目標抗原結合、且具有所需功能的融合瘤。
7. 單株化與擴增：​以有限稀釋法或單細胞分選等方式進行單株化，確認單一細胞株穩定分泌目標抗體後，再擴增培養、收集並純化抗體。

（二）融合瘤抗體與傳統免疫動物抗體的差異

核心觀念

本題考查實驗動物遺傳背景如何影響研究結果，以及兩種免疫缺陷小鼠的基因與免疫表現差異；最後考查 CRISPR/Cas9 如何依序完成靶序列辨識、DNA 切割與修復。這是生物技術與實驗動物學題目，不涉及法條。

解題方法

依「遺傳一致性 → 實驗變異與研究用途 → 免疫缺陷機制與用途 → 基因編輯步驟」作答。比較題須同時說明特徵與其對研究設計的影響；CRISPR/Cas9 則按辨識、切割、修復的因果順序說明。

（一）純品系小鼠的定義

純品系（inbred strain）是經由至少連續 20 代全同胞兄妹交配所建立的小鼠品系。這種近親交配使個體在多數基因座上達到高度純合；同一品系個體間的遺傳差異極小，因此遺傳背景相對一致。

純品系的「一致」指品系內個體的遺傳背景高度相似，不代表所有品系彼此相同。不同品系仍可能有不同的等位基因、表現型及疾病易感性。

（二）純品系與遠交系小鼠的優缺點

作答重點：​純品系的核心是「遺傳背景一致、重現性高」，遠交系的核心是「遺傳變異較多、群體代表性較佳」。不要把遠交系說成基因完全隨機或每隻個體都不同；其遺傳組成仍受繁殖族群及維持方式影響。

（三）SCID 小鼠與裸鼠的差異