110 身心障礙特考四等 衛生技術 醫用微生物學概要 考古題詳解
第 一、 題25 分
存在於人類腸道的微生物總合,稱為微生物相(Gut microbiota)。請問其對於人類健康或疾病發展有何重要影響?(25 分)
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核心觀念
腸道微生物相(gut microbiota)是定居於人體腸道中的微生物群落,主要包括細菌,也包含古菌、真菌及病毒等。它與宿主互相影響:宿主提供棲地與營養,微生物則參與消化、代謝、腸道屏障與免疫調節。
健康的微生物相不是由某一種「好菌」單獨決定,而是由群落的組成、功能與宿主之間維持動態平衡。當菌相或其功能失衡,稱為菌相失衡(dysbiosis);這種改變與多種疾病相關,但通常是疾病形成的因素之一,不能單憑菌相改變就認定其為疾病的唯一原因。
解題方法
題目問的是腸道微生物相「對健康或疾病發展的重要影響」,適合依功能與臨床後果作答。先說明正常情況下的益處,再說明菌相失衡後可能造成的疾病影響,涵蓋營養代謝、屏障與抗感染、免疫調節及腸道外器官作用,即可完整回答。
腸道微生物相對健康的影響
一、協助消化與營養代謝
人體不易消化的膳食纖維及抗性澱粉,可由腸道微生物發酵,產生短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFAs),主要包括乙酸、丙酸及丁酸。丁酸可供結腸上皮細胞利用,也有助維持腸道屏障與調節局部發炎反應。腸道微生物亦參與膽酸轉化、部分維生素的合成或代謝,以及膳食成分的分解與能量回收。
二、維持腸道屏障並抵抗病原菌
正常菌相可與外來病原菌及潛在有害菌競爭營養與附著位置,並透過代謝產物等方式抑制其定殖,形成定殖抗性(colonization resistance)。腸道微生物也會影響黏液層、上皮細胞間連結及抗菌防禦,協助維持腸黏膜屏障,減少微生物或其產物穿越腸壁進入體內。
三、促進免疫系統成熟並維持免疫平衡
腸道微生物與腸道相關淋巴組織(gut-associated lymphoid tissue, GALT)及黏膜免疫系統互動,參與免疫細胞的發育與功能調節。適當的微生物訊號有助於建立對共生菌及食物抗原的耐受,並維持對病原體的防禦;短鏈脂肪酸等代謝物也可調節免疫反應,避免過度發炎。
四、參與宿主整體生理調節
第 二、 題25 分
革蘭氏染色(Gram stain)常用於分別革蘭氏陽性(Gram positive)及革蘭氏陰性(Gram negative)細菌。請說明其染色步驟及基本原理(20 分),並舉例哪些細菌不適合用此方法進行染色?(5 分)
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核心觀念
革蘭氏染色是鑑別染色法,依細菌細胞壁結構及其在脫色劑處理後保留結晶紫—碘複合物的能力,將細菌分為革蘭氏陽性與革蘭氏陰性。它是初步分類與觀察形態的工具,不能單靠染色結果確認菌種。
- 革蘭氏陽性菌:肽聚醣層厚,脫色時較能保留結晶紫—碘複合物,最後呈紫色。
- 革蘭氏陰性菌:肽聚醣層薄,且有富含脂質的外膜;酒精或酒精—丙酮會破壞外膜並使複合物逸出,之後吸收復染劑而呈粉紅至紅色。
解題方法:染色步驟
先記住四種試劑的順序:結晶紫 → 碘液 → 脫色劑 → 復染劑。染色前須製作薄而均勻的抹片、乾燥並固定;實驗室的試劑濃度與作用時間會略有差異,脫色時間尤其要控制。
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初染:結晶紫(crystal violet) 覆蓋抹片,使革蘭氏陽性與陰性菌均先染成紫色。
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媒染:革蘭氏碘液(Gram’s iodine) 碘液與結晶紫形成較大的結晶紫—碘複合物,使染料較不易逸出。
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脫色:酒精、丙酮或酒精—丙酮 這是區分陽性與陰性的關鍵步驟。陽性菌厚的肽聚醣層經脫水後孔隙縮小,可留住複合物;陰性菌外膜脂質被溶解,薄肽聚醣層留不住複合物,細胞因而脫色。應迅速脫色並立即沖洗;脫色不足會使陰性菌仍呈紫色,脫色過度則可能使陽性菌也失去紫色。
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復染:番紅(safranin)或稀釋石炭酸復紅 已脫色的革蘭氏陰性菌吸收復染劑而呈粉紅或紅色;革蘭氏陽性菌仍呈紫色,復染後顏色不易改變。
**結果判讀:**紫色為革蘭氏陽性;粉紅或紅色為革蘭氏陰性。
第 三、 題25 分
目前臨床上,主要的殺死黴菌藥物中,有一系列為抑制黴菌細胞膜上重要分子之合成,進而殺死黴菌。
(一)請列舉一項藥物名稱。(5 分)
(二)此藥物的主要標的分子(target molecule)為何?(5 分)
(三)請敘述其作用機制?(15 分)
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核心觀念
黴菌細胞膜的重要固醇是麥角固醇(ergosterol),作用近似哺乳動物細胞膜中的膽固醇,有助於維持細胞膜的結構與功能。抗黴菌藥物中,**唑類(azoles)**會抑制麥角固醇的合成,使細胞膜組成與功能受損。
本題主要考查:能否辨認一種抑制麥角固醇合成的抗黴菌藥物,並說明其作用標的與後續影響。
解題方法
先從題幹的「抑制黴菌細胞膜上重要分子之合成」切入:該重要分子是麥角固醇,而唑類藥物是常見的麥角固醇合成抑制劑。以**氟康唑(fluconazole)**為例,答題時須區分「主要標的分子」與「藥物造成的結果」:
- 主要標的是合成途徑中的酵素:羊毛固醇 14α-去甲基酶。
- 被抑制後,麥角固醇合成減少,固醇前驅物累積,細胞膜功能受損。
(一)藥物名稱
可列舉氟康唑(fluconazole),屬於三唑類抗黴菌藥物。其他唑類藥物,如伊曲康唑(itraconazole)及克黴唑(clotrimazole),亦可作為例子。
(二)主要標的分子
氟康唑主要抑制黴菌的羊毛固醇 14α-去甲基酶(lanosterol 14α-demethylase),亦稱 CYP51;
第 四、 題25 分
廣東住血線蟲(Angiostrongylus cantonensis)感染後之致死率非常高。
(一)請敘述其生活週期(life cycle)。(20 分)
(二)其主要感染人類的途徑為何?(5 分)
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核心觀念
本題考廣東住血線蟲(Angiostrongylus cantonensis)的生活史、宿主角色,以及人類感染的感染期與感染途徑。作答時應清楚區分:
- 終宿主:鼠類,成蟲寄生於肺動脈。
- 中間宿主:蝸牛、蛞蝓等陸生或水生軟體動物,幼蟲在體內發育至感染期。
- 保蟲宿主(轉續宿主):如淡水蝦、蟹、蛙、蜥蜴等,可帶有感染期幼蟲。
- 感染期:第三期幼蟲(L3)。
- 人類:偶然宿主;幼蟲可侵入中樞神經系統,但通常不能完成正常生活史。
解題方法
依「鼠排出幼蟲 → 軟體動物發育 → 鼠攝入感染期幼蟲 → 成蟲寄生肺動脈」的順序,逐階段說明宿主、幼蟲期別與移行部位;接著說明人類是如何攝入 L3,以及幼蟲在人體內的去向。
(一)生活週期(20 分)
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成蟲寄生於鼠類肺動脈 鼠類為廣東住血線蟲的主要終宿主。成蟲交配產卵,蟲卵進入肺部微血管後孵化為第一期幼蟲(L1)。
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L1 移至呼吸道並隨糞便排出 L1 由肺泡移行至支氣管、氣管,再被吞入消化道,最後隨鼠糞排出體外。
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軟體動物攝入 L1,發育為感染期幼蟲 蝸牛或蛞蝓等中間宿主攝入含 L1 的鼠糞後,幼蟲在其體內依序發育為第二期幼蟲(L2)及第三期幼蟲(L3)。L3 是感染期。
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鼠類攝入 L3,幼蟲經神經系統移行 鼠類攝食感染的蝸牛、蛞蝓,或帶有 L3 的保蟲宿主後,L3 穿過腸壁進入體內,移行至中樞神經系統,發育為第四期幼蟲及幼年成蟲。
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幼蟲回到肺動脈,發育為成蟲 幼年成蟲由中樞神經系統移行至肺動脈,成熟為成蟲,完成生活史。