112 身心障礙特考四等 衛生技術 生物技術學概要 考古題詳解
第 一 題25 分
有一新興 RNA 病毒正肆虐全球，該病毒具有獨特的表面 X 蛋白。試詳述如何以 X 蛋白為標的，進行 RNA 疫苗的製作，並說明其中增加 RNA 穩定性的設計。
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核心觀念
本題考查以病毒表面蛋白作為抗原的 mRNA 疫苗設計與製備，以及提升 RNA 穩定性的序列與化學修飾。疫苗不直接注入 X 蛋白，而是將編碼 X 蛋白的 mRNA 送入人體細胞；細胞依 mRNA 翻譯出 X 蛋白，經抗原呈現後誘發體液性與細胞性免疫。
mRNA 疫苗的主要組成包括：
- 抗原編碼區：編碼病毒表面 X 蛋白，供宿主細胞翻譯。
- 5′ 帽結構（5′ cap）：協助核糖體辨識 mRNA，促進翻譯，並保護 5′ 端免於核酸酶降解。
- 5′ 與 3′ 非轉譯區（UTR）：調控 mRNA 穩定性、細胞內定位與翻譯效率。
- poly(A) 尾：協助 mRNA 穩定、輸出與翻譯。
- 脂質奈米粒（LNP）：保護 mRNA 免於核酸酶破壞，並協助細胞攝取及胞內釋放。
解題方法
依照「選定抗原 → 設計 mRNA → 體外轉錄與修飾 → 純化 → 脂質包覆」的製作流程作答，並在每一步說明其與抗原表現或 RNA 穩定性的關係。
一、選定並設計 X 蛋白抗原
先取得病毒 X 蛋白的胺基酸序列及對應的編碼核酸序列，確認其具有代表性的表面抗原區域。以完整 X 蛋白或能保留重要抗原表位的設計作為疫苗抗原，使宿主細胞表現的蛋白能引發免疫辨識。
若 X 蛋白的膜定位或構形對抗原性重要，設計時須保留相應的訊號胜肽、跨膜區或結構特徵；必要時可採用經驗證的穩定化設計，以維持接近病毒表面蛋白的抗原構形。
二、設計可翻譯的 mRNA 序列
在 X 蛋白的編碼區兩側加入適合的調控序列，形成完整 mRNA：
可進行同義密碼子最佳化，在不改變 X 蛋白胺基酸序列的前提下，調整密碼子使用，以配合宿主細胞的翻譯特性。設計時亦須避免不利於轉錄、翻譯或 RNA 結構穩定的序列特徵，並選用有利於表現的 UTR。
三、製備 DNA 模板並進行體外轉錄
將設計好的 mRNA 序列置於含有 RNA 聚合酶啟動子的 DNA 模板上，經質體擴增、線性化及純化後，以體外轉錄製造 RNA。轉錄反應加入適當的核苷酸原料及 RNA 聚合酶；
第 二 題25 分
駱駝科動物可產生一種小分子量的抗體，其與一般人類抗體的結構不同，稱之為駱駝科動物抗體（camelid antibodies）或變種抗體。經生物技術加工後，可製造出現今自然界中最迷你的抗原辨識單元，稱之為奈米抗體（Nanobody）。
(一) 試說明並比較一般人類 IgG 抗體與駱駝科動物變種抗體的結構。
(二) 試說明奈米抗體結構及在生物技術應用上的優點與限制。
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核心觀念
本題考查三種分子的結構關係：一般人類 IgG、駱駝科重鏈抗體（heavy-chain antibody, HCAb），以及由 HCAb 的可變區製成的奈米抗體（nanobody）。
人類 IgG 是由兩條相同的重鏈與兩條相同的輕鏈組成；駱駝科動物除了一般抗體外，還會產生不含輕鏈的重鏈抗體。奈米抗體則是從這種重鏈抗體取得的單一可變結構域，稱為 VHH。
解題方法
作答時先比較抗體的鏈數與結構域，再說明抗原辨識單元如何形成，最後從「尺寸、穩定性、表位可及性、製造與藥物動力學」整理奈米抗體的優缺點。須特別區分：駱駝科重鏈抗體仍是完整抗體；奈米抗體則是由其 VHH 可變區製成的單一結構域片段。
（一）一般人類 IgG 與駱駝科重鏈抗體的結構比較
| 比較項目 | 一般人類 IgG | 駱駝科重鏈抗體 |
|---|---|---|
| 多肽鏈組成 | 2 條相同的 γ 重鏈、2 條相同的輕鏈 | 2 條相同的重鏈；沒有輕鏈 |
| 分子形態與大小 | 約 150 kDa，典型 Y 字形 | 約 90 kDa，整體較小 |
| 可變區 | 每個抗原結合端由 與 配對形成 | 每個抗原結合端由單一 結構域形成 |
| 重鏈結構 | 含 、、、 等區域 | 缺少 ，重鏈可變區接續鉸鏈區及 、 |
| 抗原結合部位 | 由重鏈與輕鏈的可變區共同構成 | 由重鏈可變區單獨辨識抗原 |
一般人類 IgG 的兩條重鏈以雙硫鍵相連；每條重鏈各與一條輕鏈配對。每個抗原結合端包含重鏈與輕鏈的可變區，亦即 與 ，其互補決定區（CDRs）共同構成抗原結合面。
駱駝科重鏈抗體沒有輕鏈，也缺少重鏈的 區域。其抗原結合端不需要 與 配對，而由單一 結構域負責辨識抗原。 的框架區具有適應單獨存在的特徵，例如較親水，有助於維持溶解度與穩定性；其 CDR，尤其 CDR3，也常具有較長或特殊的構型。
（二）奈米抗體的結構、應用優點與限制
結構
奈米抗體通常指由駱駝科重鏈抗體的 可變區製成的單一結構域抗體。它保留免疫球蛋白可變區的摺疊構型，含有四個框架區（FR1–FR4）及三個互補決定區（CDR1–CDR3），由 CDR 負責辨識與結合抗原。
第 三 題25 分
某一生技公司研發成果有成，準備將所開發的檢驗方法施行實驗室開發檢測（LDTs），並委請你規劃檢測實驗室及聘任相關從業人員。依照臺灣現行的法規，試說明施行實驗室開發檢測（LDTs）實驗室及人員設置的規定與資格。
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核心觀念
本題考查的是臺灣對醫療用途「實驗室開發檢測」（laboratory-developed tests, LDTs）的管理，重點在於實驗室須具備何種認證資格，以及受託認證實驗室須設置哪些人員、各自具備何種資格。
以下以命題當年（民國 112 年）法規為準，主要依據《特定醫療技術檢查檢驗醫療儀器施行或使用管理辦法》第 37 條及第 38 條。LDTs 是由實驗室開發或調整檢驗方法，供醫療用途使用的檢測；施行時須納入認證、品質管理及人員資格規範。
解題方法
依題目順序分成兩部分作答：
- 實驗室設置：說明檢測應由何種實驗室施行、實驗室可由何種機構設置，以及須具備何種認證。
- 人員設置與資格：依第 38 條列出受託認證實驗室的四類人員，逐一交代最低人數、專業資格及訓練要求。
作答時要區分「實驗室取得認證」與「人員符合資格」：兩者都是施行 LDTs 的條件，不能只寫其中一項。
實驗室設置規定
依《特定醫療技術檢查檢驗醫療儀器施行或使用管理辦法》第 37 條，醫療機構施行 LDTs，應由經中央主管機關認證，或取得中央主管機關公告相關認證資格的實驗室或醫事檢驗所辦理。認證實驗室可由醫療機構自行設置，也可由機關（構）、學校或法人設置。
因此，生技公司若要提供 LDTs 檢測服務，須確認其實驗室符合當時法規所承認的認證條件，並依規定接受主管機關管理；僅有開發出檢驗方法或購置儀器，並不足以直接施行醫療用途的 LDTs。
醫療機構施行 LDTs 尚須依規定擬定施行計畫，向中央主管機關申請核准，並經直轄市、縣（市）主管機關登記後，始得施行。
人員設置與資格
依第 38 條，醫療機構自行設置實驗室或委託認證實驗室施行 LDTs；其中，受託認證實驗室應至少設置下列人員：
第 四 題25 分
請試述下列名詞之意涵：
(一) Restriction enzyme
(二) Biomass energy
(三) Shine-Dalgarno sequence
(四) Mesenchymal stem cells
(五) Probiotics
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核心觀念
本題考查五個生物技術常見名詞，涵蓋分子生物學、再生醫學、微生物應用與生質能源。作答時應掌握各名詞的定義、作用機制或用途，以及辨識特徵。
解題方法
名詞解釋可依「是什麼、如何作用、用在哪裡」的順序組織答案。若名詞有容易混淆的特徵，補上關鍵差異，可使定義更完整。
（一）Restriction enzyme（限制酶、限制性內切酶）
限制酶是細菌等生物所具有的一類核酸內切酶，能辨識特定的 DNA 鹼基序列，並在辨識序列內或附近切開 DNA 磷酸二酯鍵。許多限制酶辨識具有回文對稱性的序列，切割後可形成平端或具單股突出端的黏性末端。
細菌常利用限制酶辨識並切割外來 DNA；自身 DNA 則可藉由甲基化等方式受到保護。在生物技術中，限制酶用於切割載體與目標 DNA，以利 DNA 重組、基因選殖及限制片段分析。
（二）Biomass energy（生質能）
生質能是由生物質所提供的可利用能源。生物質包括植物、農作物殘渣、木材、動物排泄物及部分有機廢棄物等。其能量主要源自生物透過光合作用將太陽能轉換並儲存在有機物中。
生質能可經燃燒、厭氧消化、發酵或熱化學轉換，製成熱能、電力或生質燃料，例如沼氣、生質酒精與生質柴油。生質能可利用有機資源並取代部分化石燃料；其環境效益則取決於原料來源、土地利用及製程排放。
（三）Shine-Dalgarno sequence（SD 序列）
Shine-Dalgarno 序列是原核生物 mRNA 上、位於起始密碼子上游的核糖體結合序列，常見共識序列為富含嘌呤的 AGGAGG。它可與核糖體 30S 次單位 16S rRNA 3′端的互補序列配對，協助核糖體定位，使起始密碼子進入適當位置，開始蛋白質轉譯。
SD 序列與起始密碼子的距離及配對情形會影響轉譯效率。它是原核生物轉譯起始的重要特徵；真核生物核糖體主要依靠 mRNA 的 5′端辨識與掃描機制定位起始密碼子。