112 身心障礙特考四等 衛生技術 醫用病毒學概要 考古題詳解
第 一 題20 分
病毒為可感染不同種類的植物、動物、細菌的超微小病原體。一般而言,特定的病毒只會感染特定的細胞,因此具有非常高的特異性,雖然有時候會有跨物種感染的情況發生。
請列舉八項病毒顆粒與細菌細胞之主要差異處。
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核心觀念
本題考查病毒顆粒(virion)與細菌細胞在細胞結構、遺傳物質、代謝能力、繁殖方式及藥物敏感性上的差異。病毒顆粒是由核酸與蛋白質外殼等構成的非細胞性顆粒;細菌則是具有細胞結構的原核生物,能在適當條件下自行進行代謝與繁殖。
解題方法
可從病毒是否具備完整細胞與自主生命機能切入,再逐項比較病毒顆粒和細菌細胞。作答時應列出八個明確的比較面向,並避免將「通常較小」寫成絕對判準:多數病毒小於細菌,但少數大型病毒的尺寸可與小型細菌相近。
八項主要差異
| 比較項目 | 病毒顆粒 | 細菌細胞 |
|---|---|---|
| 1. 基本性質 | 非細胞性顆粒,沒有完整細胞構造。 | 單細胞原核生物,具有細胞構造。 |
| 2. 遺傳物質 | 基因組為 DNA 或 RNA 其中一種;可為單股或雙股。 | 通常以雙股 DNA 作為主要染色體,另可具有質體;細胞內也有 RNA。 |
| 3. 外層構造 | 核酸外有蛋白質殼(capsid);部分病毒另有脂質套膜。 | 有細胞膜,通常具有細胞壁;部分細菌另有莢膜、鞭毛或菌毛。 |
| 4. 核糖體與細胞器 | 沒有核糖體,也沒有細胞器。 | 有核糖體,可進行蛋白質合成;沒有膜狀細胞核及多數真核細胞器。 |
| 5. 代謝能力 | 顆粒本身沒有完整的能量代謝與合成系統,不能獨立維持代謝。 | 具有自身的代謝酵素與代謝途徑,可在適合環境中進行物質與能量代謝。 |
| 6. 繁殖所需條件 | 為專性細胞內寄生者,必須進入易感宿主細胞,利用宿主及病毒相關機制增殖。 | 多數能在適當的無細胞培養基上生長;少數細菌為專性細胞內寄生。 |
| 7. 增殖方式 | 先合成病毒核酸與蛋白質,再組裝成新病毒顆粒;不是由一個病毒顆粒直接分裂成兩個。 |
第 二 題30 分
某些特定的病毒感染宿主細胞後,會躲藏於細胞內,不會立即裂解細胞,並引發宿主終生感染而造成所謂之持續性感染(persistent infection);某些病毒則可以不定期重新被活化,而造成所謂之慢性潛伏性狀態(chronic latent state)。
請列舉四例屬於持續性或潛伏性之病毒,並敘述其感染後所引起之疾病以及對細胞之影響。
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核心觀念
本題考「持續性感染」的型態,以及病毒長期留存在宿主細胞時,對細胞造成的影響。
- 持續性感染(persistent infection):病毒在宿主體內長期存在,感染不會隨急性感染期結束而完全清除;病毒可持續複製、間歇活化,或以潛伏形式留存。
- 慢性感染(chronic infection):病毒持續複製並可長期排出,疾病可能持續或反覆發作,例如慢性 B 型肝炎。
- 潛伏感染(latent infection):病毒基因組留在特定細胞內,但平時病毒複製及病毒產生受限;受刺激或免疫控制下降時,可重新活化並造成疾病,例如單純疱疹病毒與水痘-帶狀疱疹病毒。
持續感染未必會立即造成細胞裂解。病毒可能使細胞持續受損、功能改變、增殖,或在重新活化時才造成細胞病變。
解題方法
題目要求四例,作答時可選擇不同持續感染型態的代表病毒,並逐一交代三件事:
- 病毒如何持續或潛伏於宿主。
- 感染後引起的主要疾病。
- 病毒對受感染細胞造成的影響。
下列以 B 型肝炎病毒、單純疱疹病毒、水痘-帶狀疱疹病毒及 Epstein–Barr 病毒為例,涵蓋慢性持續感染與潛伏感染。
四種病毒的疾病與細胞影響
| 病毒 | 持續或潛伏方式 | 相關疾病 | 對細胞的影響 |
|---|---|---|---|
| B 型肝炎病毒(HBV) | 可在肝細胞內長期存在並持續複製,造成慢性感染。 | 慢性 B 型肝炎、肝硬化、肝細胞癌。 | 肝細胞受損很大一部分來自宿主免疫反應對感染肝細胞的攻擊;長期發炎與再生增加肝細胞癌風險。病毒 DNA 整合也可能影響細胞基因調控。 |
| 單純疱疹病毒(HSV-1、HSV-2) | 初次感染後,病毒基因組潛伏於感覺神經節神經元;活化後沿神經回到皮膚或黏膜。 | HSV-1 常見口唇疱疹,也可引起疱疹性腦炎;HSV-2 常見生殖器疱疹,也可造成新生兒疱疹。 | 活化並大量複製時,感染細胞可出現細胞病變、細胞融合及細胞裂解;潛伏期則通常不造成明顯神經元破壞。 |
| 水痘-帶狀疱疹病毒(VZV) | 初次感染後引起水痘,之後潛伏於感覺神經節;免疫力下降或年齡增加時可重新活化。 | 初次感染為水痘;再活化造成帶狀疱疹,並可能留下帶狀疱疹後神經痛。 | 再活化後病毒在神經及皮膚細胞複製,可造成細胞病變與組織發炎;神經受損可導致持續疼痛。 |
| Epstein–Barr 病毒(EBV) | 可潛伏於 B 淋巴球,並在口咽上皮細胞中增殖、排出病毒。 | 傳染性單核球增多症; |
第 三 題25 分
醫生發現在某托嬰中心接受日間照護之多位嬰幼兒,已連續多天發生水瀉、嘔吐和發燒,送至急診室時被診斷有脫水的現象,需要住院治療。
(一)試問哪一種病毒最有可能引起這些症狀?
(二)請詳細說明這一種病毒之分子結構與生物特性。
(三)請詳細說明目前如何治療與預防這一種病毒之感染?
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核心觀念
題幹的線索是「托嬰中心內多名嬰幼兒群聚」、「水瀉、嘔吐、發燒」及「脫水到需要住院」。這是幼兒急性病毒性腸胃炎的典型表現,其中輪狀病毒(rotavirus)是最符合的病原,尤其容易造成嬰幼兒嚴重水瀉與脫水。
本題主要考查:
- 根據年齡、群聚情境和症狀判斷腸胃炎病原。
- 輪狀病毒的病毒分類、基因體、衣殼結構及致病特性。
- 輪狀病毒感染的支持性治療,以及疫苗和感染管制措施。
解題方法
先以病程與症狀定位為「急性腸胃炎」,再用年齡及嚴重度縮小病原範圍。輪狀病毒常感染嬰幼兒,透過糞口途徑傳播,可引起嘔吐、水樣腹瀉與發燒;群聚於托嬰中心也符合其傳播特性。嚴重水瀉造成的脫水,是幼兒感染後就醫或住院的重要原因。
諾羅病毒也會在托嬰中心等場所引起群聚性嘔吐、腹瀉,但本題特別強調嬰幼兒及嚴重脫水,最典型的考試答案是輪狀病毒。
(一)最可能的病原
輪狀病毒(rotavirus)。
(二)分子結構與生物特性
病毒分類與形態
輪狀病毒屬於呼腸孤病毒科(Reoviridae)輪狀病毒屬(Rotavirus)。病毒顆粒呈二十面體對稱,電子顯微鏡下外觀像車輪,名稱即由此而來。
輪狀病毒沒有脂質外套膜,具有三層蛋白質衣殼。無外套膜使病毒對環境中的物理、化學因素相對穩定,能在受污染的手、物品或表面存留,助長群聚傳播。
基因體與衣殼蛋白
輪狀病毒的基因體為11 個分節的雙股 RNA(double-stranded RNA, dsRNA)。各 RNA 片段分別編碼病毒蛋白,包含結構蛋白(VP)與非結構蛋白(NSP)。
三層衣殼的代表性蛋白如下:
- 內層 VP2:包覆病毒 RNA,形成核心結構。
- 中層 VP6:主要衣殼蛋白,是輪狀病毒分群的重要依據。
- 外層 VP7 與 VP4:與病毒抗原性及感染細胞能力有關。VP7 是醣蛋白,決定 G 型;VP4 是可被蛋白酶切割的附著蛋白,決定 P 型。病毒株常以 G、P 型別組合表示。
輪狀病毒可分為 A 至 G 等群,其中A 群是人類幼兒輪狀病毒腸胃炎最重要的病原群。
複製與致病機轉
輪狀病毒主要感染小腸絨毛頂端的成熟腸上皮細胞。病毒進入細胞後在細胞質內複製;感染細胞受損後,絨毛上皮吸收功能下降,造成乳糖等營養素吸收不良及滲透性腹瀉。
病毒的非結構蛋白 NSP4 具有腸毒素樣作用,可促進腸道分泌與細胞內鈣離子訊號改變,增加腹瀉。腸道吸收減少與分泌增加共同導致大量水樣便;若水分和電解質流失未能補回,幼兒便會出現脫水。
傳播與臨床特性
輪狀病毒主要經糞口途徑傳播,也可透過受糞便污染的手、玩具、照護設備及環境表面散播。托嬰中心中幼兒密切接觸、共用物品及換尿布等情境,容易造成群聚感染。
潛伏期通常約一至三天。常見症狀包括水樣腹瀉、嘔吐、發燒及腹痛,病程多為數天。第一次感染通常較嚴重;感染或接種疫苗後仍可能再次感染,但後續感染通常較不嚴重。
(三)治療與預防
治療:以補充水分及電解質為主
目前輪狀病毒感染沒有常規使用的特效抗病毒藥物,治療重點是預防及矯正脫水。
- 輕度或中度脫水:以口服補液鹽(oral rehydration solution, ORS)補充水分和電解質;少量多次餵服,嘔吐時也可分次嘗試。
- 嚴重脫水、無法口服補液或循環狀態不穩:住院給予靜脈輸液,並監測尿量、電解質、血糖及生命徵象,依臨床狀況補充水分與電解質。
- 營養照護:病情允許時持續母乳哺餵及適齡飲食,避免不必要的禁食。
- 避免不當用藥:抗生素不能治療病毒感染;止瀉藥不宜自行用於幼兒。
第 四 題25 分
引起兒童皮膚出現疹子的原因很多,包括過敏、悶熱、藥物反應、微生物(細菌/病毒)感染以及病因不明等。
(一)請列舉出五種病毒以及它們感染後所造成的典型兒童期發疹性疾病。
(二)並說明它們的主要傳播途徑以及重要的臨床症狀。
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核心觀念
本題考查常見的病毒性兒童發疹疾病,作答要把「病原病毒、傳播途徑、典型皮疹與伴隨症狀」一一配對。可選擇五種代表性疾病:麻疹、德國麻疹、 水痘、傳染性紅斑與玫瑰疹。
解題方法
從臨床辨認線索切入:先找出皮疹的出現時機與分布,再配對具有辨識度的症狀,例如麻疹的柯氏斑、德國麻疹的耳後淋巴結腫大、水痘的不同階段病灶、第五病的「掌摑臉」樣紅疹,以及玫瑰疹的「退燒後出疹」。最後補上主要傳播途徑,即可完整回答題目兩部分。
五種病毒性發疹疾病
| 病毒 | 典型疾病與傳播途徑 | 主要臨床症狀 |
|---|---|---|
| 麻疹病毒(measles virus) | 引起麻疹,主要經由感染者呼吸道分泌物形成的飛沫或空氣傳播,傳染力很強。 | 初期有高燒、咳嗽、流鼻水、結膜炎;口腔頰黏膜可見柯氏斑(Koplik spots)。皮疹通常先由耳後、臉部出現,再向軀幹及四肢擴散,常呈融合性紅斑丘疹。 |
| 德國麻疹病毒(rubella virus) | 引起德國麻疹,主要經呼吸道飛沫傳播;孕婦感染時也可經胎盤傳給胎兒。 | 常見輕度發燒、臉部開始的細小紅疹,之後向軀幹與四肢擴散,通常病程較輕、皮疹較快消退。耳後、枕部或後頸淋巴結腫大是重要線索。孕期感染可能造成先天性德國麻疹症候群。 |
| 水痘—帶狀疱疹病毒(varicella-zoster virus, VZV) | 初次感染引起水痘,主要經空氣或飛沫傳播,也可直接接觸水疱液傳播。 | 常有發燒、倦怠,皮膚出現搔癢性紅疹,依序形成丘疹、水疱、膿疱及痂皮。典型特徵是不同階段的皮疹可同時存在,且常先見於軀幹、頭皮。 |
| 人類細小病毒 B19(parvovirus B19) | 引起傳染性紅斑(erythema infectiosum,又稱第五病),主要經呼吸道分泌物傳播,也可經血液或母胎垂直傳播。 | 常先有輕微發燒或類感冒症狀,接著兩頰出現明顯紅斑,呈「掌摑臉」樣;之後四肢及軀幹可出現網狀或蕾絲狀紅疹。皮疹階段通常已較不具傳染力。 |