108 地方特考三等 衛生技術 醫用微生物及免疫學 考古題詳解
第 一 題25 分
說明困難梭狀芽孢桿菌(Clostridium difficile)的微生物特性、細胞毒素作用機制、導致的疾病及臨床治療方式。
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核心觀念
本題考查困難梭狀芽孢桿菌(Clostridium difficile;現常稱 Clostridioides difficile)的病原特性、毒素致病機轉、感染表現與治療原則。答題時依「病原 → 毒素 → 疾病 → 治療」的順序,說明抗生素如何破壞腸道菌相,以及毒素如何造成大腸黏膜受損。
解題方法
先交代此菌為可形成芽孢的革蘭氏陽性厭氧桿菌,並指出抗生素使用會破壞正常腸道菌相,使其芽孢萌發、繁殖並產生毒素。接著說明毒素 A、毒素 B 進入腸上皮細胞後,透過葡萄糖基化使 Rho 家族小型 GTPase 失活,造成細胞骨架與上皮屏障破壞,進而引發腹瀉、腸炎及偽膜形成。最後按病情嚴重度列出停用誘發抗生素、抗菌藥物治療、支持療法及復發處置。
參考作答
一、微生物特性
- 形態與生理:困難梭狀芽孢桿菌為革蘭氏陽性、產芽孢、專性厭氧桿菌。營養型細菌可在腸道內繁殖並產生毒素;芽孢耐受環境,能在醫療照護環境中存留,並經糞口途徑傳播。
- 伺機性感染:健康腸道菌相可抑制其生長。使用抗生素後,腸道正常菌相遭破壞,菌群抵抗力下降,使困難梭狀芽孢桿菌得以繁殖與產毒。
- 常見風險因子:住院或長照機構暴露、高齡、近期使用抗生素,以及免疫功能低下。多種抗生素均可能增加感染風險,常見相關藥物包括 clindamycin、廣效型頭孢子菌素及 fluoroquinolones。
- 主要毒力因子:毒素 A(TcdA)與毒素 B(TcdB)是主要致病因子;部分菌株另產生二元毒素(binary toxin,CDT)。
二、細胞毒素作用機制
TcdA、TcdB 均為大型葡萄糖基轉移酶毒素。毒素與宿主細胞表面受體結合後,經內吞進入細胞;其催化區域進入細胞質,利用 UDP-glucose 將葡萄糖基轉移至 Rho 家族小型 GTPase,使其失活。
Rho、Rac、Cdc42 等蛋白參與細胞骨架調節與細胞間連結維持。這些蛋白失活後,會造成:
- 肌動蛋白細胞骨架崩解、細胞變圓及細胞間連結受損。
- 腸上皮屏障通透性增加,液體分泌及發炎反應上升。
- 上皮細胞凋亡與壞死,形成黏膜糜爛、潰瘍及偽膜。
第 二 題10 分
解釋何謂真菌毒素中毒(Mycotoxicoses),並舉兩例說明產生真菌毒素的黴菌及其可能導致的疾病。
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核心觀念
真菌毒素中毒(mycotoxicoses)是人或動物攝入受產毒真菌污染的食物、飼料,或經由呼吸道、皮膚接觸真菌毒素後所引起的中毒性疾病。致病因素是黴菌產生的毒素,不一定是黴菌本身侵入人體,因此不同於真菌感染症;毒素也可能在食物加工或黴菌死亡後仍然存在。
常見產毒黴菌包括麴菌屬(Aspergillus)、鐮孢菌屬(Fusarium)及青黴菌屬(Penicillium)。毒素種類、污染食物及暴露劑量不同,臨床表現可從急性肝毒性、腎毒性到慢性致癌作用不等。
解題方法
本題是名詞解釋兼舉例題,作答時依序交代三項內容:
- 定義:說明是接觸或攝入真菌產生的毒素所致。
- 與真菌感染區別:指出致病主因為毒素,不是黴菌在人體內繁殖或侵犯組織。
- 舉例連結:每例列出「產毒黴菌、毒素、污染來源或暴露方式、疾病」。
例子宜選擇毒素與疾病關係明確者,並寫出毒素名稱,避免只列黴菌名稱而未說明中毒後果。
例子說明
例一:黃麴毒素
黃麴菌(Aspergillus flavus、Aspergillus parasiticus)可產生黃麴毒素(aflatoxins),常污染花生、玉米及其他
第 三 題20 分
說明下列二種微生物毒素其製造之病原體、作用機制及導致之臨床疾病:
(一) 破傷風痙攣毒素(Tetanospasmin)
(二) 炭疽毒素(Anthrax toxin)
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核心觀念
本題考兩種細菌外毒素的病原體、作用機制與臨床表現。作答時應掌握毒素如何影響神經傳導或宿主細胞訊號,再由機制推導疾病表現:
- 破傷風痙攣毒素阻斷抑制性神經傳遞,造成肌肉持續收縮與痙攣。
- 炭疽毒素由保護性抗原(protective antigen, PA)協助其他毒素成分進入細胞;水腫因子與致死因子分別干擾細胞訊號及造成細胞損傷。
解題方法
依「病原體 → 毒素組成或靶點 → 分子作用 → 臨床疾病」逐一作答。神經毒素題要連結神經傳導物質與肌肉表現;炭疽毒素題則須辨識三種成分,以及兩種主要毒素組合的作用差異。
(一)破傷風痙攣毒素(Tetanospasmin)
病原體:產生於破傷風梭菌(Clostridium tetani),為厭氧、產芽孢的革蘭氏陽性桿菌。芽孢可由傷口進入,在適合的低氧環境中萌發並產生毒素。
作用機制:破傷風痙攣毒素是由重鏈與輕鏈構成的神經毒素。重鏈協助毒素進入周邊運動神經末梢,毒素再沿神經軸突逆行運輸至中樞神經系統。輕鏈具有鋅依賴性內肽酶活性,可切割突觸小泡相關蛋白 synaptobrevin(VAMP),阻止抑制性神經傳遞物質的釋放,主要包括甘胺酸(glycine)與 γ-胺基丁酸(GABA)。
抑制性神經元無法正常抑制運動神經元,造成運動神經元過度活化,肌肉因而持續收縮,並出現痙攣。
臨床疾病:引起破傷風(tetanus),典型表現包括牙關緊閉、吞嚥困難、全身肌肉僵硬與疼痛性痙攣;嚴重時可出現角弓反張及呼吸肌痙攣,導致呼吸衰竭。破傷風不是由細菌侵入中樞神經系統造成,而是毒素作用於神經系統所致。
(二)炭疽毒素(Anthrax toxin)
病原體:由炭疽桿菌(Bacillus anthracis)產生,為產芽孢的革蘭氏陽性桿菌。其典型炭疽毒素由三種蛋白質成分組成:
第 四 題25 分
敘述 B 型肝炎病毒(Hepatitis B virus)之病毒顆粒組成、傳染途徑、實驗室診斷方法及治療預防。
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核心觀念
本題是申論題,考查 B 型肝炎病毒(HBV)的病毒結構、傳播方式、血清學與分子診斷,以及治療和預防。作答時應把病毒顆粒的組成說清楚,並將各項檢驗結果連結到感染狀態、病毒複製與免疫反應。
HBV 屬於嗜肝 DNA 病毒科的部分雙股環狀 DNA 病毒。完整感染性病毒顆粒稱為 Dane 顆粒,直徑約 42 nm,具有外套膜、核衣殼及病毒基因組。血液中也可見大量不具感染性的球狀與絲狀次病毒顆粒,主要由表面抗原組成,不含病毒基因組。
解題方法
依照「顆粒組成 → 傳染途徑 → 實驗室診斷 → 治療與預防」的順序作答。診斷部分以三類資訊為主軸:病毒抗原與抗體、病毒核酸、肝細胞發炎指標。其中抗原與抗體用來判斷感染階段及免疫狀態,HBV DNA 用來評估病毒複製與治療反應,ALT 等肝功能指標則反映肝細胞受損情形。
一、病毒顆粒組成
完整 Dane 顆粒由下列部分構成:
- 外套膜:含 B 型肝炎表面抗原(HBsAg)、脂質及宿主細胞成分。HBsAg 也是疫苗使用的主要抗原。
- 核衣殼:由核心抗原(HBcAg)構成,內含病毒基因組及病毒聚合酶。
- 病毒基因組:為不完全雙股環狀 DNA(partially double-stranded circular DNA)。
- 病毒酵素:病毒聚合酶具有逆轉錄酶活性,病毒複製過程會經過 RNA 中間體。
HBV 另會產生大量球狀及絲狀次病毒顆粒,成分以 HBsAg 為主,沒有核衣殼及病毒 DNA,因此不具感染性。HBeAg 是由核心區相關基因表現並分泌至血液中的抗原,常用作病毒複製活躍及傳染力較高的血清學指標;它不是 Dane 顆粒外套膜或核衣殼的結構成分。
二、傳染途徑
HBV 主要經由含病毒的血液或體液傳播,包括:
- 周產期傳播:感染孕婦於分娩時傳給新生兒,是重要傳播途徑。
- 性接觸傳播:病毒可經受感染的體液進入黏膜或微小傷口。
- 經皮血液暴露:例如共用針具、未妥善消毒的醫療器械、針扎事故,或共用可能沾血的個人用品。
HBV 不以一般日常接觸傳播,例如共餐、握手或同處一室;作答時應避免把一般接觸與血液、性接觸及周產期等有效傳播途徑混為一談。
三、實驗室診斷方法
1. 血清學檢驗
常用檢驗包括 HBsAg、anti-HBs、總 anti-HBc、IgM anti-HBc、HBeAg 及 anti-HBe。
| 檢驗項目 | 臨床判讀重點 |
|---|---|
| HBsAg | 持續存在表示目前有 HBV 感染;持續超過 6 個月為慢性 HBV 感染的重要判定依據。 |
| anti-HBs | 表示具有免疫力,可見於感染痊癒後或接種疫苗後。 |
| 總 anti-HBc | 表示曾接觸過 HBV;接種疫苗不會產生此抗體。 |
| IgM anti-HBc | 常見於急性感染,也可在慢性 B 肝急性發作時出現。 |
| HBeAg | 通常表示病毒複製較活躍、傳染力較高。 |
| anti-HBe | 常見於 HBeAg 消失後,通常代表病毒複製下降;仍須配合 HBV DNA 判讀。 |
常見血清型態如下:
第 五 題20 分
敘述德國麻疹病毒(Rubella virus)的病原體特性、感染方式、臨床症候群、預防與控制及實驗室診斷。
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核心觀念
本題是申論題,要求依序說明德國麻疹病毒的病原體特性、傳播方式、臨床表現、防治與實驗室診斷。作答主軸是先交代病毒的基本性質,再說明一般感染與孕婦感染的差異,最後列出疫苗及診斷方法。
德國麻疹多數感染症狀輕微,甚至無症狀;其重要性在於孕婦感染可能造成流產、胎兒死亡或先天性德國麻疹症候群(congenital rubella syndrome, CRS)。
解題方法
依「病毒特性 → 傳播與致病 → 臨床表現 → 預防控制 → 實驗室診斷」作答,可完整對應題目所問的五個面向。臨床部分須分開整理後天感染與胎兒感染;診斷部分則區分急性感染的血清學與病毒核酸檢測,以及 CRS 的檢驗證據。
病原體特性
- 德國麻疹病毒屬於 Matonaviridae 科、Rubivirus 屬,為有包膜、具正鏈單股 RNA 的病毒。
- 病毒顆粒約 50–90 nm,基因體為不分節段 RNA;病毒包膜含 E1、E2 醣蛋白。
- 有包膜病毒對熱、乾燥、紫外線及一般消毒劑較敏感,故在環境中的存活力有限。
- 德國麻疹病毒與麻疹病毒是不同病毒;德國麻疹的臨床病程通常較輕,但孕期感染的致畸胎效應是重要考點。
感染方式與致病
- 呼吸道傳播:經感染者的鼻咽分泌物及飛沫傳播。
- 母胎垂直傳播:孕婦感染後,病毒可經胎盤感染胎兒;胎兒感染風險及傷害程度以妊娠早期最高。
- 傳染期:出疹前約 7 日至出疹後約 7 日具有傳染力;先天性感染嬰兒可長期排出病毒,成為傳染來源。
- 病毒經呼吸道黏膜進入人體後,可先在局部淋巴組織複製,再經病毒血症散布。孕期感染時,病毒可穿越胎盤並影響胎兒器官發育。
臨床症候群
後天感染
- 潛伏期約 14–21 日。
- 典型表現為低度發燒、全身不適、淋巴結腫大及細小斑丘疹。
- 耳後、枕後及後頸部淋巴結腫大具有提示性;皮疹通常由臉部開始,向軀幹與四肢擴散,約 3 日消退,因此俗稱「三日麻疹」。
- 青少年及成人,尤其女性,可能出現關節痛或關節炎;少數病例會發生血小板減少或腦炎。
- 感染也可能沒有明顯症狀,因此不能只依臨床表現排除感染。
先天性德國麻疹症候群(CRS)
孕婦於妊娠早期感染後,胎兒可能出現:
- 三大典型表現:感音性耳聾、白內障或其他眼部病變、先天性心臟病(常見如開放性動脈導管)。
- 其他表現包括生長遲滯、小頭畸形、紫斑或「藍莓鬆餅」樣皮疹、肝脾腫大、黃疸、腦膜腦炎及骨骼病變。
- 傷害程度與感染時的妊娠週數相關,妊娠早期感染造成嚴重胎兒傷害的風險最高。