112 地方特考三等 衛生技術類科 生物技術學 考古題詳解

核心觀念

基因功能研究常依研究問題分成兩類：一是測量基因是否表現、表現量及其位置；二是改變基因或其產物，再觀察細胞或個體表型的變化，以推論其功能。作答時宜列出至少四種技術，並說明各自的原理與用途。

解題方法

可依「核酸表現量、空間位置、蛋白質產物、功能干預」四個面向作答。以下列舉六種常見技術；實際研究常搭配使用，以相互驗證。

一、反轉錄定量 PCR（RT-qPCR）

先以反轉錄酶將 RNA 轉成互補 DNA（cDNA），再以目標基因專一性引子進行即時 PCR。反應中的螢光訊號隨 DNA 增幅上升，達到設定閾值所需的循環數稱為 Ct 值；Ct 越低，起始模板量通常越高。

將目標基因與內參基因比較，可估算不同樣本間的相對表現量。常用 $\Delta\Delta Ct$ 法：

$$\Delta Ct=Ct_{\text{目標基因}}-Ct_{\text{內參基因}}$$ $$\text{相對表現量}=2^{-\Delta\Delta Ct}$$

此法適合定量特定基因的 RNA 表現，但須確認 RNA 品質、引子專一性及內參基因穩定性。

二、RNA 定序（RNA-seq）

將樣本中的 RNA 轉為 cDNA 文庫，經大量平行定序後，將序列讀段比對至基因組或轉錄本，再依讀段數估算各基因的表現量。比較不同組別的讀段分布，可找出差異表現基因；亦可分析可變剪接及新轉錄本。

RNA-seq 可同時調查大量基因，屬於全轉錄體分析；其結果仍需考量測序深度、樣本品質及生物複本，重要發現可再以 RT-qPCR 驗證。

三、原位雜交（ISH；含螢光原位雜交 FISH）

將帶有標記的核酸探針與組織或細胞中的互補 RNA 或 DNA 序列進行雜交，再透過顯色或螢光訊號觀察目標分子所在位置。若探針辨識的是 RNA，可呈現特定基因在哪些細胞或組織表現；若辨識 DNA，則可用於觀察特定序列或染色體位置。

此法提供空間資訊，可補足 RT-qPCR、RNA-seq 雖能測量表現量、卻通常不直接呈現組織位置的限制。

四、報導基因分析（reporter assay）

將待研究的啟動子或調控序列接到報導基因上，例如螢光素酶（luciferase）或綠色螢光蛋白（GFP），再將構築體導入細胞。若該調控序列能促進轉錄，報導基因產物或螢光訊號便會增加。

核心觀念

本題考查腫瘤免疫學中的「癌症免疫編輯」與「過繼性 T 細胞治療」。免疫系統可辨認並清除癌細胞，但在免疫壓力下，較能逃避免疫辨識或抑制免疫反應的癌細胞會被選擇出來，逐漸形成可持續生長的腫瘤。

癌症免疫編輯常以三階段說明：

1. 清除期（elimination）：先天與後天免疫共同辨認、殺傷癌細胞。
2. 平衡期（equilibrium）：免疫系統抑制腫瘤生長，但未完全清除；腫瘤細胞逐漸累積逃脫變化。
3. 逃脫期（escape）：癌細胞逃離免疫控制並持續增殖。

過繼性 T 細胞治療（adoptive T cell therapy）則是取出病人的 T 細胞或腫瘤浸潤淋巴球，於體外篩選、擴增或基因改造後再輸回病人體內，以增強抗腫瘤免疫。

解題方法

本題分成兩部分作答：

（一）依「降低癌細胞可見度、關閉免疫攻擊、營造抑制環境、阻止免疫細胞進入或發揮作用」整理免疫逃脫機制。

（二）依細胞來源與辨認癌細胞的方式，說明主要 T 細胞輸入療法：腫瘤浸潤淋巴球（TIL）、T 細胞受體基因改造 T 細胞（TCR-T）與嵌合抗原受體 T 細胞（CAR-T）；再對照各療法可能的毒性。

（一）癌細胞如何逃脫免疫系統的監控？

1. 降低抗原表現或抗原呈現

癌細胞可能失去或降低腫瘤抗原，或降低 MHC-I、β2-microglobulin 等抗原呈現相關分子的表現，使 CD8⁺ 細胞毒性 T 細胞較難辨認癌細胞。腫瘤內不同細胞也可能具有不同抗原，免疫系統清除帶有特定抗原的細胞後，缺乏該抗原的細胞便得以存活並擴增。

2. 啟動免疫檢查點，抑制 T 細胞

癌細胞可表現 PD-L1，與 T 細胞上的 PD-1 結合，降低 T 細胞活化與殺傷功能。腫瘤微環境中的抑制訊號亦會使 T 細胞逐漸耗竭。CTLA-4 等免疫檢查點也能限制 T 細胞活化。

3. 分泌免疫抑制因子並招募抑制性細胞

腫瘤可分泌 TGF-β、IL-10、VEGF 等因子，抑制效應 T 細胞與樹突細胞功能；也可招募調節型 T 細胞（Treg）、骨髓來源抑制細胞（MDSC）及具免疫抑制功能的腫瘤相關巨噬細胞，削弱抗腫瘤反應。

4. 逃避細胞毒性殺傷

癌細胞可增加抗凋亡訊號，或降低對穿孔素、顆粒酶及死亡受體訊號的敏感性；也可能表現 Fas 配體等分子，促使攻擊它的免疫細胞死亡。

5. 阻止免疫細胞進入腫瘤或在腫瘤內有效作用

腫瘤血管與間質屏障可能妨礙 T 細胞進入腫瘤；腫瘤微環境中的缺氧、低營養、酸性代謝物及腺苷等，也會降低 T 細胞功能。部分腫瘤同時減少樹突細胞募集或抗原呈現，降低腫瘤特異性 T 細胞的啟動。

（二）T 細胞輸入療法之種類、原理及可能副作用

1. 腫瘤浸潤淋巴球治療（TIL therapy）

**原理：**從腫瘤組織取出已浸潤腫瘤的淋巴球，篩選或擴增具有抗腫瘤活性的 T 細胞，並常搭配淋巴球清除性前處理與細胞激素支持，再將細胞輸回病人體內。TIL 可辨認腫瘤細胞呈現在 MHC 上的腫瘤抗原。

核心觀念

本題考查的是核酸疫苗如何利用人體細胞製造抗原，以及 mRNA 疫苗、DNA 疫苗與傳統疫苗在抗原來源、製備方式、免疫反應與安全性上的差異。

mRNA 疫苗不直接注入病毒抗原，而是將編碼目標抗原的信使 RNA（mRNA）送入細胞質，使細胞依據 mRNA 合成抗原蛋白。抗原經細胞內處理後，可透過主要組織相容性複合體（MHC）呈現，誘發抗體與 T 細胞免疫反應。

解題方法

回答時依序掌握兩個重點：

1. 說明製備流程：從選定抗原基因、設計 mRNA，到體外轉錄、純化與脂質奈米顆粒包覆。
2. 依疫苗平台比較：比較抗原如何產生、是否需要進入細胞核、製備速度、免疫效果、安全性及保存需求。

mRNA 疫苗製備原理

1. 選定抗原與設計序列 選定病原體中可引發保護性免疫的抗原，例如 SARS-CoV-2 的棘蛋白（spike protein），設計能編碼該抗原的 mRNA 序列。

2. 建立 DNA 模板 製備含有目標序列及轉錄調控區的 DNA 模板，供體外轉錄使用。模板可由質體 DNA 等方式提供。

3. 體外轉錄與 mRNA 修飾 以 DNA 為模板進行體外轉錄（in vitro transcription），製得目標 mRNA。成熟 mRNA 通常包含 5′ 端帽結構、適當的非轉譯區及 poly(A) 尾，以提升穩定性並促進翻譯。部分疫苗會使用修飾核苷，以降低不必要的先天免疫辨識、改善 mRNA 的穩定性與蛋白質表現。

4. 純化與品質檢驗 移除未反應原料、酵素、DNA 模板及可能的雙股 RNA 等雜質，並確認 mRNA 的完整性、純度與含量。

5. 脂質奈米顆粒包覆 mRNA 容易被核酸酶分解，也不易自行穿過細胞膜，因此以脂質奈米顆粒（lipid nanoparticle, LNP）包覆，協助保護 mRNA、進入細胞並釋放至細胞質。

6. 細胞內抗原表現與免疫誘發 LNP 進入細胞後釋出 mRNA，細胞質中的核糖體將其翻譯成抗原蛋白。抗原可被細胞處理並呈現，誘發抗體反應及 T 細胞反應。mRNA 在細胞內逐漸被分解，不需要進入細胞核即可表現抗原。

mRNA 疫苗、傳統疫苗與 DNA 疫苗比較

比較項目	mRNA 疫苗	傳統疫苗	DNA 疫苗
抗原來源	細胞讀取注入的 mRNA，製造抗原	直接給予病原體、病原體成分或其製成的抗原	細胞讀取 DNA，再轉錄、翻譯製造抗原

核心觀念

單株抗體（monoclonal antibody, mAb）是由單一 B 細胞克隆或其衍生細胞株製造的一群抗體，具有相同的抗原結合特異性，能辨認同一抗原上的特定表位。題目分成兩個考點：一是如何取得並大量製造具治療用途的單株抗體；二是治療癌症時常見的抗體形式。

傳統製備方法是雜交瘤技術；現代治療性抗體則常結合抗體工程、噬菌體展示、轉殖動物或重組表現技術，以提高抗體的人源化程度、產量與臨床適用性。

解題方法

（一）按「免疫取得特異性 B 細胞 → 永生化 → 篩選單株 → 擴增製造」說明雜交瘤技術，再以其優缺點作答。治療用抗體另須指出鼠源抗體在人體可能引發免疫反應，因此發展出嵌合、人源化及全人抗體。

（二）「型態」可從抗體的作用形式分類，說明未偶聯抗體、抗體藥物偶聯物及雙特異性抗體；若補充癌症抗體的人源化程度分類，可使答案更完整。兩種分類依據不同，作答時應明確區分。

（一）製造治療用單株抗體的方法原理與優缺點

1. 雜交瘤技術的原理與步驟

1. 免疫動物：以目標抗原免疫小鼠，誘發能辨認目標抗原表位的 B 細胞，常取脾臟細胞作為來源。
2. 細胞融合：將脾臟 B 細胞與具增殖能力、但本身不分泌目標抗體的骨髓瘤細胞融合，形成雜交瘤（hybridoma）。常用 PEG 促進融合。
3. 選擇融合細胞：在 HAT 培養基中篩選。未融合的骨髓瘤細胞因缺乏 HGPRT，在 HAT 培養基中無法存活；未融合的 B 細胞雖有相關代謝能力，但壽命有限；具有兩者特性的雜交瘤則能持續存活與增殖。
4. 篩選並單株化：檢測各株培養液中的抗體是否能與目標抗原特異性結合，再以有限稀釋等方法取得單一細胞來源的克隆，並確認其特異性與功能。
5. 擴增與製造：選定穩定株後進行培養、擴增與抗體純化。治療用製程須進一步控制抗體的純度、效價、穩定性與批次一致性。

雜交瘤的核心在於結合兩種細胞的特性：B 細胞提供抗體特異性，骨髓瘤細胞提供持續增殖能力。

2. 優點

• 能取得對特定抗原表位具高度專一性的抗體，適合製造性質一致的單株抗體。
• 雜交瘤可長期培養並持續分泌抗體，建立細胞株後便於穩定供應。
• 篩選後可比較不同克隆的結合能力與生物活性，選出適合治療用途的抗體。

3. 缺點與改良方向

• 鼠源抗體的免疫原性：傳統小鼠雜交瘤產生的鼠源抗體進入人體後，可能引發人抗鼠抗體反應（HAMA），造成抗體較快被清除、療效降低，並增加不良反應風險。
• 靶點與功能限制：若目標抗原不易誘發適當的免疫反應，或抗體雖能結合但無法產生所需功能，仍難以得到理想治療抗體。