109 高普考高考三級 生物技術 免疫學 考古題詳解
第 一 題25 分
請說明何謂急性期反應和急性期蛋白（acute phase response and acute phase reactants），以及急性期蛋白之種類和功用。
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核心觀念
急性期反應（acute phase response, APR）是感染、組織損傷、發炎或腫瘤等刺激所引發的全身性反應，目的在限制病原體與組織傷害、協助清除受損細胞，並促進修復。它屬於先天免疫與發炎反應的一部分。
受刺激的巨噬細胞、單核球及其他細胞會釋放發炎性細胞激素，主要包括 IL-6、IL-1 與 TNF-α。其中 IL-6 是促使肝臟改變血漿蛋白合成的重要訊號。急性期反應可伴隨發燒、白血球數變化、血管通透性增加、代謝改變，以及肝臟合成血漿蛋白的組成變化。
急性期蛋白（acute phase reactants）是指在急性發炎期間，血漿濃度會顯著改變的蛋白質。依濃度變化方向分為：
- 正急性期蛋白：發炎時血漿濃度上升。
- 負急性期蛋白：發炎時血漿濃度下降，常因肝臟優先合成正急性期蛋白，或因其合成受發炎細胞激素抑制。
解題方法
作答時先交代急性期反應的「刺激—細胞激素—肝臟與全身變化」脈絡，再依急性期蛋白的濃度變化方向分類，最後列舉代表蛋白及其功能。列舉時應將蛋白與功能配對，才能完整回答「種類和功用」。
急性期蛋白的種類與功用
正急性期蛋白
| 蛋白質 | 主要功用 |
|---|---|
| C 反應蛋白（C-reactive protein, CRP） | 結合受損細胞或病原體表面的成分，促進調理作用與吞噬；也可活化補體。常用於評估發炎狀態。 |
| 血清澱粉樣蛋白 A（serum amyloid A, SAA） | 參與發炎部位的免疫細胞募集與脂質運送；長期大量升高可能形成類澱粉蛋白沉積。 |
| 纖維蛋白原（fibrinogen） | 參與凝血，形成纖維蛋白；血中濃度上升也會促進紅血球聚集，使紅血球沉降速率上升。 |
| 補體蛋白，如 C3 | 參與補體活化，促進調理吞噬、發炎反應及病原體清除。 |
| 甘露糖結合凝集素（mannose-binding lectin, MBL） | 結合微生物表面的醣類，啟動凝集素途徑補體活化，並促進調理作用。 |
| 結合珠蛋白（haptoglobin） | 結合游離血紅素，避免血紅素造成氧化傷害，並協助其清除。 |
第 二 題25 分
請說明單株抗體（monoclonal antibody）製造的流程，以及用以篩選融合瘤的培養液其原理為何？
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核心觀念
本題考查以「融合瘤（hybridoma）技術」製備單株抗體，以及 HAT 培養液如何依細胞的核苷酸合成能力篩選融合細胞。
單株抗體是由單一 B 細胞克隆衍生的細胞所分泌，辨認同一抗原表位、具有相同特異性的抗體。傳統製法將兩種細胞的優點結合：免疫小鼠脾臟 B 細胞能製造特定抗體，但壽命有限；骨髓瘤細胞能持續增殖，但選用的細胞株缺乏次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶（HGPRT），且不分泌所需抗體。
解題方法：融合瘤製備流程
- 免疫動物：以目標抗原免疫小鼠，誘發能辨認該抗原的 B 細胞。
- 取得 B 細胞：取出脾臟，分離其中的抗體生成 B 細胞。
- 準備骨髓瘤細胞：選用可無限增殖、但 HGPRT 缺陷且不分泌抗體的骨髓瘤細胞。
- 誘導細胞融合：將脾臟 B 細胞與骨髓瘤細胞混合，以聚乙二醇（PEG）等促進融合，形成融合瘤。
- 以 HAT 培養液篩選：將融合後的細胞置於 HAT 培養液中，使未融合的骨髓瘤細胞及壽命有限的 B 細胞逐漸淘汰，保留能增殖的融合瘤。
- 篩選目標抗體：檢測各孔培養上清液，找出能與目標抗原特異性結合的細胞株。
- 單細胞克隆與擴增：以有限稀釋等方法由單一融合瘤細胞建立克隆，再確認抗體特異性並擴增培養，取得單株抗體。
HAT 培養液的篩選原理
HAT 是由次黃嘌呤（hypoxanthine）、胺基蝶呤（aminopterin）及胸腺嘧啶核苷（thymidine）組成。
第 三 題25 分
請說明人類白血球抗原（human leukocyte antigen, HLA）的構造、功能及遺傳特質為何？
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核心觀念
本題考查人類主要組織相容性複合體（major histocompatibility complex, MHC），在人類稱為人類白血球抗原（human leukocyte antigen, HLA）。作答可依序說明 基因所在與分類、HLA-I 與 HLA-II 的分子構造、抗原呈現功能，以及遺傳特質。
HLA 基因群位於第 6 號染色體短臂 6p21.3，依區域分為第一類、第二類與第三類。典型的抗原呈現分子為 HLA-I 與 HLA-II；第三類區域則包含補體、腫瘤壞死因子等免疫相關基因，並不編碼典型的抗原呈現分子。
解題方法
比較 HLA-I 與 HLA-II 時，可沿著「由哪些鏈組成、胜肽結合槽由哪些區域形成、呈現什麼來源的抗原、交給哪種 T 細胞辨識」四個面向作答；遺傳特質則掌握「多基因、多型性、共顯性、單倍型連鎖遺傳」。
一、HLA 的構造
| 特徵 | HLA-I | HLA-II |
|---|---|---|
| 主要基因座 | HLA-A、HLA-B、HLA-C | HLA-DP、HLA-DQ、HLA-DR |
| 分子組成 | 一條具多型性的 α 重鏈，非共價結合 β₂-微球蛋白 | 一條 α 鏈與一條 β 鏈 |
| 胜肽結合槽 | α1、α2 區域形成 | α1、β1 區域形成 |
| 槽的形狀與胜肽 | 兩端封閉，通常結合較短胜肽，約 8–10 個胺基酸 | 兩端較開放，可結合較長胜肽，通常約 13–18 個以上胺基酸 |
HLA-I 的 α 鏈由 α1、α2、α3 三個胞外區域及跨膜、胞內區域構成；β₂-微球蛋白不是由 HLA 基因區編碼，而由第 15 號染色體上的基因編碼。HLA-II 的 α、β 鏈皆由 HLA 基因區編碼，α1 與 β1 區域共同構成胜肽結合槽。
二、HLA 的功能
HLA 分子負責將抗原胜肽呈現給 T 細胞受體（T-cell receptor, TCR），使 T 細胞辨識「胜肽—HLA」複合體。
- HLA-I：廣泛表現於有核細胞，呈現細胞內來源的胜肽，例如病毒感染或腫瘤細胞產生的抗原，供 CD8⁺ 細胞毒性 T 細胞辨識。細胞內胜肽通常經蛋白酶體分解，並經 TAP 輸送至內質網裝載到 HLA-I。
- HLA-II：主要表現於專業抗原呈現細胞（如樹突細胞、巨噬細胞及 B 細胞），呈現由細胞外攝入、經內體或溶酶體處理的抗原胜肽，供 CD4⁺ 輔助型 T 細胞辨識。HLA-II 在內質網中與不變鏈結合，進入內體後移除 CLIP，再裝載抗原胜肽。
第 四 題25 分
請說明幹細胞分化成為成熟的 B 細胞及漿細胞（plasma cell）會經過那些不同的階段以及每個階段的特質為何？
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核心觀念
本題考查 B 細胞從造血幹細胞發育為成熟、未受抗原刺激的初始 B 細胞，再經抗原活化分化為漿細胞的階段，以及各階段免疫球蛋白基因重組、表面標記與功能變化。
B 細胞發育的主軸是免疫球蛋白基因依序重組：先完成重鏈基因的 VDJ 重組，再完成輕鏈基因的 VJ 重組，形成完整的 B 細胞受體（B-cell receptor, BCR）。成熟 B 細胞辨識抗原並接受適當刺激後，可分化為分泌抗體的漿細胞；部分活化 B 細胞會經生發中心反應，進行體細胞突變、親和力成熟與抗體類別轉換。
解題方法
依「骨髓內發育 → 周邊成熟 → 抗原刺激後分化」分段作答。每個階段以三項特徵說明：發育位置、免疫球蛋白基因或表面 Ig 的變化，以及此階段的主要功能或檢查點。
各階段及其特質
一、造血幹細胞與共同淋巴前驅細胞
造血幹細胞（hematopoietic stem cell, HSC）位於骨髓，具有自我更新及產生多種血球細胞的能力。其後分化為共同淋巴前驅細胞（common lymphoid progenitor, CLP），再進入 B 細胞譜系。
此階段尚未表現具功能的表面免疫球蛋白，也未完成免疫球蛋白基因重組。前驅細胞逐步取得 B 細胞譜系特性，並進入早期 B 細胞發育程序。
二、前前 B 細胞與前 B 細胞（pro-B cell）
前 B 細胞主要在骨髓發育，開始進行免疫球蛋白重鏈基因重組。重組先由 D_H 與 J_H 片段結合，再由 V_H 與 D_HJ_H 結合，形成 VDJ 重組片段。
若重鏈重組成功，細胞會產生 μ 重鏈；若重組失敗，可嘗試另一個等位基因。兩個等位基因都無法產生可用重鏈時，細胞通常無法繼續發育。此階段尚未表現完整表面 IgM。
三、大型與小型前 B 細胞（pre-B cell）
成功產生的 μ 重鏈會與替代輕鏈（surrogate light chain；由 VpreB 與 λ5 組成）及訊號分子 Igα、Igβ 組成前 B 細胞受體（pre-BCR）。此受體出現在大型前 B 細胞表面，證明重鏈具有功能。
pre-BCR 訊號促使細胞增殖，並使另一個重鏈等位基因停止重組，形成重鏈等位基因排斥。增殖後成為小型前 B 細胞，開始進行輕鏈基因 V 與 J 片段重組，通常先重組 κ 輕鏈，未成功時再嘗試其他可用的輕鏈基因。
四、未成熟 B 細胞（immature B cell）
成功完成輕鏈重組後，輕鏈與 μ 重鏈配對，形成完整的表面 IgM，也就是功能性 BCR。此時細胞稱為未成熟 B 細胞，仍主要位於骨髓。
未成熟 B 細胞會接受自身反應性篩選。若 BCR 強烈辨識自身抗原，細胞可透過受體編輯重新進行輕鏈重組；若仍具強烈自體反應性，則可能發生克隆刪除或功能性不反應。這些機制有助降低自體免疫反應。
五、過渡型 B 細胞（transitional B cell）
通過骨髓篩選的未成熟 B 細胞離開骨髓，進入脾臟等周邊淋巴器官，成為過渡型 B 細胞。此階段仍在接受周邊耐受與存活訊號的篩選，並逐步成熟；