110 公務人員升官等薦任 衛生技術 醫用微生物學(細菌、寄生蟲、黴菌) 考古題詳解

核心觀念

本題考查產志賀毒素大腸桿菌（Shiga toxin-producing E. coli, STEC），又稱產志賀毒素大腸桿菌或腸出血性大腸桿菌（EHEC）的分類特徵與致病機制。O157：H7 是血清型標記：O 抗原屬於細胞壁脂多醣（LPS）的體細胞抗原，H 抗原則是鞭毛抗原。

須區分感染與預先形成毒素的食物中毒：O157：H7 主要是在腸道內定殖並產生志賀毒素，不是以食物中預先形成的毒素為主要致病方式。

生理及結構特徵

• 形態與染色：革蘭氏陰性桿菌，無芽孢，具有外膜、薄層肽聚醣及脂多醣；O157 的 O 抗原位於 LPS。
• 代謝與生長：兼性厭氧，能在有氧或無氧環境生長；具發酵葡萄糖的能力。典型 O157：H7 通常不發酵山梨醇，且缺乏 β-glucuronidase 活性，因此可用於實驗室初步篩檢。
• 運動性：H7 表示具 H7 鞭毛抗原，通常具有運動性。
• 重要毒力結構與基因：常具有志賀毒素基因 stx1、stx2，以及致病島 LEE（locus of enterocyte effacement）相關基因。LEE 編碼第三型分泌系統、黏附素 intimin 及其受體 Tir 等因子。

解題方法：依「定殖—毒素—組織傷害」說明

1. 攝入與腸道定殖 食用受污染、未充分加熱的食物或飲水後，細菌進入腸道。O157：H7 可藉 LEE 編碼的第三型分泌系統，將 Tir 送入腸上皮細胞膜；細菌表面的 intimin 再與 Tir 結合，形成緊密黏附。

2. 形成附著與抹除病灶 細菌黏附後造成腸上皮微絨毛消失、細胞骨架重排，形成附著與抹除（attaching and effacing, A/E）病灶。此過程破壞腸道吸收功能，並促進局部發炎。

3. 產生志賀毒素 志賀毒素分為 Stx1、Stx2，具有 A-B 型毒素結構。B 次單位與細胞表面的 Gb3 受體結合，促使毒素進入細胞；A 次單位抑制 60S 核糖體的蛋白質合成，造成細胞傷害與死亡。Stx2 與嚴重腸道病變及溶血性尿毒症候群（HUS）關聯尤為重要。

4. 臨床表現 常先出現腹部絞痛及水樣腹瀉，之後可進展為血便；通常發燒不明顯。毒素進入血液循環並傷害血管內皮，可能造成微血管病變、溶血性貧血、血小板減少及急性腎損傷，形成 HUS。

解題技巧與常見陷阱

• O 抗原看體細胞，H 抗原看鞭毛；O157：H7 不是毒素名稱。
• O157：H7 是產毒素的感染型病原：毒素主要在宿主腸道內造成傷害，勿與蠟狀芽孢桿菌嘔吐型的「食物中預先形成毒素」混淆。
• 記憶致病順序：intimin/Tir 定殖 → A/E 病灶 → Stx 抑制蛋白質合成 → 血便及 HUS。
• 山梨醇不發酵及 β-glucuronidase 陰性是常用的實驗室辨識特徵，不是其致病機制本身。

（二）蠟狀芽孢桿菌嘔吐型與腹瀉型食物中毒

核心觀念

核心觀念

本小題考查從「形態與染色、培養特性、生化反應」辨認結核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis）。其細胞壁富含脂質，尤其是分枝菌酸，使菌體具有抗酸性，也使其生長緩慢、染色不易。

解題方法與作答重點

依檢驗流程作答：先寫顯微鏡下的形態與抗酸染色，再寫培養速度、培養基及菌落外觀，最後列出具代表性的生化鑑定反應。

1. 顯微鏡檢查與染色

• 菌體為細長、略彎曲或直桿狀，通常不具鞭毛、不形成芽孢；革蘭氏染色不易著色，或呈現不均勻的革蘭氏陽性樣外觀。
• 抗酸染色呈抗酸桿菌（acid-fast bacilli, AFB）：Ziehl–Neelsen 或 Kinyoun 染色後，菌體保留石炭酸復紅，呈紅色；背景以酸性酒精脫色後，再以亞甲藍或孔雀綠複染，背景呈藍色或綠色。
• 螢光染色可使用 auramine-rhodamine，抗酸菌呈黃綠色螢光，常用於檢體初篩。
• 培養物中可見菌體呈索狀排列（cording）；此現象具提示性，但單靠此點不能完成菌種鑑定。

2. 培養特性

• 專性需氧，生長緩慢，最適生長溫度約為 $37^\circ\text{C}$。
• 常用固體培養基為 Lowenstein–Jensen（LJ）培養基；亦可使用 Middlebrook 培養基，或液態培養系統。臨床檢體通常需先去污、濃縮，再接種培養。
• 固體培養常需數週才出現菌落，典型菌落為粗糙、乾燥、隆起、淡黃褐色或乳白色，常以「粗糙、皺褶、麵包屑狀」描述。初次分離菌落不一定立即呈明顯色素。
• 生長慢使培養診斷需等待；抗酸塗片陽性只表示檢體中有抗酸菌，不能單獨確定為結核分枝桿菌。

3. 生化鑑定

典型生化反應如下：

• 菸鹼酸（niacin）累積試驗陽性：菌體不能有效將游離菸鹼酸進一步代謝，故培養液中菸鹼酸累積。
• 硝酸鹽還原試驗陽性：可將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽。
• 熱不穩定過氧化氫酶陽性：一般可測得過氧化氫酶活性，但加熱至約 $68^\circ\text{C}$ 後活性被破壞。
• 生長速度緩慢，可與快速生長分枝桿菌區分；菌落與生化反應須合併判讀，不能只靠單一特徵定種。

解題技巧

用「抗酸染色—慢生長、粗糙菌落—菸鹼酸、硝酸鹽、熱不穩定過氧化氫酶」串成鑑定主軸。抗酸性是分枝桿菌的重要特徵，但抗酸染色不能區分結核分枝桿菌與非結核分枝桿菌，需配合培養、生化或分子檢測確認。

（二）常規治療模式與 MDR、XDR 結核

核心觀念

本小題考查藥物敏感結核的標準初治療程，以及抗藥性結核的定義。常規治療採多藥併用、分期治療，以避免抗藥突變菌被單一藥物選擇出來，並提高治癒率、降低復發。

解題方法與作答重點

先寫藥物敏感肺結核的標準療程及藥物縮寫，再明確區分 MDR-TB 與 XDR-TB 的抗藥組合。

1. 藥物敏感結核的常規治療

典型初治藥物敏感肺結核採六個月療程：

核心觀念

本題考查兩部分：$\beta$-內醯胺類抗生素如何抑制細菌細胞壁合成，以及細菌如何降低藥物作用或避開其抑菌效果。作答時先列出主要藥物類別，再以「藥物標的—作用步驟—抗藥機轉」建立架構。

（一）$\beta$-內醯胺類抗生素類別及作用機制

藥物類別

$\beta$-內醯胺類的共同結構特徵是含有 $\beta$-內醯胺環，主要包括：

1. 青黴素類（penicillins）：如 penicillin G、ampicillin、amoxicillin、piperacillin。部分藥物對革蘭氏陰性菌具較佳活性；常與 $\beta$-內醯胺酶抑制劑併用，例如 amoxicillin/clavulanate、piperacillin/tazobactam。
2. 頭孢菌素類（cephalosporins）：如 cefazolin、cefuroxime、ceftriaxone、cefepime。依世代區分，其抗菌範圍與對 $\beta$-內醯胺酶的穩定性不同。
3. 碳青黴烯類（carbapenems）：如 imipenem、meropenem、ertapenem，抗菌範圍廣，對許多其他 $\beta$-內醯胺類抗藥菌仍具活性，但可受碳青黴烯酶破壞。
4. 單環類（monobactams）：代表藥物 aztreonam，主要作用於需氧革蘭氏陰性菌。

作用機制

細菌細胞壁的肽聚醣由醣鏈與胜肽側鏈組成，胜肽側鏈間的交聯由青黴素結合蛋白（penicillin-binding proteins, PBPs）催化。PBPs 包括轉肽酶等細胞壁合成酵素。

$\beta$-內醯胺環的結構與肽聚醣前驅物末端的 D-Ala-D-Ala 相似，可與 PBP 的活性部位結合，並使轉肽酶失活，阻止肽聚醣胜肽鏈交聯。細胞壁因而無法維持正常強度，細菌在生長分裂時容易受滲透壓影響而裂解。此類藥物主要是抑制細胞壁合成，具殺菌作用；對正在生長、合成細胞壁的細菌效果較佳。

（二）細菌對 $\beta$-內醯胺類抗藥性的機轉

可依「破壞藥物、改變標的、減少藥物進入或增加排出、改變生理狀態」分類。

1. 產生 $\beta$-內醯胺酶，水解藥物

細菌產生的 $\beta$-內醯胺酶會水解藥物的 $\beta$-內醯胺環，使藥物失去活性。

核心觀念

念珠菌屬是酵母樣真菌，既可作為人體正常菌叢的一部分，也可在宿主防禦失衡時造成感染。作答重點是交代其多形態生長特徵、常見定殖部位、致病與感染途徑，以及易感族群和臨床表現。

型態

1. 酵母型（blastoconidia）：細胞呈圓形或卵圓形，主要以出芽繁殖；菌落常呈白色至乳白色、光滑而似奶油狀。
2. 假菌絲（pseudohyphae）：芽生細胞延長後仍彼此相連，交接處可見收縮，細胞間有明顯縊縮。
3. 真菌絲（true hyphae）：菌絲呈長管狀，細胞交界處較少縊縮；白色念珠菌可在適當環境下由酵母型轉為菌絲型。
4. 白色念珠菌的鑑別形態：在血清等適當條件下可形成芽管（germ tube）；在特定培養條件下也可形成厚壁孢子（chlamydospore）。這些特徵有助於實驗室鑑別。

念珠菌可呈酵母型、假菌絲或菌絲型；形態轉換與黏附、組織侵犯及致病能力相關。各 Candida 菌種的形態表現並不完全相同，不能將白色念珠菌的所有特徵一概套用於全屬。

流行病學

• 正常定殖與伺機感染：Candida 常存在於口腔、腸胃道、皮膚及女性生殖道。感染多由宿主自身定殖菌過度增殖或進入原本無菌部位所致，並非一律由外界傳染。
• 常見致病菌種：白色念珠菌是重要致病種之一；其他如光滑念珠菌、熱帶念珠菌、近平滑念珠菌及克柔念珠菌等，也可引起感染。
• 易感因素：廣效抗生素使用、糖尿病、懷孕、免疫抑制、惡性腫瘤、HIV 感染、重症或長期住院，以及導管、人工植入物等，都會增加念珠菌感染風險。
• 感染途徑與類型：黏膜感染包括口腔念珠菌症及陰道念珠菌症；皮膚感染常見於潮濕皺褶處。免疫功能低下或有侵入性醫療處置者，可能發生念珠菌血症及深部器官感染。
• 院內感染：導管與其他醫療器材可形成生物膜，成為持續感染來源；住院、重症與免疫抑制患者尤其容易發生侵襲性感染。

解題方法與技巧

可依「形態—定殖—易感因素—感染型態」四層作答。形態題要把一般念珠菌的酵母型、假菌絲、菌絲，與白色念珠菌較具辨識力的芽管、厚壁孢子分開寫；流行病學則以「正常菌叢、宿主因素、醫療照護相關感染」串起來。常見失分點是把念珠菌全都描述為只會出芽的酵母，或把感染誤寫成必然由人際傳染。

（二）白色念珠菌對四類抗真菌藥物之抗藥性機制

核心觀念

四類藥物分別作用於真菌細胞膜、細胞壁、核酸代謝與麥角固醇合成。作答時先寫出藥物標的／作用方式，再指出真菌如何減少藥物作用或改變標的，能清楚呈現抗藥機制。

解題方法：依藥物標的逐項說明

核心觀念

本題考瘧原蟲的人蚊雙宿主生活史，以及氯奎寧（chloroquine）的抗藥性與治療。瘧原蟲在人體進行無性生殖，在雌性瘧蚊體內進行有性生殖；感染人體的起始型態是蚊子唾液腺中的子孢子（sporozoite）。

解題方法

（一）五種人類瘧原蟲與共同生活史

常見感染人類的五種瘧原蟲為：

1. 惡性瘧原蟲（Plasmodium falciparum）
2. 間日瘧原蟲（P. vivax）
3. 三日瘧原蟲（P. malariae）
4. 卵形瘧原蟲（P. ovale）
5. 諾氏瘧原蟲（P. knowlesi）

其共同生活史可依「蚊傳入人體—人體增殖—蚊體有性生殖」作答：

1. 蚊子叮咬，子孢子進入人體：帶有感染性的雌性瘧蚊叮咬人時，將子孢子注入血液。
2. 肝細胞期（肝外期）：子孢子進入肝臟，侵入肝細胞並發育成裂殖體（schizont）；裂殖體成熟後釋出裂殖子（merozoite）進入血液。間日瘧原蟲及卵形瘧原蟲可在肝細胞形成休眠子（hypnozoite），日後再活化而引起復發。
3. 紅血球期（血液期）：裂殖子侵入紅血球，依序發育為環狀體、滋養體及裂殖體；紅血球破裂後釋出新一代裂殖子，再感染其他紅血球，造成週期性發作。
4. 配子體形成：部分血中寄生蟲發育為雄、雌配子體（gametocytes），可被瘧蚊吸入。
5. 蚊體內有性生殖與孢子增殖：配子體在蚊腸道中形成配子並受精，形成合子；合子發育成動性合子（ookinete），穿過腸壁形成卵囊（oocyst）。卵囊內產生大量子孢子，子孢子移至蚊子的唾液腺，等待下一次叮咬傳播。