112 公務人員升官等薦任 衛生技術 血清免疫學 考古題詳解
第 一 題15 分
第一型輔助型 T 細胞(Th1)與第二型輔助型 T 細胞(Th2)是後天免疫重要的 T 細胞,請回答下列問題:
(一) 各別的功能。
(二) 各別分化過程所需的因子。
(三) 各別如何被調控?
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核心觀念
Th1 與 Th2 是由初始型 CD4⁺ T 細胞(naïve CD4⁺ T cell)分化而來的輔助型 T 細胞亞群。題目重點在比較兩者的免疫功能、分化訊號與彼此調控。
可用「Th1 對抗細胞內病原體;Th2 對抗寄生蟲並促進過敏反應」掌握功能,再連結細胞激素與轉錄因子:
- **Th1 軸線:**IL-12/IFN-γ → STAT4/STAT1 → T-bet → Th1
- **Th2 軸線:**IL-4 → STAT6 → GATA-3 → Th2
初始 T 細胞的分化也需要抗原呈現細胞提供抗原與共刺激訊號;細胞激素環境則主導其分化方向。
解題方法
依序回答三個層次:
- **功能:**寫出主要分泌的細胞激素、活化的效應細胞,以及主要防禦對象。
- **分化因子:**按「上游誘導細胞激素 → 訊號傳遞分子 → 主導轉錄因子」作答。
- **調控方式:**說明正向回饋、Th1/Th2 互相抑制,以及抗原呈現細胞、細胞激素環境對分化的影響。
(一)各別的功能
Th1
Th1 主要分泌 IFN-γ、IL-2、TNF-α,以細胞媒介免疫為主:
- IFN-γ活化巨噬細胞,增強吞噬細胞殺菌及清除病原體的能力。
- 促進 CD8⁺ 細胞毒性 T 細胞反應,並支持細胞內病原體的清除。
- 有助於抗體類別轉換至具調理作用的抗體類型。
- 主要防禦細胞內病原體,例如部分病毒與胞內細菌;反應過強時也可能造成組織發炎與損傷。
Th2
Th2 主要分泌 IL-4、IL-5、IL-13,以體液免疫及黏膜防禦為主:
- IL-4促進 B 細胞活化及抗體類別轉換,並參與 IgE 生成。
- IL-5促進嗜酸性球生成、活化與募集。
- IL-4、IL-13促進黏液分泌、平滑肌反應及組織修復。
- 主要參與對抗寄生蟲,尤其蠕蟲;反應過強則與過敏、氣喘及異位性發炎相關。
(二)各別分化過程所需的因子
兩者皆由初始型 CD4⁺ T 細胞在抗原刺激、共刺激訊號及特定細胞激素環境下分化。
Th1 分化
- 樹突細胞、巨噬細胞等抗原呈現細胞在辨識病原體後,產生 IL-12;IFN-γ也能促進 Th1 分化。
- IL-12 活化 STAT4;IFN-γ 可經 STAT1訊號誘導 T-bet表現。
- T-bet是 Th1 的主導轉錄因子,促進 IFN-γ 產生及 Th1 分化,並抑制 Th2 程式。
第 二 題25 分
請說明人類 B 型肝炎病毒感染後,在急性期、復原 1 年後以及慢性感染的血清學標記分別為何?另外,如何用血清學標記辨別病人是否處於空窗期,或是曾經施打過 B 型肝炎疫苗?
以 HBsAg、Anti-HBc、Anti-HBs、Anti-HBc IgM 四種標記為主。
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核心觀念
本題考查 B 型肝炎病毒(HBV)感染後四種血清標記的時間變化與判讀:
- HBsAg:B 型肝炎表面抗原。陽性表示目前有 HBV 感染;若持續陽性達 6 個月以上,符合慢性感染的重要判讀條件。
- Anti-HBs:表面抗原抗體,表示對 HBV 已有免疫。感染痊癒後或接種疫苗後都可能陽性。
- Anti-HBc:核心抗體,表示曾經自然感染 HBV;疫苗只含表面抗原,不會誘發 Anti-HBc。題目未限定免疫球蛋白類別時,通常以總 Anti-HBc 判讀。
- Anti-HBc IgM:核心抗體中的 IgM,急性感染期陽性;在 HBsAg 消失、Anti-HBs 尚未出現的空窗期,仍可作為重要辨認標記。
解題方法
先看有無 HBsAg,判斷目前是否有感染;再看 Anti-HBc IgM,區別急性感染;最後用 Anti-HBs 與 Anti-HBc 是否同時陽性,分辨感染後復原與疫苗免疫。
| 狀態 | HBsAg | Anti-HBc | Anti-HBs | Anti-HBc IgM |
|---|---|---|---|---|
| 急性感染期 | + | + | − | + |
| 復原 1 年後 | − | + | + | − |
| 慢性感染 | + | + | − | 通常 − |
| 空窗期 | − | + | − | + |
| 曾接種疫苗 | − | − | + | − |
各階段判讀
急性感染期: HBsAg 陽性表示感染正在進行,Anti-HBc IgM 陽性支持近期急性感染;總 Anti-HBc 也呈陽性。Anti-HBs 尚未出現。
復原 1 年後: HBsAg 已轉陰,Anti-HBs 已出現,表示感染後形成免疫;Anti-HBc 仍陽性,因為自然感染後核心抗體可長期留存,Anti-HBc IgM 通常已轉陰。
第 三 題20 分
癌症治療使用單株抗體類的藥物作標靶治療,請問目前所知,這些藥物可能抑制癌細胞生長或殺死癌細胞的作用機轉為何?
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核心觀念
單株抗體(monoclonal antibody, mAb)標靶治療,是利用抗體辨識癌細胞表面抗原或相關訊號分子,藉由直接阻斷腫瘤生長訊號,或招募免疫效應機制,抑制癌細胞生長、促使其死亡。常見作用方式可分為「直接作用」與「免疫介導作用」。
解題方法
依作用位置判斷單株抗體如何影響癌細胞:
- 若抗體結合癌細胞的生長因子受體或配體,重點是阻斷增殖訊號。
- 若抗體標記癌細胞,重點是啟動免疫系統清除標的細胞。
- 若抗體帶有藥物或毒素,則由抗體將細胞毒性物質導向癌細胞。
作用機轉
一、阻斷生長訊號
抗體結合癌細胞表面的生長因子受體,阻止配體與受體結合、受體二聚化或下游訊息傳遞,降低癌細胞的增殖與存活訊號。例如,阻斷表皮生長因子受體(EGFR)相關訊號,可抑制腫瘤細胞生長。
二、抑制血管新生
抗體中和腫瘤分泌的血管內皮生長因子(VEGF),或阻斷其受體訊號,使腫瘤新生血管減少,降低腫瘤取得氧氣與養分的能力,進而抑制腫瘤生長。
三、抗體依賴性細胞媒介細胞毒殺作用(ADCC)
抗體的 Fab 端結合癌細胞抗原,Fc 端被自然殺手細胞(NK cells)等效應細胞的 Fc 受體辨識,促使效應細胞釋放穿孔素、顆粒酶等物質,殺死癌細胞。
第 四 題25 分
側向流體免疫分析法(lateral flow immunoassay)在 COVID-19 疫情期間被應用在製作抗原快篩試劑,請用圖說明其原理,包含 test line、control line 需要何種抗體。
另說明其與 PCR 檢測 SARS-CoV-2 之間不同的地方。
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核心觀念
本題考查側向流免疫分析(lateral flow immunoassay, LFIA)的夾心式抗原檢測原理,以及它與 PCR 核酸檢測的差異。COVID-19 抗原快篩主要偵測檢體中的 SARS-CoV-2 病毒蛋白,例如核蛋白(N protein);它不直接偵測病毒核酸。
解題方法與反應示意
以鼻腔或鼻咽檢體為例,檢體沿試紙膜毛細移動。若含有病毒抗原,會先與結合墊上的標記抗體結合,再被 test line 上固定的捕捉抗體抓住,形成可見色帶。
檢體加入
↓
[樣本墊] → [結合墊:標記抗體] → [Test line] → [Control line] → 吸水墊
│ │ │
病毒抗原與標記抗體 固定捕捉抗體 固定抗體
結合成複合物 捕捉複合物 捕捉標記抗體
└─────── 毛細作用,液體向右流動 ───────→
Test line:
標記抗體—病毒抗原—固定捕捉抗體
形成「夾心」,累積標記物而顯色。
Control line:
固定的抗免疫球蛋白抗體(例如抗標記抗體的物種免疫球蛋白抗體)
捕捉沿試紙流動的標記抗體,顯示試紙有正常流動且試劑可作用。
- Test line(T 線):固定的是針對病毒抗原的捕捉抗體。它須辨認抗原上與結合墊標記抗體不同的表位,才能同時結合抗原,形成「標記抗體—抗原—捕捉抗體」夾心複合物。常見設計使用兩株辨認不同表位的抗 SARS-CoV-2 單株抗體。
- Control line(C 線):固定的是能捕捉標記抗體的抗體,常見為抗該標記抗體來源物種免疫球蛋白的抗體,例如抗鼠 IgG。C 線不負責辨認病毒抗原,而是確認液體已流過試紙且標記抗體能被捕捉。
判讀方式
第 五 題15 分
請試述下列名詞之意涵:
(一) 群體免疫。
(二) 克隆選擇理論(clonal selection theory)。
(三) 抗體親和力(avidity)。
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核心觀念
本題考查群體免疫的流行病學意義、克隆選擇理論對淋巴球特異性的解釋,以及抗體多價結合時的總結合強度。作答時應掌握各名詞的定義,並補充其形成機制或影響因素。
解題方法
(一)群體免疫(herd immunity)
群體免疫是指群體中具有免疫力的人所占比例足夠高,使病原體在人與人之間傳播的機會下降,因而降低易感者感染風險的現象。免疫力可來自疫苗接種或自然感染;群體免疫主要是間接保護易感者,並不代表每個人都已具有免疫力。
在理想化模型中,若基本再生數為 ,免疫比例達到群體免疫閾值 時,傳播可望受到抑制:
此公式假設人口混合均勻、免疫有效且持久、病原體傳播特性固定等條件。實際所需比例會受疫苗效力、接種分布、人口接觸型態及免疫衰退等因素影響。
(二)克隆選擇理論(clonal selection theory)
克隆選擇理論主張:個體在接觸抗原之前,已具有許多不同的淋巴球克隆;每一克隆表現特異性不同的抗原受體。抗原進入後,會選擇並結合具有相符受體的淋巴球,使其活化、增殖,形成大量相同特異性的效應細胞與記憶細胞。
此理論的重要意義包括:
- 抗原是選擇既有特異性克隆的刺激,不是指示淋巴球製造特定受體的模板。
- 每個淋巴球克隆具有特定抗原受體;抗原結合後引發該克隆的擴增與分化。
- 初級免疫反應後形成記憶細胞,使再次接觸相同抗原時,反應更快、更強。
- 自體反應性淋巴球在發育或免疫調節過程中受到刪除或抑制,有助於維持免疫耐受。