114 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25 分
利用重組 DNA 技術製造之四價 Dengvaxia®(CYD-TDV)登革熱病毒活性減毒疫苗於 2015 年 12 月上市,但證據顯示未曾感染登革熱的民眾接種 CYD-TDV 疫苗,可能會因抗體依賴性增強作用(antibody dependent enhancement, ADE)產生嚴重的再次感染後果。為考慮疫苗安全性及有效性,世界衛生組織於 2018 年 9 月建議 CYD-TDV 疫苗只能用於登革熱流行熱區,且必須實施接種前篩檢(pre-vaccination screening),確認曾感染登革熱者才可接種。請回答下列問題:
(一)說明登革熱的傳播方式與臨床症狀。
(二)何謂四價活性減毒疫苗(live attenuated vaccines)?
(三)何謂抗體依賴性增強作用?
(四)說明未曾感染登革熱的民眾為何接種 CYD-TDV 疫苗可能會產生嚴重再次感染後果。
(五)接種 CYD-TDV 疫苗前必須施行何種檢測項目,確認民眾曾感染登革熱。
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核心觀念
本題考查登革病毒的傳播與臨床表現、四價活性減毒疫苗的原理,以及登革病毒血清型間的交叉反應如何造成抗體依賴性增強作用(antibody-dependent enhancement, ADE)。作答時要串起「疫苗誘發的抗體未充分中和病毒 → 後續感染時病毒進入免疫細胞的機會增加 → 重症風險升高」這條因果鏈。
解題方法
依序掌握五個環節:登革熱如何傳播、疫苗中的「四價」與「活性減毒」代表什麼、ADE 的作用機制、未曾感染者接種後為何有重症風險,以及用什麼檢測確認既往感染。題目為問答題,沒有選擇題選項可逐項分析。
(一)登革熱的傳播方式與臨床症狀
登革病毒主要經由帶病毒的斑蚊叮咬傳播,常見媒介包括埃及斑蚊與白線斑蚊。斑蚊叮咬病毒血症期的感染者後,病毒在蚊體內增殖;蚊子再叮咬其他人時,便可能將病毒傳給對方。少數情況也可能經由輸血、器官移植、針扎等血液暴露途徑,或由感染孕婦傳給胎兒。
登革熱的常見症狀包括突發高燒、劇烈頭痛、眼窩後疼痛、肌肉痛、關節痛、噁心、嘔吐及皮疹,部分患者會有輕微出血表現。重症登革熱可能出現血漿滲漏、休克、嚴重出血或器官功能受損;退燒後仍須留意病情惡化。
(二)何謂四價活性減毒疫苗
活性減毒疫苗是將仍具有複製能力、但致病力已經降低的病原體或其疫苗株接種入人體,使其在體內有限度複製,誘發免疫反應。它通常可引發體液性與細胞性免疫,但不適合所有族群,使用時須考量宿主狀態與疫苗特性。
四價指疫苗涵蓋登革病毒的四種血清型:DENV-1、DENV-2、DENV-3、DENV-4。CYD-TDV 是以黃熱病疫苗病毒株為骨架,嵌合登革病毒相關基因製成的重組四價活性減毒疫苗;其設計目標是誘發對四種登革病毒血清型的免疫反應。
(三)何謂抗體依賴性增強作用
ADE 是指既有抗體雖能與病毒結合,卻未能有效中和病毒,反而促進病毒進入帶有 Fc 受體的免疫細胞,例如單核球或巨噬細胞。抗體的 Fc 部分可與細胞表面的 Fcγ 受體結合,使病毒較容易被帶入細胞;若病毒隨後在細胞內複製,便可能增加病毒感染或疾病嚴重度。
登革病毒有四種血清型。感染其中一型後產生的抗體,可能與其他血清型交叉反應;交叉反應抗體若濃度不足或中和能力不足,便可能參與 ADE。
(四)未曾感染者接種 CYD-TDV 後的重症風險
第 二 題25 分
惡性腫瘤一直是臺灣十大死因之首。近年來癌症治療相關技術日新月異,除民眾熟知的化學治療藥物之外,特異性較高的標靶治療(target therapy)為新興之癌症療法。標靶治療藥物主要可分為小分子藥物和單株抗體 2 大類。請回答下列問題:
(一)何謂標靶治療?並說明其治療原理。(5 分)
(二)標靶治療藥物如何辨識癌細胞?(5 分)
(三)說明標靶治療藥物與傳統化學治療藥物的差異。(5 分)
(四)說明現行標靶治療藥物透過哪些作用機轉,發揮抑制癌細胞生長的療效。(10 分)
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核心觀念
本題考查標靶治療的定義、癌細胞辨識方式,以及標靶藥物和傳統化學治療的差異。標靶治療是針對癌細胞特有或高度表現的分子標的,選擇性干擾癌細胞生長、增殖、存活或轉移所需的訊號與功能。治療標的可位於細胞表面,也可位於細胞內。
常見藥物分為兩大類:小分子藥物可進入細胞,抑制細胞內的酵素或訊號分子;單株抗體通常與細胞表面抗原或細胞外的配體結合,阻斷訊號,或引發免疫效應。
解題方法
依題目四個子題,分別回答「定義與原理、如何辨識、與化療比較、作用機轉」。作答時要掌握核心:標靶藥物依癌細胞的分子特徵選擇治療對象,藉由阻斷癌細胞依賴的生長與存活機制達到療效;但標靶治療並非完全不傷害正常細胞,也不是對所有癌症都有效。
(一)何謂標靶治療?並說明其治療原理
標靶治療是利用藥物辨識癌細胞所具有的特定分子標的,例如癌細胞特異性抗原、過度表現的受體、突變蛋白或異常活化的訊號分子,再抑制其功能或引發細胞清除。
其治療原理如下:
- 選定與癌症發生或維持相關的分子標的,例如促進細胞分裂的受體或細胞內訊號蛋白。
- 藥物與標的結合或抑制其活性,使癌細胞無法接收生長訊號、合成必要蛋白,或維持存活。
- 抑制癌細胞增殖、促進細胞死亡或減少腫瘤血液供應,進而控制腫瘤生長。
標靶治療的選擇性來自癌細胞與正常細胞在標的分子上的差異;若正常組織也表現該標的,仍可能出現治療相關副作用。
(二)標靶治療藥物如何辨識癌細胞?
標靶藥物不是單靠「癌細胞」這個名稱辨識細胞,而是依癌細胞表現的分子特徵作用:
- **辨識細胞表面標的:**單株抗體可專一結合癌細胞表面的受體或抗原,例如過度表現的生長因子受體。
- **辨識細胞內異常分子:**小分子藥物可進入細胞,作用於突變或異常活化的激酶、訊號蛋白等。
- **依腫瘤檢測結果選用藥物:**先以腫瘤組織或其他檢體檢測相關標的,例如受體表現量或基因突變,再判斷藥物是否適用。
因此,標靶藥物的「辨識」主要是藥物與特定分子的專一性結合;臨床上則需確認腫瘤具有相應標的,才能提高治療命中率。
(三)標靶治療藥物與傳統化學治療藥物的差異
| 比較項目 | 標靶治療藥物 | 傳統化學治療藥物 |
|---|
第 三 題25 分
移植排斥反應(transplant rejection)是決定所移植之組織器官(移植物,graft)在器官接受者體內是否可成功存活的關鍵因素。請回答下列問題:
(一)說明 autograft、isograft、allograft 與 xenograft 的定義。(4 分)
(二)何謂異體免疫作用(alloimmunity)?(5 分)
(三)說明移植排斥反應的類別與發生機制。(6 分)
(四)除了血型之外,說明與移植排斥反應相關的重要基因、分類與其特性。(5 分)
(五)為提升移植物之存活率、避免排斥反應與評估器官接受者是否適合接受移植,說明器官接受者在術前必須接受的檢測診斷項目。(5 分)
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核心觀念
本題的主軸是「受者如何辨認移植物為異己,以及如何在移植前評估這種免疫不相容性」。作答時依序掌握四件事:移植物來源的分類、異體免疫的辨認途徑、排斥反應的時間與效應機制,以及移植前的相容性檢查。
解題方法
先區分移植物來自同一個人、同基因個體、同種異體或不同物種;再以免疫作用的方向理解排斥:通常是受者免疫系統攻擊移植物。接著依排斥發生速度,說明超急性、急性與慢性排斥,並把細胞性與抗體性機制分開。最後以「血型相容、HLA 差異、受者是否已有針對供者的抗體」整理術前評估。
(一)移植物的種類
- Autograft(自體移植):移植物取自受者本人,再移植回同一人,例如皮膚或血管移植。遺傳組成相同,通常不會因異體抗原引起排斥。
- Isograft(同系移植、同基因移植):移植於遺傳組成相同或幾乎相同的個體之間,例如同卵雙胞胎之間。組織相容性高,排斥反應少。
- Allograft(異體移植):移植於同一物種中遺傳組成不同的個體之間,例如一名人類捐贈者移植器官給另一名人類受者。臨床器官移植最常見,HLA 差異是重要排斥來源。
- Xenograft(異種移植):移植於不同物種之間,例如動物器官或組織移植至人類。因物種間抗原差異大,免疫排斥風險高。
(二)異體免疫作用(alloimmunity)
異體免疫作用是指個體的免疫系統辨識並對同物種、但基因型不同的另一個個體之抗原產生免疫反應。移植時,受者可辨識供者細胞上的異體抗原,尤其是不同的 HLA 分子,並活化 T 細胞、B 細胞及其他免疫效應機制,進而損傷移植物。
異體抗原的辨認主要有兩種途徑:
- 直接辨認(direct allorecognition):受者 T 細胞直接辨識供者抗原呈現細胞(APC)表面的異體 HLA—胜肽複合體。供者 APC 可直接刺激受者 T 細胞,常與急性細胞性排斥有關。
- 間接辨認(indirect allorecognition):受者 APC 吞噬、處理供者的 HLA 或其他蛋白質,再以受者自己的 HLA 呈現供者胜肽,活化受者 T 細胞,並協助 B 細胞產生抗供者抗體。常參與慢性排斥。
此外,供者 HLA 可由受者 APC 攝取後,以供者 HLA 的形式呈現,稱為半直接辨認(semi-direct allorecognition),亦可參與異體免疫反應。
(三)移植排斥反應的類別與機制
1. 超急性排斥(hyperacute rejection)
通常在移植後數分鐘至數小時內發生。受者原先已具有針對供者的抗體,例如抗 ABO 血型抗體或抗 HLA 抗體。抗體結合移植物血管內皮後,活化補體、造成內皮損傷、血小板聚集與血栓形成,導致移植物缺血、壞死及功能迅速喪失。術前的血型檢查與交叉配對可降低此風險。
2. 急性排斥(acute rejection)
多發生於移植後數天至數月,也可在更晚時期發生,常分為:
- 急性細胞性排斥:受者 T 細胞辨識供者異體抗原後活化。CD8⁺ T 細胞可直接殺傷移植物細胞;CD4⁺ T 細胞則分泌細胞激素,招募並活化其他免疫細胞,造成移植物發炎與組織損傷。
- 急性抗體媒介排斥:受者抗體結合移植物血管內皮上的供者抗原,活化補體或其他效應機制,造成微血管發炎與內皮傷害。
3. 慢性排斥(chronic rejection)
第 四 題25 分
屬於適應性免疫反應(adaptive immunity)的免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)分子可與屬於先天性免疫反應(innate immunity)的補體系統蛋白(complement proteins, )產生交互作用(interaction),執行有效清除微生物或其毒性產物等多項免疫防禦作用。請回答下列問題:
(一)由體液性免疫反應(humoral immunity)所製造的 5 種 Ig 分子中,哪幾類會與 產生交互作用?(5 分)
(二)承上,說明 Ig 分子與 產生交互作用之後,可誘發哪些有助於清除體內微生物的免疫作用機制?(10 分)
(三)說明製造 Ig 過程中的類型轉換(class switch)機制。(5 分)
(四)如果 Ig 類型轉換機制受損時,哪些 活化之後的免疫作用活性會受影響?(5 分)
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核心觀念
本題考查抗體如何啟動補體「古典途徑」,以及 B 細胞如何藉由類型轉換,改變抗體的效應功能。
抗體的可變區負責辨認抗原;重鏈恆定區則決定抗體類型及其效應功能。抗體與抗原結合後,若 Fc 區能被補體第一成分 C1q 辨認,便可啟動古典途徑。抗體與補體的交互作用主要是指抗原-抗體複合體上的 Ig 與 C1q 結合;抗體通常須先結合抗原並聚集,才有效啟動補體。
解題方法
依序掌握三個環節即可作答:
- 判斷哪些 Ig 類型能藉 Fc 區與 C1q 結合。
- 由補體級聯反應推導清除作用:C3b 調理作用、發炎介質產生,以及膜攻擊複合體造成細胞溶解。
- 說明類型轉換改變重鏈恆定區,並連結至轉換受損時哪些抗體依賴的補體功能會下降。
(一)會與補體交互作用的 Ig 類型
五種免疫球蛋白中,IgM 與 IgG 可與 C1q 結合並啟動古典途徑。其中 IgM 活化補體的效率最高;IgG 各亞型的能力不同,通常以 IgG3、IgG1 較強,IgG2 較弱,IgG4 通常不能有效活化古典途徑。
IgA、IgD、IgE 不會有效藉由 C1q 啟動古典途徑。
(二)Ig 與補體交互作用後的清除機制
抗原-抗體複合體中的 IgM 或適當 IgG 與 C1q 結合後,依序活化 C1r、C1s,進而活化 C4、C2,形成古典途徑的 C3 轉化酶,促進下列作用:
- 調理作用與吞噬清除:C3 被裂解後產生的 C3b 可沉積於病原體表面,作為調理素;吞噬細胞的補體受體辨識 C3b,促進吞噬與清除。
- 發炎反應與免疫細胞募集:C3a、C5a 等補體片段可促進發炎反應;其中 C5a 具有強效趨化作用,可吸引並活化嗜中性球等免疫細胞。
- 膜攻擊複合體造成溶解:補體級聯反應可形成 C5b–C9 膜攻擊複合體(MAC),在部分微生物膜上形成孔洞,造成細胞溶解。
- 免疫複合體清除:補體成分可協助免疫複合體附著於紅血球等細胞,再運送至肝臟、脾臟由吞噬細胞清除,減少免疫複合體沉積。
(三)Ig 類型轉換機制
類型轉換(class switch recombination, CSR)發生於活化的 B 細胞。抗原刺激及 T 細胞協助可提供 CD40 與 B 細胞 CD40 的交互作用,以及細胞激素訊號;