108 國軍退除役轉任公務人員三等 衛生行政 醫用微生物及免疫學 考古題詳解
第 一 題20 分
請敘述革蘭氏染色及抗酸性染色原理,並比較革蘭氏染色陽性菌、革蘭氏染色陰性菌和抗酸性染色陽性菌的特徵,如染色細菌的顏色、代表性的菌種、細胞壁結構及組分區別。
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核心觀念
本題考查兩種依細菌細胞壁性質區分細菌的染色法:革蘭氏染色與抗酸性染色。作答時須說明染色原理,再比較染色結果、代表菌種,以及細胞壁的結構與組成。
解題方法
先掌握各染色法的「保色原因」,再由細胞壁組成推導染色結果:
- 革蘭氏染色:以結晶紫和碘液形成複合物,再以酒精或丙酮脫色。厚肽聚醣層能保留複合物;外膜與肽聚醣層較薄的細菌則容易被脫色,之後接受複染。
- 抗酸性染色:以石炭酸復紅染色,利用加熱或高濃度染劑促進染料穿過富含分枝菌酸的蠟質細胞壁。抗酸菌一旦染上,即使以酸性酒精處理仍能保留染料。
染色原理與操作步驟
革蘭氏染色
典型步驟為結晶紫初染、碘液媒染、酒精或丙酮脫色、番紅或稀釋石炭酸復紅複染。
- 結晶紫初染:所有細菌先呈紫色。
- 碘液媒染:碘與結晶紫形成較大的結晶紫-碘複合物。
- 脫色:革蘭氏陽性菌的厚肽聚醣層在脫水後孔隙縮小,可留住複合物;革蘭氏陰性菌的脂質豐富外膜被有機溶劑破壞,且其肽聚醣層薄,複合物容易流失。
- 複染:已脫色的革蘭氏陰性菌吸收番紅或復紅,呈紅色或粉紅色;陽性菌仍呈紫色。
抗酸性染色
常用方法包括 Ziehl–Neelsen 法與 Kinyoun 法。典型 Ziehl–Neelsen 法以石炭酸復紅初染,接著以酸性酒精脫色,再以亞甲藍複染。加熱有助染料進入細胞壁;Kinyoun 法則以較高濃度石炭酸復紅等方式,不需加熱。
抗酸菌的細胞壁富含分枝菌酸(mycolic acid)及其他脂質,具蠟質、疏水特性。石炭酸復紅進入後不易被酸性酒精移除,因此呈紅色;非抗酸菌被脫色後接受亞甲藍複染,呈藍色。
三類細菌比較
第 二 題20 分
請解釋滅菌(Sterilization)、消毒(Disinfection)和抗菌(Antisepsis),並各舉例 2 種滅菌、消毒和抗菌之方法或藥劑。
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核心觀念
本題考查三種控制微生物的方法,主要區別在於處理對象、殺滅範圍與作用部位:
- 滅菌(sterilization):以物理或化學方法去除或殺滅物品上所有形式的微生物,包括細菌芽孢。用於手術器械、培養基等需要達到無菌狀態的物品。
- 消毒(disinfection):殺滅或降低無生命物體上的病原微生物,使感染風險降至可接受程度;一般不保證能殺滅所有細菌芽孢。
- 抗菌/防腐(antisepsis):以抗菌藥劑抑制或殺滅活體組織上的微生物,常用於皮膚或傷口。抗菌劑須適合用於人體組織,不能把表面消毒劑直接當作皮膚抗菌劑使用。
解題方法
先確認作用對象是物品還是活體組織,再看要求達到的微生物控制程度:
- 要求所有微生物,包括芽孢,都被去除或殺滅,屬於滅菌。
- 處理桌面、地板或器械表面等無生命物體,屬於消毒。
- 處理皮膚或傷口等活體組織,屬於抗菌。
依這個分類,逐項列出兩種具代表性的方法或藥劑即可。
各類方法與例子
一、滅菌
滅菌的目標是使物品達到無菌狀態,例子如下:
- 高壓蒸氣滅菌:利用高溫、加壓水蒸氣破壞微生物,常用於可耐熱、耐濕的手術器械與培養基。
第 三 題20 分
請比較 T 細胞和 B 細胞之起源(Origin)、發育成熟部位(Maturation)、功能(Function)、保護反應(Protective response)、鑑別表面標誌(Distinguishing surface markers)、亞群(Subsets)以及產物(Products)。
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核心觀念
本題比較適應性免疫的兩大淋巴球:T 細胞與 B 細胞。作答時要依題目指定的七個面向逐項對照,並掌握最核心的分工:
- T 細胞主要負責細胞媒介性免疫,辨認由主要組織相容性複合體(MHC)呈現的抗原胜肽,藉細胞激素或直接殺傷執行免疫作用。
- B 細胞主要負責體液性免疫,可直接以 B 細胞受體辨認天然抗原,活化後分化為漿細胞並分泌抗體。
兩者皆源自骨髓中的造血幹細胞,並可形成記憶細胞;但成熟場所、抗原辨認方式與主要效應產物不同。
解題方法與比較
| 比較面向 | T 細胞 | B 細胞 |
|---|---|---|
| 起源(Origin) | 源自骨髓造血幹細胞,淋巴球前驅細胞移至胸腺發育。 | 源自骨髓造血幹細胞,在骨髓進行早期發育。 |
| 發育成熟部位(Maturation) | 於胸腺成熟,經正向與負向選擇,建立對自身 MHC 的辨認能力並排除強烈自體反應細胞。成熟後進入周邊淋巴器官。 | 人類主要在骨髓完成初步成熟;成熟初始 B 細胞進入脾臟等周邊淋巴器官後,還可接受抗原刺激並進一步分化。 |
| 功能(Function) | 執行細胞媒介性免疫:CD4⁺ 輔助 T 細胞協調免疫反應;CD8⁺ 細胞毒性 T 細胞殺死受感染或異常細胞;調節性 T 細胞抑制過度免疫反應。 | 執行體液性免疫:辨認抗原後活化,分化成漿細胞產生抗體,也可成為記憶 B 細胞;並能呈現抗原及分泌細胞激素。 |
| 保護反應(Protective response) | 主要對抗細胞內病原體及腫瘤細胞。CD8⁺ T 細胞可殺死帶有抗原的細胞;CD4⁺ T 細胞可活化巨噬細胞及協助 B 細胞等。 | 主要對抗細胞外病原體及其毒素。抗體可中和、調理作用促進吞噬,並活化補體;記憶 B 細胞使再次感染時反應更快。 |
| 鑑別表面標誌(Distinguishing surface markers) | 泛 T 細胞常用 CD3;T 細胞受體為 TCR。主要亞群標誌為 CD4 或 CD8。 | 泛 B 細胞常用 CD19、CD20、CD21;B 細胞受體(BCR)為膜型免疫球蛋白,成熟初始 B 細胞常表現 IgM、IgD。 |
第 四 題20 分
請比較造成新生兒或孩童腦膜炎(Meningitis)的無乳鏈球菌(Streptococcus agalactiae)、單核細胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)、流感嗜血桿菌(Haemophilus influenzae)及腦膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis)之:
(一) 革蘭氏染色和型態。(7 分)
(二) 實驗室診斷方法(含培養及生長特性)。(7 分)
(三) 可用疫苗及預防治療方法。(6 分)
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核心觀念
本題比較四種可造成新生兒或孩童腦膜炎的重要細菌,重點是把「革蘭氏染色與形態」、「培養及生長特性」、「疫苗與預防策略」三者連結起來。快速辨認的關鍵為:無乳鏈球菌是革蘭氏陽性球菌、李斯特氏菌是革蘭氏陽性短桿菌;流感嗜血桿菌是革蘭氏陰性小球桿菌、腦膜炎奈瑟菌是革蘭氏陰性雙球菌。
解題方法
依題目三個配分項目逐一作答。實驗室診斷須同時寫出檢體、染色或快速檢驗、培養基及具辨識力的生長特徵;疫苗部分則區分「已有常規或特定族群疫苗」與「目前無常規疫苗」,再補上孕婦、接觸者或其他高風險族群的預防措施。
(一)革蘭氏染色和型態(7 分)
| 細菌 | 革蘭氏染色與形態 | 重要辨認特徵 |
|---|---|---|
| 無乳鏈球菌(Streptococcus agalactiae, GBS) | 革蘭氏陽性球菌,常呈鏈狀或成對排列 | 可見莢膜;β 溶血性常見,但溶血表現可不明顯 |
| 單核細胞增生李斯特氏菌(Listeria monocytogenes) | 革蘭氏陽性短桿菌或球桿菌 | 有時排列成柵欄狀;具翻滾運動性,室溫下較明顯 |
| 流感嗜血桿菌(Haemophilus influenzae) | 革蘭氏陰性小球桿菌(多形性桿菌) | 可具莢膜;有莢膜型別中,b 型(Hib)與侵襲性感染關係重要 |
| 腦膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis) | 革蘭氏陰性雙球菌 | 常呈腎形或咖啡豆形,凹面相對;具莢膜 |
(二)實驗室診斷方法:含培養及生長特性(7 分)
四者疑似腦膜炎時,常採腦脊髓液(CSF)作革蘭氏染色、培養及其他快速檢驗;依臨床狀況也會採血培養。檢體採集後應儘速送檢,避免延誤培養與治療。
| 細菌 | 染色或快速診斷 | 培養及生長特性 |
|---|---|---|
| 無乳鏈球菌 | CSF 革蘭氏染色可見革蘭氏陽性球菌;可用抗原檢測或核酸擴增法輔助 | 血液瓊脂培養,常呈 β 溶血;為兼性厭氧菌,CAMP 試驗陽性、馬尿酸水解陽性可供鑑別 |
| 李斯特氏菌 | CSF 革蘭氏染色可見革蘭氏陽性短桿菌;可用培養及核酸檢測確認 | 可在一般血液瓊脂生長,常見狹窄 β 溶血;兼性厭氧,具觸媒酶;在較低溫度仍可生長,室溫呈翻滾運動性 |
| 流感嗜血桿菌 | CSF 革蘭氏染色可見革蘭氏陰性小球桿菌;可用莢膜多醣抗原檢測及核酸擴增法 | 巧克力瓊脂培養,需 X 因子(hemin)及 V 因子(NAD);一般血液瓊脂上不易單獨生長,可與金黃色葡萄球菌共培養出現衛星現象 |
| 腦膜炎奈瑟菌 | CSF 革蘭氏染色可見革蘭氏陰性雙球菌; |
第 五 題20 分
請比較引發人類呼吸道感染的 A 型流行性感冒病毒(Influenza A virus)及麻疹病毒(Measles virus)之:
(一) 病毒基因組、型態及特徵。(6 分)
(二) 血清型數。(6 分)
(三) 可用疫苗。(8 分)
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核心觀念
本題比較兩種有套膜、以 RNA 為基因組的呼吸道病毒,重點在於分清楚三件事:基因組是否分節、病毒表面抗原如何分類、以及疫苗的種類與組成。
流感 A 病毒的表面醣蛋白血球凝集素(HA)與神經胺酸酶(NA)決定其亞型;麻疹病毒雖有多種基因型,但只有一種血清型。因此,不能把流感 A 的「亞型數」與麻疹的「血清型數」混為一談。
解題方法
依題目三個小題逐項比較:先描述基因組與病毒顆粒,再說明血清分類方式,最後列出可用疫苗及其特性。作答時須明確指出兩者皆為有套膜的負股單股 RNA 病毒,但流感 A 的基因組分成八節,麻疹病毒則是不分節。
(一)病毒基因組、型態及特徵
| 比較項目 | A 型流行性感冒病毒 | 麻疹病毒 |
|---|---|---|
| 分類 | Orthomyxoviridae(正黏液病毒科) | Paramyxoviridae(副黏液病毒科),Morbillivirus(麻疹病毒屬) |
| 基因組 | 負股單股 RNA,分成 8 個片段 | 負股單股 RNA,不分節,全長約 15.9 kb |
| 病毒型態 | 有套膜,病毒顆粒常呈球形或多形性;核衣殼為螺旋對稱 | 有套膜,常呈球形或多形性;核衣殼為螺旋對稱 |
| 重要表面蛋白 | HA 與 NA;另有 M2 離子通道蛋白 | H(血球凝集素)與 F(融合蛋白);不具流感病毒的 NA |
| 重要特徵 | HA、NA 基因片段可因不同病毒株共同感染而重新分配,造成抗原轉變(antigenic shift);點突變累積可造成抗原漂移(antigenic drift) | F 蛋白促進細胞膜融合,可形成多核巨細胞;具有不同基因型,但基因型差異不代表有多種血清型 |
流感病毒的「血球凝集素」HA,與麻疹病毒的「血球凝集素」H 名稱相似,都是表面蛋白,但分屬不同病毒,且麻疹病毒不具有流感病毒的 NA。