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微生物與免疫學核心理論:病毒、細菌、過敏反應與免疫缺陷

護理師國考核心理論

微生物與免疫學核心理論:病毒、細菌、過敏反應與免疫缺陷

近20回官方題庫中,本主題共對應 286 題。以下以命題範圍、臨床判斷與常見誤區整理。

核心架構

微生物與免疫學在護理師國考中涵蓋範圍廣泛,主要分為三大主軸:微生物學(細菌、病毒、真菌的結構與致病機制)、免疫學(先天與後天免疫、過敏反應分型、免疫缺陷)以及疫苗與感染控制。掌握各類病原體的核心特徵與免疫反應的分類邏輯,是拿分的關鍵。

一、細菌的基本結構與分類

細菌依革蘭氏染色分為革蘭氏陽性菌革蘭氏陰性菌,兩者細胞壁結構差異顯著。革蘭氏陽性菌具有厚層肽聚糖(peptidoglycan),不含外膜;革蘭氏陰性菌則有薄層肽聚糖加上外膜,外膜含有脂多醣(lipopolysaccharide, LPS),即所謂的內毒素(endotoxin)。內毒素在細菌死亡裂解後釋放,可引發發燒、低血壓、瀰漫性血管內凝血(DIC)等嚴重全身反應,是革蘭氏陰性菌敗血症的重要致病機制。

外毒素(exotoxin)則由活菌主動分泌,多為蛋白質,具有高度特異性,例如破傷風毒素、肉毒桿菌毒素、霍亂毒素等,可透過類毒素(toxoid)製成疫苗。

二、病毒的分類與特性

病毒依核酸類型分為DNA病毒RNA病毒,此分類在考題中極為重要。

核酸類型 代表病毒 重要特性
DNA病毒 B型肝炎病毒(HBV)、皰疹病毒、腺病毒、乳突病毒(HPV)、天花病毒 多在細胞核內複製;HBV為部分雙股DNA
RNA病毒(單股正鏈) A型肝炎病毒(HAV)、C型肝炎病毒(HCV)、腸病毒、冠狀病毒 HAV、HCV均為RNA病毒;HCV突變率高,易形成慢性感染
RNA病毒(單股負鏈) 流感病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、狂犬病毒 流感病毒為分節段RNA,易發生基因重組
RNA病毒(雙股) 輪狀病毒 兒童腸胃炎重要病原
反轉錄病毒 HIV、HTLV 含反轉錄酶,RNA→DNA整合入宿主基因組

三、肝炎病毒分類重點

肝炎病毒是高頻考點,需熟記各型特性:

  • A型肝炎(HAV):RNA病毒,糞口傳播,不會造成慢性肝炎,有疫苗可預防。
  • B型肝炎(HBV):DNA病毒,血液/體液/母嬰垂直傳播,可造成慢性肝炎、肝硬化、肝癌,有疫苗。
  • C型肝炎(HCV):RNA病毒,主要血液傳播,慢性化率高(約50至80%),目前無疫苗,但有直接抗病毒藥物(DAA)可治癒。
  • D型肝炎(HDV):缺陷型RNA病毒,需與HBV共同感染或重疊感染才能複製,可造成慢性肝炎。
  • E型肝炎(HEV):RNA病毒,糞口傳播,一般不造成慢性肝炎,但孕婦感染死亡率較高。

四、流感病毒的抗原變異

流感病毒(Influenza virus)為RNA病毒,表面有血球凝集素(hemagglutinin, HA)神經胺酸酶(neuraminidase, NA)兩種重要抗原,亞型分類依此兩者命名(如H1N1、H3N2)。

  • 抗原漂移(antigenic drift):基因點突變,造成小幅度抗原變化,引起季節性流行(epidemic),主要見於A型與B型流感。
  • 抗原移型(antigenic shift):不同亞型病毒基因片段重組,造成大幅度抗原變化,引起全球大流行(pandemic),只見於A型流感

評估與護理重點

一、免疫反應的基本架構

免疫系統分為先天免疫(innate immunity)後天免疫(adaptive immunity)。先天免疫反應快速但無特異性,包含皮膚黏膜屏障、吞噬細胞(嗜中性球、巨噬細胞)、自然殺手細胞(NK cell)及補體系統。後天免疫具有特異性與記憶性,分為:

  • 體液免疫:B細胞分化為漿細胞,產生抗體(IgG、IgM、IgA、IgE、IgD)。
  • 細胞免疫:T細胞(輔助型T細胞Th、細胞毒性T細胞Tc、調節型T細胞Treg)直接殺傷或調控免疫反應。

二、主要組織相容性複合體(MHC)與抗原呈現

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(HLA),是免疫識別的核心分子。

  • MHC第一類(MHC class I):存在於所有有核細胞表面,呈現內源性抗原(如病毒感染細胞內合成的蛋白),由CD8+ 細胞毒性T細胞識別。
  • MHC第二類(MHC class II):主要存在於專職抗原呈現細胞(樹突細胞、巨噬細胞、B細胞),呈現外源性抗原(如吞噬的細菌),由CD4+ 輔助型T細胞識別。

三、過敏反應四型分類(Gell-Coombs分類)

型別 機制 主要效應細胞/分子 代表疾病 發生時間
第一型(立即型) IgE介導,肥大細胞與嗜鹼性球脫顆粒 IgE、肥大細胞、組織胺 過敏性鼻炎、氣喘、蕁麻疹、過敏性休克 數分鐘內
第二型(細胞毒性型) IgG或IgM與細胞表面抗原結合,活化補體或ADCC IgG、IgM、補體 溶血性貧血、輸血反應、新生兒溶血症、Graves病 數小時
第三型(免疫複合體型) 抗原抗體複合體沉積,活化補體引發發炎 IgG免疫複合體、補體、嗜中性球 血清病、全身性紅斑狼瘡(SLE)、類風濕性關節炎、腎絲球腎炎 數小時至數天
第四型(遲發型) T細胞介導,不需抗體 CD4+ T細胞、巨噬細胞 接觸性皮膚炎、結核菌素試驗(PPD)、移植排斥、肉芽腫形成 24至72小時

肥大細胞脫顆粒是第一型過敏反應的核心事件:初次接觸過敏原後,B細胞產生IgE,IgE與肥大細胞及嗜鹼性球表面的Fc受體結合;再次接觸相同過敏原時,過敏原與細胞表面IgE交聯,觸發脫顆粒,釋放組織胺、白三烯素(leukotriene)、前列腺素等介質,引發血管擴張、支氣管收縮、黏液分泌增加等症狀。

四、免疫缺陷疾病

免疫缺陷可分為原發性(先天性)與繼發性(後天性)。

  • 慢性肉芽腫病(Chronic Granulomatous Disease, CGD):吞噬細胞氧化酶(NADPH oxidase)基因缺陷,導致吞噬細胞無法產生活性氧(reactive oxygen species),無法有效殺滅過氧化氫酶陽性菌(如金黃色葡萄球菌、麴菌)。反覆感染後形成肉芽腫。
  • Chédiak-Higashi症候群:吞噬小體(phagosome)與溶酶體(lysosome)融合障礙,導致殺菌能力下降。
  • 遺傳性血管性水腫(Hereditary Angioedema):C1抑制蛋白缺陷,補體過度活化,引起陣發性皮膚與黏膜水腫。
  • 胸腺切除的影響:出生後切除胸腺,T細胞無法正常成熟,細胞免疫功能嚴重受損,體液免疫亦受影響(因Th細胞輔助B細胞產生抗體)。
  • 骨髓移植併發症:移植物抗宿主病(Graft-versus-Host Disease, GvHD)是異體骨髓移植後,供者T細胞攻擊受者組織所致,屬於第四型過敏反應機制;另需注意移植後感染風險(免疫抑制期間)。

五、疫苗種類

  • 減毒活疫苗(live attenuated vaccine):使用毒力減弱的活病原體,免疫效果強且持久,可誘發細胞免疫與體液免疫。代表:麻疹、腮腺炎、德國麻疹(MMR)、水痘、口服小兒麻痺(OPV)、黃熱病疫苗。禁用於免疫缺陷者及孕婦。
  • 不活化疫苗(inactivated vaccine):使用殺死的病原體,安全性高,但免疫效果較弱,需多次接種。代表:注射型小兒麻痺(IPV)、流感(注射型)、A型肝炎疫苗。
  • 次單位疫苗:使用病原體特定蛋白質片段。代表:B型肝炎疫苗(HBsAg)、百日咳(非細胞型)、HPV疫苗。
  • 類毒素疫苗:使用化學處理後失去毒性但保留抗原性的外毒素。代表:破傷風、白喉疫苗。

常考辨析

辨析一:內毒素 vs. 外毒素

內毒素(LPS)為革蘭氏陰性菌細胞壁成分,細菌死亡後釋放,耐熱,無法製成類毒素疫苗,引起非特異性全身反應(發燒、休克)。外毒素為活菌分泌的蛋白質,不耐熱,具高度特異性,可製成類毒素疫苗。

辨析二:A型肝炎 vs. 其他肝炎的慢性化

A型肝炎與E型肝炎(一般情況下)不會造成慢性肝炎,均為自限性疾病。B型、C型、D型肝炎均可造成慢性肝炎。D型肝炎必須依賴HBV才能感染,因此接種B型肝炎疫苗可同時預防D型肝炎。

辨析三:MHC第一類 vs. 第二類的識別細胞

記憶口訣:「一類配八(CD8),二類配四(CD4)」。MHC class I呈現內源性抗原給CD8+ T細胞;MHC class II呈現外源性抗原給CD4+ T細胞。

辨析四:CGD vs. Chédiak-Higashi

  • CGD:NADPH oxidase缺陷 → 無法產生活性氧 → 殺菌失敗 → 肉芽腫形成。
  • Chédiak-Higashi:phagosome與lysosome融合障礙 → 溶酶體酵素無法作用於吞噬物 → 殺菌失敗。

辨析五:流感病毒抗原漂移 vs. 抗原移型

抗原漂移(drift)→ 點突變 → 小變化 → 季節性流行(epidemic)。抗原移型(shift)→ 基因重組 → 大變化 → 全球大流行(pandemic),只發生於A型流感。B型流感只有抗原漂移,不發生抗原移型,因此不引起全球大流行。

辨析六:第一型 vs. 第三型過敏反應

兩者均有抗體參與,但機制不同。第一型為IgE與肥大細胞結合後脫顆粒,反應極快(數分鐘);第三型為IgG免疫複合體沉積於組織,活化補體,吸引嗜中性球造成組織損傷,反應較慢(數小時至數天)。SLE的腎臟病變即為第三型過敏反應的典型例子。

辨析七:減毒活疫苗的禁忌

減毒活疫苗在免疫缺陷患者(如HIV感染者、接受免疫抑制治療者、先天性免疫缺陷)及孕婦中禁用,因活病原體可能在免疫力低下者體內造成感染。不活化疫苗與次單位疫苗則相對安全。

考前速記

病毒核酸速記

  • DNA病毒:B型肝炎(HBV)、皰疹病毒群(HSV、VZV、EBV、CMV)、腺病毒、HPV、天花病毒。
  • RNA病毒:A、C、D、E型肝炎、流感病毒、HIV、麻疹、腮腺炎、輪狀病毒、腸病毒、冠狀病毒。
  • 記憶重點:肝炎病毒中只有HBV是DNA病毒,其餘均為RNA病毒。

過敏反應四型速記

  1. 第一型:IgE + 肥大細胞 → 立即(分鐘)→ 過敏性休克、氣喘
  2. 第二型:IgG/IgM + 細胞表面 → 細胞毒殺 → 溶血性貧血
  3. 第三型:免疫複合體沉積 → 補體活化 → SLE、血清病
  4. 第四型:T細胞介導 → 遲發(24至72小時)→ 接觸性皮膚炎、PPD試驗

免疫缺陷決策判斷順序

  1. 確認缺陷部位:吞噬細胞?T細胞?B細胞?補體?
  2. 吞噬細胞缺陷 → 反覆細菌感染(CGD:氧化酶缺陷;Chédiak-Higashi:融合障礙)
  3. T細胞缺陷(如胸腺切除、DiGeorge症候群)→ 細胞免疫喪失,對病毒、真菌、胞內菌易感
  4. B細胞缺陷 → 體液免疫喪失,對有莢膜細菌易感,抗體產生不足
  5. 補體缺陷 → 對奈瑟菌屬(腦膜炎雙球菌)易感;C1抑制蛋白缺陷 → 遺傳性血管性水腫

肝炎病毒慢性化速記

會慢性化:B、C、D型肝炎(記憶:BCD會慢性化)

不會慢性化:A、E型肝炎(記憶:AE為急性自限性)

D型肝炎必須依賴HBV,接種B型肝炎疫苗可同時預防D型肝炎感染。

疫苗類型速記

  • 減毒活疫苗(MMR、水痘、OPV):效果強,免疫缺陷者及孕婦禁用。
  • 不活化疫苗(IPV、注射型流感):安全,需多次接種。
  • 次單位疫苗(HBV、HPV):只含特定蛋白,安全性高。
  • 類毒素(破傷風、白喉):由外毒素製成,可誘發抗毒素抗體。
考試提醒:流感病毒亞型由HA與NA決定,核蛋白(NP)決定的是A、B、C型的分型,而非亞型。抗原移型只發生於A型流感,是全球大流行的主因。CGD的核心缺陷是NADPH oxidase,而非phagosome-lysosome融合障礙(後者為Chédiak-Higashi)。A型肝炎不會慢性化,此為高頻考點。

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