111 年 國立成功大學微生物及免疫學研究所丙組《寄生蟲學》

此題考驗對寄生蟲感染的臨床判斷能力，特別是結合流行病學史、臨床症狀、實驗室檢查結果，推斷出可能的寄生蟲種類，並闡述其完整的生命週期、感染途徑、臨床表現及診斷方法。

核心觀念： 結合臨床表現與流行病學史推斷寄生蟲感染，並詳細描述寄生蟲的生命週期與診斷。

解題步驟：

1. 判斷可能的寄生蟲：

   • 關鍵線索：
     • 生吃福壽螺 (raw consumption of freshwater snails)。
     • 臨床症狀：頭痛、頭暈、頸部痛、噁心、嘔吐、虛弱，高度懷疑中樞神經系統 (CNS) 感染。
     • 實驗室檢查：嗜酸性白血球 (eosinophilia) 顯著升高，腦脊髓液 (CSF) 中嗜酸性白血球佔 40%。
   • 推論： 能夠透過生食螺類感染，且會侵犯中樞神經系統，並引起嗜酸性白血球增多的寄生蟲，最可能的是廣東住血線蟲 (Angiostrongylus cantonensis)。

2. 說明廣東住血線蟲的生命史：

   • 中間宿主 (Intermediate hosts)： 各種淡水螺類（如福壽螺）和陸棲蝸牛。
   • 終宿主 (Definitive hosts)： 台灣藍鵲、褐屋燕、麻雀等鳥類，以及老鼠。
   • 感染階段 (Infective stage)： 螺類體內的第三期幼蟲 (L3 larvae)。
   • 感染途徑 (Infective route)：
     • 對終宿主： 終宿主（如老鼠）攝食含有 L3 幼蟲的螺類或蝸牛。
     • 對人類： 人類通常是意外宿主 (accidental host)，透過生食或未煮熟的含有 L3 幼蟲的螺類、蝸牛，或食用被這些螺類/蝸牛污染的蔬菜，或接觸被感染的鼠類排泄物而感染。在此案例中，患者「順手生吃4顆福壽螺」是明確的感染途徑。
   • 生活史：
     1. 終宿主（老鼠）腸道內的成蟲產卵，卵隨糞便排出。
     2. 卵在環境中孵化成第一期幼蟲 (L1 larvae)。
     3. L1 幼蟲被螺類或蝸牛攝食，在中間宿主體內發育為 L2，再發育為 L3 幼蟲。
     4. 人類（意外宿主）攝食含有 L3 幼蟲的中間宿主。
     5. L3 幼蟲進入人體後，會穿過腸壁，進入血液循環，然後移行至中樞神經系統（大腦、脊髓）。
     6. 在人體的中樞神經系統內，L3 幼蟲會發育到 L4 幼蟲，但無法在人體內發育為成蟲，也無法完成世代繁殖。
     7. 幼蟲在神經系統內移行、死亡，引起發炎反應，導致神經學症狀。
     8. 部分幼蟲可能離開中樞神經系統，回到血液循環，最終死亡或被清除。
   • 感染時期 (Infection period)： 攝食含有 L3 幼蟲的中間宿主（福壽螺）。
   • 檢驗時期 (Diagnostic period)： 症狀出現後，寄生蟲抗原、抗體或幼蟲可能在體液（血液、CSF）或組織中檢測到。

3. 患者可能的感染途徑：

   • 直接生食含有第三期幼蟲 (L3) 的福壽螺。

4. 患者病徵：

   • 初期症狀 (早期神經侵犯)： 頭痛、頸部疼痛、發燒、噁心、嘔吐、喉嚨痛。
   • 神經學症狀 (晚期或嚴重侵犯)： 頸部僵硬、面癱、感覺異常、肌無力、步態不穩、視力模糊、意識改變，嚴重時可導致麻痺、昏迷甚至死亡。

此題旨在考察學生對常見腸道寄生蟲幼蟲移行至肺部發育的生命週期模式的理解，並能比較不同寄生蟲在此過程中的異同。

核心觀念： 腸道寄生蟲的幼蟲移行（如經肝門靜脈至肝臟，再進入肺臟），以及不同寄生蟲在此階段的特異性。

解題步驟：

1. 列舉幼蟲時期會移行到肺部發育的腸道寄生蟲：
   這些寄生蟲的共同特點是，其感染性幼蟲（通常是 L3）進入人體後，會先穿過腸壁，經由門靜脈系統到達肝臟，然後進入血液循環，最終移行至肺臟。在肺臟，幼蟲會穿過肺泡壁，進入肺泡腔，然後爬到氣管，再被吞嚥回腸道，完成其在腸道的發育，成為成蟲。這個過程稱為「幼蟲移行」或「肺移行階段」。

   常見的例子包括：

   • 蛔蟲 (Ascaris lumbricoides)
   • 鉤蟲 (Hookworms, 如 Necator americanus, Ancylostoma duodenale)
   • 鉤鞭蟲 (Trichuris trichiura) - 註：鉤鞭蟲的幼蟲不經肺部移行，而是直接經血液循環到達腸道，此處應修正為其他寄生蟲，或說明其特殊性。正確應為：
   • 條蟲 (Toxocara spp., 如犬弓蛔蟲、貓弓蛔蟲) - 雖然主要在動物身上完成生活史，但感染人類時，幼蟲也會移行，但可能不會在肺部完成完整的發育週期，而是進入其他器官。
   • 糞小桿線蟲 (Strongyloides stercoralis) - 其幼蟲經皮膚侵入，但若經口感染，也會有類似的移行路徑。
   • 鞭蟲 (Trichuris trichiura) - 再次確認，鞭蟲的幼蟲不經肺部移行。

   應選擇最典型的例子：

   • 蛔蟲 (Ascaris lumbricoides)
   • 鉤蟲 (Hookworms)
   • 糞小桿線蟲 (Strongyloides stercoralis) - 雖然感染途徑多樣，但其幼蟲移行路徑也包含肺部。

   以下以蛔蟲、鉤蟲、糞小桿線蟲為例進行比較。

2. 比較其生活史、感染途徑與臨床症狀的相同與相異之處：

   特徵	蛔蟲 (Ascaris lumbricoides)	鉤蟲 (Hookworms, e.g., Necator americanus)	糞小桿線蟲 (Strongyloides stercoralis)
   生活史	相同點： 幼蟲均經血液循環移行至肺部，穿過肺泡壁進入氣管，再被吞嚥回腸道發育為成蟲。	相同點： 幼蟲均經血液循環移行至肺部，穿過肺泡壁進入氣管，再被吞嚥回腸道發育為成蟲。	相同點： 幼蟲經血液循環移行至肺部，穿過肺泡壁進入氣管，再被吞嚥回腸道發育為成蟲。
   	相異點： 成蟲寄生於小腸，產卵隨糞便排出，卵在環境中孵化成 L1，L1 發育成 L3 幼蟲後具感染性。	相異點： 成蟲寄生於小腸，產卵隨糞便排出，卵在環境中孵化成 L1，L1 在環境中發育成具感染性的 L3 幼蟲（或直接發育成avel-shaped L3）。	相異點： 具有自由生活世代 (free-living generation) 和寄生世代 (parasitic generation)。自由生活世代的 L3 幼蟲具感染性，可經皮膚或黏膜侵入。
   感染途徑	相同點： 主要經口感染，攝食受污染的食物或飲水，食入含有感染性 L3 幼蟲的蛔蟲卵（需在環境中發育）。	相同點： 主要經皮膚感染，具感染性的 L3 幼蟲在土壤中活動，鑽入人體皮膚（尤其足部）。也可經口感染，但較少見。	相同點： 主要經皮膚感染，具感染性的 L3 幼蟲在潮濕土壤中活動，鑽入人體皮膚。也可經口感染（食入 L3 幼蟲）。
   	相異點： 必須攝食「蛔蟲卵」，且卵需在環境中發育才能具感染性。	相異點： 主要經皮膚侵入，非透過攝食卵。	相異點： 幼蟲可經皮膚或黏膜侵入，且也可能透過食入自由生活世代的幼蟲感染。

此題考查對瘧疾（Malaria）感染導致急性貧血的病理生理機制。

核心觀念： 瘧原蟲 (Plasmodium) 在紅血球內繁殖，破壞紅血球，以及宿主免疫反應所引起的貧血。

解題步驟：

1. 瘧原蟲在紅血球內的生命週期：

   • 瘧原蟲的孢子子體 (sporozoites) 經蚊子叮咬進入人體，首先在肝臟發育，然後釋放出裂殖子 (merozoites)。
   • 裂殖子進入紅血球，並在其中發育為營養體 (trophozoite)，然後分裂成多個裂殖子（一個裂殖子可產生 8-32 個新的裂殖子，視瘧原蟲種類而定）。
   • 當紅血球內的裂殖子成熟時，它們會破裂釋放出來，感染新的紅血球，同時釋放出寄生蟲產生的代謝廢物和抗原進入血液循環。
   • 這個紅血球的破裂和裂殖子的釋放過程，每隔一段時間（如 48 或 72 小時，視種類而定）就會發生一次，這也是瘧疾發燒週期的原因。

2. 急性貧血的發生機制：
   急性貧血的發生是多重因素造成的，主要包括：

   • 紅血球的直接破壞 (Direct destruction of red blood cells)：

     • 寄生蟲在紅血球內繁殖： 每個裂殖子感染一個紅血球，並在其中生長、分裂。這個過程會逐漸消耗紅血球內的營養物質，並改變紅血球的形態和功能。
     • 紅血球的裂解 (Hemolysis)： 當紅血球內的裂殖子成熟並準備釋放時，它們會分泌酶來溶解紅血球膜，導致紅血球破裂，釋放出寄生蟲及寄生蟲產生的物質。這直接減少了循環中的紅血球數量。
     • 非感染性紅血球的破壞： 即使是未被感染的紅血球，也可能因為細胞膜的改變（例如，寄生蟲抗原沉積在紅血球表面，或紅血球表面發生氧化損傷）而更容易被脾臟的網狀內皮系統清除。

   • 免疫介導的紅血球破壞 (Immune-mediated destruction of red blood cells)：

     • 抗原-抗體複合物的沉積： 瘧原蟲釋放到血液中的抗原，以及被感染紅血球表面呈現的寄生蟲抗原，會引發宿主的免疫反應，產生抗體。這些抗體可以與寄生蟲抗原結合，形成免疫複合物。這些免疫複合物可能沉積在紅血球表面，標記紅血球，使其更容易被吞噬細胞（如脾臟、肝臟中的巨噬細胞）清除。

此題考查對開發瘧疾疫苗面臨的挑戰與困難的理解。

核心觀念： 瘧疾寄生蟲的高度複雜性、生命週期的多樣性、宿主免疫逃避機制，以及疫苗研發的技術挑戰。

解題步驟：

1. 瘧原蟲的生命週期複雜性：

   • 多階段生命週期： 瘧原蟲 (Plasmodium) 在其生命週期中，會經歷多個不同的形態和寄生階段，包括：
     • 肝臟階段 (Liver stage)： 孢子子體 (sporozoites) 在肝細胞內發育。
     • 紅血球階段 (Erythrocytic stage)： 裂殖子 (merozoites) 在紅血球內增殖，這是引起臨床症狀的主要階段。
     • 性階段 (Gametocytogenesis)： 在蚊子體內完成的有性生殖階段。
   • 不同階段的抗原性不同： 每個階段的瘧原蟲都表達不同的表面抗原。一個有效的疫苗需要能夠針對至少一個關鍵階段，或多個階段，以阻止感染或疾病的發生。例如，RTS,S 疫苗主要針對孢子子體和肝臟階段的抗原，但對紅血球階段的保護有限。

2. 宿主的免疫逃避機制 (Immune evasion mechanisms)：

   • 抗原變異 (Antigenic variation)： 瘧原蟲能夠透過改變其表達的表面抗原（例如，通過 var 基因家族的表達），來逃避宿主免疫系統的識別和清除。這使得宿主難以建立持久的免疫記憶。
   • 在免疫豁免區寄生： 瘧原蟲在肝細胞和紅血球內寄生，這些地方相對較少受到免疫系統的直接攻擊。
   • 免疫抑制： 瘧原蟲感染本身可能導致宿主免疫系統的某些功能被抑制。

3. 缺乏天然保護性免疫 (Lack of strong natural protective immunity)：

   • 與許多細菌或病毒感染不同，在疫區長期居住的人們，即使反覆感染瘧疾，通常也只能獲得部分保護，例如能預防重症和死亡，但不能完全阻止感染。這種「部分保護」的特性使得開發能夠誘導完全保護的疫苗變得困難。
   • 這表明，單一抗原或單一階段的疫苗可能不足以誘導足夠強的、廣泛的保護性免疫。

4. 疫苗設計與抗原選擇的挑戰：

   • 尋找有效的抗原： 識別出能夠誘導強烈且持久保護性免疫反應的關鍵抗原是極具挑戰性的。
   • 誘導免疫反應的類型： 需要誘導細胞免疫（如 T 細胞反應，特別是細胞毒性 T 細胞）和體液免疫（抗體反應）。不同的抗原可能更適合誘導特定類型的免疫反應。
   • 抗原的穩定性與變異性： 瘧原蟲抗原的變異性增加了疫苗開發的難度。
   • 佐劑 (Adjuvants) 的選擇： 選擇合適的佐劑來增強疫苗的免疫原性至關重要，但這也是一個複雜的領域。RTS,S 使用 AS01 佐劑，但其效果仍有局限。

5. 臨床試驗的挑戰：

   • 長期的有效性與安全性評估： 瘧疾疫苗的保護效力可能隨時間衰減（如 RTS,S 的情況），需要長期追蹤評估其有效性和安全性。

此題考查對瘧疾感染中兩種不同情況——復發 (relapse) 和再燃 (recrudescence)——的定義與區別。

核心觀念： 區分瘧疾感染中，由於不同原因導致的症狀再次出現。

解題步驟：

1. 定義 Relapse (復發)：

   • 原因： 這是由於先前感染的肝臟階段的休眠體 (hypnozoites) 再次活化所引起。
   • 發生時間： 通常發生在首次感染清除（或治療成功）後一段時間，可能數月至數年。
   • 寄生蟲種類： 僅發生在特定種類的瘧原蟲，特別是 卵形瘧原蟲 (Plasmodium vivax) 和 猴瘧原蟲 (Plasmodium ovale)，因為這兩種瘧原蟲的肝臟階段有形成休眠體的特性。
   • 治療意義： 治療時需要使用能夠殺滅肝臟休眠體的藥物（如primaquine或tafenoquine）來預防復發。

2. 定義 Recrudescence (再燃)：

   • 原因： 這是由於先前感染的紅血球階段的寄生蟲（在血液中）沒有被完全清除，雖然數量極少（低於檢測閾值），但後來又重新增殖起來，導致症狀再次出現。
   • 發生時間： 通常發生在首次感染治療後不久，或在免疫力下降時。
   • 寄生蟲種類： 可能發生在所有種類的瘧原蟲，包括 惡性瘧原蟲 (Plasmodium falciparum)（其肝臟階段無休眠體）、三日瘧原蟲 (Plasmodium malariae)、卵形瘧原蟲 (Plasmodium vivax) 和 猴瘧原蟲 (Plasmodium ovale)。
   • 治療意義： 治療時需要確保殺滅血液中的寄生蟲。若因治療不徹底或產生抗藥性，可能導致再燃。

3. 比較兩者的異同：

   特徵	Relapse (復發)	Recrudescence (再燃)
   根本原因	肝臟階段休眠體 (hypnozoites) 活化	紅血球階段寄生蟲 (blood-stage parasites) 未被完全清除而再增殖
   發生時間	首次感染清除後數月至數年	治療後不久，或免疫力下降時

此題考查對痢疾阿米巴原蟲 (Entamoeba histolytica) 的生命週期關鍵階段的理解，包括感染階段、致病階段和感染途徑。

核心觀念： 了解阿米巴原蟲的形態變化、感染方式以及其致病性。

解題步驟：

1. Infective Stage (感染階段)：

   • 形態： 痢疾阿米巴原蟲的感染性階段是其囊蚴 (cyst) 形態。
   • 特點： 囊蚴是相對穩定的形態，能夠在體外環境（如水中、食物上）存活一段時間。成熟的囊蚴含有四個核 (quadrinucleated trophozoite)。
   • 重要性： 這是人類感染的唯一形式。

2. Pathogenic Stage (致病階段)：

   • 形態： 當囊蚴被攝入人體後，在腸道（特別是小腸）的環境下，囊蚴會脫囊 (excystation)，釋放出四個單核的滋養體 (trophozoites)。這些單核的滋養體會進一步分裂，形成多個單核的滋養體。
   • 致病關鍵： 具有致病性的階段是滋養體 (trophozoite)。
   • 致病機制：
     • 滋養體主要寄生於大腸（盲腸和結腸）的黏膜層，尤其是黏膜下層。
     • 它們可以分泌蛋白酶（如組織蛋白酶 B），溶解宿主細胞（腸上皮細胞）和組織（結締組織），並吞噬紅血球 (erythrophagocytosis)，這也是其「histolytica」（組織溶解）名稱的由來。
     • 當滋養體破壞腸道黏膜和黏膜下層時，會引起潰瘍、出血和腹瀉（痢疾）。
     • 如果滋養體穿透腸壁進入血液循環，則可能引起腸外阿米巴病 (extraintestinal amebiasis)，如肝膿腫、肺膿腫、腦膿腫等。

3. Infective Route (感染途徑)：

   • 主要途徑： 糞口傳播 (fecal-oral route)。
   • 具體方式：
     • 攝食受污染的水或食物： 飲用或食用了被含有痢疾阿米巴原蟲囊蚴的糞便污染的水或食物。

此題考查對兩種細胞吞噬現象——吞噬作用 (phagocytosis) 和食片段吞噬 (trogocytosis)——的區別。

核心觀念： 了解這兩種細胞攝取物質的不同方式、目的和涉及的細胞類型。

解題步驟：

1. Phagocytosis (吞噬作用)：

   • 定義： 是一種細胞攝取較大顆粒（如微生物、細胞碎片、異物）的過程。
   • 涉及細胞： 主要由專業的吞噬細胞執行，如巨噬細胞 (macrophages)、中性粒細胞 (neutrophils)、單核細胞 (monocytes) 和樹突狀細胞 (dendritic cells)。
   • 過程：
     • 吞噬細胞的細胞膜向外延伸，形成偽足 (pseudopods)，包圍住要被吞噬的顆粒。
     • 顆粒被完全包圍後，細胞膜內陷，形成一個大的囊泡，稱為吞噬體 (phagosome)，該囊泡從細胞膜脫離進入細胞質。
     • 吞噬體隨後與溶酶體 (lysosome) 融合，形成吞噬溶酶體 (phagolysosome)，其中的消化酶和活性氧類 (ROS) 會降解或殺滅被吞噬的物質。
   • 目的： 清除病原體、死亡細胞、細胞碎片、異物，是免疫系統清除異物、維持組織穩態的重要機制。

2. Trogocytosis (食片段吞噬)：

   • 定義： 是一種細胞從另一個細胞表面「竊取」或「咬下」一小部分細胞膜和膜結合蛋白的過程。
   • 涉及細胞： 主要在免疫細胞之間發生，例如，樹突狀細胞 (dendritic cells) 可以從被它們吞噬的抗原呈遞細胞 (APC) 或其他細胞表面攝取抗原、MHC 分子等。此外，某些寄生蟲（如錐蟲 Trypanosoma）也會利用這種方式從宿主細胞表面攝取分子，以逃避免疫。
   • 過程：
     • 攝取細胞（如樹突狀細胞）的細胞膜與目標細胞的細胞膜接觸。
     • 攝取細胞的細胞膜會形成一個局部突起，並從目標細胞的細胞膜上「咬下」一小塊，形成一個含膜成分和膜結合蛋白質的小囊泡。
     • 這個過程通常是動態的，且可以重複進行，從同一個目標細胞攝取多個片段。
   • 目的：
     • 抗原獲取： 樹突狀細胞可以透過 trogocytosis 從其他細胞獲取抗原及其呈遞分子（如 MHC），這對於啟動 T 細胞反應至關重要。
     • 免疫逃避： 某些寄生蟲利用 trogocytosis 攝取宿主細胞的分子，以偽裝自己，逃避免疫識別。
     • 獲取營養或生長因子： 在某些情況下，細胞可能透過 trogocytosis 獲取生存所需的物質。

3. 比較兩者的異同：

   特徵	Phagocytosis (吞噬作用)	Trogocytosis (食片段吞噬)
   攝取對象	大顆粒、微生物、細胞碎片、異物	細胞膜、膜結合分子、細胞膜上的蛋白質