114 年 國立嘉義大學獸醫學系獸醫學及管理碩士班《基礎微生物學》

此題主要考驗學生對重要節肢動物媒介（病媒）的認識，特別是與獸醫學相關的壁蝨。需要掌握棕色犬壁蝨 (Rhipicephalus sanguineus) 的完整生活史，以及其作為病媒所傳播的疾病。

一、 棕色犬壁蝨的生活史

棕色犬壁蝨屬於蜱螨亞綱 (Acari) 中的硬蜱 (Ixodidae)，為一種三宿主蜱 (three-host tick)，其生活史可分為卵、幼蟲 (larva)、稚蟲 (nymph) 及成蟲 (adult) 四個階段。

1. 卵 (Egg)：雌壁蝨吸飽血後，會尋找適當的環境（如犬隻的窩、縫隙）產卵，一次可產下數千至上萬粒卵。卵期時間長短受環境溫度影響，高溫乾燥環境下卵期較短。
2. 幼蟲 (Larva)：卵孵化後為六足幼蟲。幼蟲會附著在第一宿主（通常是犬隻）體表吸血。吸血後，幼蟲會脫落並尋找隱蔽處進行第一次蛻皮。
3. 稚蟲 (Nymph)：幼蟲蛻皮後成為八足稚蟲。稚蟲會再次尋找宿主（通常仍是犬隻）吸血。吸血後，稚蟲會再次脫落並尋找隱蔽處進行第二次蛻皮。
4. 成蟲 (Adult)：稚蟲蛻皮後成為八足成蟲。成蟲會尋找宿主（通常是犬隻）吸血，雄蟲在宿主身上交配，雌蟲吸飽血後會產卵，完成生命週期。

二、 棕色犬壁蝨可傳播的人畜共通傳染病

棕色犬壁蝨是重要的病媒，能傳播多種病原體，其中許多是人畜共通傳染病，對犬隻和人類健康都構成威脅。

• 犬焦蟲病 (Canine babesiosis)：由 Babesia canis、Babesia gibsoni 等原蟲引起，寄生於紅血球，造成溶血性貧血。

此題考驗學生對抗生素藥物敏感性測試基本概念的理解，包括 MIC 和 MBC 的定義，以及其實驗操作方法。

一、 Minimum Inhibitory Concentration (MIC) 的定義

Minimum Inhibitory Concentration (MIC) 是指在特定實驗條件下，能夠抑制細菌肉眼可見生長所需的最低藥物濃度。換句話說，當藥物濃度達到 MIC 時，細菌的生長繁殖就會被阻止，但細菌本身不一定已經死亡。MIC 是評估抗生素效力最常用的指標之一。

二、 Minimum Bactericidal Concentration (MBC) 的定義

Minimum Bactericidal Concentration (MBC) 是指在特定實驗條件下，能夠殺死 99.9% 細菌所需的最低藥物濃度。MBC 的概念比 MIC 更嚴格，它不僅要求抑制細菌生長，更要求達到殺菌的效果。

三、 MIC 和 MBC 的檢測方法

MIC 和 MBC 的檢測通常採用兩種主要方法：瓊脂稀釋法 (Agar Dilution Method) 和肉湯稀釋法 (Broth Dilution Method)。其中，肉湯稀釋法更為常用，且可進一步細分為兩種操作方式：管式肉湯稀釋法 (Broth tube dilution) 和微盤肉湯稀釋法 (Broth microdilution)。以下以較常見的微盤肉湯稀釋法為例說明：

1. 微盤肉湯稀釋法 (Broth Microdilution)

• 準備工作：
  • 準備一個 96 孔的微盤 (microplate)。
  • 事先配製好一系列不同濃度的待測藥物。通常會採用兩倍連續稀釋 (two-fold serial dilution) 的方式，例如從 128 µg/mL 稀釋到 0.06 µg/mL。
  • 準備細菌懸浮液，並將其調整至標準化的濃度，例如大約 $10^5$ CFU/mL（約為 0.5 MacFarland 標準）。
  • 準備細菌生長所需的培養液（如 Mueller-Hinton broth）。

此題考驗學生對血基瓊脂培養基的認識，以及細菌溶血特性的分類與鑑別能力。血基瓊脂是臨床微生物學中常用來鑑定和分類細菌的重要工具。

一、 血基瓊脂培養基 (Blood Agar Medium)

血基瓊脂是一種基礎培養基（如 Tryptic Soy Agar 或 Columbia Agar），在培養基冷卻至約 50°C 時，加入 5-10% 的脫纖維綿羊血（或馬血），然後倒入培養皿。這種培養基不僅能支持多數難生長細菌的生長，其加入的血液還能讓學生觀察細菌產生的溶血素 (hemolysin) 對紅血球的破壞作用。

二、 細菌溶血型態 (Types of Hemolysis)

根據細菌產生的溶血素對紅血球的影響，可將溶血現象分為三種類型：

1. 完全溶血 (Alpha-hemolysis, α-hemolysis)：

   • 特徵：細菌產生的溶血素會將紅血球中的血紅素氧化成變性血紅素 (methemoglobin)。
   • 觀察重點：在菌落周圍會形成一圈 綠色或褐色 的暈輪。這是因為血紅素被氧化，而非紅血球被完全破壞。紅血球膜可能保持完整或部分受損。
   • 舉例細菌：Streptococcus pneumoniae (肺炎鏈球菌)、Viridans streptococci (如 Streptococcus mitis, Streptococcus oralis)。

2. β-溶血 (Beta-hemolysis, β-hemolysis)：

   • 特徵：細菌產生的溶血素能夠 完全破壞 紅血球細胞膜，釋放出細胞內的血紅素。
   • 觀察重點：在菌落周圍會形成一圈 清晰、透明 的暈輪。這是最明顯的溶血現象。

此題為關於 A 型流感病毒的兩大部分考題：一是病毒顆粒表面重要蛋白質 HA 和 NA 在病毒感染週期中的功能，二是流感病毒抗原變異相關的重要現象「抗原原罪」。

一、 HA 和 NA 在 A 型流感病毒感染週期中的角色 (10 分)

A 型流感病毒是單股負鏈 RNA 病毒，其顆粒表面覆蓋有兩種主要的醣蛋白：血球凝集素 (Hemagglutinin; HA) 和神經胺酸酶 (Neuraminidase; NA)。這兩種蛋白對於病毒的感染、複製和傳播至關重要。

1. 血球凝集素 (Hemagglutinin; HA)：

   • 結構與功能：HA 是一種醣蛋白，以三聚體 (trimer) 的形式存在於病毒表面，主要由 HA1 和 HA2 兩個亞基組成。HA1 負責識別宿主細胞表面的唾液酸 (sialic acid) 受體，並與之結合，這是病毒進入宿主細胞的第一步。HA2 則包含一個融合肽 (fusion peptide)，在病毒進入細胞的過程中，協助病毒膜與宿主細胞內吞囊膜 (endosomal membrane) 融合，從而將病毒的遺傳物質釋放到細胞質中。
   • 在感染週期中的角色：
     • 吸附 (Attachment)：HA 結合宿主細胞表面的唾液酸，介導病毒吸附到細胞上。
     • 進入 (Entry)：病毒進入細胞後，在內吞囊泡內，宿主細胞內的蛋白酶（如 Furin）會切割 HA 分子，產生 HA1 和 HA2。HA2 的融合肽會插入內吞囊膜，促使病毒膜與內吞囊膜融合，釋放病毒 RNA 進入細胞質。

2. 神經胺酸酶 (Neuraminidase; NA)：

   • 結構與功能：NA 是一種醣蛋白，以四聚體 (tetramer) 的形式存在於病毒表面。NA 的主要功能是切割唾液酸殘基。
   • 在感染週期中的角色：
     • 釋放 (Release)：新產生的病毒顆粒會通過與宿主細胞表面的唾液酸結合而黏附在細胞上。NA 能夠切割這些唾液酸，從而幫助新產生的病毒顆粒從宿主細胞表面脫離，進入細胞外環境，進而感染新的細胞。
     • 防止病毒聚集：NA 也能防止病毒顆粒之間互相黏附，維持病毒顆粒的獨立性。
     • 幫助病毒穿透黏液層：呼吸道上皮細胞表面覆蓋著一層黏液，其中含有唾液酸。NA 可以水解黏液層中的唾液酸，幫助病毒穿透黏液層，到達上皮細胞表面進行感染。

二、 抗原原罪 (Original Antigenic Sin) 的原理 (15 分)

抗原原罪 (Original Antigenic Sin)，又稱抗原記憶 (Antigenic Priming) 或抗原鎖定 (Antigenic Imprinting)，是流感病毒感染中一個獨特的