114 年 國立臺灣大學免疫學研究所《免疫學（A）》

本題旨在釐清 B 細胞和 T 細胞辨識抗原的主要差異。

B 細胞辨識抗原的方式是透過其表面的 B 細胞受體 (BCR)，BCR 本身就是一種膜結合的抗體。B 細胞可以直接辨識許多類型的抗原，包括蛋白質、多醣體、脂質等，且辨識的抗原構象可以是天然的或變性的。B 細胞辨識的抗原不一定需要經由 MHC 分子呈現。

T 細胞辨識抗原的方式則較為複雜。T 細胞受體 (TCR) 無法直接辨識完整的抗原分子。TCR 只能辨識由主要組織相容性複合體 (MHC) 分子所呈現的抗原片段 (peptide fragments)。TCR 辨識的抗原片段通常是蛋白質的降解產物。T 細胞辨識的抗原片段必須與 MHC 分子結合，才能被 TCR 辨識。

本題考查 MHC class I 和 MHC class II 分子呈現抗原的來源。這是免疫學中一個非常重要的概念，與 T 細胞的活化和功能密切相關。

MHC class I 分子主要存在於幾乎所有有核細胞的表面，負責呈現細胞內源性的抗原片段，通常是病毒感染或細胞內蛋白質降解產生的肽段。這些肽段經過細胞內的蛋白質體 (proteasome) 降解，然後透過 TAP (transporter associated with antigen processing) 轉運到內質網，在那裡與新合成的 MHC class I 分子結合，再運輸到細胞表面。因此，MHC class I 呈現的是「細胞內」的抗原。

MHC class II 分子主要存在於抗原呈現細胞 (APC)，如樹突狀細胞、巨噬細胞和 B 細胞的表面。

本題考查胸腺中 T 細胞的陽性選擇 (positive selection) 過程及其結果。陽性選擇是 T 細胞發育過程中確保 T 細胞受體 (TCR) 能夠與自身 MHC 分子結合的關鍵步驟。

在胸腺中，T 細胞在發育過程中經歷一系列選擇過程。雙陽性 (double-positive, DP) 的 CD4+CD8+T 細胞會與胸腺上皮細胞表達的自身 MHC 分子 (MHC class I 或 MHC class II) 互動。

陽性選擇的原則是：如果 DP 細胞的 TCR 與自身 MHC 分子有適度的結合（既不過強也不過弱），那麼這個 T 細胞就會存活下來。如果結合太弱或沒有結合，則會被排除（凋亡）。

關鍵在於，TCR 與 MHC 分子的結合模式決定了 T 細胞的最終分化方向：

• 如果 TCR 主要與 MHC class I 分子結合，則該 T 細胞會發育成為 CD8+ 的細胞毒性 T 細胞 (cytotoxic T lymphocyte, CTL)。在發育過程中，它會逐漸下調 CD4 的表達，而維持或增強 CD8 的表達。

核心觀念

本題測驗 T 細胞抗原辨識的核心特徵——**MHC 限制性（MHC restriction）**的標準免疫學定義。

• MHC 限制性（MHC restriction）：由 Rolf Zinkernagel 與 Peter Doherty 於 1974 年藉由 LCMV（淋巴球性脈絡叢腦膜炎病毒）感染實驗證實（兩人因此榮獲 1996 年諾貝爾生理醫學獎）。該現象指出：一個成熟 T 細胞的 TCR（T-cell receptor）不僅辨識外來胜肽抗原（peptide），同時也必須特異性辨識呈現該胜肽的「特定自體 MHC 等位基因分子（particular MHC allele）」。若胜肽呈現於不同對偶基因型（allelic form）的 MHC 分子，或相同 MHC 分子呈現不同胜肽，T 細胞均無法產生辨識與活化反應。
• 相關機制連結：T 細胞的 MHC 限制性是在胸腺發育過程中的**正向選汰（positive selection）**階段所確立的。

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解題方法

直接從題幹關鍵字 MHC restriction 的經典定義切入：

1. 分析 TCR 的二元特異性（dual specificity）：TCR 辨識的是複合體「peptide + self-MHC」。
2. 對照題目選項，鎖定強調「T 細胞僅能辨識『結合於特定 MHC 分子形式上的胜肽』」之選項。
3. 排除其他描述胸腺發育選汰機制（positive/negative selection）、免疫耐受（tolerance/anergy）或免疫缺陷（bare lymphocyte syndrome）的干擾選項。

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選項分析

• (A) 錯誤：
  此敘述指「無法與自體 MHC 分子作用的胸腺細胞會被清除（凋亡）」，此為胸腺皮質區進行的正向選汰失敗導致的忽視性死亡（death by neglect），而非 MHC 限制性本身的定義（MHC restriction 是正向選汰產生的生理結果，而非選汰過程本身）。
• (B) 錯誤：
  通過負向選汰（negative selection）存活下來的胸腺細胞具有中樞自體耐受性（central tolerance），此敘述屬於胸腺細胞陰性篩選後的存活過程，並非 MHC restriction 的定義。
• (C) 正確：

核心觀念

本題考查胸腺中雙陽性胸腺細胞（double-positive thymocyte，CD4⁺CD8⁺）接受 T 細胞受體（T-cell receptor, TCR）選擇的機制，尤其是：

• 正向選擇（positive selection）：檢查 TCR 是否能以適當程度辨識自身 MHC。
• 負向選擇（negative selection）：刪除對自身抗原—MHC 具有過高親和力、可能引發自體免疫的細胞。
• death by neglect：TCR 與自身 MHC 的結合親和力過低，無法接受正向選擇，細胞因缺乏存活訊號而凋亡。

雙陽性胸腺細胞若辨識的是自身 MHC class I，成功接受正向選擇後通常分化為 CD8⁺單陽性 T 細胞。

解題方法

判斷胸腺選擇時，先依照 TCR 與 self-peptide：MHC 複合體的親和力分類：

TCR 親和力	結果
過低	正向選擇失敗，death by neglect，凋亡
適中	通過正向選擇，分化為 CD4⁺或 CD8⁺細胞
過高	負向選擇，凋亡

題目指定：

1. 細胞是 CD4⁺CD8⁺雙陽性胸腺細胞；
2. 辨識的是 self-MHC class I；
3. TCR 與複合體的結合親和力很低。

因此，該細胞無法獲得足夠的 TCR 訊號以通過正向選擇，最後因缺乏存活訊號而凋亡。由於這是正向選擇失敗造成的凋亡，正確術語是 death by neglect，不是負向選擇。

選項分析

(A) Negative selection and apoptosis

本題考查 T 細胞被抗原活化後會發生的一系列變化，要求找出「不」屬於這些變化的敘述。

T 細胞活化是一個複雜的過程，需要兩個主要的信號：

1. 信號 1 (Signal 1)：T 細胞受體 (TCR) 辨識 MHC-肽段複合體。
2. 信號 2 (Signal 2)：共刺激分子 (co-stimulatory molecules)，最典型的是 CD28 在 T 細胞上與 APC 上的 B7 (CD80/CD86) 分子結合。

一旦 T 細胞被活化，會發生以下變化：

• 增殖與分化：T 細胞開始增殖，並分化為效應 T 細胞 (effector T cells) 和記憶 T 細胞 (memory T cells)。這個過程需要幾天時間。
• 細胞因子產生與反應：活化的 T 細胞會產生細胞因子，如 IL-2。IL-2 對 T 細胞的增殖和分化至關重要，活化的 T 細胞會增加對 IL-2 的反應（例如通過增加 IL-2 受體 CD25 的表達）。
• 共刺激分子表達：活化的 T 細胞會開始表達一些新的分子，例如 CTLA-4 (CD152)。CTLA-4 是 CD28 的拮抗劑，它與 B7 分子結合的親和力比 CD28 更高，作用是抑制 T 細胞的活化和增殖，起到負調控作用。

現在我們逐一分析選項：
(A) It receives co-stimulatory signals through CD28：CD28 是 T 細胞活化的關鍵共刺激分子，在 T 細胞被抗

核心觀念

本題主要測驗初始 T 細胞（Naive T cells）的生理特性、循環路徑（Lymphocyte Recirculation）、淋巴結微環境解剖構造（Lymph Node Architecture），以及專業抗原呈現細胞（Professional APCs）的分工機制。

1. 淋巴結微構造與分區（Lymph Node Architecture）：
   • 皮質（Cortex / Outer cortex）：主要由淋巴濾泡（Lymphoid follicles）組成，為 B 細胞區（B-cell zone）。
   • 副皮質區（Paracortex / Deep cortex）：為 T 細胞區（T-cell zone），富含高內皮微靜脈（High Endothelial Venules, HEV）與樹突細胞（Dendritic cells, DCs），是初始 T 細胞定居與巡邏的主要區域。
   • 髓質（Medulla）：包含髓索（Medullary cords）與髓竇（Medullary sinuses），主要聚集大量分泌抗體的漿細胞（Plasma cells）與巨噬細胞（Macrophages），為細胞離開淋巴結的通道。
2. 初始 T 細胞的循環路徑（Recirculation）：
   • 初始 T 細胞可經由高內皮微靜脈（HEV）自血液進入淋巴結副皮質區。
   • 若未遇到相應抗原，初始 T 細胞會自輸出淋巴管（Efferent lymphatic vessel）離開。由於人體淋巴結多呈串聯排列，上游淋巴結的輸出淋巴管即為下游淋巴結的輸入淋巴管（Afferent lymphatic vessel），因此初始 T 細胞亦可經由淋巴液進入下游淋巴結。
3. 初次免疫活化（T-cell Priming）的專一性：
   • 雖然樹突細胞、巨噬細胞與 B 細胞皆為「專業抗原呈現細胞（Professional APCs）」，但唯有樹突細胞（DCs）能有效活化初始 T 細胞（Naive T cells）；巨噬細胞與 B 細胞的主要功能在於呈現抗原給已活化的效應 T 細胞（Effector T cells）以獲得輔助或執行清除功能。

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解題方法

從題幹關鍵字「naive T cells」出發，逐一檢視其：

1. 遷移途徑（Trafficking）：檢驗能否經由血液與淋巴循環進入淋巴組織。
2. 活化位置與結果（Activation & Differentiation）：檢驗活化發生的組織場所（次級淋巴組織）與後續命運（分化為效應 T 細胞）。
3. 組織定位（Spatial Localization）：檢視淋巴結解剖分區（Cortex vs. Paracortex vs. Medulla）中 T 細胞的精確微環境。
4. 活化夥伴（APCs requirement）：辨析啟動初次免疫反應（Priming）所需具備共刺激能力的細胞種類。

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選項分析

• (A) Naive T cells can enter lymph nodes from both the blood and the lymph（正確敘述）：
  初始 T 細胞進入淋巴結有兩種生理途徑：

  1. 經由血液：透過表面表現的 L-selectin（CD62L）和趨化因子受體 CCR7，辨識副皮質區高內皮微靜脈（HEV）上的血管地址素（如 GlyCAM-1、CD34）與趨化因子（CCL19、CCL21），跨越血管內皮進入淋巴結。
  2. 經由淋巴：未遇到抗原的初始 T 細胞會由輸出淋巴管離開淋巴結。在串聯排列的淋巴結鏈中，該輸出管直接通往下游淋巴結的輸入淋巴管（Afferent lymphatics），因此初始 T 細胞可自上游組織經淋巴液直接進入下游淋巴結。故此敘述正確。

• (B) Naive T cells are activated in secondary lymphoid tissues（正確敘述）：
  初始 T 細胞巡邏的主要場域為次級淋巴組織（Secondary lymphoid tissues / organs，包括淋巴結、脾臟、培氏斑與黏膜相關淋巴組織）。

本題考查不同類型的過敏反應 (hypersensitivity reactions) 與介導因子的關係，特別是哪種類型是由 IgE 所介導。

過敏反應根據 Gell and Coombs 分類法，分為四種類型（有時也包含第五種類型）：

• Type I (Immediate Hypersensitivity)：此類反應是 IgE 介導的，也被稱為過敏反應 (allergy)。IgE 抗體結合到肥大細胞 (mast cells) 和嗜鹼性球 (basophils) 的表面。當再次接觸到相同的過敏原時，過敏原會與細胞表面的 IgE 抗體結合，觸發細胞釋放出組織胺 (histamine) 和其他炎症介質，導致快速的過敏症狀，如蕁麻疹、哮喘、過敏性休克等。
• Type II (Cytotoxic Hypersensitivity)：此類反應是由 IgG 或 IgM 抗體介導的，這些抗體結合到細胞表面或細胞外基質的抗原上，通過補體系統或抗體依賴性細胞毒性 (ADCC) 殺死細胞。例如，輸血反應、溶血性新生兒疾病。

本題考查維持免疫耐受 (self-tolerance) 的機制，要求找出「不」屬於免疫耐受機制的選項。

免疫耐受是指免疫系統對自身抗原產生不反應的狀態。其機制主要分為兩大類：

1. 中樞免疫耐受 (Central Tolerance)：發生在免疫細胞（T 細胞和 B 細胞）發育的初級淋巴器官（胸腺和骨髓）。

   • T 細胞：在胸腺中，T 細胞經過陽性選擇（確保能識別 MHC）和陰性選擇（排除與自身 MHC-肽段結合過強的 T 細胞）。這個排除過程稱為「陰性選擇」或「克隆刪除 (Clonal Deletion)」。同時，一些與自身抗原結合的 T 細胞會被誘導凋亡。
   • B 細胞：在骨髓中，B 細胞經過篩選。與自身抗原結合的 B 細胞會經歷「輕鏈再排 (light chain receptor editing)」、「克隆刪除 (Clonal Deletion)」或誘導細胞凋亡，以防止其成熟。
   • 抗原隔離 (Antigen Segregation)：在某些情況下，原本應引起免疫反應的自身抗原被隔離在免疫豁免區 (immune-privileged sites)，例如眼睛、睪丸、腦部，使其無法接觸到免疫細胞。這也是一種維持耐受的方式。

2. 外周免疫耐受 (Peripheral Tolerance)：發生在免疫細胞離開初級淋巴器官進入外周循環之後。即使有脫離中樞耐受篩選的免疫細胞，在外周也存在多種機制來維持耐受。

核心觀念

免疫突觸（immunological synapse）是 T 細胞與抗原呈現細胞（APC）接觸後，在細胞接觸面形成的高度組織化分子結構，負責整合抗原辨識、共刺激與細胞黏附訊號，是 T 細胞活化的重要平台。

典型免疫突觸可分為不同區域：

• 中央超分子活化群（cSMAC）：主要集中 TCR/CD3、CD28，以及與其結合的抗原-MHC 複合體。
• 周邊超分子活化群（pSMAC）：主要富含 LFA-1 及其配體 ICAM-1，負責穩定 T 細胞與 APC 的接觸。
• 外圍區域則含有其他黏附與細胞骨架相關分子。

因此，判斷選項的關鍵是：該分子是否屬於 T 細胞活化時免疫突觸的典型抗原辨識、共刺激或黏附組成。

解題方法

逐一檢視各分子的功能：

1. 是否參與 T 細胞辨識抗原？
2. 是否提供 T 細胞活化所需的共刺激訊號？
3. 是否負責穩定 T 細胞與 APC 的細胞接觸？
4. 是否為免疫突觸的典型組成，而非其他先天免疫受體？

CD28、LFA-1 與 MHC 都直接參與免疫突觸的形成或訊號整合；Toll-like receptor（TLR）則主要是先天免疫的模式辨識受體，並非典型免疫突觸分子。

選項分析

(A) CD28

CD28 是 T 細胞上的重要共刺激受體，可與 APC 表面的 B7-1（CD80）或 B7-2（CD86）結合。TCR 辨識抗原-MHC 複合體提供第一訊號，CD28 與 B7 結合則提供第二訊號，兩者共同促進：

• IL-2 生成
• T 細胞增殖
• 存活訊號
• 完整 T 細胞活化

CD28 通常集中於免疫突觸的中央區域，因此此選項正確存在於免疫突觸中。

(B) LFA-1

核心觀念

本題考查抗體的三項基本結構與功能：

1. 抗原結合區由重鏈與輕鏈可變區的互補決定區（complementarity-determining regions, CDRs）共同形成。
2. B 細胞活化後可進行免疫球蛋白類別轉換（class switching），改變重鏈恆定區，但不改變抗原特異性。
3. 膜型抗體與分泌型抗體的形成，可由同一段初級 RNA 經不同方式的 RNA 剪接產生。
4. 抗體重鏈與輕鏈之間以二硫鍵連接。

解題方法

逐項核對各敘述是否符合抗體結構與 B 細胞分化的基本定義。題目要求找出「不正確」的敘述，最關鍵的判斷點是免疫球蛋白類別轉換的對象：

• IgM 可轉換為 IgG、IgA 或 IgE。
• IgD 通常不是由成熟 B 細胞經典型類別轉換產生，而是與 IgM 共同由初級轉錄本經選擇性 RNA 剪接表現。

因此，將 IgD 列為 IgM 類別轉換的產物，即為錯誤敘述。

選項分析

(A) 正確

抗體的抗原結合區位於重鏈與輕鏈的可變區。每條鏈的可變區各含有三個 CDR：

• 重鏈：$CDR1_H$、$CDR2_H$、$CDR3_H$
• 輕鏈：$CDR1_L$、$CDR2_L$、$CDR3_L$

六個 CDR 共同形成抗原結合位點，其中 $CDR3$，尤其是重鏈的 $CDR3$，通常對抗原特異性及結合多樣性具有重要作用。因此，抗體的抗原結合域確實由重鏈與輕鏈雙方的 CDR1、CDR2、CDR3 共同決定。

(B) 錯誤

本題考查 Toll-like receptors (TLRs) 的特性，要求找出「錯誤」的敘述。

TLRs 是模式識別受體 (Pattern Recognition Receptors, PRRs) 的重要成員，它們在先天免疫系統中扮演關鍵角色，識別病原體相關分子模式 (Pathogen-Associated Molecular Patterns, PAMPs) 和損傷相關分子模式 (Damage-Associated Molecular Patterns, DAMPs)，啟動免疫反應。

讓我們逐一分析選項：
(A) TLR4 recognizes lipopolysaccharide or LPS of gram-negative bacterial cell wall：這是正確的。TLR4 是識別革蘭氏陰性菌細胞壁成分脂多醣 (LPS) 的主要受體。
(B) All the TLRs are expressed on the plasma membrane of innate cells, like macrophages：這是「錯誤」的。雖然許多 TLRs（如 TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR10）表達在細胞質膜上，但也有一些 TLRs 位於細胞內的膜結構上，例如內體 (endosomes) 或溶酶體 (lysosomes)。

本題考查細胞因子 (cytokines) 及其受體信號傳導通路，要求找出「錯誤」的敘述。

細胞因子是一類小的分泌性蛋白質，在細胞間通信中起重要作用，調節免疫應答、炎症、細胞生長和分化等。

讓我們逐一分析選項：
(A) Cytokine receptors signal through the JAK-STAT pathway, in which both JAK and STATs are tyrosine kinases：這是「錯誤」的。許多細胞因子受體，尤其是那些沒有自身催化活性的酪氨酸激酶結構域的受體（如 I 型細胞因子受體），確實通過 JAK-STAT 信號通路傳導信號。在這個通路中，JAK (Janus kinase) 是一種酪氨酸激酶，它在細胞因子受體結合配體後被激活，並對受體胞內結構域進行磷酸化。然後，STAT (Signal Transducer and Activator of Transcription) 蛋白結合到磷酸化的受體上，並被 JAK 磷酸化。磷酸化的 STAT 蛋白會二聚化，然後轉運到細胞核，結合到特定 DNA 序列上，調控基因表達。然而，STAT 蛋白本身是轉錄因子，它們是蛋白質，不是酪氨酸激酶。JAK 是酪氨酸激酶。

本題考查 B 細胞受體 (BCR) 的特性，要求找出「錯誤」的敘述。

BCR 是 B 細胞表面的抗原受體，它本質上是膜結合型的免疫球蛋白 (immunoglobulin, Ig)。

讓我們逐一分析選項：
(A) BCRs are surface immunoglobulin composed of 2 heavy and 2 light chains：這是正確的。BCR 是一個單體的免疫球蛋白分子，由兩條相同的重鏈 (heavy chains) 和兩條相同的輕鏈 (light chains) 通過二硫鍵連接而成。它還與細胞內的免疫受體酪氨酸活化基序 (ITAMs) 所在的 Igα (CD79a) 和 Igβ (CD79b) 異二聚體一起形成完整的 BCR 複合物。但 BCR 本身就是由重鏈和輕鏈構成的。
(B) BCR gene segments are rearranged beginning from the light chain gene during B cell development：這是「錯誤」的。B 細胞在發育過程中，首先進行的是重鏈基因的 V(D)J 重排。只有當重鏈重排成功後，才會進行輕鏈基因的 VJ 重排。如果重鏈重排成功，B 細胞會開始表達膜結合的 IgM（與 Igα/Igβ 形成 BCR），然後進行輕鏈重排。因此，重排是從重鏈開始，而不是輕鏈。
(C) Each B cells express BCRs of different specificity：這是「錯誤」的。一個單獨的 B 細胞在其整個生命週期中，通常只表達一種特異性的 BCR。這是因為 B 細胞的 V(D)J 重排是獨立發生的，並且一旦確定，其抗原結合位點的特異性就固定了。雖然在 B 細胞發育過程中，會通過輕鏈編輯 (light chain editing) 來改變 BCR 的特異性，但一旦 B 細胞成熟並離開骨髓，其 BCR 的特異性就確定了。
(D) The Fab structure of BCRs is able to bind antigens：這是正確的。BCR 的抗原結合能力來自於其 Fab (Fragment antigen-binding) 片段，這個片段是由重鏈和輕鏈的變異區構成的。

現在我們有兩個錯誤的選項：(B) 和 (C)。我們需要仔細判斷哪個是更根本的錯誤，或者題目可能存在多個錯誤選項。

回顧 B 細胞發育的基因重排順序：

1. 重鏈 V(D)J 重排
2. 輕鏈 VJ 重排 (kappa 或 lambda)
3. 若重鏈重排成功，細胞表達膜結合 IgM (mIgM) 和 Igα/Igβ，形成 BCR，並進入外周。
4. 若重鏈重排失敗，則嘗試其他等位基因。
5. 若輕鏈重排失敗，則嘗試其他等位基因或另一條輕鏈（kappa 或 lambda）。
6. 如果在外周遇到自身抗原，可能發生輕鏈編輯，改變 BCR 的特異性。

因此，選項 (B) 說「從輕鏈基因開始」是明確錯誤的。

選項 (C) 說「Each B cells express BCRs of different specificity」。這句話有歧義。

• 如果意思是「每一個 B 細胞都表達一種特異性，而這些特異性在不同的 B 細胞之間是不同的」，那麼這是正確的。這是 B 細胞免疫多樣性的基礎。
• 如果意思是「一個 B 細胞可以同時表達多種不同特異性的 BCR」，那麼這是錯誤的。

本題考查巨噬細胞 (macrophages) 和嗜中性粒細胞 (neutrophils) 這兩種吞噬細胞的特點，要求找出「錯誤」的敘述。

巨噬細胞和嗜中性粒細胞都是先天免疫系統的重要組成部分，主要通過吞噬作用 (phagocytosis) 來清除病原體、細胞碎片和異物。

讓我們逐一分析選項：
(A) The phagocytic mechanisms of macrophages and neutrophils are similar：這是正確的。兩者都通過細胞表面受體（如 Fc 受體、補體受體、PRRs）識別目標，然後通過胞吐作用（pseudopod extension）將目標物包裹起來形成吞噬體 (phagosome)。吞噬體隨後與溶酶體 (lysosome) 融合形成吞噬溶酶體 (phagolysosome)，其中的酶和活性氧物質 (ROS) 用於殺滅和消化吞噬的物質。
(B) After phagocytosis, the phagosomes inside the cells will increase pH to digest bacteria：這是「錯誤」的。吞噬體與溶酶體融合後形成的吞噬溶酶體，其內部環境是酸性的，pH 大約在 4.5-5.0 之間。

本題考查補體系統 (complement system) 的活化途徑和相關知識，要求找出「錯誤」的敘述。

補體系統是免疫系統的一部分，由一系列血漿蛋白組成，可以通過三種主要途徑被活化：經典途徑 (classical pathway)、替代途徑 (alternative pathway) 和甘露糖結合凝集素途徑 (lectin pathway)。補體活化最終會導致形成膜攻擊複合物 (Membrane Attack Complex, MAC)，溶解病原體，並產生參與炎症和免疫調節的片段。

讓我們逐一分析選項：
(A) Only antigen-bound antibodies and not free circulating antibodies can initiate the classical pathway：這是正確的。經典途徑是由抗體（主要是 IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 和 IgM）與抗原結合後，作為補體調節因子 (activator) 開始的。未結合抗原的游離抗體不能有效啟動補體級聯反應。抗體需要結合到抗原上，暴露其 Fc 片段，才能與補體成分 C1q 結合。
(B) IgG has better complement fixation ability than IgM：這是「錯誤」的。通常情況下，IgM 具有比 IgG 更強的補體固定能力。

本題考查 ITAM (Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motif) 和 ITIM (Immunoreceptor Tyrosine-based Inhibitory Motif) 的概念，要求找出「錯誤」的敘述。

ITAM 和 ITIM 是免疫細胞受體胞內結構域中的特定氨基酸序列，包含酪氨酸殘基。它們在受體受到刺激後會被磷酸化，並參與信號傳導，但作用相反：

• ITAM：通常與激活型受體相關，如 TCR、BCR、Fc 受體。當 ITAM 被磷酸化後，會招募並活化下游的酪氨酸激酶（如 ZAP-70），啟動細胞激活信號通路。
• ITIM：通常與抑制型受體相關，如 NK 細胞的抑制性受體、FcγRIIB。當 ITIM 被磷酸化後，會招募並活化絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶（如 SHP-1, SHP-2），這些磷酸酶可以去磷酸化激活型受體的胞內結構域，從而抑制細胞的激活信號。

讓我們逐一分析選項：
(A) NK cells express different NK receptors that either contain ITAM or ITIM：這是正確的。NK 細胞的激活受體（如 NKp46, NKG2D）通常包含 ITAMs，而其抑制性受體（如 KIRs, NKG2A）通常包含 ITIMs。這種平衡決定了 NK 細胞是否被激活來殺傷靶細胞。

本題考查單株抗體 (monoclonal antibody, mAb) 的應用，要求找出「錯誤」的敘述。

單株抗體是由單一 B 細胞克隆產生的抗體，具有高度的特異性，可以識別單一的抗原表位。這使得它們在研究和治療中有廣泛應用。

讓我們逐一分析選項：
(A) mAb can be used to kill tumor cells or to block the binding of viruses or bacteria to host cells：這是正確的。mAb 可以通過多種機制殺傷腫瘤細胞，例如：
* 通過抗體依賴性細胞介導的細胞毒性 (ADCC)。
* 激活補體系統，導致腫瘤細胞裂解。
* 直接阻斷腫瘤細胞生長或轉移所需的分子。
mAb 也可以通過結合病毒或細菌，阻止它們與宿主細胞結合，從而抑制感染。
(B) Hybridoma technology is one way to generate mAbs：這是正確的。雜交瘤技術 (Hybridoma technology) 是科勒和米爾斯坦在 1975 年發明的一種經典方法，用於生產單株抗體。

本題考查抗菌肽 (Antimicrobial Peptides, AMPs) 的特性，要求找出「錯誤」的敘述。

AMPs 是先天免疫系統的一種重要組成部分，它們是許多生物體（包括人類）產生的、具有廣譜抗菌活性的短肽。

讓我們逐一分析選項：
(A) AMPs can be produced by non-immune cells in the skin, lung, and gut where the host is exposed directly to the outside environment：這是正確的。AMPs 不僅由免疫細胞產生，還可以由許多上皮細胞產生，這些細胞位於身體與外界接觸的屏障部位，如皮膚、呼吸道黏膜、腸道黏膜。這些部位是病原體入侵的常見入口，AMPs 在此處起到重要的物理和化學屏障作用。
(B) AMPs are produced in an inactive form and become active when cleaved：這是「錯誤」的。雖然某些 AMPs 在被釋放後可能需要構象的改變或與環境的相互作用才能發揮最佳活性，但它們通常是以「活性形式」被合成和分泌的。

本題考查 CAR-T 細胞療法和免疫檢查點阻斷 (ICB) 療法，要求找出「錯誤」的敘述。這兩種療法都是近年來腫瘤免疫治療的重要進展。

讓我們逐一分析選項：
(A) CAR-T approach bypasses the requirement of recognition of MHC-peptide and 2 signals to activate antigen-specific T cells：這是正確的。CAR-T (Chimeric Antigen Receptor T-cell) 療法是一種基因工程改造 T 細胞的療法。CAR 是一種人工受體，它結合到腫瘤細胞表面的特定抗原上，而不需要 MHC 分子呈遞抗原。CAR 的胞內結構域通常包含激活信號域，可以提供類似於 TCR 信號 1 和共刺激信號 2 的功能，從而直接激活 T 細胞。因此，它繞過了對 MHC-肽段和傳統信號 1, 2 的依賴。
(B) The ICB approved for treating cancer patients is to block molecules that transduce inhibitory signals in T cells, not in antigen-presenting cells：這是「錯誤」的。免疫檢查點阻斷療法 (ICB) 旨在阻斷 T 細胞上的抑制性受體（如 PD-1, CTLA-4）與其配體（如 PD-L1, PD-L2, B7）的結合。這些抑制性受體及其配體可以位於 T 細胞上（如 PD-1, CTLA-4），也可以位於 APC 或腫瘤細胞上（如 PD-L1, PD-L2, B7）。例如，CTLA-4 結合 B7 分子，而 B7 可以表達在 APC 上。PD-1 結合 PD-L1/PD-L2，而 PD-L1/PD-L2 可以表達在 APC、腫瘤細胞或其他細胞上。因此，ICB 阻斷的分子既可以位於 T 細胞上，也可以位於 APC 或腫瘤細胞上，其目的是阻斷抑制性信號的傳導，恢復 T 細胞的抗腫瘤活性。說「not in antigen-presenting cells」是錯誤的。
(C) CAR-T and ICB both work for solid tumors and leukemia efficiently：這是「部分正確，但存在問題」的敘述，需要仔細辨別。CAR-T 療法在治療某些血液腫瘤（如 B 細胞白血病和淋巴瘤）方面取得了巨大的成功。但對於實體瘤 (solid tumors)，CAR-T 療法的效果相對有限，面臨諸多挑戰，如腫瘤微環境的免疫抑制、CAR-T 細胞的浸潤不足、靶抗原的異質性等。ICB 療法則在多種實體瘤（如黑色素瘤、肺癌、腎癌）和部分血液腫瘤中顯示出顯著療效。因此，說「both work for solid tumors and leukemia efficiently」可能過於絕對，尤其是在 CAR-T 對實體瘤的效率方面。然而，相較於選項 (B) 的明確錯誤，這個選項的表述可能更側重於「有效性」，而「efficiently」的定義可能比較寬泛。

本題考查不同免疫球蛋白類別 (isotypes) 的功能，要求找出「錯誤」的敘述。

人體有五種主要的免疫球蛋白類別：IgM, IgD, IgG, IgA, IgE。它們在結構、功能和分佈上有所不同。

讓我們逐一分析選項：
(A) IgM antibodies usually form pentamer and are produced first in a humoral immune response：這是正確的。IgM 是第一個在體液免疫應答中出現的抗體類別，最初由 naive B 細胞表達為單體形式 (mIgM)，在活化後分泌為五聚體 (pentamer) 形式 (sIgM)。五聚體 IgM 具有五個抗原結合位點，因此在結合抗原和激活補體方面效率很高。
(B) IgA is the predominant antibody in mucosal sites, such as the intestinal and respiratory tracts：這是正確的。IgA 是黏膜免疫的主要抗體，它存在於唾液、眼淚、乳汁、胃腸道和呼吸道的分泌物中。分泌型 IgA (secretory IgA) 有助於阻止病原體附著到黏膜表面，並中和它們的毒素。

本題考查抗體 (antibodies) 作為體液免疫效應分子的功能，要求找出「錯誤」的敘述。

抗體通過多種機制發揮免疫效應功能，清除病原體和毒素。

讓我們逐一分析選項：
(A) Antibodies inhibit the toxic effects by binding to pathogens products, a process called neutralization：這是正確的。抗體可以結合到細菌產生的毒素、病毒表面的結構或細菌的毒力因子上，阻止它們與宿主細胞結合或發揮毒性作用，這個過程稱為中和作用 (neutralization)。
(B) Antibodies can bind viruses and directly kill them, a key effector function for humoral immunity：這是「錯誤」的。抗體本身不能直接「殺死」病毒。抗體可以結合病毒，阻止病毒感染細胞（中和作用），或者通過 ADCC 或補體激活來間接清除被病毒感染的細胞或病毒顆粒。但抗體本身並不具備直接殺滅病毒的能力。殺滅病毒通常需要細胞毒性 T 細胞或 NK 細胞。

本題考查細胞毒性 T 細胞 (Cytotoxic T lymphocytes, CTLs) 殺傷靶細胞的機制，要求選出所有參與的機制。

CTLs 是適應性免疫系統的重要組成部分，主要負責識別和殺滅被病毒感染的細胞、腫瘤細胞以及其他異常細胞。CTLs 通過兩種主要途徑殺傷靶細胞：

1. 穿孔素/顆粒酶途徑 (Perforin/Granzyme Pathway)：

   • CTLs 釋放出穿孔素 (perforin) 和顆粒酶 (granzymes)。
   • 穿孔素會在靶細胞膜上形成孔洞。
   • 顆粒酶通過這些孔洞進入靶細胞。
   • 顆粒酶激活細胞內的凋亡途徑（如 caspase 級聯反應），誘導靶細胞發生程序性細胞死亡 (apoptosis)。
   • 顆粒酶 B (Granzyme B) 是其中一種重要的顆粒酶，可以直接激活 caspase-3。
   • 顆粒酶還包括顆粒溶素 (granulysin)，它也有殺菌和誘導凋亡的作用。

2. Fas/FasL 途徑 (Fas/FasL Pathway)：

   • CTLs 在其表面表達 Fas 配體 (FasL)。
   • 靶細胞表達 Fas 受體 (FasR)。
   • 當 CTLs 和靶細胞接觸時，FasL 與 FasR 結合。
   • 這個結合會觸發靶細胞內部的信號傳導，激活 caspase 級聯反應，誘導靶細胞發生程序性細胞死亡 (apoptosis)。

本題考查 T 細胞活化過程中的負調控或抑制機制，要求選出所有有助於 T 細胞信號下調或抑制的機制。

T 細胞活化是一個精確調控的過程，需要來自抗原呈現細胞 (APC) 的信號 1 (TCR-MHC 結合) 和信號 2 (共刺激信號)。同時，也存在多種負調控機制，以防止 T 細胞過度活化、產生自身免疫或耗竭。

讓我們逐一分析選項：
(A) CTLA-4 binding to B7 molecules on antigen-presenting cells：這是正確的。CTLA-4 (Cytotoxic T-Lymphocyte Associated protein 4) 是一種抑制性受體，表達在活化的 T 細胞上。它與 APC 上的 B7 分子（CD80/CD86）結合，其親和力比 CD28 更高。CTLA-4 通過競爭性結合 B7，阻止 CD28 與 B7 的結合，從而抑制 T 細胞的活化和增殖。這是 T 細胞活化的早期負調控機制。
(B) PD-1 binding to PD-L1 or PD-L2 on antigen-presenting cells or tumor cells：這是正確的。PD-1 (Programmed cell Death protein 1) 是另一種重要的抑制性受體，表達在活化的 T 細胞、B 細胞、NK 細胞等。其配體 PD-L1 和 PD-L2 可以表達在 APC、腫瘤細胞以及其他組織細胞上。PD-1/PD-L1 相互作用會傳遞抑制信號，導致 T 細胞耗竭 (exhaustion)，降低其功能，抑制 T 細胞的增殖和細胞因子產生。

核心觀念

本題測驗的核心為**周邊免疫耐受性（Peripheral T cell tolerance）**的建立與維持機制。
在胸腺（Thymus）中，未成熟 T 細胞會經過中樞耐受性（Central tolerance）的負向篩選（Negative selection），剔除對自體抗原具高度親和力的純株；然而，仍有部分具自體反應性（Self-reactive）的成熟初期 T 細胞（Mature naive T cell）會逃逸至周邊淋巴組織。在「健康個體且無進行性感染（Healthy individual without any ongoing infection）」的生理狀態下，為了防止自體免疫疾病，周邊耐受性機制會啟動，其主要命運包括：

1. 無反應性（Anergy）：抗原呈現細胞（APC）在缺乏病原體刺激時處於靜止狀態，僅能提供第一訊號（TCR 與 MHC-胜肽結合），缺乏第二共刺激訊號（如 CD80/CD86 結合 CD28），導致細胞功能性失去反應。
2. 主動抑制（Suppression）：由調節型 T 細胞（Regulatory T cells, $\text{T}_{\text{reg}}$）透過分泌抑制性細胞激素（如 IL-10、TGF-$\beta$）或消耗 IL-2、CTLA-4 媒介降解 CD80/CD86 等機制主動壓制該自體反應性 T 細胞。
3. 刪除（Deletion / Activation-Induced Cell Death, AICD）：經由 Fas/FasL 或 Bim 依賴的內源性凋亡路徑走向細胞凋亡。

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解題方法

切入點在於題目所設定的生理條件：**「健康無感染（no ongoing infection）」且「周邊（outside the thymus）」**相遇自體抗原。

• 正常的成熟初期 T 細胞要活化並增殖，必須同時具備訊號一（Signal 1: TCR-MHC）與訊號二（Signal 2: Costimulation）。
• 無感染狀態下，APC 未受 PAMPs 活化，表面共刺激分子表現量極低。因此成熟初期 T 細胞辨識自體抗原後，無法被活化增殖，更不會引發自體免疫攻擊。
• 其最可能的結果即為周邊耐受性的兩大支柱：走向細胞失能／無反應性（Anergy），或受到周邊組織中的調節型 T 細胞（$\text{T}_{\text{reg}}$）主動抑制。

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選項分析

• (A) Initiate an autoimmune attack against the cell presenting the self-antigen（錯誤）
  在健康的正常生理狀態下，周邊耐受性機制健全，自體反應性 T 細胞不會被完全活化，故不會對呈現自體抗原的細胞發動自體免疫攻擊。

核心觀念

本題考查免疫學上「冷腫瘤」（immunologically cold tumor）的特徵。

冷腫瘤通常屬於「非發炎型」腫瘤，腫瘤微環境中缺乏有效的抗腫瘤免疫反應，主要表現為：

• CD8⁺ T 細胞與 NK 細胞未能有效進入腫瘤。
• 腫瘤內聚集免疫抑制性細胞，例如調節型 T 細胞（Treg）、腫瘤相關巨噬細胞（TAM）與髓源性抑制細胞（MDSC）。
• 腫瘤抗原呈現不足，T 細胞不易被活化。
• 效應性免疫分子與細胞激素活性較低。
• 通常預後較差，且對免疫檢查點抑制劑的反應率較低。

相對地，「熱腫瘤」（immunologically hot tumor）具有較多腫瘤浸潤淋巴球、較強的抗原呈現與較高的效應性免疫活性。

解題方法

判斷冷腫瘤可從三個面向切入：

1. 效應免疫細胞是否進入腫瘤

   • 冷腫瘤：CD8⁺ T 細胞與 NK 細胞缺乏或被排除。
   • 熱腫瘤：腫瘤內有大量效應性淋巴球浸潤。

2. 腫瘤微環境是否偏向免疫抑制

   • 冷腫瘤常含有 Treg、MDSC、免疫抑制型 TAM 等細胞。

3. 抗原呈現與殺傷功能是否活躍

   • 冷腫瘤常有較低的抗原呈現。
   • Granzyme B 等細胞毒性效應分子升高，則較符合活躍的抗腫瘤免疫反應，而非冷腫瘤。

依此逐項判斷即可。

選項分析

(A) Exclusion of CD8+ T cells and NK cells from the tumor

正確。

CD8⁺ T 細胞與 NK 細胞是重要的抗腫瘤效應細胞。冷腫瘤常出現「免疫排除」（immune-excluded）現象，即免疫細胞停留在腫瘤周邊，無法有效進入腫瘤實質；也可能呈現「免疫沙漠」（immune-desert），腫瘤內幾乎沒有淋巴球。

因此，CD8⁺ T 細胞與 NK 細胞被排除在腫瘤之外，是冷腫瘤的典型特徵。

(B) Immunosuppressive immune cells in tumor

正確。

冷腫瘤微環境常富含免疫抑制性細胞，例如：

核心觀念

本題測驗核心為對抗細胞外大型多細胞寄生蟲（如蠕蟲，Helminths）的適應性免疫反應機制（Type 2 Immunity）。

• 寄生蠕蟲的特性：蟲體體積過於龐大（可達數公分至數公尺），遠大於單一宿主細胞，因此無法被吞噬細胞（Macrophage, Neutrophil）直接吞噬（Phagocytosis），也無法由細胞毒性 T 細胞（$\text{CD8}^+$ CTL）透過誘導宿主細胞凋亡的方式直接消滅。
• Type 2 免疫反應的主導角色：針對蠕蟲感染，機體仰賴 $\text{T}_\text{H}2$ 細胞活化並分泌典型細胞激素（$\text{IL-4}$、$\text{IL-5}$、$\text{IL-13}$），驅動嗜酸性球（Eosinophils）、肥大細胞（Mast cells）活化，刺激黏膜杯狀細胞增生分泌黏液及平滑肌收縮（即「Weep and sweep」機制），並促進 B 細胞進行抗體重鏈類別轉換（Class switching）產生 $\text{IgE}$。$\text{IgE}$ 可結合於肥大細胞與嗜酸性球的 $\text{Fc}\varepsilon\text{RI}$，媒介脫顆粒釋放強效毒殺酵素與化學介質（如 Major Basic Protein），以達成消滅並排出蟲體的目的。

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解題方法

本題為複選題（Select all that apply），切入點在於區分 Type 1、Type 2 免疫及大型細胞外寄生蟲防禦特徵：

1. 尺寸物理限制：大型蠕蟲無法被吞噬（排除吞噬相關選項）。
2. 寄生位置與感染型態：蠕蟲屬於胞外大型病原體，非細胞內病原體，不適用胞內殺手機制（排除 CTL 與 $\text{T}_\text{H}1$）。
3. 特異性效應分子與細胞：找出屬於經典 Type 2 免疫的媒介物，即 $\text{T}_\text{H}2$ 相關細胞激素與 $\text{IgE}$ 抗體。

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選項分析

• (A) 錯誤：
  細胞毒性 T 細胞（$\text{CD8}^+$ Cytotoxic T Lymphocytes, CTL）的主要功能是辨識並清除「細胞內感染病原體」（如病毒、胞內細菌）或腫瘤細胞，藉由辨識表現於 MHC class I 上的抗原胜肽釋放 Perforin/Granzyme 誘導靶細胞凋亡。蠕蟲為寄生在腸道腔室或組織間質的巨型細胞外真核寄生蟲，宿主 CTL 無法對其直接進行細胞毒殺。

• (B) 錯誤：
  $\text{T}_\text{H}1$ 反應及其分泌的細胞激素（如 $\text{IFN-}\gamma$）主要負責對抗細胞內病原體（如 Mycobacterium tuberculosis、Leishmania），透過活化巨噬細胞（M1 phenotype）引發發炎與胞內殺菌作用。在蠕蟲感染中，過度的 $\text{T}_\text{H}1$ 反應常無法有效驅除蟲體，甚至可能抑制保護性的 $\text{T}_\text{H}2$ 反應。

Naive T 細胞活化過程：

Naive T 細胞（未活化的 T 細胞）在體內循環，主要在次級淋巴器官（如淋巴結）中巡邏。其活化需要與抗原呈現細胞 (Antigen-Presenting Cells, APCs)，如樹突狀細胞 (dendritic cells)、巨噬細胞 (macrophages) 或 B 細胞 (B cells) 進行互動。活化過程主要涉及三個信號：

1. 信號 1：T 細胞受體 (TCR) 與 MHC-肽段複合物的結合

   • APC 將外來抗原（如病毒蛋白質、細菌蛋白質）經過處理，形成肽段，並與自身 MHC 分子（MHC class I 或 MHC class II）結合。
   • APC 將 MHC-肽段複合物呈現在細胞表面。
   • Naive T 細胞的 TCR 能夠識別並結合 APC 上的特定 MHC-肽段複合物。這個結合過程是 T 細胞識別抗原的基礎，但單獨的信號 1 並不足以完全活化 T 細胞。

2. 信號 2：共刺激分子 (Co-stimulatory Molecules) 的結合

   • APC 的細胞表面表達共刺激分子，如 B7 (CD80/CD86)。
   • Naive T 細胞的細胞表面表達相應的共刺激受體，最典型的是 CD28。
   • CD28 與 B7 的結合提供了 T 細胞活化的第二個關鍵信號。

3. 信號 3：細胞因子 (Cytokines)

   • APC 在識別 PAMPs 或 DAMPs 後，可以產生和分泌細胞因子，如 IL-12。
   • 這些細胞因子可以影響 T 細胞的分化方向（例如，IL-12 誘導 T 細胞分化為 Th1 細胞）。
   • Naive T 細胞的細胞因子受體接收這些信號，進一步調節其活化、增殖和分化。

共刺激信號的意義：

CD4+ T 細胞在被抗原活化後，會根據環境中的細胞因子信號，分化為不同的效應 T 細胞亞型，這些亞型具有不同的功能，以應對不同類型的病原體或調節免疫反應。主要的 CD4+ 效應 T 細胞亞型及其作用如下：

1. Th1 細胞 (T helper 1 cells)

   • 主要細胞因子：IFN-γ (γ干擾素), TNF-α (腫瘤壞死因子-α), IL-2 (白細胞介素-2)。
   • 主要功能：
     • 對抗細胞內病原體：Th1 細胞主要通過分泌 IFN-γ 來激活巨噬細胞，增強其殺滅細胞內細菌（如結核分枝桿菌）和病毒的能力。
     • 誘導細胞毒性 T 細胞 (CTLs) 的產生和功能：IL-2 是 T 細胞生長因子，IFN-γ 也能增強 CTLs 的活性。
     • 介導遲發型超敏反應 (Type IV hypersensitivity)。
   • 免疫應答類型：主要參與對抗病毒、細菌（細胞內）和寄生蟲（如利什曼原蟲）。

2. Th2 細胞 (T helper 2 cells)

   • 主要細胞因子：IL-4 (白細胞介素-4), IL-5 (白細胞介素-5), IL-10 (白細胞介素-10), IL-13 (白細胞介素-13)。
   • 主要功能：
     • 對抗細胞外病原體（如蠕蟲）：Th2 細胞通過分泌 IL-4 和 IL-13 促進 B 細胞產生 IgE 和 IgA 抗體，並參與介導過敏反應。IL-5 則促進嗜酸性粒細胞 (eosinophils) 的發育、募集和活化，嗜酸性粒細胞在殺滅蠕蟲中起重要作用。
     • 調節 B 細胞的抗體產生：促進 B 細胞的增殖和分化，並誘導其發生類別轉換（如產生 IgE, IgA）。
     • 抑制 Th1 應答：IL-10 具有免疫抑制作用，可以抑制 Th1 細胞的產生。

CAR-T (Chimeric Antigen Receptor T-cell) 細胞療法是一種創新的腫瘤免疫治療方法，其核心是通過基因工程改造患者自身的 T 細胞，使其能夠更有效地識別和殺傷腫瘤細胞。

CAR-T 細胞的改造過程：

CAR (Chimeric Antigen Receptor) 是一種人工設計的嵌合型受體，它結合了來自不同免疫分子結構域的功能。CAR-T 細胞的改造過程包括以下步驟：

1. T 細胞的獲取：首先，從患者血液中分離出 T 細胞。
2. CAR 基因的設計與導入：
   • CAR 的結構：CAR 通常包含三個主要部分：
     • 胞外抗原識別域 (Extracellular Antigen-Binding Domain)：這部分通常來自單株抗體的變異區 (scFv)，能夠特異性地識別腫瘤細胞表面的特定抗原。
     • 跨膜區 (Transmembrane Domain)：連接胞外識別域和胞內信號域，通常來自 CD8α 或 CD3ζ 等分子。
     • 胞內信號域 (Intracellular Signaling Domain)：這是 CAR 的激活部分。第一代 CAR 只包含 CD3ζ 鏈，提供信號 1。第二代和第三代 CAR 在 CD3ζ 鏈的基礎上，額外整合了一個或多個共刺激分子信號域，如 CD28 或 4-1BB (CD137)。這些共刺激域能夠在 CAR 識別抗原後，提供額外的激活信號（信號 2），增強 T 細胞的存活、增殖和細胞因子產生。
   • 基因導入：CAR 的基因序列被構建到一個載體（通常是逆轉錄病毒或慢病毒載體）中，然後將該載體導入到分離出的 T 細胞中。通過病毒轉導或電穿孔等方法，使 T 細胞整合 CAR 基因，開始表達 CAR 分子。
3. CAR-T 細胞的擴增：經過基因改造的 T 細胞（CAR-T 細胞）在體外進行大規模擴增，以獲得足夠數量的治療細胞。
4. 回輸患者：擴增後的 CAR-T 細胞被回輸到患者體內。

CAR-T 細胞對腫瘤細胞的作用機制：

CAR-T 細胞進入患者體內後，會尋找並結合表達其特異性靶向抗原的腫瘤細胞，然後通過以下機制殺傷腫瘤細胞：

T 細胞受體 (TCR) 複合物是 T 細胞識別抗原的關鍵結構，它不僅包括能夠識別 MHC 分子呈遞的抗原肽段的 TCR αβ 鏈，還包括能夠傳遞信號的 CD3 複合物。

TCR 複合物的主要組成部分及其功能如下：

1. TCR α 和 TCR β 鏈 (TCR α and TCR β chains)：

   • 功能：這是 TCR 複合物中負責抗原識別的部分。TCR α 和 TCR β 鏈的變異區 (Variable regions, Vα and Vβ) 共同形成一個抗原結合位點，能夠識別與 MHC 分子結合的抗原肽段。TCR 的特異性由這些變異區的氨基酸序列決定。
   • 結構：每條鏈都包含一個變異區 (V) 和一個恆定區 (C)。

2. CD3 複合物 (CD3 Complex)：

   • 功能：CD3 複合物是 TCR 複合物中傳遞信號的核心部分。TCR αβ 鏈本身沒有胞內結構域，無法直接傳遞信號。CD3 複合物包含多個蛋白質亞基，它們與 TCR αβ 鏈非共價結合，並將 TCR 的抗原識別信號傳導到細胞內部，啟動下游的信號級聯反應，最終導致 T 細胞的活化、增殖和分化。
   • 組成：CD3 複合物通常由以下亞基組成（具體組成可能因 T 細胞類型或發育階段略有差異）：
     • CD3γ (gamma)：通常與 CD3ε 形成異二聚體。
     • CD3δ (delta)：通常與 CD3ε 形成異二聚體。
     • CD3ε (epsilon)：與 CD3γ 和 CD3δ 結合。

免疫耐受 (Immunological Tolerance) 是指免疫系統對自身抗原產生不反應的狀態，從而防止免疫系統攻擊自身組織和器官。這是一個至關重要的免疫學概念，確保了機體的健康和穩定。

免疫耐受可以從以下幾個方面來解釋：

1. 定義：免疫耐受是指免疫系統對特定抗原（通常是自身抗原）失去免疫應答能力的狀態。這是一種主動的免疫調節過程，而不是單純的缺乏免疫反應。
2. 重要性：
   • 防止自體免疫疾病：如果免疫系統攻擊自身組織，就會導致各種自體免疫疾病，如類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡、1 型糖尿病等。免疫耐受是維持機體自身組織完整性的基本保障。
   • 維持與共生微生物的和平共存：人體腸道等部位存在大量共生微生物，免疫系統需要對這些微生物保持一定的耐受，以免引發慢性炎症。
3. 機制：免疫耐受的建立和維持涉及多種複雜的機制，主要分為兩大類：
   • 中樞免疫耐受 (Central Tolerance)：發生在免疫細胞（T 細胞和 B 細胞）發育的初級淋巴器官（胸腺和骨髓）中。
     • T 細胞：在胸腺中，T 細胞經過陰性選擇 (negative selection)，清除與自身抗原結合過強的 T 細胞；同時，能夠識別自身 MHC 分子的 T 細胞會被陽性選擇 (positive selection) 保留。

1. Vaccination against viral infection principle (4 points)

疫苗接種的原理是利用減毒、滅活或病毒的組分（如表面蛋白、核酸）來模擬病毒感染，但又不至於引起嚴重的疾病。當疫苗被引入體內時，它會觸發免疫系統產生免疫應答，包括：

• 抗原識別：免疫細胞（如樹突狀細胞）會識別疫苗中的病毒抗原。
• 產生適應性免疫：
  • 體液免疫：B 細胞被激活，產生針對病毒抗原的抗體。這些抗體可以結合病毒，阻止其感染細胞（中和作用），或通過其他機制清除病毒。
  • 細胞免疫：T 細胞（包括輔助 T 細胞 Th 和細胞毒性 T 細胞 CTL）被激活。Th 細胞幫助協調免疫應答，CTL 細胞則可以識別和殺滅被病毒感染的細胞。
• 形成免疫記憶：在免疫應答過程中，一部分 T 細胞和 B 細胞會分化成記憶細胞。這些記憶細胞能夠在體內長期存活，並在個體再次接觸到真實病毒時，能夠快速、強烈地作出響應，有效清除病毒，預防疾病的發生或減輕疾病的嚴重程度。

簡而言之，疫苗通過「預演」病毒感染，訓練免疫系統識別和對抗病毒，從而建立保護性免疫。

2. Cowpox virus vaccine protecting humans from smallpox virus infection (4 points)

Edward Jenner 的牛痘疫苗之所以能有效預防天花，主要是因為牛痘病毒 (cowpox virus) 和天花病毒 (variola virus) 之間存在著交叉保護 (cross-protection)。

• 病毒的相似性：牛痘病毒和天花病毒都屬於痘病毒科 (Poxviridae)，它們在基因組和結構上具有一定的相似性。
• 共享的抗原表位：這兩種病毒共享一些關鍵的抗原表位。當接種牛痘病毒後，人體免疫系統會產生針對牛痘病毒的免疫應答，包括產生能夠識別牛痘病毒的抗體和 T 細胞。
• 交叉反應：這些針對牛痘病毒產生的免疫細胞和抗體，也能夠識別天花病毒上的相似抗原表位。
• 預防天花感染：當個體再次接觸到天花病毒時，預先建立的免疫記憶會被快速激活，產生強烈的免疫應答，有效清除天花病毒，從而預防天花感染的發生或減輕其嚴重程度。

3. Developing a new smallpox virus vaccine using current technology (4 points)

如果使用當前技術開發新的天花病毒疫苗，我會考慮以下方法：

1. Innate vs. Adaptive Immunity: Comparison and Contrast (4 points)

特徵	先天免疫 (Innate Immunity)	適應性免疫 (Adaptive Immunity)
反應速度	快速 (數分鐘至數小時內啟動)	較慢 (數天至數週才完全啟動，但有記憶效應)
特異性	低特異性，識別 PAMPs (病原體相關分子模式) 和 DAMPs (損傷相關分子模式)；識別模式廣泛，但對特定抗原的區分能力較弱。	高特異性，能夠識別極其多樣化的特定抗原表位，具有高度的精確性。
多樣性	有限，由有限數量的 PRRs (模式識別受體) 決定。	極高，通過 V(D)J 基因重排產生數以億計不同特異性的 TCR 和 BCR。
記憶性	無免疫記憶。每次接觸相同病原體，反應強度和速度基本相同。	有免疫記憶。再次接觸相同抗原時，反應更快速、更強烈、更有效。
主要組成	細胞：巨噬細胞、嗜中性粒細胞、NK 細胞、樹突狀細胞、肥大細胞、嗜鹼性球、嗜酸性粒細胞等。 <br> 分子：補體系統、干擾素、抗菌肽、促炎細胞因子、PRRs (如 TLRs)。	細胞：T 細胞 (輔助 T 細胞 Th, 細胞毒性 T 細胞 CTL, 調節性 T 細胞 Treg)、B 細胞 (漿細胞)。 <br> 分子：抗體、TCR、細胞因子、MHC 分子。
作用	第一道防線，迅速遏制病原體；啟動和引導適應性免疫。	精確清除特定病原體，產生長期免疫記憶，協調和調節免疫應答。

比較總結：
先天免疫是快速、非特異性的第一道防線，通過預設的模式識別機制快速應對廣泛的病原體。適應性免疫則是較慢但高度特異性、具有記憶性的免疫系統，能夠精確識別和清除特定的病原體，並在再次感染時提供更強的保護。兩者之間相互協作，共同構成完整的免疫防禦體系。先天免疫負責啟動和引導適應性免疫，而適應性免疫則能更精確有效地清除病原體，並產生長期記憶。

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2. Designing Experiments to Determine if a New Cell Belongs to Innate or Adaptive Immune System (4 points)

Dr. Lee 發現了一種新型免疫細胞，需要確定它屬於先天免疫還是適應性免疫系統。可以通過以下兩組實驗來進行判斷：

實驗一：檢測細胞表面標誌物和基因重排情況