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PART 3 · 第 06 章 · 免疫機轉

淋巴球與抗體:
缺什麼,就得什麼病

免疫整合題的解法不是硬背名詞,而是反過來想:「這個分子壞掉 → 病人會怎樣?」CD40L 壞掉只剩 IgM、FoxP3 壞掉全身自體免疫、終端補體壞掉專得 Neisseria——把缺陷接到臨床線索,題目就從背誦變成推理。

這一章東西多,但有一條主線串得起來:

核心洞察

免疫高頻題幾乎都在考「分工」與「缺陷對應」。T 細胞分 CD4 指揮、CD8 殺敵、Treg 踩煞車;B 細胞要靠 T 幫忙才能換抗體型號(class switch);五種抗體各有戰場;補體三條路最後匯流成一把鑽(MAC)。每個環節壞掉,都對應一個有名字的免疫缺陷或過敏型別——這就是出題點。

§1

T 細胞三種角色

T 細胞不是一種,是一支分工明確的隊伍。先抓住三個主角:

CD4 · 指揮

輔助 T(helper)

MHC class II,是免疫反應的指揮官,再分亞型:
Th1:對付胞內菌/病毒,活化巨噬(IFN-γ)
Th2:對付寄生蟲、驅動 B 細胞做 IgE(過敏)
Th17:對付胞外菌與黴菌,招募嗜中性球

CD8 · 殺敵

細胞毒殺 T(cytotoxic)

MHC class I。直接把被病毒感染或癌變的細胞殺掉(perforin/granzyme、Fas)。對付「藏在細胞裡」的敵人——抗體搆不到的,交給它。

Treg · 煞車

調節型 T(regulatory)

master 轉錄因子 FoxP3;靠 IL-10、TGF-β 等抑制過度免疫、維持自我耐受。FoxP3 突變 → IPEX(X-linked,頑固腹瀉+早發多重自體免疫內分泌病)。

CD4 輔助 T 還會再分化成不同亞群,每群由一個 master 轉錄因子(master transcription factor)定錨、分泌專屬招牌 cytokine、各對付不同敵人。近年免疫攀升題愛考「亞群 ↔ 轉錄因子」的配對——把這張表記死:

亞群master 轉錄因子招牌 cytokine主要對付相關疾病/缺陷
Th1T-betIFN-γ胞內菌・病毒(活化巨噬)過弱→胞內感染;過強→慢性發炎/肉芽腫
Th2GATA3IL-4・5・13寄生蟲(蠕蟲)過敏、氣喘(驅動 IgE)
Th17RORγtIL-17胞外菌・黴菌(招募嗜中性球)自體免疫(如乾癬、類風濕)
TregFoxP3IL-10・TGF-β免疫抑制(踩煞車)IPEX(FoxP3 突變,X-linked)

出處:Janeway 9e — T-bet 為 TH1 的「master regulator」、誘導 IFN-γ;GATA3 驅動 TH2 的 IL-4/IL-13;RORγt 為 TH17 的 master regulator;FoxP3 為 Treg 的 master 轉錄因子(皆已查證)。招牌 cytokine 與對付對象(Th17→IL-17、嗜中性球;Th2→蠕蟲/過敏)為標準免疫學知識。

高頻陷阱 · Treg

常見錯誤選項說「Treg 分泌大量 IL-2 來放大發炎」——。Treg 是踩煞車的,靠 IL-10/TGF-β 抑制發炎;而且它自己不大量製造 IL-2,反而依賴並消耗環境中的 IL-2。記住:Treg = 抑制 + 耗 IL-2,不是放大。

出處:Janeway 9e — Treg cells express FoxP3;Treg 依賴 IL-2 受體訊號(已查證);FoxP3 突變→IPEX。

§2

B 細胞換型號:class switch

B 細胞剛被活化時只會做 IgM。要換成 IgG/IgA/IgE,得做類別轉換重組(class switch recombination, CSR——而這需要兩個東西同時到位:

酵素

AID

活化誘導去胺酶(activation-induced deaminase是 class switch 與體細胞高度突變(somatic hypermutation)的啟動酵素。沒有 AID,B 細胞做不出 IgM 以外的抗體。

共刺激

CD40–CD40L

T 細胞用 CD40L(CD154)接合 B 細胞的 CD40,提供 class switch 所需的「許可」訊號(T-dependent)。這是 T 幫 B 的關鍵握手。

缺陷對應 · 必考

少了 CD40L(最常見,X-linked)或少了 AID → B 細胞卡在只能做 IgM、換不了型號 → 高 IgM 症候群(Hyper-IgM syndrome:血清 IgM 正常甚至偏高,但 IgG/IgA/IgE 極低,男童反覆細菌感染。臨床線索一看到「IgM 高、其他低」就想 class switch 失敗。

出處:Janeway 9e — AID initiates class switching;hyper-IgM;X-linked hyper-IgM = CD40L(已查證)。

§3

五種抗體,各有戰場

先分清抗體本身的兩端:Fab(兩隻手臂)負責結合抗原,決定「打誰」;Fc(尾巴)負責效應功能——結合補體、結合 Fc 受體,決定「怎麼打」。決定 isotype(型號)的是重鏈恆定區(μ/γ/α/ε/δ),不是輕鏈。

Isotype結構主戰場 / 記憶點
IgG單體血中最多;唯一能過胎盤(給胎兒被動免疫);二次反應主力、高親和力
IgA分泌型為雙聚體黏膜防禦(唾液、腸道、乳汁);secretory IgA 是黏膜免疫的主角
IgM五聚體初次反應第一個出場;最強活化補體(10 隻手臂、高結合價)
IgE單體過敏與寄生蟲;Fc 結合肥大細胞高親和力受體 FcεRI → 第一型過敏
IgD單體主要為 naïve B 細胞表面受體;血清量極少(少考)
記憶口訣

抗體出場順序=「M 先、G 後」(IgM 初次先衝、IgG 二次補上且更精準)。再記三個招牌動作:G 過胎盤、A 顧黏膜、M 召補體。E 只記一件事——過敏/寄生蟲+肥大細胞

出處:Janeway 9e — IgM secreted as pentamer(已查證);secretory IgA = mucosal immunity(已查證);IgG carried across the placenta(已查證,neonatal Fc receptor);Fc of IgE binds high-affinity FcεR on mast cells(已查證)。

機轉圖
補體三條路徑:分頭啟動、匯流成同一把鑽 三入口 → C3 樞紐 → MAC
Classical 古典路徑 抗原–抗體複合體 C1q 結合 IgG / IgM Lectin 凝集素路徑 MBL 結合病原醣類 mannose(甘露糖) Alternative 替代路徑 病原表面自發 + 放大環 amplification loop C3 轉化酶(C3 convertase) 三路匯流的共同樞紐 · 切 C3 → C3b(調理) C5 轉化酶 → 切 C5 C5a(趨化/發炎) + C5b MAC 膜攻擊複合體 C5b–C9 在膜上打孔 → 溶菌 C5–C9 缺陷 → 反覆 Neisseria 感染 需先有抗體(後天) 不需抗體(先天即可)
Classical(C1) Lectin(MBL) Alternative 共同末段 → MAC
補體必考三點

三條路啟動方式不同、但都匯流到 C3 轉化酶(共同樞紐,再到 C5 與 MAC)。② 啟動方式別記反:classical 由抗原-抗體複合體經 C1q;lectin 由 MBL 結合甘露糖;alternative 在病原表面自發並當放大環。③ 終端補體(C5–C9)缺陷 → 反覆 Neisseria 感染(腦膜炎雙球菌、淋病雙球菌)——這是補體題的招牌臨床線索。

出處:Janeway 9e — these three pathways converge at the central step, a C3 convertase(已查證);alternative pathway is an amplification loop(已查證);terminal complement-deficient patients particularly susceptible to Neisseria(已查證)。

§4

過敏四型:Gell-Coombs I–IV

過敏(hypersensitivity)分四型,是免疫最愛的整合題。抓住「媒介是誰、時間多快」就能分:

型別媒介 / 機轉時程代表疾病
I 型
速發
IgE + 肥大細胞去顆粒(histamine)數分鐘過敏性休克、氣喘、過敏性鼻炎
II 型
抗體對細胞
IgG/IgM細胞表面/基質抗原 → 補體 / ADCC 細胞毒殺數小時–天自體免疫溶血性貧血、Goodpasture
III 型
免疫複合體
可溶性抗原-抗體免疫複合體沉積 → 活化補體數小時–天血清病、SLE、鏈球菌後腎炎
IV 型
遲發
T 細胞介導(非抗體)24–72 小時接觸性皮膚炎、結核菌素試驗(PPD)、移植排斥
記憶口訣 · ACID

I–IV 依序記 ACIDAnaphylactic(I,IgE)→ Cytotoxic(II,抗體打細胞)→ Immune complex(III,複合體)→ Delayed(IV,T 細胞遲發)。最常考的兩個分辨:II 對「細胞表面/固定抗原」、III 是「可溶複合體」I 是 IgE 數分鐘、IV 是 T 細胞數十小時——把這兩組對比記死,多數題就解了。

出處:Janeway 9e 提及 type II(細胞/基質表面抗原)、免疫複合體型(type III)、delayed-type hypersensitivity(type IV,T 細胞介導),皆已查證。

§5

練習:先想再點

四題改編自本書已查證的免疫題庫,各鎖一個高頻整合考點(class switch、補體、抗體 isotype、過敏分型)。先選一個、寫一句理由再看解析。

練習 06-1一名男童反覆細菌感染,抽血發現血清 IgG、IgA、IgE 極低,但 IgM 正常甚至偏高,T 細胞與 B 細胞數目正常。最可能的分子缺陷為何?
✓ 答案 C。臨床線索:IgM 正常/高、其他 isotype 低 = class switch 失敗(只能做 IgM,換不成 IgG/IgA/IgE)。T-dependent class switch 需 T 細胞的 CD40L 接合 B 細胞 CD40 提供共刺激;CD40L 突變是最常見的 X-linked hyper-IgM。(另一型由 AID 突變所致。)
A 錯:RAG 缺失會使 B/T 細胞皆缺乏(SCID),但本例 B、T 細胞數目正常。
B 錯:FoxP3 突變 → IPEX(自體免疫),不是單純 isotype 缺陷。
D 錯:C3 缺乏表現為反覆化膿菌感染+免疫複合體疾病,不改變 isotype 分布。
E 錯:MHC I 缺失影響 CD8 反應,與 class switch 無關。 出處:Janeway's Immunobiology 9e(AID initiates class switching、hyper-IgM、X-linked hyper-IgM = CD40L,皆已查證)· 改編自 analysis/pred-115-2-final 免疫題 Q2
練習 06-2關於補體三條路徑、共同樞紐與終端成分缺陷的後果,下列敘述何者正確
✓ 答案 A。C5–C9 = MAC,在病原膜上打孔溶菌;終端(C5–C9)缺陷使 MAC 做不出來 → 臨床標誌是反覆 Neisseria(腦膜炎/淋病雙球菌)感染。
B 錯:classical 由 C1 複合體活化,典型由抗原-抗體複合體(C1q 結合 IgG/IgM)觸發,並非「直接、不需 C1、與抗體無關」。
C 錯:三路啟動方式不同,但都匯流到 C3 轉化酶(共同樞紐),再到 C5 與 MAC。
D 錯:把 lectin 與 classical 對調了——MBL→lectinC1q→classical
E 錯:alternative 是放大環(amplification loop),會放大補體活化,不是抑制其他路徑。 出處:Janeway's Immunobiology 9e(three pathways converge at a C3 convertase、alternative = amplification loop、terminal complement deficiency → Neisseria,皆已查證)· 改編自 analysis/pred-115-2-final 免疫題 Q5
練習 06-3關於免疫球蛋白各類型(isotype)的結構與功能,下列何者正確
✓ 答案 E。三個招牌動作各歸其位:secretory IgA 主黏膜防禦;IgE 的 Fc 結合肥大細胞高親和力 FcεRI 觸發第一型過敏;IgM五聚體、初次反應主力。
A 錯Fab 結合抗原、Fc 決定效應功能(補體、Fc 受體),敘述對調。
B 錯:IgA↔黏膜、IgE↔第一型過敏,被對調了。
C 錯:IgM 是五聚體、低親和力但高結合價,屬「初次」反應;高親和力單體是 class switch 後的 IgG。
D 錯:isotype 差異來自重鏈恆定區(μ/γ/α/ε/δ)不同,非輕鏈。 出處:Janeway's Immunobiology 9e(secretory IgA mucosal、IgE Fc↔FcεR mast cell、IgM pentamer、Fc 段效應功能,皆已查證)· 改編自 analysis/pred-115-2-final 免疫題 Q6
練習 06-4關於 Gell-Coombs 過敏(hypersensitivity)四型分類與其代表機轉/臨床例,下列配對何者正確
✓ 答案 B。四型對應:I=IgE/肥大細胞即發(anaphylaxis、asthma);II=抗體(IgG/IgM)對細胞或基質表面抗原→補體/ADCC 細胞毒殺(AIHA、Goodpasture);III可溶性免疫複合體沉積活化補體(血清病、SLE);IVT 細胞介導遲發型(PPD、接觸性皮膚炎)。
A 錯:把 I 與 IV 的時序與媒介對調(I 是 IgE 數分鐘;IV 是 T 細胞 24–72 小時)。
C 錯:II 與 III 皆為抗體媒介(II 對細胞表面、III 為可溶複合體),非純 T 細胞。
D 錯:接觸性皮膚炎是 Type IV 遲發型。
E 錯:血清病是 Type III 免疫複合體,非 IgE 的 Type I。 出處:Janeway's Immunobiology 9e(type II 細胞/基質抗原、type III 免疫複合體、type IV delayed-type T 細胞,皆已查證);Gell-Coombs I–IV 分類框架為標準教綱 · 改編自 analysis/pred-115-2-final 免疫題 Q7