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免疫學三講合併版

Part 1 基本概念(10/21)· Part 2 先天與適應性(11/4)· Part 3 補體、MHC、疫苗、過敏(11/11)
合併自三份手寫講義的整理筆記;每部分仍可單獨開啟。

Part 1 · 免疫學 L1(10/21)基本概念

📚 免疫學第 1 講 · 免疫學基本概念 ABCT 5101 · 2026 年 10 月 21 日

三道防線、兩大免疫系統、以及一個辨識機制。本講分三步回答同一個問題:免疫系統是什麼、在哪裡發生、如何分辨敵我。

5101 · IMM-L1 Basic concept of Immunology 免疫學基本概念

ABCT 5101 Immunology Part Lectures · 第 1 講 · 2026 年 10 月 21 日。 教授的親筆 annotation 用 A–G 標分節;下面保留這些標號,方便你對回筆記本。 正文內容全部來自板書/筆記——數字、清單與措辭都是教授的,不是補寫的。

本講結構 三個定義 → 三道防線 → 執行工作的淋巴器官 → 兩大系統(先天 vs 適應性) → 兩者如何識別病原體(PAMP/DAMP/PRR)→ 負責執行的屏障與吞噬細胞。 分節:A 定義 · B 三道防線 · C 關鍵特徵與參與者 · E 淋巴器官 · G 先天 vs 適應性。D 與 F 是教授留下但未寫的標題。

Master Logic 主線邏輯 — 免疫系統=三層國防

  • 外面世界(病原體、毒素、污染物)與裡面世界(癌細胞、移植組織)→ 兩邊都要應對,而「裡面」這一半是本課的特色框架
  • 第一道 → 上皮與皮膚,出生即有,非特異
  • 第二道 → 先天免疫 → 快、非特異、無記憶,但它能在病原體被辨識之前就消滅它,同時啟動適應性免疫
  • 第三道 → 適應性免疫 → 以抗原為基礎、高度特異、慢(天至週),亦是唯一有免疫記憶的一層
  • 兩者缺一不可 → 教授原話:"We need to have both of them in our body to eliminate the pathogens or NON-SELF cells."

A · 三個核心定義

Term中文邏輯
Immunology 免疫學研究一個生物體免疫系統的組成與功能 → 本質是研究宿主防禦機制
Immunity 免疫宿主(人)保護自己、對抗外來生物或物質(細菌、病毒、真菌、寄生蟲)或異常細胞(如癌細胞)的能力
Immune system 免疫系統防備物理、化學與生物入侵;對抗細菌、病毒、真菌、寄生蟲、毒素、污染物;亦對抗異常細胞(癌細胞、組織移植)
考點 — 兩個世界 教授自己的括號註記,考試時值得照抄:
• 對抗「外面」世界 → 病原體、毒素、污染物
• 對抗「裡面」世界 → 癌細胞、組織移植

留意 Immunology 那行寫的是 host-defence——這是它屬於「防禦學」而非「疾病學」的關鍵字。

B · 三道防線

防線中文邏輯
1 第一道防線身體與外界接觸部位的上皮襯裡 → 例:皮膚細胞
2 第二道防線非特異性宿主防禦機制 → 對抗病原性微生物的生長與存活 → 即先天免疫
3 第三道防線對抗外來與局部異常細胞及物質入侵的特異性免疫系統 → 即適應性免疫
免疫系統重要的七件事 1. 發炎 · 2. 感染性疾病 · 3. 腫瘤免疫 · 4. 自身免疫病 · 5. 過敏 · 6. 疫苗接種 · 7. 器官移植 … 等

第 3、6、7 項在商業上最關鍵:腫瘤免疫撐起整個免疫治療市場,疫苗是平台型生意,移植則決定了免疫抑制劑市場。

教授用藍筆寫的提醒 "Immune system is NOT just about the infectious diseases." 只答感染,等於只答了一半。

C · 免疫系統的關鍵特徵與參與者

三個特徵:辨識(自己 vs 非自己)→ 專一性 → 免疫記憶。

Term中文邏輯
辨認「SELF」與「NON-SELF」的能力→ Recognition 辨識。這是整個 PAMP 論述的前提:PAMP 之所以不存在於人體細胞,正因為這個辨識必須成立
免疫反應的專一性不是所有反應都泛泛而為 → 適應性那一支針對單一抗原
免疫記憶讓疫苗與加強針有效的那個性質

Key players → 主要免疫器官/組織/細胞。教授對這個詞自己的定義: 指免疫細胞在其中成熟、分化與增殖的那些組織/器官。

記憶框架 初級淋巴器官=軍事學院(T 細胞在胸腺畢業,B 細胞在骨髓畢業); 次級淋巴器官=邊境檢查站(病原體一入境即被過濾、檢查、消滅)。

E · 主要器官與系統

#Term分類
1Thymus 胸腺初級淋巴器官 → 「Lymphopoiesis 淋巴細胞生成」(製造白血球)
2Bone marrow 骨髓
3Tonsils 扁桃腺次級淋巴器官/組織 → 「Effector mechanisms 效應機制」(清除微生物細胞;免疫細胞增殖/發育)
4Adenoids 腺樣體
5Spleen 脾臟
6Lymph node 淋巴結
7Mucosal lymphoid system 黏膜淋巴系統 → 互相連通的淋巴系統

E1 · 初級淋巴器官

兩個器官。兩者都是免疫細胞製造的地方 → 骨髓供應幹細胞,胸腺完成 T 細胞。

[1] Thymus 胸腺 → 位置在頸部附近。
功能:[1] 製造淋巴細胞;[2] T 細胞成熟的主要場所。

[2] Bone marrow 骨髓 → 位置在長骨 [如股骨、胸骨、脊柱];教授點出6 個主要的免疫細胞生產部位。
功能:含各種造血幹細胞 [HSC] → 經造血作用 hematopoiesis分化出不同類型的血細胞與免疫細胞。

造血作用 hematopoiesis —— 三句都要記 • 指血細胞(包括紅血球與 WBC)的形成與發育
• 所有血細胞都由造血幹細胞 [HSC] 衍生
• 發生於骨髓

WBC = white blood cells 白血球。陷阱:骨髓不只造紅血球,紅與白皆出自 HSC。

E2 · 次級淋巴器官

[1] Tonsils 扁桃腺 → 位置在口咽與鼻咽附近。
功能:[1] 青春期前後達到最大;[2] 製造淋巴細胞;[3] 阻止病原體經鼻腔與口腔途徑入侵; [4] 製造免疫球蛋白[抗體];[5] 對抗感染。

[2] Adenoid 腺樣體 → 位置在鼻腔後方。
功能:[1] 製造抗體;[2] 提供局部免疫保護;[3] 於青春期萎縮。

最常見的混淆 扁桃腺青春期最大;腺樣體青春期萎縮。兩者走的是相反軌跡,試卷常拿來設陷阱。

[3] Spleen 脾臟 → 位置在腹部左上象限,肋骨之下、胃之上;淋巴系統中最大的器官之一。
功能:[1] 製造 WBC 與抗體(協助對抗感染);[2] 過濾血液,清除老化與受損血細胞; [3] 製造紅血球 [RBC];[4] 儲血器官。

[4] Lymph node 淋巴結 → 遍布全身,但主要在頸部、腋下、胸部、腹部與大腿。
功能:作為外來抗原[物質]的過濾器——病毒、細菌、癌細胞、受損細胞等。
細胞類型:WBC(淋巴細胞);B 細胞;T 細胞;巨噬細胞; NK[自然殺手]細胞;樹突細胞 [DC] 等。

[5] Mucosal lymphoid system 黏膜淋巴系統 [MALT] → 黏膜相關淋巴組織,散布在身體的黏膜襯裡[黏膜下層]。
例子:[1] 胃腸道[G.I. tract]· [2] 呼吸道[R.T.]· [3] 泌尿生殖道 · [4] 鼻咽 · [5] 乳腺 · [6] 唾液腺系統 · [7] 眼睛。
功能:[1] 對抗穿過黏膜上皮的外來物質;[2] 在「局部」免疫中扮演重要角色。

Term中文邏輯
GALTGut-associated lymphoid tissues 腸道相關淋巴組織 → 胃腸道 → Peyer's patches 培氏斑與淋巴結相連
BALTBronchial-associated lymphoid tissues 支氣管相關淋巴組織 → 呼吸道
NALTNasal-associated lymphoid tissue 鼻相關淋巴組織 → 鼻咽

G · 兩大免疫系統

FeatureInnate 先天免疫Adaptive 適應性(獲得性)免疫
1 先天?天生 → 出生即有非天生 → 在宿主一生中學習/發育而來
2 一直開着?一直「ON」需要被激活
3 專一性非特異 → 以一般方式應對各類病原體;防禦時不檢視對方是誰;在辨識之前就消滅病原體高度特異 → 對不同類型外來物質作針對性反應,屬抗原為基礎;反應有差異
4 持久性不持久較持久
5 速度快速反應[分鐘至小時];辨認到外來物質(如 PAMP/DAMP)後立即啟動反應較慢;延遲反應——天至週
6 記憶無記憶有記憶 → 再次暴露時又快又強
7 關鍵分子Cytokines 細胞激素與補體蛋白Cytokines 細胞激素與抗體
8 關鍵細胞巨噬細胞、嗜中性球、自然殺手細胞等B 細胞與T 細胞等
9 屬哪一道防線免疫系統的第一與第二道第三道防線
10 臨床對應發炎 · 過敏反應 · 感染疫苗 · 自身免疫 · 腫瘤免疫 · 移植排斥
教授對兩者的總結 先天免疫 → working hand in hand 協同運作。筆記寫的是先天免疫 "stimulating adaptive immunity",而適應性免疫就是抗原所在之處。 下一頁手繪的曲線是同一句話的時間版:先天先起亦快,適應性後起但更高更長 ——那正是加強針反應的圖形。

關鍵訊息傳遞

[1] Cytokines 細胞激素 → 免疫系統裡的「化學傳訊者」。
小的胜肽細胞訊號分子 → 協助免疫系統內的「細胞對細胞通訊」並維持免疫系統「運作」; 並刺激免疫細胞向感染部位移動。
涉及的四組配對:[A] 細胞活化 → 免疫反應 · [B] 細胞分化 → 免疫細胞發育 · [C] 細胞增殖 → 免疫反應 · [D] 細胞成熟 → 免疫細胞發育。

[2] Antigen presenting cells [APC] 抗原呈遞細胞
Antigen 抗原:刺激免疫系統的外來物質[NON-SELF]。
APC:把從環境/病原體捕捉到的抗原呈遞給適應性免疫細胞[如 B 細胞/T 細胞], 藉此啟動適應性免疫反應。
APC 例子:巨噬細胞(Mφ)、樹突細胞(DC)。

為何這一步在產業上重要 抗原呈遞是先天與適應性之間的樞紐。每一款免疫檢查點抑制劑、每一款癌症疫苗, 都在試圖改變呈遞什麼或是否呈遞。APC 生物學在此不是背景,而是作用機制。

先天免疫 — 第一道:外部屏障

[1] Exogenous infection 外源性感染 → 病原體來自體外的來源(如病原體、毒素、過敏原等)。
入侵部位:皮膚、黏膜表面、攝入、注射等。

[2] Endogenous infection 內源性感染 → 微生物本來就存在體內或體表。
例子:[1] 伺機性病原體——體內的正常菌群,當免疫系統轉弱時即致病; [2] 抗生素;[3] 化療。  [2] 潛伏病原體——處於休眠狀態。

病原體入口 Portals of entry 病原體/微生物進入宿主(身體組織)以造成感染。教授在身體圖上編了八個:
[1] 耳 · [2] 眼結膜 · [3] 鼻 · [4] 口 · [5] 胎盤 · [6] 陰道/男性為陰莖 · [7] 尿道 · [8] 肛門 ——另加皮膚破損與昆蟲咬傷,同屬皮膚途徑。

[6] 外部屏障三大類

Term中文邏輯
1 物理屏障皮膚表皮;纖毛
2 化學屏障脂肪酸;低 pH 化學物質;酶類化學物質/蛋白質
3 微生物屏障正常菌群(共生菌)

[5] 物理屏障 · [1] Skin epidermis 皮膚表皮 → 三層:

Term中文邏輯
Epidermis 表皮最外層,亦即屏障本身 → 教授的圖上標示為「緊密排列的死細胞、角質化細胞[防水]」;同一行的結論是:「若無損傷」,病原體進不來。表皮持續脫落與更新,把微生物與病原體一併移除
Dermis 真皮汗腺、皮脂腺;免疫細胞:巨噬細胞等
Subcutaneous layer 皮下層下方的脂肪層

[5] 物理屏障 · [2] Cilia 纖毛 → 見於呼吸道黏膜。教授畫的邏輯鏈: 黏膜 → 產生黏液 → 黏液黏住不需要的物質 → 外面的纖毛在「掃動」 → 把黏住的負載送出體外。 這是自動扶梯,不是城牆。

[1] Chemical barriers 化學屏障 → 三組,以下表格必須記,因為教授給了準確數值:

類別成員pH/細節功能
Fatty acid 脂肪酸皮膚表面 – 皮脂 sebum
由皮脂腺分泌
pH ≈ 5.5降低皮膚 pH → 抑制病原體生長;阻止病原體附著於皮膚表面
 
低 pH 化學物質胃酸pH ≈ 2確保環境不適合大多數病原體生長
泌尿生殖道 – 陰道pH ≈ 3.5 – 4.5保護宿主免受細菌感染
Sebum 皮脂見上方脂肪酸。
酶類化學物質/蛋白質淚液、唾液、黏液 → 含 Lysozyme 溶菌酶—攻擊細菌的表面層(肽聚醣 peptidoglycan)
胃液 → 含 Pepsin 胃蛋白酶(蛋白質)—胃腸道的蛋白質消化酶 → 降解病原體的蛋白質

[3] Microbiological barriers 微生物屏障 · Normal flora 正常菌群 → 正常菌群(共生菌)定殖於身體的外部介面。
例子:胃腸道 · 呼吸道 · 皮膚 · 口腔 · 陰道 · 眼睛。
功能:[1] 正常菌群形成一層保護層,阻止病原體定殖並入侵身體; [2] 產生抗微生物物質。

為何這是一個產業類別,不是一句附註 同一機制從另一面看,就是益生菌/活菌生物治療藥市場:你是在有製造那層保護層。 這也是抗生素會引發伺機性感染的原因——菌群被殺,競爭者就補上。

先天免疫 — 第二道:細胞(免疫)與化學

Phagocytosis 吞噬作用 → 一種重要的細胞處理與清除外來顆粒的機制 (如病原體、外來物質、受損細胞等)。
它是先天免疫的第二道防線,對象是那些已突破第一道防線的病原體。

Term中文邏輯
Professional phagocytes 專業吞噬細胞[A] 巨噬細胞 [Mφ] · [B] 樹突細胞 [DC] · [C] 嗜中性球 · [D] 單核細胞 → 可藉趨化性迅速被招募至受傷或受感染部位
Non-professional phagocytes 非專業吞噬細胞[1] 纖維母細胞 · [2] 內皮細胞(血管內襯)· [3] 上皮細胞(胃腸道、呼吸道等)→ 不能移動;吞噬過程較慢且效率較低;能吞噬的顆粒範圍有限
記憶框架 專業=特警(快、靠趨化性、範圍不限);非專業=路人(不會移動、較慢、範圍有限)。

適應性免疫

Cell-mediated immunity 細胞免疫 → 適應性那一支由細胞執行,而非由可溶性分子執行。 細節見第 2 講(11 月 4 日)。

免疫細胞如何識別病原體

本講的核心機制。先天細胞讀病原體表面的 PAMP, 以及你自己受損細胞釋出的 DAMP;適應性細胞讀抗原。 兩者都由免疫細胞表面的 PRR 偵測。

Term中文邏輯
PAMPsPathogen-Associated Molecular Patterns 病原體相關分子模式 → 來自病原體(細菌、病毒、真菌)→ 被 PRR 辨認 → 啟動先天免疫
DAMPsDamage-associated molecular patterns 損傷相關分子模式 → 來自你自己正在死亡、受壓或受損的細胞,即內源性危險訊號 → 被 PRR 辨認 → 啟動先天免疫
Antigen 抗原來自病原體 → 由適應性受體(BCR/TCR)辨認
PRRsPattern recognition receptors 病原體辨識受體 → 免疫細胞表面的專門受體 → 偵測 PAMP 與/或 DAMP

[1] DAMPs[損傷相關分子模式]
• 內源性訊號——由死亡細胞、受壓細胞或受損細胞釋出的危險蛋白訊號分子
• 活化先天免疫
• 例:[1] Heat shock protein [HSP] 熱休克蛋白——由受壓細胞釋出,本身是應激蛋白

[2] PAMPs[病原體相關分子模式]
• 只存在於病原體(如細菌、病毒、真菌等)
• 是存在於病原體表面或內部的保守分子結構

五大 PAMP —— 連位置一起記
Term中文邏輯
[1] LPS 脂多醣革蘭氏陰性菌細胞壁的外膜
[2] Peptidoglycans 肽聚醣革蘭氏陽性菌細胞壁的主要成分,陰性菌亦有
[3] Lipopeptide 脂肽細菌質膜表面
[4] Unmethylated CpG DNA 未甲基化 CpG DNA細菌/病毒 DNA 含有 [CpG] motif——一段同時含胞嘧啶(C)與鳥嘌呤(G)的短序列
[5] Flagellin 鞭毛蛋白細菌鞭毛的結構蛋白

該頁的革蘭氏陽性/陰性圖,正是 LPS 與肽聚醣分開列的原因:LPS 在外膜,是陰性菌的招牌;肽聚醣則是陽性菌的主要成分,且兩者皆有。

PAMP 的五項重要特徵 —— 五項都要齊 [1] 具微生物/病原體獨有的結構
[2] 對病原體的存活不可或缺
[3] 不存在於人體細胞 → 免疫系統才能分辨「SELF」與「NON-SELF」
[4] 可被 PRR(模式辨識受體)辨認
[5] 觸發先天免疫反應

其中[3] 是承重的一項:若 PAMP 也存在於人體細胞,先天免疫就分不出敵我——而這正是 C 節提出的要求。

[3] PRRs[病原體辨識受體]
• 先天免疫系統的專門受體
• 免疫細胞帶有這類受體,用以偵測病原體、「NON-SELF」或受損細胞等
• 偵測 PAMP 與/或 DAMP

教授畫了三類 PRR 的三叉樹狀圖,但只標了第一類——Type I:細胞外 PRR——隨即轉到 TLR。 另外兩類當天並未填上。

Toll-like receptors [TLRs] 類鐸受體 → 教授展開的 Type I 例子:
[1] TLR 最初在果蠅 [Drosophila]發現
[2] 辨認 PAMP 與 DAMP
[3] 主要與對抗細菌、病毒、真菌感染等有關
[4] 啟動訊號傳遞路徑 → 促使產生 細胞激素/趨化激素
[5] 人類已知有 10 種不同的 TLR

TLR → 讀什麼
TLR配體
TLR3, 7, 8RNA(病毒)
TLR9未甲基化 CpG DNA(細菌/病毒 DNA)
TLR4LPS(革蘭氏陰性菌)
TLR2, 6脂肽(細菌)

陷阱:TLR 不只對付細菌。TLR3/7/8 讀病毒 RNA,TLR9 讀病毒 DNA。人類共 10 種 TLR。

L7 手寫頁逐頁細節(原筆記未收)

以下是把 30 頁手寫講義逐頁放大核對後,原筆記沒有或只寫了名字的細節。考試是選擇題,這些正是分辨選項的地方。

1 · 講次序列(講義自己寫的)

講次日期題目
Lecture 1Oct 21Basic concept of Immunology
Lecture 2Nov 4Innate & Adaptive Immunity
Lecture 3Nov 11Immune system disorder
與官方時間表不同 官方 docx 把 21 Oct 寫成 L7、4 Nov 寫成 L8、11 Nov 寫成 L9。講義自己用的是 1/2/3,所以網站用 IMM-L1/L2/L3 命名是對的,不要被兩套編號搞混。

2 · 三道防線的原文定義(p4)

防線講義原文要點
第一道與外界接觸部位的 上皮襯裡(epithelial linings);例:皮膚細胞
第二道非專一的防禦機制,抑制病原微生物的生長與存活
第三道專一性免疫,對抗外來及自身異常細胞/物質的入侵

免疫系統不只對付感染——講義列了七個領域:發炎、傳染病、腫瘤免疫、自體免疫、過敏、疫苗、器官移植。

3 · 三個特徵 + 3R(p5、p12–13)

特徵:辨識 self/non-self、專一性、免疫記憶。
行為則是 3R:Recognition(辨識)→ Respond(反應)→ Resolve/Recover(清除與回復)。講義漫畫寫得很直白:對 self 說「hello」,對 non-self 問「who r u」,最後只消滅 non-self。

4 · 器官:每個器官「做什麼」(p6–p11)

器官類型講義列出的功能
胸腺 Thymus初級製造淋巴細胞;T 細胞成熟的主要場所;位於頸部附近
骨髓 Bone marrow初級長骨(股骨、胸骨、脊椎);造血幹細胞(HSC)經 haematopoiesis 產生各種血球與免疫細胞
扁桃腺 Tonsils次級青春期前後最大;製造淋巴細胞;阻止病原由鼻口進入;製造免疫球蛋白
腺樣體 Adenoid次級鼻腔後方;製造抗體、局部免疫保護;青春期後萎縮
脾 Spleen次級左上腹、胃之上;過濾血液清除老舊紅血球;製造 WBC 與抗體;儲血
淋巴結 Lymph node次級頸、腋、胸、腹、大腿;過濾外來抗原;內含 B/T 細胞、巨噬細胞、NK、DC
黏膜系統 MALT次級沿黏膜散佈;GALT(腸,含 Peyer's patches)、BALT(支氣管)、NALT(鼻咽);另有泌尿道、乳腺、唾液腺、眼
考點 初級=免疫細胞成熟的地方(thymus、bone marrow);次級=免疫反應發生的地方(其餘全部)。一句話:「初級造兵,次級打仗。」

5 · 入口(portal of entry,p19)

講義圖上共九個入口:皮膚(含破損皮膚)、眼結膜、鼻、口、胎盤、陰道、尿道、肛門、昆蟲叮咬。這解釋了為何「黏膜」是第一道防線的主戰場。

6 · 外源性 vs 內源性感染(p18)

外源性 Exogenous內源性 Endogenous
來源體外:病原體、毒素、過敏原體內本來就有的微生物
入口皮膚、黏膜、食入、注射—
例子食物中毒、傷口感染機會性病原(opportunistic):正常菌叢在免疫力下降時致病;潛伏病原(latent):處於休眠狀態後再活化

7 · 三道外部屏障的具體數字(p20–p22)

類型機制講義給的例子/數字
物理角質層緊密堆疊的死細胞;不斷脫落更換;纖毛+黏液捕捉顆粒皮膚三層(epidermis/dermis/subcutaneous);呼吸道纖毛
化學(脂肪酸)皮脂(sebum)由皮脂腺分泌,阻止病原附著皮膚表面
化學(低 pH)酸性環境不適合病原生長胃 pH ≈ 2;陰道 pH ≈ 3.5–4.5;皮膚/血清 pH ≈ 5.5
化學(酶)溶菌酶(lysozyme)切細菌細胞壁的 peptidoglycan;胃蛋白酶(pepsin)分解蛋白淚、唾液、黏液;胃液
微生物正常菌叢(commensal flora):佔位形成保護層、產生抗微生物物質GI tract、呼吸道、皮膚、口腔、陰道、眼

8 · 第二道的「細胞+化學」清單(p23)

細胞(cellular)化學(chemical)
巨噬細胞 Mφ、嗜中性球、肥大細胞、樹突細胞、NK、嗜酸性球、單核球補體系統(蛋白質、抗微生物)、細胞因子(與適應性免疫溝通)、發炎/急性期蛋白、淋巴液、血液

9 · 吞噬作用三步(p28–p29)

步名稱做什麼
1Recognition認出目標:病原的 PAMP 被吞噬細胞的 PRR 認到
2Respond啟動內化,形成 phagosome(膜包住病原的囊泡)
3Resolvephagosome 與 lysosome 融合成 phagolysosome;內含 lysozyme、蛋白酶、核酸酶 → 殺死病原 → 殘餘碎片交給適應性免疫(Mφ 作為 APC)

專業 vs 非專業吞噬細胞:專業(Mφ、DC、neutrophil、monocyte)可經趨化(chemotaxis)快速被招募到感染處;非專業(纖維母細胞、內皮細胞、上皮細胞)不移動、較慢、能吞的種類有限。

10 · Innate vs Adaptive 的九點對照(p14)

面向InnateAdaptive
來源與生俱來(inborn)後天學習(lifelong learning)
狀態永遠開著需要誘導
專一性非專一(generic)高度專一(antigen-based)
速度數小時數天至數週
記憶無有(再感染時更快更強)
關鍵分子細胞因子、補體抗體、細胞因子
關鍵細胞Mφ、neutrophil、NKB、T 細胞;APC 呈遞抗原
防線第一、二道第三道
失效時反覆感染過敏、自體免疫

動力學(p17):先天反應先達高峰 → 誘導適應性 → 適應性接手 → 免疫記憶。病原清除後反應回落,但記憶細胞留存。

11 · 兩個常考的定義(p16、p30)

  • 細胞因子(cytokine):小分子胜肽訊號分子,負責細胞間溝通,把免疫細胞吸引到感染處;參與活化、分化、增殖、成熟。
  • 抗原呈現細胞(APC):捕捉環境中的抗原,呈遞給適應性免疫細胞(B/T);例:Mφ、DC。
  • DAMP:內源性危險訊號,由死亡、受壓或受損細胞釋放,活化先天免疫;例:熱休克蛋白 HSP。
One-line Summary English: The immune system defends the outside world (pathogens, toxins) and the inside world (cancer, transplant) through three lines — epithelium, non-specific innate, and specific adaptive — and it is not only about infection. Innate immunity reads PAMPs on the pathogen and DAMPs from your own stressed cells through PRRs (e.g. TLR4 = LPS), fast and without memory; adaptive immunity reads antigen, slowly but with memory. Both are required.
中文邏輯:免疫系統同時守外面(病原體、毒素)與裡面(癌細胞、移植組織),分三道防線——上皮、非特異先天、特異適應性;而且不只關乎感染。先天用 PRR(如 TLR4 = LPS)讀病原體的 PAMP 與自身受損細胞的 DAMP,快而無記憶;適應性讀抗原,慢而有記憶。兩者缺一不可。

Part 2 · 免疫學 L2(11/4)先天與適應性

📚 免疫學第 2 講 · 先天與適應性免疫 ABCT 5101 · 2026 年 11 月 4 日

把免疫學拆回零件:誰在辨識(PAMP/PRR)、誰在執行(各種白血球)、誰在記憶(B/T 細胞)、誰在放大(補體)、誰在呈遞(MHC)。

101 · IMM-L2 Lecture 9 · Innate & Adaptive Immunity

Master Logic 主線邏輯

  • 本講是「免疫學的執行層」 → 上兩講講「有三道防線、兩大系統」;本講向下拆成 零件:誰在辨識(PAMP/PRR)、誰在執行(各種白血球)、誰在記憶(B/T 細胞)、誰在放大(補體)、誰在呈遞(MHC)。
  • 六個板塊,一條因果鏈 → PAMP/DAMP → PRR 辨識 → 白血球執行 → 抗體(B 細胞)/T 細胞(適應性)→ 補體放大 → MHC 呈遞。
  • 全講圍繞一條主線 → 「自己 vs 非自己」的辨識。PAMP 之所以重要,是因為人體細胞冇;MHC 之所以重要,是因為它把「非自己」呈上桌給 T 細胞看。
  • 與臨床/產業的接口 → 抗體=生物藥(單株抗體、ADC)的骨架;補體=藥物靶點與毒性來源;MHC=疫苗設計、免疫治療、移植排斥的核心。
本講結構 A PAMP/PRR/DAMP → B 免疫細胞(造血、紅血球、PMN、各粒細胞、單核球、DC、Mφ、NK) → C 適應性免疫(B 細胞、T 細胞四亞群)→ D 抗體(結構、Fc 功能、五類 isotype) → E 補體(三條路徑、C3/C5 convertase、MAC、三大功能)→ F MHC(發現、I vs II、結構、呈遞路徑)。

A · PAMP:病原體身上「只有佢有」的分子

PAMP = Pathogen-Associated Molecular Pattern(病原體相關分子模式)。定義兩個條件:

  • 只在病原體身上找到(細菌、病毒、真菌等)
  • 高度保守的分子結構,位於病原體表面或內部
#PAMP在哪裡重點
[1]LPS Lipopolysaccharide 脂多醣格蘭氏陰性菌外膜革蘭氏陰性菌的標誌;TLR4 的配體
[2]Peptidoglycan 肽聚醣格蘭氏陽性菌(主要)及陰性菌的細胞壁細胞壁結構;青黴素的靶點家族
[3]Lipopeptide 脂肽細菌細胞膜表面TLR2/6 的配體
[4]Unmethylated CpG DNA 未甲基化 CpG DNA細菌/病毒 DNA短序列 motif:胞嘧啶 C + 鳥嘌呤 G;TLR9 的配體
[5]Flagellin 鞭毛蛋白細菌鞭毛結構蛋白
PAMP 的五個重要性質(考點) [1] 微生物特有的結構 · [2] 對病原體生存不可或缺(所以病原體不能隨便突變掉)· [3] 人體細胞沒有 → 免疫系統因此能分辨 SELF / NON-SELF · [4] 可被 PRR 辨識 · [5] 引發先天免疫反應。

A · PRR:辨識 PAMP 的受體(三型)

PRR = Pattern Recognition Receptor(模式辨識受體)。免疫細胞上的專門受體,用來偵測病原體、 「非自己」或受損細胞 —— 亦即偵測 PAMP 與 DAMP。

型別位置包括什麼作用
Type I 細胞外 PRR細胞膜表面A. Toll-like receptors(TLR)
B. Mannose receptors(C-type lectin receptor)
在細胞外抓病原體
Type II 分泌型/可溶性 PRR分泌到體液Complement receptors → 補體級聯調理吞噬、活化補體
Type III 細胞內 PRR細胞質內NOD-like receptors
NOD = Nucleotide-binding Oligomerization Domain
偵測已侵入細胞內的病原體

TLR 五個要點:

  • 最初在果蠅(Drosophila)發現
  • 辨識 PAMP 與 DAMP
  • 主要對抗細菌、病毒、真菌感染
  • 活化訊息傳遞路徑 → 產生細胞因子/趨化因子(cytokines / chemokines)
  • 人類已知有 10 種 TLR
TLR配體 Ligand來源
TLR2 / TLR6Lipopeptides 脂肽細菌
TLR3 / TLR7 / TLR8RNA病毒(RNA 病毒)
TLR4LPS革蘭氏陰性菌
TLR9Unmethylated CpG DNA細菌 DNA、病毒 DNA
Type II 與 Type III 的分工 Type II(分泌型):主要由先天免疫細胞(巨噬細胞、DC)分泌 → ① 增強對 PRR 已結合之 PAMP 的吞噬 → 溶解病原體;② 活化補體級聯。 Type III(細胞內 NOD-like):病原體已感染到細胞內 → ① 活化適應性免疫;② 放大免疫反應(先天 + 適應性)。

備註:筆記 p06 寫了「Type I · Scenario I / Scenario II」兩個標題但未填內容。

A · DAMP:由「自己受傷」發出的警報

DAMP = Damage-Associated Molecular Pattern(損傷相關分子模式)。

  • 來源是 宿主自己的細胞(Host cells)
  • 當組織/自身細胞破裂、滲漏時,把細胞內容物釋放到外面 → 成為訊號
  • 由同一批 PRR 偵測(所以 PRR 同時看「外敵」與「自身損傷」)
一句話記住 PAMP = 外來者的身分證;DAMP = 自己細胞的遺書。 兩者都由 PRR 讀取 → 所以「無菌性發炎」(例如組織壞死、化療後細胞死亡)也走同一條先天免疫路徑。

B · 造血:所有免疫細胞都來自骨髓

所有免疫細胞都源自 bone marrow(骨髓),大致分為 myeloid(髓系) 與 lymphoid(淋巴系) 兩支。 白血球的分化主要由不同種類的細胞因子(cytokines)控制。

譜系共同前驅分化出什麼歸屬
Lymphoid 淋巴系common lymphoid progenitorB 細胞(→ 漿細胞/記憶 B)、T 細胞(→ TH、Tc、Treg)、NK 細胞適應性免疫(NK 屬先天)
Myeloid 髓系common granulocyte-macrophage progenitor嗜中性、嗜酸性、嗜鹼性球、肥大細胞、單核球(→ 巨噬細胞/DC)、紅血球先天免疫
(跨界)—樹突狀細胞 DC 有 lymphoid 與 myeloid 兩個來源先天 與 適應性之間的橋
考點:DC 是唯一的「橋」 DC 在造血圖上橫跨兩支——因為它的工作是把先天的「抓到」交給適應性的「記住」。 這是全講最重要的一個結構事實。

B · 紅血球與顆粒球(先天免疫的執行者)

細胞佔 WBC壽命核型主要功能
Erythrocyte 紅血球~5 × 10⁶ /μl 血液100–120 日無核(最大化血紅蛋白空間)氣體交換:O₂/CO₂ 運送
Neutrophil 嗜中性球45–75%(最多)組織內 1–2 日多葉(2–5 葉)① 感染第一responder ② 專業吞噬 ③ 分泌抗菌肽 ④ degranulation(細胞外殺菌)⑤ 釋放促炎細胞因子
Basophil 嗜鹼性球<1%1–3 日雙/三葉① IgE 媒介過敏反應 ② 組織胺 ③ 細胞因子 ④ 抗寄生蟲
Eosinophil 嗜酸性球2–4%8–12 小時(組織內數日)雙/三葉① 過敏(哮喘、濕疹)② 抗寄生蟲 ③ 組織胺 ④ 細胞因子 ⑤ degranulation
Mast cell 肥大細胞(組織內,非循環)組織內數週—① IgE 過敏 ② 發炎 ③ 抗寄生蟲 ④ 組織胺 ⑤ 細胞因子→活化適應性
Monocyte 單核球2–8%1–3 日腎形① 分化為巨噬細胞/DC ② 吞噬 ③ 細胞因子 ④ 趨化因子
Granulocyte 與 Degranulation 的定義(考點) Granulocytes = 顆粒球,即細胞內含顆粒者(嗜中性、嗜酸性、嗜鹼性)。 Granules 內含:① 抗菌蛋白 ② 發炎介質 ③ 訊息分子。 Degranulation(去顆粒) = 某些免疫細胞(例如 PMN)把顆粒內容物釋放到周圍環境的過程 → 造成細胞外殺菌。 PMN(多形核白血球) = 多葉核(約 2–5 葉)的白血球,含嗜中性/嗜酸性/嗜鹼性三種;共同特徵是壽命短、主要對抗細菌與真菌感染。

B · DC 與巨噬細胞:吞噬 ⇄ 呈遞的蹺蹺板

Dendritic cell(DC):由單核球分化;組織常駐 + 循環兩種。功能:① 感應微生物/病原體的存在;② 捕捉微生物蛋白並呈遞給 T 細胞以啟動適應性免疫。

DC 成熟(DC maturation)的三個變化:

  • 細胞骨架重整(reorganization of cytoskeleton)
  • 活動力上升(increase motility)→ 走向淋巴結
  • 吞噬能力下降(decrease phagocytic activity)→ 資源轉去做呈遞

Macrophage(Mφ,巨噬細胞):由單核球分化;功能是專業吞噬與抗原呈遞(APC)。 成熟過程:吞噬能力上升、被吞噬病原體觸發、釋放細胞因子活化 T 細胞、向 T 細胞呈遞抗原。

最重要的一組對比(筆記用箭頭畫出來) DC:APC ⟶⟶⟶ 吞噬(成熟後偏「呈遞」) Mφ:APC ⟵⟵⟵ 吞噬(成熟後偏「吞噬」) → 記法:DC 是「老師」(四處去教學),Mφ 是「清道夫」(留在原地清垃圾)。 組織專屬名稱:中樞神經 = Microglial cells;皮膚 = Langerhans cells。

B · NK 細胞:不靠抗原辨識的殺手

  • 在血液與組織中循環
  • 功能:① 對抗受感染/受損/癌細胞(屬殺手細胞,功能類似細胞毒性 T 淋巴細胞 CTL) ② 產生細胞因子 → 活化巨噬細胞、增強其殺傷力 ③ 直接細胞毒性 → 釋放酵素破壞細胞膜、誘導凋亡(apoptosis) ④ ADCC(抗體依賴性細胞媒介細胞毒性)—— 攻擊被抗體包覆的目標細胞
NK vs CTL 的關鍵分別 兩者都能殺細胞,但 NK 不需要抗原呈遞、不需要 MHC(屬先天);CTL 必須經由 MHC 呈遞抗原才出手(屬適應性)。 → 這正是為什麼 NK 能處理「MHC 已下調」的腫瘤細胞(腫瘤逃脫 CTL 的常見手法)。

C · 適應性免疫:B 細胞與抗體

B 淋巴細胞(B-cells):適應性免疫細胞,主要負責產生抗體。

  • B 細胞被活化 → 轉成漿細胞(plasma cells) → 分泌抗體 → 每秒可達數百至數千個抗體
  • 產生記憶 B 細胞
  • 也是抗原呈遞細胞(APC)
  • 產生細胞因子 → 活化 T 細胞與其他 B 細胞
抗體專一性(Specificity) 不同種類的 B 細胞各自負責不同病原體。 B 細胞 #1 活化 → 漿細胞 #1 → 抗體「1」→ 只綁病原體 #1 的抗原; B 細胞 #2 活化 → 漿細胞 #2 → 抗體「2」→ 只綁病原體 #2 的抗原。 → 抗體只與其特定抗原結合;兩者共同啟動先天/適應性免疫。

C · T 細胞四個亞群

亞群表面標記辨識什麼核心功能
TH1 輔助 T 細胞(1 型)CD4+細胞內病原體(病毒、細菌)分泌細胞因子:活化細胞媒介免疫、活化巨噬細胞(IFN-γ)、活化 CD8+ T 細胞(IL-2)、誘導 NK 細胞毒性、參與發炎
TH2 輔助 T 細胞(2 型)CD4+細胞外病原體(寄生蟲)活化體液免疫:活化 B 細胞產生抗體(IL-4)、抗發炎(IL-10)、招募與活化嗜酸性球(IL-5)
Tc / CTL 細胞毒性 T 細胞CD8+被感染/異常細胞(抗原專一)細胞媒介免疫;活化後成 CTL → 殺病原體;直接誘導凋亡;只殺目標細胞,不傷鄰近正常組織
Treg 調節性 T 細胞CD4+ CD25+ FoxP3+—(抑制而非攻擊)維持免疫恆定、防止自體免疫、維持自我耐受(self-tolerance)、控制發炎、抑制 CD4+/CD8+ 活化、維持腸道共生菌耐受
Treg 的三個標記要一起記 CD4+ CD25+ FoxP3+。其中 FoxP3 是轉錄因子(transcription factor),是 Treg 的身分開關。 筆記把它形容為「security guard 保安」—— 沒有它,免疫系統會攻擊自己。

D · 抗體:結構與 Fc 功能

抗原(Antigen)= 能刺激免疫反應或被抗體辨識的物質。 抗體(Antibody, Ab)= 蛋白質、免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig)、適應性免疫的關鍵角色。

兩種存在形式:

  • 膜結合型(membrane-bound) → 在 B 細胞表面作為抗原受體(BCR)
  • 分泌型(secreted) → 進入血液,保護身體對抗病原體
結構部位組成功能
Fab regionVH + VL(可變區)+ CH1 + CL抗原結合位(antigen binding site);決定專一性
Hinge region 鉸鏈區重鏈之間提供彈性,讓兩個 Fab 臂張合
Fc regionCH2 + CH3(重鏈恆定區)大部分效應功能(effector function)由 Fc 媒介
雙硫鍵 disulfide bond鏈間連結重鏈與輕鏈

Fc 區的四項效應功能:

  1. 結合病原體、活化補體系統(抗體媒介的補體活化)
  2. 結合免疫細胞(例如肥大細胞)→ 誘發發炎
  3. Opsonization 調理作用 → 抗體包覆病原體,增加被吞噬細胞吞噬的易感性
  4. ADCC(Antibody-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity,抗體依賴性細胞媒介細胞毒性)
一句話記住 Fab 決定「認誰」;Fc 決定「認到之後做什麼」。 這正是現代抗體工程的兩個改造方向:人源化/親和力成熟改 Fab;Fc 工程(去醣基化、效應功能增減)改 Fc。

D · 五類 Isotype 對照表

結構三型:Monomer 單體 · Dimer 雙體 · Pentamer 五聚體。 五種 isotype 由重鏈恆定區決定:IgA(α)· IgM(μ)· IgE(ε)· IgD(δ)· IgG(γ)。 亞型:IgA 有 IgA1/IgA2;IgG 有 IgG1–4;IgM、IgE、IgD 沒有亞型。

Isotype結構血清 Ig 佔比半衰期主要功能
IgG(γ)單體~80%(最多)
IgG1 70%/IgG2 20%/IgG3 8%/IgG4 2%
~21–23 日① 活化古典補體路徑 ② 誘導 NK 的 ADCC ③ 增強 Mφ 與嗜中性球的吞噬 ④ 中和毒素 ⑤ 新生兒免疫:可通過胎盤(母→胎)
IgA(α)單體 ~80%
雙體 ~20%(分泌型)
10–15%~5–6 日① 黏膜局部免疫 ② 抗病毒能力。單體在血流/免疫細胞表面;雙體在分泌物(淚液、母乳、唾液)
IgD(δ)單體~1%~3 日① 參與 B 細胞活化 ② 參與過敏反應。主要見於 B 細胞表面、血液、淋巴結
IgM(μ)五聚體—(970 kDa)~5–10 日① 活化古典補體路徑 ② 初次感染的主要抗體反應 ③ 對抗病原體、凝集抗原。有 10 個抗原結合位
IgE(ε)單體0.003%(最少)~2 日① 過敏反應的主要角色 ② 結合肥大細胞 → 釋放組織胺 ③ 與寄生蟲感染相關
三個最好考的數字 IgG ≈ 80%(最多、唯一過胎盤)· IgM 五聚體 10 個結合位(初次反應)· IgE 0.003%(最少、過敏、肥大細胞)。 → 記憶法:G = General(最普遍)· M = Massive(五聚體大會戰)· E = Emergency(過敏急件)。

E · 補體系統:三條路徑、兩級 convertase

補體(Complement)概述:由血清與細胞表面蛋白組成,以高度調控的方式互相作用,產生消滅病原體的產物。

  • 約 30 種血漿可溶性蛋白(先天與適應性皆有)
  • 補體蛋白以不活性前驅物形式循環
  • 存在於血液、淋巴系統、細胞外體液

級聯邏輯:① 一個反應觸發下一個,依此類推 ② 可指數放大,反應極快 ③ 命名為「C」+ 數字(C1, C2, C3 … C9)④ 補體蛋白被切開成兩個肽段,例如 C3 → C3a(小片段)+ C3b(大片段),產物驅動下一個酵素活性。

路徑觸發者起始辨識歸屬
#1 Classical Pathway(CP)古典路徑IgG 與 IgM 結合抗原C1qrs(C1 complex) —— C1qrs 是絲氨酸蛋白酶抗原–抗體依賴 → 適應性免疫
#2 Mannose-Binding Lectin(MBL)甘露糖(mannose)多醣MASP1 / MASP2(甘露糖相關絲氨酸蛋白酶)→「類 C1 複合體」抗體非依賴
#3 Alternative Pathway(AP)替代路徑自發性水解的 C3(低速率持續發生);由病毒/細菌/真菌的多醣活化Factor B、Factor D → C3bBb抗體非依賴
Convertase組成(CP/MBL)組成(AP)
C3 convertaseC4bC2aC3bBb
C5 convertaseC4bC2aC3bC3bBbC3b
全講最值得背的一張小表 C3 convertase:C4bC2a(CP/MBL)vs C3bBb(AP) C5 convertase:C4bC2aC3b(CP/MBL)vs C3bBbC3b(AP) → 規律:C5 convertase = C3 convertase + 多一個 C3b。記住這條,兩組都不用死背。

E · MAC 終末路徑:由 C5 到打洞

MAC = Membrane Attack Complex(膜攻擊複合體)

  1. C5 被 C5 convertase 切開 → C5a(小,走去做發炎)+ C5b(大,留下)
  2. C5b 附著/插入病原體表面
  3. 依序加入 C6 → C7 → C8 → 插入病原體的細胞膜
  4. 加入 10–16 個 C9 分子 → 形成孔洞(PORE)
  5. 水流入 → 腫脹(swelling)→ 爆裂(burst) → 病原體溶解(lysis)
為什麼「打洞」就等於殺死 孔洞破壞了細胞膜的選擇通透性:水與離子自由進出 → 滲透壓失衡 → 細胞腫脹、爆裂。 → 這也是為什麼某些致病菌會演化出抑制 MAC 的蛋白(例如把 C5b-9 擋在外面),成為抗補體逃逸機制。

E · 補體三大功能

功能機制關鍵分子
[1] Opsonization 調理作用C3b 標記外來物,增強吞噬。巨噬細胞的 CR1 受體辨識 C3bC3b(opsonin 調理素)
(另一種調理)抗體包覆病原體 → 巨噬細胞的 Fc receptor 辨識抗體的 Fc 區抗體 + Fc receptor
[2] 發炎(Inflammation)C3a、C4a、C5a 是趨化物質,把免疫細胞吸引到感染部位。C5a > C3a > C4a(強度)過敏毒素(anaphylatoxins)
[3] 細胞溶解(Cytolysis)由 MAC 媒介的病原體溶解C5b–C9
C3a / C3b 的分工(極常考) C3a(小片段)→ 走去做「發炎」(趨化、吸引免疫細胞) C3b(大片段)→ 留下做「調理」與「組裝 MAC」 → 規律:「a」代表 anaphylatoxin(發炎),「b」代表 binding(結合/沉積)。同樣適用於 C5a / C5b。

F · MHC:1948 年的一隻老鼠

Major Histocompatibility Complex(MHC,主要組織相容性複合體)

  • 1948 年,小鼠遺傳學家 George Snell 做小鼠移植實驗
  • 發現:某些供體—受體配對接受,另一些排斥(筆記 CASE 1 打勾、CASE 2 打叉)
  • 結論:排斥 = 供體與受體組織不相容 → 因此存在一組 MHC 基因編碼這些蛋白

功能:細胞層面的辨識 SELF(接受)vs NON-SELF(排斥)。

兩大類(皆為糖蛋白):

  • MHC Class I → 呈遞內源性(endogenous)抗原/肽段
  • MHC Class II → 呈遞外源性(exogenous)抗原/肽段
筆記 p49 的疑點 CASE 1 與 CASE 2 的供體/受體字母在筆記上難以分辨(兩個都像 "A")。邏輯上 CASE 2 必須是不相配的品系(例如 A → B)。 → 複習時以「同品系接受、異品系排斥」為準,不要依賴筆記上的字母。

F · MHC I vs MHC II 對照

MHC Class IMHC Class II
呈遞什麼內源性/細胞內抗原、肽段外源性/細胞外抗原、肽段
表現在哪所有「有核」細胞(紅血球例外)APC:專業 APC(Mφ、DC)、非專業 APC(纖維母細胞)
鏈組成α-chain(3 個結構域 α1/α2/α3)+ β2-microglobulinα-chain + β-chain
結構外形1 條腿(1 LEG)2 條腿(2 LEGS)
肽段長度~8–15 個胺基酸*~13–18 個胺基酸
共受體(co-receptor)α3 結合 CD8+(Tk / Tc 細胞)β2 結合 CD4+(TH 細胞)
結果活化 CD8+ 細胞(細胞毒性)活化 CD4+ 細胞(輔助)
這張表是全部免疫學的樞紐 MHC I → CD8+ → 殺;MHC II → CD4+ → 幫。 一句記法:「1 對 8,2 對 4」(Class I 給 CD8,Class II 給 CD4)。 * 註:教科書一般寫 MHC I 肽段為 8–10 aa;筆記寫 8–15,複習時以課本為準並留意差異。

F · MHC I 的結構細節

MHC Class I 由兩條非共價結合的多肽鏈組成:α-chain(3 個次單元) + β2-microglobulin。

  • α1 與 α2 = 可變區(variable region) → 形成抗原/肽段結合槽(antigen/peptide binding groove),用來貼合特定的抗原肽(例如腫瘤肽、病原體肽)
  • α3 = 恆定區(constant / invariant) → 結合 CD8+ 共受體(Tc 受體)
  • β2-microglobulin = 恆定區 → 對 α-chain 的正確摺疊不可或缺
三個結構域的三個工作 α1 + α2 = 放抗原的「碟」(可變,決定認什麼) α3 = 給 CD8 握的「把手」(恆定,決定給誰看) β2m = 讓 α-chain 站得穩的「支架」(恆定,缺了它整個分子摺不好)

F · MHC II 的結構細節

MHC Class II 由 α-chain 與 β-chain 組成(兩條都是跨膜鏈,所以「2 條腿」)。

  • α1 與 β1 = 可變區 → 形成抗原/肽段結合槽,貼合特定抗原肽
  • 槽較大 → 可容納較長的肽段(~13–18 aa),這是與 MHC I 的關鍵結構差異
  • β2 次單元 → 結合 CD4+ 共受體(TH 受體)
  • α2 = 恆定區;α-chain 與 β-chain 之間有共價/非共價鍵
MHC I vs II 的分子量(筆記有寫) MHC II 的 β-chain ≈ 28 kDa;α-chain ≈ 33 kDa。

F · MHC 抗原處理與呈遞:兩條路徑

定義:抗原處理與呈遞(antigen processing and presentation)= ① 病原體/細胞內成分及其副產物被降解成肽段(抗原)→ ② 運送到細胞表面 → ③ 呈遞給 T 細胞。

總流程:MHC 分子(I 或 II)+ 肽段/抗原 → MHC–肽段複合體 → 表現在細胞表面 → 呈遞給 T 細胞 → 活化。

MHC I 路徑(Cytosolic pathway 胞質路徑)MHC II 路徑(Endocytic 內吞路徑)
處理什麼內源性抗原(endogenous)外源性抗原(exogenous)
入口病毒感染 → 病毒 DNA/病毒蛋白在細胞內吞噬作用(phagocytosis)吞入病原體
降解場所蛋白酶體(proteasome) → 蛋白水解 → 病毒片段肽吞噬體(phagosome)+溶酶體(lysosome)融合成吞噬溶酶體(phagolysosome) → 細菌抗原肽
運送經 TAP(Transporter associated with Antigen Processing) 通道進入 ER(內質網)胜肽在吞噬溶酶體內與 MHC II 結合
MHC 在哪裡組裝ER(粗內質網)合成 MHC I;ERp57 防止肽段過早結合在 ER 合成 MHC II,帶Ii chain(不變鏈)防止過早結合肽段
之後經 Golgi 高基氏體 → 囊泡(vesicle)→ 細胞表面Ii chain 被降解成 CLIP(Class II-associated invariant chain peptide)→ 由 HLA-DM 換上抗原肽 → 細胞表面
呈遞給誰CD8+ T 細胞CD4+ T 細胞
兩個「保镖」蛋白(最易考) ERp57:在 ER 內防止肽段過早與 MHC I 結合。 Ii chain(不變鏈):在 ER 內防止肽段過早與 MHC II 結合,之後被切成 CLIP。 → 功能相同、名字不同,一個守 MHC I,一個守 MHC II。

F · MHC I 與 CD8+ 的「MHC 檢查」

  • CD8+ = Tkiller(Tc)或 Tcytotoxic 細胞
  • T 細胞受體(TCR,由 α/β 鏈組成)辨識MHC I–病毒肽複合體中的病毒肽
  • CD8+ 共受體結合 α3 次單元 → 完成「MHC check」
  • 這個檢查的意義:確認 MHC I–肽段複合體確實存在
  • 結果 → 活化 CD8+ 細胞
「MHC check」為什麼重要 TCR 單獨只認「肽段 + MHC」的組合,但結合親和力低。 CD8 結合 α3 就像「第二把鑰匙」——確認這個 MHC I 是真的、對的,才點火。 → 沒有 CD8 的輔助,CD8+ T 細胞不會被有效活化(同理 MHC II 需要 CD4 結合 β2)。

F · MHC II 與 CD4+ 的「MHC 檢查」

  • CD4+ = TH(輔助 T 細胞)
  • TCR 辨識 MHC II–細菌肽複合體中的細菌肽
  • CD4+ 共受體結合 β2 次單元 → 完成「MHC check」
  • 確認 MHC II–肽段複合體存在 → 活化 CD4+ 細胞
把兩條路徑併成一條線記 內源性(病毒)→ proteasome → TAP → ER(MHC I + ERp57)→ Golgi → 表面 → CD8+ → 殺 外源性(細菌)→ phagosome + lysosome → phagolysosome → MHC II(Ii → CLIP)→ 表面 → CD4+ → 幫 → 一句話:「裡面出的走 I 給 8,外面進來的走 II 給 4。」

Key Terms 關鍵術語

English中文邏輯
PAMP病原體相關分子模式 —— 病原體獨有、保守、人體沒有
DAMP損傷相關分子模式 —— 宿主細胞破裂釋出的自身分子
PRR模式辨識受體。Type I 細胞外(TLR、甘露糖受體)/Type II 分泌型(補體受體)/Type III 細胞內(NOD-like)
TLRToll 樣受體,人類有 10 種。TLR4=LPS、TLR2/6=脂肽、TLR3/7/8=RNA、TLR9=CpG DNA
PMN / Granulocyte多形核白血球/顆粒球。含嗜中性、嗜酸性、嗜鹼性球
Degranulation去顆粒:把顆粒內容物釋放到細胞外 → 細胞外殺菌
ADCC抗體依賴性細胞媒介細胞毒性:NK 攻擊被抗體包覆的目標
Opsonization調理作用:用抗體或 C3b 包覆病原體,增加被吞噬的易感性
Isotype抗體類別,由重鏈恆定區決定:IgA/IgD/IgE/IgG/IgM
ConvertaseC3 convertase(C4bC2a 或 C3bBb);C5 convertase(多一個 C3b)
MAC膜攻擊複合體:C5b+C6+C7+C8+(10–16)C9 → 打孔 → 溶解
MHC主要組織相容性複合體。Class I 給 CD8+,Class II 給 CD4+
TAP抗原處理相關轉運體:把肽段送進 ER 與 MHC I 結合
CLIP / Ii chainIi 不變鏈保護 MHC II 不早接肽;切成 CLIP 後由抗原肽取代

筆記疑點(複習前先確認)

需要與教科書核對的 6 點 ① MHC I 肽段長度:筆記寫 ~8–15 aa,教科書通常寫 8–10 aa(MHC II 13–25 aa)。 ② 嗜中性球 45–75% WBC:部分教科書寫 40–75%。 ③ IgE 0.003%:其他來源寫 0.002–0.05%,屬範圍差異。 ④ MHC II 的 Fc 結構域:筆記在 p30 把兩個結構域都標成 CH2,標準 IgG 應為 CH2 + CH3。 ⑤ p49 移植實驗:CASE 1/CASE 2 的品系字母難辨,複習以「同品系接受、異品系排斥」為準。 ⑥ 嗜酸性球壽命:筆記寫「8–12 小時 and several days in nucleus」,應為 in tissue。

L9 手寫頁逐頁細節(原筆記未收)

以下數字與機制是 59 頁手寫講義逐頁核對後,原筆記沒有或只寫了名稱的部分。選擇題最愛考這些「可分辨的數字」。

1 · PAMP 的五個成員與位置(p2)

PAMP在哪裡備註
LPS(脂多醣)革蘭氏陰性菌外膜TLR4
Peptidoglycan(肽聚糖)革蘭氏陽性菌細胞壁(主要)與陰性菌TLR2/NOD
Lipopeptide(脂肽)細菌質膜表面TLR2/TLR6
Unmethylated CpG DNA細菌/病毒 DNA 的 CpG motifTLR9
Flagellin(鞭毛蛋白)細菌鞭毛的結構蛋白TLR5

2 · PAMP 的五個特徵(p3)

  1. 只存在於微生物/病原體(細菌、病毒、真菌)。
  2. 保守的分子結構,位於病原體表面或內部。
  3. 病原體存活所必需——所以不會輕易突變掉。
  4. 人類細胞沒有 → 免疫系統才能分辨 self/non-self。
  5. 被 PRR 認出 → 觸發先天免疫反應。

3 · PRR 的三種類型(p4–p9)

類型位置例子作用
Type I細胞外(膜上)TLR、mannose receptor、C-type lectin receptor抓細胞外的病原
Type II分泌型/可溶Complement receptors① 增強吞噬(調理)② 啟動補體級聯
Type III細胞內(胞質)NOD-like receptors(nucleotide-binding oligomerization domain)感應胞內病原;放大免疫反應

TLR 的五個事實:最早在果蠅(Drosophila)發現;認 PAMP 和 DAMP;主要對付細菌、病毒、真菌;活化訊息路徑 → 產生細胞因子/趨化因子;人類共 10 種。

TLR配體
TLR3、7、8RNA(病毒)
TLR9Unmethylated CpG DNA(細菌/病毒)
TLR4LPS(革蘭氏陰性)
TLR2、6Lipopeptide
TLR5Flagellin

4 · 白血球的「可分辨數字」(p13–p24)

細胞佔 WBC壽命核形關鍵功能
Neutrophil45–75%1–2 天(組織內)多葉(2–5 葉)第一線抵達;專業吞噬;分泌抗菌肽;去顆粒;釋放促炎細胞因子
Eosinophil2–4%血中 8–12 小時、組織數天雙/三葉過敏(哮喘、濕疹)、寄生蟲;組織胺;去顆粒
Basophil<1%1–3 天雙/三葉IgE 媒介過敏;組織胺;細胞因子
Monocyte2–8%1–3 天腎形分化為巨噬細胞/DC;吞噬;細胞因子、趨化因子
Mast cell—(組織)數週—黏膜/上皮/結締組織;IgE 過敏、發炎、寄生蟲
NK———毒殺受感染/癌細胞;ADCC;分泌細胞因子活化巨噬細胞
一字之差 Granulocyte = 有顆粒的細胞(neutrophil、eosinophil、basophil),顆粒內含抗菌蛋白、發炎介質、訊號分子。Degranulation = 把顆粒內容釋放到細胞外(用於殺菌或殺死受感染細胞)。

5 · DC 成熟:從「吃」變成「展示」(p25–p26)

階段做什麼
未成熟 DC在組織中吞噬取樣(phagocytosis);偵測 PAMP/DAMP
成熟 DC① 細胞骨架重組 ② 移動力上升 ③ 吞噬能力下降 → 轉向 抗原呈現,把抗原帶到 T 細胞

一句話:未成熟 DC 是採樣員,成熟 DC 是快遞員——同一顆細胞,功能整個翻轉。

6 · 巨噬細胞的「組織名字」(p27)

巨噬細胞離開血液進入組織後會改名:CNS → microglia;皮膚 → Langerhans cells。考試常用「組織名稱」考你是否知道它其實是巨噬細胞。

7 · 漿細胞的抗體產量(p29)

B 細胞被活化後變成漿細胞(plasma cell),每秒可分泌數百至數千個抗體(講義寫 hundreds to thousands Abs/sec)。這個數字用來區分「B 細胞」與「漿細胞」——前者是辨識器,後者是工廠。

8 · Th1 的完整工作清單(p30)

  • 調控對胞內病原(病毒、細菌)的免疫反應。
  • 分泌細胞因子:活化巨噬細胞(IFN-γ)、活化 CD8(IL-2)、誘導 NK 的毒殺活性。
  • 參與發炎反應。

L9 補充(下):抗體的五類、Fc 功能、T 細胞三個亞群

9 · 五類 isotype 的「可分辨數字」(p37–p41)

Isotype重鏈結構佔血清 Ig半衰期關鍵功能
IgGγ單體~80%21–23 天活化經典補體、ADCC(NK)、調理、中和毒素、胎盤轉移(新生兒免疫)
IgAα單體 ~80%/二聚體 ~20%10–15%5–6 天分泌型 IgA 經黏膜上皮運送;淚、母乳、唾液;局部黏膜免疫
IgMμ五聚體~5–10%~5 天初次反應;最強補體活化(多個 Fc 同時抓 C1q)
IgDδ單體~1%~3 天B 細胞表面;B 細胞活化;過敏反應
IgEε單體極低~2 天(組織結合後更久)肥大細胞/嗜鹼性球;第一型過敏;寄生蟲
Isotype亞類(subclass)比例
IgGIgG1/IgG2/IgG3/IgG470% / 20% / 8% / 2%
IgAIgA1/IgA2—
IgM、IgE、IgD沒有亞類—
三種結構型 抗體只有三種「外形」:單體(IgG、IgD、IgE)、二聚體(分泌型 IgA)、五聚體(IgM)。問「哪個是五聚體」=IgM;問「哪個能過胎盤」=IgG。

10 · Fc 區的四個效應功能(p35–p36)

功能機制
補體活化Fc 與病原結合後,C1q 認 Fc → 經典路徑(antibody-mediated complement activation)
引發發炎Fc 結合免疫細胞(如 肥大細胞)→ 釋放介質
調理(opsonisation)用抗體包住病原,增加吞噬細胞辨識與吞噬的效率
ADCCAntibody-dependent cell-mediated cytotoxicity:NK 經 Fc 受體認被抗體覆蓋的目標 → 毒殺

Fab vs Fc:Fab 是 NH₂ 端、可變區,負責抗原結合;Fc 是 COOH 端、恒定區,負責效應功能。兩條重鏈與兩條輕鏈之間以 disulfide bond 連接。

11 · T 細胞三個亞群的完整職責(p30–p33)

亞群表面標記做什麼
Th1CD4、CCR5胞內病原;IFN-γ 活化巨噬細胞;IL-2 活化 CD8;誘導 NK;發炎
Th2CD4、CCR3胞外病原/寄生蟲;分泌 IL-4、IL-5 → 活化 B 細胞產生抗體;IL-10 抗發炎;招募並活化嗜酸性球
Tc(CTL)CD8細胞媒介免疫;抗原專一地殺被感染/異常細胞;誘導 apoptosis;只殺目標,不傷鄰近正常組織
TregCD4⁺CD25⁺FoxP3⁺維持自體耐受、防止自體免疫;抑制 CD4/CD8 過度活化;控制發炎;維持對共生菌叢的耐受
Treg 的三個標記 CD4⁺ CD25⁺ FoxP3⁺——FoxP3 是轉錄因子,也是 Treg 的「身份證」。缺失 FoxP3 會導致嚴重自體免疫(人類 IPEX)。

12 · 抗體專一性的一句話(p34)

不同的 B 細胞各自負責不同的病原;每個抗體只綁定它對應的抗原。所以「抗體專一性」不是指抗體很強,而是指一對一的配對關係。

One-line Summary English: Innate immunity reads fixed patterns and reacts in minutes; adaptive immunity rearranges receptors and remembers for years — antibodies, complement and MHC are the three places the two systems hand over to each other.
中文邏輯:先天免疫用固定 PAMP/PRR 快速反應,適應性免疫用重排受體精準記憶;抗體、補體、MHC 就是兩層之間的接駁位。考試問「哪一層負責什麼」,先分層、再講接口,就唔會把 NK 講成適應性、或者把補體講成由 B 細胞製造。

Part 3 · 免疫學 L3(11/11)補體、MHC、疫苗、過敏

📚 免疫學第 3 講 · 補體、MHC、疫苗與過敏 ABCT 5101 · 2026 年 11 月 11 日

把「防禦流水線」由頭到尾走一次:補體如何在體液放大訊號、MHC 如何把抗原抬上表面、B/T 細胞如何被活化、細胞因子如何調控,最後落到疫苗與四型過敏。

101 · IMM-L3 Lecture 10 · Complement, MHC, Vaccines & Hypersensitivity

Master Logic 主線邏輯

  • 本講是一條「防禦流水線」:補體先在體液裡放大訊號 → MHC 把抗原抬到細胞表面 → B/T 細胞辨認並活化 → 細胞因子調控強度 → 疫苗就是人為重演這條流水線。
  • 三個「為什麼」串起全講:為何補體要三條路徑(不同入侵模式、同一個結局);為何 MHC 要分 I 與 II(內源性 vs 外源性抗原,對應 CD8 vs CD4);為何疫苗要分這麼多類型(免疫原性 vs 安全性)。
  • 考試重心:三條補體路徑的起點與匯合點、C3a/C5a/C3b 各做什麼、MHC I/II 的結構與肽長、兩條抗原處理路徑、T 依賴 vs 非依賴 B 細胞活化、疫苗七類的取捨、四型過敏。

1 · 補體系統:三條路徑,一個結局

路徑怎麼開始關鍵分子常見考法
Classical 經典抗體(IgM/IgG)先綁抗原,C1q 再辨認 FcC1 → C4 → C2 → C3 convertase (C4b2b)「先有抗體才有補體」=適應性免疫的放大器
MBL 凝集素甘露糖結合凝集素(MBL)直接綁病原體表面的甘露糖MBL–MASP → C4 → C2先天免疫、不需抗體;與 classical 共用 C4/C2
Alternative 替代C3 自發水解(tick-over),在病原體表面穩定下來C3b + Factor B + Factor D → C3 convertase (C3bBb)、Properdin 穩定「沒有抗體也能啟動」;表面保護分子決定會不會被放大
一句話記法 三條路徑的起點不同、終點相同:全部製造 C3 convertase → 大量 C3b → C5 convertase → C5b 開始組 MAC。所以考題問「哪條路徑」,看的是最上游的觸發物,不是下游。

1.1 老師口述補充:C1 複合物、兩個 convertase、tick-over

這一節是課堂口述、但講義與筆記都沒有寫清楚的三件事。考試是選擇題,老師明講「不要背,要理解路徑」。

路徑起點(口述原話的重點)逐步反應
Classical唯一用到抗體的路徑:IgM/IgG 先綁病原體,C1q 只認 Fc,不認抗原C1 複合物(C1q + C1r + C1s,r/s 是絲氨酸蛋白酶)→ 切 C4 → C4a(小,釋放)+ C4b(大,留在膜上) → C4b 結合 C2 → C1s 切 C2 → C2a + C2b → C4b2b = C3 convertase
MBL不用抗體:MBL 直接綁病原體表面的甘露糖,並帶 MASP(MBL-associated serine protease)MASP 的行為等同 C1 複合物 → 同樣切 C4 → C4b → 結合 C2 → 切 C2 → C4b2b(同一個 C3 convertase)
Alternative沒有抗體也能啟動:C3 在血漿中自發水解(tick-over)成 C3a + C3bC3b + Factor B → C3bB → Factor D 切 B → C3bBb(+ Ba 釋放)→ C3bBb = 另一種 C3 convertase;Properdin 穩定它
兩個 C3 convertase:分子不同,功能等價 Classical/MBL → C4b2b;Alternative → C3bBb。兩者組成不同,但做的事一樣:把 C3 切成 C3a + C3b,放大補體。老師的原話是「molecular composition 不同,但 functionally basically equivalent」。
命名陷阱(錄音裡兩種都出現過) C4b2a 與 C4b2b 指同一個複合物,只是不同教科書對 C2 兩個片段的命名相反。本課統一寫 C4b2b;考試若見到 C4b2a,不要當成另一條路徑。
tick-over 為什麼存在(口述有、筆記冇) 平時 C3 低水平自發水解,維持血液中隨時有 C3b 可用;一旦遇到病原體表面(缺乏 Factor H/I 等調控蛋白),這個過程被加速成放大迴路。所以 alternative pathway 不是「等感染才啟動」,而是一直在慢速運行、遇敵加速。

2 · MAC 與補體調控

MAC(membrane attack complex)=C5b → C6 → C7 → C8 → 多個 C9 聚合成孔,插入病原體膜,造成滲透性溶解(lysis)。C9 聚合是關鍵步驟,所以擋住 C9 就等於擋住整個溶解作用。

調控蛋白作用臨床連結
C1 inhibitor (C1-INH)阻斷 C1r/C1s遺傳性血管水腫(hereditary angioedema)
C4BP、Factor H、Factor I拆解 C3/C5 convertase、切斷 C3bFactor H 異常 → 非典型溶血性尿毒症(aHUS)
DAF (CD55)加速 convertase 解體陣發性夜間血紅素尿症(PNH)相關
CD59 (protectin)阻止 C9 聚合,保護自身細胞PNH 紅血球缺 CD59 → 被 MAC 溶解
易錯 補體不是「只殺病原體」——它無法分辨自體與外來,全靠這些調控蛋白在自家細胞表面踩剎車。所以調控蛋白缺失=自體細胞被補體攻擊。

3 · 補體的三個功能:三個碎片,三種工作

  • C3b → 調理(opsonisation):附著在病原體表面,被吞噬細胞的 CR1 辨認,吞噬效率大幅上升。C3b 之後被 Factor I 切成 iC3b、C3dg。
  • C3a/C5a → 發炎與趨化(anaphylatoxins):增加血管通透性、吸引嗜中性白血球與單核球到感染處。C5a 是最強的趨化因子之一。
  • C5b–C9 → 溶解(lysis):MAC 直接在膜上打孔。
考點 問「C3 缺乏」→ 調理作用與 MAC 都受損,反覆莢膜菌感染;問「C5–C9 缺乏」→ 只有 MAC 受損,反复 Neisseria 感染。這個對照幾乎必考。

4 · MHC:把抗原抬到細胞表面

MHC 的工作不是殺菌,而是展示。同一個抗原,究竟給 CD8 看還是給 CD4 看,不是由抗原決定,而是由分子的結構決定。

4.1 一眼看清:MHC I vs MHC II

MHC class IMHC class II
鏈組成α 鏈(α1–α3,跨膜)+ β2-microglobulin(不跨膜)α 鏈 + β 鏈(兩條都跨膜,所以「兩條腿」)
可變區(放肽的凹槽)α1 + α2α1 + β1
恆定區(共受體握手位)α3 → 綁 CD8;β2m 為穩定支架β2 → 綁 CD4;α2 為恆定結構域
表現於所有有核細胞(紅血球例外)專業 APC:樹突細胞、巨噬細胞、B 細胞(IFN-γ 可上調)
肽長8–10(凹槽兩端封閉;講義寫 8–15,以封閉端為準)13–18(凹槽兩端開放;部分教材寫 13–25)
抗原來源內源性(胞質內,如病毒蛋白)外源性(胞外吞入)
給誰看CD8 T 細胞(Tc)CD4 T 細胞(TH)

4.2 MHC I 的三個單元,三個工作

單元可變 / 恆定做什麼比喻
α1 + α2高度可變(多型性集中在此)形成胜肽結合槽,決定「認什麼」可換的菜單/碟
α3恆定(免疫球蛋白樣結構域,同類分子幾乎一樣)給 CD8 共受體握住,確認「這是 MHC I」固定的插頭
β2-microglobulin恆定支撐 α 鏈、維持正確摺疊;不與 CD8 結合底座/支架
一句記法 α1/α2 決定「給你看什麼」,α3 決定「給誰看」。變異放在凹槽(認得多種肽),不變放在握手位(任何 CD8 都認得)。

4.3 為何 α3 是「恆定單元」而且關鍵

  • 它是非多型性的:MHC I 的多型性幾乎全部集中在 α1/α2 的凹槽;α3 在不同人之間差別極小,所以 CD8 可以「通用地」握住任何一個 MHC I。
  • 它是 CD8 的握手位:CD8 結合 α3,等於做一次「MHC 檢查」——確認這個展示台確實是 MHC I,而不是別的分子。
  • 它是第二個接觸點:TCR 單獨對「MHC–肽」的親和力很低,CD8–α3 這個接觸把兩個細胞拉近、把訊號穩定下來,T 細胞才容易達到活化門檻。
  • 但它不是開關:CD8 綁上 α3 只代表「這是 MHC I」;T 細胞最後會不會活化,取決於 TCR 認到的肽。肽不對,CD8 照樣綁,T 細胞仍然不動。
最易錯 把「CD8 綁 α3」講成「CD8 認得抗原」。認抗原的是 TCR,認 MHC 的是 CD8。CD8 只保證「這是對的展示台」,不保證「上面放的是對的肽」。

4.4 真正的開關是肽(peptide)

  • 空載的 MHC I 不穩定:沒有肽佔住凹槽,分子容易降解、上不了表面。所以「表面有 MHC I」本身已經代表「上面有肽」。
  • 特異性來自肽+TCR:MHC 是所有同類細胞共用的「展示台」,不是特異性來源;真正獨特的是被展示的那段肽(病毒肽、腫瘤肽)。
  • 肽長由凹槽形狀決定:MHC I 的凹槽兩端封閉,肽的兩頭被夾住 → 只能放 8–10 個胺基酸;MHC II 兩端開放,肽可以突出來 → 可放 13–18 個。
考點句式 「MHC 決定給誰看,肽決定看不看。」——MHC I + 病毒肽 → CD8 活化;同樣的 MHC I 放自體肽 → CD8 不動(耐受)。

4.5 MHC II:同一套路,鏡像設計

  • α1 + β1 形成凹槽(兩端開放)→ 可容納較長的肽(13–18)。
  • β2 是恆定區、CD4 的握手位;α2 為恆定結構域。邏輯與 MHC I 的 α3 完全相同:變異在凹槽,不變在握手位。
  • 兩條鏈都跨膜(「兩條腿」),而 MHC I 只有 α 鏈跨膜、β2m 不跨膜(「一條腿」)。
  • 表現受限:只有 APC 平常表現 MHC II,且 IFN-γ 會上調——這解釋了「為何只有 APC 能把外源性抗原給 CD4 看」。
  • 組裝要守門:在 ER 先由 invariant chain(Ii) 佔住凹槽,防止過早接上自體肽;到內體被切成 CLIP,再由 HLA-DM 換成抗原肽。

4.6 結構如何決定機制(一張表看完)

面向MHC IMHC II
凹槽由誰形成α1 + α2(同一條鏈的兩個結構域)α1 + β1(兩條不同鏈各出一個)
凹槽兩端封閉開放
肽長8–10 aa13–18 aa
恆定握手位 / 共受體α3 / CD8β2 / CD4
跨膜鏈數1(α 鏈;β2m 不跨膜)2(α 與 β 都跨膜)
抗原來源內源性(胞質)外源性(內體)
肽從哪來蛋白酶體 → TAP → ER內體/溶體蛋白酶
組裝守門員ERp57(防止過早接肽)Ii chain → CLIP → HLA-DM
結果活化 CD8(殺)活化 CD4(幫)

4.7 三個最常見的混淆

  1. α3 ≠ β2-microglobulin:兩者都是恆定,但 α3 是 α 鏈的一部分、負責綁 CD8;β2m 是另一條小鏈、只負責穩定,不綁 CD8。
  2. 「1 對 8、2 對 4」:Class I → CD8;Class II → CD4。不要靠「羅馬數字大小」猜。
  3. MHC 不是抗原特異性來源:MHC 分子本身對肽沒有絕對專一性(一個 MHC 能呈很多肽),特異性來自 TCR 對「MHC–肽」組合的辨識。

4.8 老師口述的「考試式」提醒(錄音有、筆記冇)

  • C1q 只認 Fc,不認抗原——抗體的角色是「橋」,把補體拉近病原體;抗原辨識仍由 Fab 負責。
  • 「一條腿 vs 兩條腿」:MHC I 只有 α 鏈跨膜(β2m 不跨膜);MHC II 的 α 與 β 都跨膜。
  • 「MHC check」不是確認肽對不對,而是確認「這個展示台是合法的 MHC 分子」。肽的專一性由 TCR 判斷。
  • 紅血球沒有細胞核,所以是「所有有核細胞都有 MHC I」的唯一例外。
  • β2m 是恆定區,功能是幫助 α 鏈正確摺疊,不與 CD8 結合(與 α3 分工不同)。
  • 老師強調考試是選擇題:概念錯就沒有第二次機會,所以「理解路徑」比「背步驟」重要。

5 · 兩條抗原處理路徑

「處理」=把蛋白切成肽;「呈遞」=把肽放上 MHC 並送到表面。兩條路徑的分工,決定了同樣的抗原最後給 CD8 還是 CD4 看。

胞質路徑 → MHC I內體路徑 → MHC II
抗原來源胞內(病毒、腫瘤蛋白)胞外(被吞噬的病原體)
分解場所蛋白酶體(proteasome)吞噬體+溶體 → 吞噬溶酶體(酸性蛋白酶)
運送TAP 把肽送進 ER不經 TAP;肽留在內體
組裝ER 內與 MHC I 結合 → Golgi → 表面MHC II 先被 Ii chain 佔住 → 切成 CLIP → HLA-DM 換上抗原肽
守門員ERp57(防過早接肽)Ii chain(防過早接肽)
最常見的混淆 「MHC II 一定要 HLA-DM」——是,HLA-DM 負責把 CLIP 換成抗原肽;MHC I 不需要 HLA-DM,因為它從不用 invariant chain。另外兩個守門員名字不同、功能相同:ERp57 守 I,Ii chain 守 II。
補一個常考的例外 交叉呈現(cross-presentation):樹突細胞可以把外源性抗原放上 MHC I,交給 CD8。這是「外來抗原也能啟動殺手 T 細胞」的機制,也是 mRNA/病毒載體疫苗能誘導細胞免疫的基礎。

6 · B 細胞活化:T 依賴 vs T 非依賴

T 非依賴(TI)T 依賴(TD)
抗原多糖、脂多醣等重複結構蛋白質抗原
機制BCR 大量交聯(clustering)直接活化BCR 取抗原 → 呈現在 MHC II → Tfh 辨認 → CD40L–CD40 + 細胞因子
結果只有 IgM、無記憶class switch(IgG/IgA/IgE)、affinity maturation、記憶 B 細胞
考點 「多糖疫苗為何在嬰兒效果差」→ 因為它是 TI 抗原,需要 B 細胞交聯,嬰兒的邊緣區 B 細胞未成熟。這正是多糖結合疫苗(conjugate vaccine)存在的原因:把多糖接到蛋白載體上,把它變成 TD 抗原。

6.1 TD 七步:B 細胞如何經 MHC II 拿到 T 細胞的授權

上面那個三行表只寫了「BCR 取抗原 → MHC II → Tfh → CD40L」,但真正考的是中間每一步用什麼分子、缺了會怎樣。

步發生什麼關鍵分子
1BCR(膜上 IgM/IgD)辨認抗原BCR + Igα/Igβ(CD79a/b) 負責傳訊
2受體媒介內吞:抗原–BCR 複合物被拉進細胞clathrin
3內體/溶體把蛋白切成肽酸性蛋白酶
4MHC II–肽出現在 B 細胞表面Ii → CLIP → HLA-DM 換肽;B 細胞是專業 APC,組成性表現 MHC II
5Tfh 用 TCR 認 MHC II–肽(signal 1)TCR–CD3;Tfh 先遷移到 T–B 交界(CXCR5–CXCL13)
6共刺激(signal 2):T 細胞授權 B 細胞CD40L–CD40;輔助:B7–CD28、ICOSL–ICOS
7細胞因子(signal 3)決定方向IL-4/IL-21/IFN-γ/TGF-β → 增殖、類別轉換、漿細胞或記憶

6.2 三個訊號:缺任何一個會怎樣(筆記原本只寫了 CD40L)

訊號分子缺少時的後果
Signal 1TCR ↔ MHC II–肽根本認不到抗原,B 細胞得不到 T 幫助
Signal 2CD40L(T)↔ CD40(B);B7 ↔ CD28;ICOSL ↔ ICOS只有 signal 1 而沒有 signal 2 → 耐受(anergy)或刪除;這是自身耐受的機制,也是為何「純抗原」不會自動引發抗體
Signal 3IL-4、IL-21、IFN-γ、TGF-βB 細胞會增生,但不會做類別轉換、也不會分化成漿細胞
最易答漏 「T 細胞幫助 B 細胞」不是一句話,是兩個接觸 + 一組細胞因子:CD40L–CD40 給「授權」,細胞因子給「方向」。只寫 CD40L 會漏掉 signal 3。

6.3 細胞因子決定 isotype(筆記只寫「細胞因子」)

細胞因子推動的類別臨床連結
IL-4IgE(及 IgG1)過敏、寄生蟲;與第 12 節 Type I 過敏直接相連
IL-21漿細胞分化Tfh 的主要輸出,決定「有沒有抗體工廠」
IFN-γIgG胞內病原體、調理作用
TGF-βIgA黏膜免疫、口服疫苗

6.4 生發中心:class switch 與 affinity maturation 的真正機制

筆記只列出「class switch、affinity maturation」兩個名詞。實際上是生發中心(germinal centre)內三個動作的結果:

動作在哪做什麼
體細胞超突變(SHM)dark zoneAID 酶在 V 區製造點突變 → 產生不同親和力的 BCR
親和力篩選light zoneFDC 呈遞抗原,親和力高者存活、低者凋亡 → affinity maturation
類別轉換(CSR)light zoneAID 在 S 區重組,IgM → IgG/IgA/IgE(由 6.3 的細胞因子決定)

出口有兩種:漿細胞(短壽命:生發中心外;長壽命:骨髓)與記憶 B 細胞。這解释了「抗體可以維持幾十年」與「二次反應更快更高親和力」。

6.5 TI 的兩個亞型(筆記只寫「多糖、脂多醣」)

TI-1TI-2
刺激物LPS 等,經 TLR 直接刺激高度重複的多糖,大量交聯 BCR
主要 B 細胞常規 B 細胞邊緣區 B 細胞(marginal zone)
抗體多為 IgM多為 IgM
記憶 / 生發中心幾乎沒有幾乎沒有
連回多糖疫苗 多糖是 TI-2:只能交聯 BCR,不能放上 MHC II(不是蛋白,切不出肽)。嬰兒邊緣區 B 細胞未成熟 → 反應更差。把多糖接到蛋白載體(conjugate vaccine)就變成 TD 抗原,可以拿到 T 細胞幫助、產生記憶。

6.6 時間軸(筆記完全沒有)

反應時間特徵
TI數天IgM 為主、無記憶、無親和力提升
TD 初次1–2 週先 IgM,後 IgG;生發中心開始
TD 二次2–3 天更快、更高濃度、更高親和力(記憶 B + 長壽命漿細胞)

7 · T 細胞活化:三個訊號

  • Signal 1:TCR 認出 MHC–肽(CD4 綁 MHC II、CD8 綁 MHC I)。
  • Signal 2(共刺激):CD28–B7。沒有這個訊號 → 無反應(anergy),這是周邊耐受的機制。
  • Signal 3(細胞因子):決定分化方向 → CD4 分成 TH1/TH2/TH17/Treg;CD8 在 IL-2 下增生為 CTL(穿孔素+顆粒酶)。

8 · V(D)J 重組:整條多樣性生產線

講義的手寫頁把 V(D)J 拆成四條定義、三個基因座、兩種多樣性。之前只寫了一句「輕鏈 V–J、重鏈 V–D–J」,細節全部漏掉,這裡按投影片順序重建。

8.1 四條定義(p31)

  1. V = Variable、D = Diversity、J = Joining。重組對象是免疫球蛋白(Ig)、TCR、BCR 的基因。
  2. 每一個淋巴細胞只把 一個 V + 一個 D(僅重鏈)+ 一個 J 接在一起,不是全部。
  3. 接完之後形成單一 V(D)J exon,它編碼抗原受體蛋白的可變區。
  4. 有功能的抗原受體基因只在發育中的 B/T 細胞產生;隨機選中的片段要先被拉到相鄰位置(contiguity)才成立。
在哪裡發生 B 細胞:骨髓;T 細胞:胸腺。這兩個地方同時也是中樞耐受(刪除自體反應性細胞)的場所。

8.2 三個基因座:片段數目與染色體(p32–33)

鏈染色體V 片段D 片段J 片段C 區
κ 輕鏈2Vκ 1–38—Jκ 1–5Cκ
λ 輕鏈22Vλ 1–33—Jλ 1–4Cλ
重鏈 H14VH 1–45DH 1–23JH 1–6CH 1–9
兩個關鍵事實 ① D 片段只在重鏈出現,輕鏈完全沒有 D。② CH 1–9 對應 μ、δ、γ、α、ε 等 class/subclass,那是 class switching 的事,與 V(D)J 重組是兩個獨立事件。

8.3 輕鏈:一次重組(V–J)

V 與 J 之間隔著 intron;重組在 DNA 層面(somatic cell)把選中的 V 與 J 接起來 → 再把 J 與 C 之間的 intron 剪接掉 → 形成 mRNA → 轉譯成 VL + CL。

8.4 重鏈:兩次重組(先 D–J,再 V–DJ)

重鏈要先做 D–J,再做 V–DJ,總共兩次 DNA 重組;輕鏈只有一次。這正是重鏈多樣性高於輕鏈的原因——多一次接合,就多一次「出錯」的機會。

8.5 看清一個常被講錯的地方:V(D)J–C 不是重組,是剪接

講義與口語的落差 講義把「VJ–C joining」也標成 recombination,但實際上 C 區與 J 區之間只是 intron 被 splice 掉,DNA 沒有再切一次。所以問「V(D)J 重組發生幾次」:重鏈 2 次、輕鏈 1 次,C 區連接不計。

8.6 兩種多樣性:combinatorial vs junctional(p36)

類型來源貢獻
Combinatorial片段隨機組合:V × D × J大
Junctional接合處加入或刪除核苷酸(N/P 核苷酸),可造成移碼最大(講義原話:the largest contribution)

算給你看(補充算術):κ 38×5 = 190;λ 33×4 = 132;重鏈 45×23×6 = 6,210。輕鏈與重鏈配對後已超過 10⁶ 種組合,還未計 junctional 的加減。

為何「出錯」是好事 整個過程被講義形容為 inherently error-prone——錯誤傾向正是多樣性來源。代價是約 三分之二 的重排會移碼、做不出有功能受體,所以必須靠 selection 淘汰。

8.7 代價與調控(補充,但考試常問)

  • 無效重排 → 細胞凋亡,或啟動 receptor editing 再試一次。
  • 等位基因排斥(allelic exclusion):一個 B 細胞最終只表現一種 BCR,確保專一性。
  • V(D)J 只改 V 區;class switch 只改 CH;兩者不會同時發生,也不會互相取代。

8.8 四個考試陷阱

陷阱正確版
「輕鏈也有 D 片段」輕鏈只有 V–J;D 只在重鏈
「V(D)J 發生在 RNA」發生在 DNA(somatic rearrangement),之後才轉錄
「VJ–C 連接是重組」是剪接(intron removal)
「class switch 會改變 V 區」只改 CH;V 區由 V(D)J 決定,之後不變

9 · 細胞因子:三種作用模式、六大類、七大功能

性質:小分子蛋白/糖蛋白;半衰期短;在極低濃度即有效(10⁻¹⁰–10⁻¹⁵ M);需要高親和力受體。

9.1 三種作用模式

模式對象例子
Autocrine 自分泌自己分泌、自己接收T 細胞分泌 IL-2 又自己表現 IL-2R
Paracrine 旁分泌鄰近細胞(經組織液擴散)Th 細胞幫助 B 細胞
Endocrine 內分泌經血流作用到遠處少見;發燒時的 IL-1/TNF-α

9.2 六大類(講義 p42;之前漏了 TGF-β)

類別代表功能
Interleukin(IL)IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-12白血球之間溝通;IL-2 促 T 細胞增生、IL-4 促 B 細胞/IgE
Colony-stimulating factor(CSF)G-CSF、M-CSF、GM-CSF刺激造血:骨髓製造白血球
Interferon(IFN)IFN-α/β(先天)、IFN-γ(適應性)抗病毒、活化巨噬細胞、上調 MHC
Tumor necrosis factor(TNF)TNF-α促發炎、活化內皮、吸引嗜中性白血球
Transforming growth factor(TGF)TGF-β抑制/調節:抗發炎、抑制 T 細胞增生、誘導 Treg、促進組織修復、推動 IgA class switch
ChemokineIL-8(CXCL8)、CCL19/21趨化:把細胞叫到發炎處或淋巴結
為何 TGF-β 重要 它是唯一以「抑制」為主要功能的類別:沒有 TGF-β 與 IL-10,發炎無法收尾,Treg 也無法維持耐受。所以「促發炎」與「抗發炎」要成對記。

9.3 七大功能(講義 p41,每項都配例子)

功能例子
① 促進先天免疫IL-1、IL-6、TNF-α
② 促進適應性免疫IL-2、IL-4
③ 誘導或抑制 T 細胞分化IL-12(促 Th1)、IL-10、TGF-β(促 Treg)
④ 促進發炎IL-1β、IL-6
⑤ 刺激造血CSFs、M-CSF、GM-CSF
⑥ 影響白血球移動chemokines、IL-8
⑦ 抗發炎IL-10、IL-4(部分場合 TGF-β)

9.4 六大主要反應(講義 p42 下半)

急性發炎、促發炎、過敏、生長與分化、趨化、抗發炎/調節——把這六個詞記住,就能回答「這個細胞因子屬於哪一類作用」。

10 · 免疫原性:為何有些分子能引發免疫反應

Antigen(抗原)=能被辨認;immunogen(免疫原)=能引發反應。所有免疫原都是抗原,但反之不然。

因素規則例子
Foreignness 外來性越不像自體越強;對自體通常無反應(tolerance)BSA 對兔子是 foreign
Molecular size 大小越大越強;<1 kDa 通常弱蛋白(>100 kDa)強;胜肽弱
Chemical composition 化學複雜度蛋白最強 > 多糖 > 脂質/核酸多糖需接蛋白才強(conjugate)
Degradability 可降解性要被分解才能被呈現;不可降解的反而弱D-胺基酸聚合物幾乎無免疫原性

11 · 疫苗:把免疫反應預演一次

11.1 定義與歷史(投影片 Vaccination I–II)

名詞定義
Vaccination把抗原(immunogen)導入宿主(注射、滴劑)的過程
Immunity接種後獲得保護、免於該病的狀態
目標個人:預防疾病;群體:根除疾病

1796 Edward Jenner(1749–1823,英國醫師):觀察到擠奶女工感染牛痘(cowpox)後不會得天花;把牛痘膿皰物質接種到 9 歲的 James Phipps,六週後再接種天花 → 不發病。疫苗(vaccine)一字即來自 vaccinia(牛痘病毒)。1980 年 WHO 宣布天花根除。

1879 Louis Pasteur(1822–1895):用放置變質的雞霍亂菌液接種,雞沒有病死;再用新鮮菌液 → 死亡。結論:減弱(attenuated)的病原可提供免疫力——這是「減毒」原理的起點,比 Jenner 晚約 100 年,但首次說清機制。

11.2 疫苗如何作用(How vaccines work)

  1. 誘導主動免疫:產生與自然感染相似、但沒有疾病風險的免疫與記憶。
  2. 免疫記憶允許快速辨識與反應,預防或減輕疾病。
步驟發生什麼
1抗原被 APC(DC/巨噬細胞)攝取
2同時活化 T 與 B 細胞 → 產生記憶細胞
3產生針對抗原的 Th 與 Tc
4抗原持續招募 B 記憶細胞 → 高親和力抗體

11.3 理想疫苗的五個要素

要素要求
Efficacy誘導保護性適應性免疫、clonal expansion、產生記憶;再感染時二次反應更快更強
Availability可大量培養/生產、來源容易
Stability耐熱耐冷,最好不需要冷鏈
Affordability價格可負擔(尤其發展中國家);能達到群體免疫
Safety安全、消除致病性
講義的通則 疫苗越接近「致病形態」的病原,免疫反應越好——但安全性越差。所有疫苗設計都是在這條線上取捨。

11.4 主動 vs 被動免疫

主動(Active)被動(Passive)
來源接種抗原,讓身體自己產生抗體與記憶直接給現成抗體(如母體 IgG、抗蛇毒血清)
生效需數週立即
維持數年至終身短(數週至數月)
記憶有無

主動免疫兩條路:自然(感染後獲得)與人工(接種疫苗)。

11.5 八類疫苗(講義的分類)

#類型做法優點缺點
1Naturally live天然存在、與病原同源但對人不致病的生物免疫原性最高;單劑即可長期保護安全顧慮;極少使用
2Live attenuated實驗室反覆繼代減弱毒力,仍可複製低成本、快速、長效、免疫反應最接近自然感染怕熱/光;可能回復毒力;免疫低下者禁忌
3Inactivated(killed)培養後以熱或化學滅活不會複製、不會致病(免疫低下也可)需多劑+追加;主要誘導體液免疫,細胞免疫弱
4Toxoid把外毒素滅活成類毒素針對毒素而非細菌(破傷風、白喉)只對產毒素病原有效
5Subunit只用純化抗原(表面抗原、片段)安全,免疫抑制者也可用免疫原性較弱;可能構象改變 → 抗體認不到原生抗原
6Polysaccharide conjugate多醣接到載體蛋白把 TI 抗原變成 TD → 嬰幼兒有效、有記憶製程較複雜、成本較高
7Recombinant把基因克隆到酵母/細菌表現安全、易生產、可移除毒素基因需找到並高效表現抗原,成本可能高
8Nucleic acid(DNA/mRNA)把基因送入細胞,由細胞自己製造抗原可同時誘導體液+細胞免疫;開發快仍在發展;遞送與穩定性是瓶頸

11.6 考試陷阱

陷阱正確
「減毒疫苗最安全」減毒疫苗免疫最強但安全風險最高(可回復毒力);滅活/次單位較安全但免疫較弱
「多糖疫苗對嬰兒有效」多醣是 TI 抗原,嬰兒反應差;要接上載體蛋白變成 TD 才有效
「被動免疫有記憶」被動免疫沒有記憶,保護短暫
「疫苗一定要冷鏈」理想是不需要冷藏(Stability 是五要素之一)

12 · 過敏反應:四型(Gell–Coombs)

型機制速度例子
IIgE 綁肥大細胞 → 再次接觸交聯 → 脫顆粒(histamine)數分鐘(<1 小時)花粉症、食物過敏、過敏性休克
II抗體(IgG/IgM)攻擊細胞表面或基質抗原 → 補體/NK數小時輸血反應、新生兒溶血、青黴素溶血性貧血
III免疫複合物沉積在血管壁 → 補體 → 發炎數小時至數天Arthus 反應、血清病、SLE
IVT 細胞介導(delayed-type)48–72 小時接觸性皮炎(毒藤)、結核菌素試驗
記法 I=IgE、II=抗體打細胞、III=免疫複合物、IV=T 細胞。只有 I 是幾分鐘內發生,其餘都要幾小時以上——時間就是最快的分辨線索。

11.7 DNA 與 mRNA 疫苗(p83–p84)

DNA 疫苗mRNA 疫苗
原理質體 DNA 進入細胞 → 表現抗原RNA 進入細胞 → 轉譯抗原 → APC 呈現
優點DNA 非常穩定、克隆方法成熟、不複製、可誘導體液+細胞免疫改序列即可換抗原(開發快)、成本較低、可快速量產
缺點質體帶抗生素抗性基因,可能轉移in vivo 不穩定(RNase 分解)、高溫不穩、需包裝與遞送

11.8 被動免疫的實際用途與風險(p85–p86)

  • 自然:母體 IgG 經胎盤、IgA 經初乳;保護期數週至數月。
  • 人工:注射血漿/免疫球蛋白;毒素已在循環中時可救命(破傷風、白喉、蛇咬)。
  • 數字:正常混合血漿每劑含 100–400 mg IgG,可保護低丙種球蛋白血症患者約一個月。
  • 風險:製作昂貴且困難;使用動物抗體可能引起血清病(serum sickness)與嚴重過敏。

12.1 過敏的定義與 ACID 分類(p87)

Hypersensitivity=「超過正常的反應」:由正常免疫系統產生過度、不可耐受、造成傷害的反應,包括過敏與自體免疫。依機制與發作時間分四型,口訣 ACID:

型ACID機制發作時間典型例子
IAllergicIgE 媒介(肥大細胞)<1 小時花粉症、食物過敏、過敏性休克
IICytotoxic抗體-抗原(IgG/IgM)攻擊細胞表面數小時至數天青黴素溶血性貧血、輸血反應
IIIImmune complex免疫複合物沉積血管壁1–3 週血清病、SLE
IVDelayedT 細胞媒介數天至數週接觸性皮炎、結核菌素反應

12.2 Type I 的兩階段與 histamine 的四個作用(p88–p90)

階段發生什麼
第一次接觸(Sensitization)過敏原被 APC 處理 → Th2 → B 細胞產生 IgE → IgE 綁在肥大細胞上(primed)
第二次接觸(Effector)同一過敏原交聯(cross-linking)膜上 IgE → 去顆粒(degranulation) → 釋放 histamine 與細胞因子 → 過敏反應
Histamine 作用結果
① 血管擴張發紅、發熱
② 血管通透性上升腫脹(edema)
③ 作用於平滑肌支氣管收縮(哮喘)
④ 吸引免疫細胞嗜酸性球、嗜中性球、致敏嗜鹼性球聚集

局部 vs 全身:局部(濕疹、花粉症)只影響特定組織;全身(anaphylaxis)可致命,常見於食物(花生)與藥物(青黴素)。

One-line Summary English: Three complement cascades converge on C3 convertase and end in MAC; MHC I shows endogenous peptides to CD8, MHC II shows exogenous peptides to CD4; vaccines replay that pipeline under controlled risk, and hypersensitivity is the same machinery misfiring.
中文邏輯:補體三路徑殊途同歸(C3 convertase → MAC);MHC I 呈內源性肽給 CD8、MHC II 呈外源性肽給 CD4;疫苗就是「控制風險下預演一次」;四型過敏則是同一套機器打錯目標。