破傷風類毒素可經下列何種試劑處理C. tetani 減毒而成？

本題觀念：

本題考查的是類毒素 (Toxoid) 的製備原理與常用的去毒試劑。 類毒素是將細菌產生的外毒素 (Exotoxin) 經過化學試劑處理，使其失去毒性 (Detoxification/Attenuation)，但仍保留抗原性 (Antigenicity/Immunogenicity) 的製品。接種入人體後，能刺激免疫系統產生具保護力的抗毒素 (Antitoxin, 即中和抗體)。最經典且廣泛使用的去毒試劑為甲醛 (Formaldehyde)。

選項分析

• A. 甲醛 (Formaldehyde)：正確。
  • 原理：甲醛 (或是其水溶液形式 Formalin) 能與蛋白質中的氨基酸（特別是賴氨酸 Lysine 的 ε-amino group）發生交聯反應 (Cross-linking)。這種修飾會改變毒素分子的立體構型，使其失去結合細胞受體或發揮毒性酶活性的能力（去毒），但其原本的抗原表位 (Epitope) 結構仍被保留，因此仍能被免疫系統辨識並產生抗體。
  • 應用：這是製備破傷風類毒素 (Tetanus Toxoid) 和白喉類毒素 (Diphtheria Toxoid) 的標準工業方法。通常是將純化後的毒素與低濃度甲醛在 37°C 下孵育數週（例如 4-6 週）。
• B. 0.1N HCl 溶液：錯誤。
  • 強酸會導致蛋白質的劇烈變性 (Denaturation) 和沉澱，破壞其三級結構，這通常會連帶破壞抗原決定位，導致失去免疫原性，無法作為疫苗使用。
• C. 95％冷酒精：錯誤。
  • 高濃度酒精主要作為消毒劑或蛋白質沉澱劑。雖然它能使蛋白質變性，但這種變性通常不可控且容易破壞抗原結構，並非用於製備穩定類毒素的標準去毒試劑。
• D. PEG 400 (Polyethylene glycol)：錯誤。
  • PEG (聚乙二醇) 在生技製藥中常作為蛋白質的沉澱劑 (Precipitant) 或濃縮劑，也用於融合細胞 (如 PEG 1500/4000) 或修飾藥物以延長半衰期 (Pegylation)。它本身不具備將毒素轉化為類毒素的化學去毒能力。

答案解析

破傷風毒素 (Tetanus toxin) 是由破傷風桿菌 (Clostridium tetani) 產生的神經毒素。為了將其製成疫苗，必須消除其致死毒性。根據經典的免疫學與疫苗製備工藝，甲醛 (Formaldehyde) 是唯一用於此目的的標準試劑。它能成功地將毒素轉化為類毒素，使其對人體無害但能誘導產生保護性抗體。故答案為 A。

核心知識點

1. 類毒素 (Toxoid)：外毒素 (Exotoxin) + 甲醛 (Formaldehyde/Formalin) 處理 $\rightarrow$ 去毒 (無毒性) 但保留抗原性。
2. 常見實例：
   • 破傷風類毒素 (Tetanus Toxoid)。
   • 白喉類毒素 (Diphtheria Toxoid)。
3. 其他試劑區分：
   • 佐劑 (Adjuvant)：如鋁鹽 (Aluminum salts, $Al(OH)_3$)，用於吸附類毒素以增強免疫反應（吸附型類毒素）。
   • 防腐劑：如 Thimerosal（現已少用或減量），用於防止疫苗污染。

參考資料

1. Clostridium tetani Vaccines - Creative Biolabs: "The toxin produced therefrom is purified and then treated with formaldehyde to produce a toxoid antigen by inactivating the toxin." 連結
2. Tetanus Toxoid - StatPearls - NCBI Bookshelf: "Preparation of the tetanus toxoid is via inactivation of the toxigenic strains of Clostridium tetani... treated with formaldehyde to take away the pathogenic properties." 連結
3. CDC Pink Book - Tetanus: "Tetanus toxoid is a preparation of formaldehyde-deactivated toxin."