115年:醫學二(1)
關於major histocompatibility complex(MHC)polymorphism 與抗病毒免疫反應,下列敘述何者最具相關性?
A增加可被 MHC 呈獻的抗原種類,有利於抑制病毒在族群中傳播
B呈獻出最容易被T 細胞記憶的主要抗原點(predominant epitope)
C確保沒有年齡別的抗病毒免疫力差異性
D避免T 細胞在毒殺病毒時造成過度的自體免疫反應
詳細解析
本題觀念:
MHC 多型性 (Polymorphism) 與群體免疫優勢 (Population Survival)。
選項分析
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A. 增加可被 MHC 呈獻的抗原種類,有利於抑制病毒在族群中傳播 (正確答案)
- 解析:MHC (人類稱為 HLA) 是基因組中多型性 (Polymorphism) 最高的區域。這種高度多型性的演化意義在於確保族群 (Population) 的存活。
- 機制:不同的 MHC 等位基因 (Allele) 編碼出的 MHC 分子具有不同的胜肽結合槽 (Peptide-binding groove),能結合並呈獻不同序列的抗原胜肽。
- 對抗病毒:病毒演化極快,容易突變以逃避特定 MHC 分子的呈獻 (Immune evasion)。若族群中所有人的 MHC 都相同,病毒只需突變掉該 MHC 能結合的關鍵胜肽,即可感染全人類。反之,若族群中 MHC 等位基因極為多樣,即使病毒逃過了某個人的免疫系統,也無法逃過其他擁有不同 MHC 等位基因個體的辨識。這擴大了族群整體能辨識的抗原種類總庫 (Repertoire),是物種對抗病原體演化的核心策略。
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B. 呈獻出最容易被 T 細胞記憶的主要抗原點(predominant epitope)
- 解析:這並非多型性的主要功能。MHC 的功能是「篩選並呈獻」胜肽,至於哪個是主要抗原點 (Immunodominant epitope) 是後續 T 細胞反應的結果。多型性的重點在於廣度 (Breadth),即確保「至少有一個」抗原能被呈獻,而不是為了特定挑選「最容易被記憶」的那個。
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C. 確保沒有年齡別的抗病毒免疫力差異性
- 解析:MHC 基因型是遺傳決定的,終身不變。但抗病毒免疫力會隨年齡顯著變化 (如:幼兒免疫系統未成熟、老年免疫老化 Immunosenescence),MHC 多型性無法消除這些生理年齡帶來的差異。
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D. 避免 T 細胞在毒殺病毒時造成過度的自體免疫反應
- 解析:恰恰相反。MHC 多型性是許多自體免疫疾病的主要遺傳風險因子 (例如:HLA-B27 與僵直性脊椎炎)。
- 理由:為了對抗多樣的病原體,MHC 必須能呈獻各式各樣的胜肽。有時特定的 MHC 等位基因在呈獻病毒胜肽時,可能因為分子模擬 (Molecular mimicry) 而錯誤呈獻了與自身組織相似的胜肽,反而誘發自體免疫反應。避免自體免疫的主要機制是胸腺的負向篩選 (Negative selection / Central Tolerance),而非 MHC 多型性本身。
答案解析
MHC 多型性的生物學核心價值在於「群體層次的生存優勢」。單一個體擁有的 MHC 種類有限 (Heterozygote advantage,異型合子優勢,一個人最多表現 6 種 Class I 分子),但整個族群擁有成千上萬種等位基因。這種多樣性是一個巨大的「保險庫」,確保面對不斷突變的病毒時,族群中總有部分個體能有效呈獻病毒抗原並啟動免疫反應,從而阻斷病毒的全面擴散與物種滅絕。
因此,選項 A 最準確地描述了 MHC 多型性與抗病毒免疫在演化與群體層次上的相關性。
核心知識點
- MHC Restriction (MHC 限制性):T 細胞只能辨識與自身 MHC 結合的抗原胜肽。
- MHC Polymorphism (MHC 多型性):
- 個體層次 (Heterozygote Advantage):異型合子個體能呈獻更多樣的抗原,抵抗感染能力較強。
- 族群層次 (Population Survival):避免單一病原體因突變而逃脫所有人的免疫監控,保障物種存續。
- 臨床關聯:HLA 分型用於器官移植配對 (避免排斥) 與疾病關聯性預測 (如 HLA-B*1502 與 Carbamazepine 過敏、HLA-B27 與 AS)。
參考資料
- Janeway's Immunobiology, 9th Edition. Chapter 5: Antigen Presentation to T Lymphocytes. (MHC polymorphism and the survival of the species).
- Cellular and Molecular Immunology (Abbas), 10th Edition. Chapter 6: Major Histocompatibility Complex Molecules and Antigen Presentation to T Lymphocytes.