下列細菌毒素何者為超級抗原（ superantigen ）？

本題觀念：

本題考查細菌毒素的分類與致病機轉，特別是**超級抗原（Superantigen, SAg）**的定義與代表性毒素。

超級抗原（Superantigen）機轉： 超級抗原不需經過抗原呈現細胞（APC）的處理，能直接以原形分子同時結合在 APC 的 MHC class II 分子外側與 T 細胞受器（TCR）的 V$\beta$ 鏈上。這種非專一性的「橋接」作用可同時活化體內高達 20% 的 T 細胞（一般抗原僅活化 0.01%），導致大量細胞激素（如 IL-1, IL-2, TNF-$\alpha$）瞬間釋放，引發發燒、休克、皮疹等全身性發炎反應。

選項分析：

• A. staphylococcal exfoliative toxin B (ETB)：錯誤。

  • 性質：脫皮毒素（Exfoliative toxins, ETs）主要分為 ETA 與 ETB。
  • 機轉：它們是絲胺酸蛋白酶（Serine proteases）。主要作用目標是切割表皮細胞間的橋粒蛋白 Desmoglein 1 (Dsg1)，導致表皮層分離，引起葡萄球菌燙傷樣皮膚症候群（Staphylococcal Scalded Skin Syndrome, SSSS）。
  • 爭議釐清：雖然早期文獻曾有報告指出 ETs 具有超級抗原活性，但後續研究多認為這是純化過程中汙染了其他腸毒素所致，或者其超級抗原活性極弱。在考試分類中，ETs 的核心功能被歸類為分解細胞連結的酵素，而非典型超級抗原。

• B. staphylococcal enterotoxin A (SEA)：正確。

  • 性質：金黃色葡萄球菌腸毒素（Staphylococcal enterotoxins, SEs）是最典型、最經典的超級抗原。
  • 機轉：SEA 是引起葡萄球菌食物中毒最常見的毒素。它能抵抗胃酸與消化酶，並作為超級抗原刺激大量 T 細胞釋放細胞激素，導致嘔吐、腹瀉，嚴重時可協助引發毒性休克症候群（TSS）。
  • 關聯：SEB、SEC、TSST-1（Toxic Shock Syndrome Toxin-1）皆屬此類超級抗原家族。

• C. shiga toxin：錯誤。

  • 性質：志賀氏毒素（由 Shigella dysenteriae 或 STEC 大腸桿菌產生）。
  • 機轉：屬於 A-B 型毒素（A-B toxin）。其 A 次單元具有 N-glycosidase 活性，會切除 60S 核糖體中 28S rRNA 的一個腺嘌呤（Adenine），抑制蛋白質合成，導致細胞死亡。臨床上與出血性結腸炎及溶血性尿毒症候群（HUS）有關。

• D. anthracis toxin：錯誤。

  • 性質：炭疽毒素（由 Bacillus anthracis 產生）。
  • 機轉：屬於 A-B 型毒素（三元毒素）。
    • Protective Antigen (PA)：負責結合細胞受器（B部分）。
    • Edema Factor (EF)：是 Calmodulin-dependent adenylate cyclase，會增加細胞內 cAMP，導致水腫。
    • Lethal Factor (LF)：是 Metalloprotease，會切割 MAPKK，導致細胞死亡。
  • 這兩者皆非超級抗原。

答案解析

答案為 B。 Staphylococcal enterotoxin A (SEA) 是教科書定義中典型的超級抗原，能直接非專一性地活化大量 T 細胞。相比之下，ETB 是蛋白酶，Shiga toxin 是蛋白質合成抑制劑，Anthrax toxin 是干擾細胞訊號傳遞的酵素毒素。

核心知識點

考生應熟記以下毒素分類，這是國考常考的對比題型：

1. 超級抗原 (Superantigens)：

   • 機制：直接橋接 MHC-II 與 TCR V$\beta$，引發細胞激素風暴。
   • 代表：
     • S. aureus: TSST-1 (毒性休克症候群毒素)、Enterotoxins (SEA, SEB...)。
     • S. pyogenes (Group A Strep): SpeA, SpeC (致熱外毒素，造成猩紅熱/毒性休克樣症候群)。

2. A-B 型毒素 (A-B Toxins) - 抑制蛋白質合成類：

   • Diphtheria toxin (白喉毒素)：ADP-ribosylation of EF-2。
   • Pseudomonas exotoxin A (綠膿桿菌外毒素 A)：ADP-ribosylation of EF-2。
   • Shiga toxin / Verotoxin：切斷 28S rRNA。

3. A-B 型毒素 (A-B Toxins) - 增加 cAMP 類：

   • Cholera toxin (霍亂毒素)：ADP-ribosylation of Gs protein。
   • Pertussis toxin (百日咳毒素)：ADP-ribosylation of Gi protein。
   • Anthrax toxin (EF)：本身就是 adenylate cyclase。

4. 細胞膜破壞/酵素類：

   • S. aureus Exfoliative toxins (ETA, ETB)：Serine protease，破壞 Dsg1 (SSSS)。
   • C. perfringens $\alpha$-toxin：Lecithinase (Phospholipase C)，造成氣壞疽。

參考資料

1. S. aureus Superantigens: Key Roles in Human Diseases. European Society of Medicine. Link (Confirming SEs are superantigens).
2. Recombinant Staphylococcus aureus Exfoliative Toxins Are Not Bacterial Superantigens. Infection and Immunity. Link (Clarifying ETB is a protease, not a classical superantigen).
3. Shiga toxin. Wikipedia / PubMed. (Mechanism: Protein synthesis inhibition).
4. Anthrax toxin. Wikipedia / PubMed. (Mechanism: Adenylate cyclase and Metalloprotease).