免疫的“前世今生”

免疫這個(gè)詞來(lái)源于羅馬時(shí)代的拉丁文“immunis”，其原意為“免除稅收”，后引申為“免于疫患”的意思。免疫學(xué)是研究生物體對(duì)抗原物質(zhì)免疫應(yīng)答性及其方法的科學(xué)，更通俗地說(shuō)，免疫是機(jī)體識(shí)別“自身”與“非己”抗原，并對(duì)自身抗原形成天然免疫耐受，對(duì)“非己”抗原產(chǎn)生排斥作用的一種生理功能。正常情況下這種生理功能對(duì)機(jī)體是有益的，可產(chǎn)生抗感染、抗腫瘤等維持機(jī)體生理平衡和穩(wěn)定的免疫保護(hù)作用；但在一定條件下當(dāng)免疫功能失調(diào)時(shí)，也會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生有害的反應(yīng)和結(jié)果，如引發(fā)超敏反應(yīng)、自身免疫病和腫瘤等。

第一道防線：物理屏障

我們抵御入侵者的第一道防線是由一些物理屏障所組成。如果病毒、細(xì)菌、寄生蟲(chóng)和真菌想要入侵我們，首先必須得穿過(guò)這些屏障。皮膚被認(rèn)為是主要的物理屏障，但其實(shí)皮膚只有兩平方米的面積。而我們的消化道、呼吸道和生殖道的內(nèi)表面黏膜總共有約400平方米的面積（大約是兩個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)大�。�。因此我們可以很直觀地感覺(jué)到，機(jī)體需要保護(hù)的范圍是很大的。

第二道防線：固有免疫系統(tǒng)

任何“入侵者”一旦穿過(guò)了皮膚或黏膜組成的物理屏障，那么它們就會(huì)遇到固有免疫系統(tǒng)，機(jī)體的第二道防線。免疫學(xué)家之所以將這個(gè)系統(tǒng)命名為“固有”，就是因?yàn)檫@一系統(tǒng)似乎是所有動(dòng)物生來(lái)就有的，且該系統(tǒng)中的很多武器已經(jīng)存在了長(zhǎng)達(dá)5億年之久。

假設(shè)你剛洗完熱水澡，當(dāng)你走出浴缸踏在地板上時(shí)，一片碎木屑扎進(jìn)了你的腳趾，而那個(gè)木屑上恰好有許多細(xì)菌，那么在接下來(lái)的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，被木屑扎的部位會(huì)開(kāi)始紅腫，這說(shuō)明免疫系統(tǒng)開(kāi)始工作了。在你的組織中徘徊著一群群免疫細(xì)胞，幫助你抵御細(xì)菌的進(jìn)攻。其中固有免疫系統(tǒng)的主力軍就是巨噬細(xì)胞。

巨噬細(xì)胞已經(jīng)存在于這個(gè)世界上很久了。那么為什么這種細(xì)胞被叫做巨噬細(xì)胞呢？“Macro”的意思是“大”，顯然巨噬細(xì)胞的體型很龐大；而“phage”來(lái)源于希臘語(yǔ)，意思是“吃”。所以從名字上就可以看出來(lái)巨噬細(xì)胞是一個(gè)名副其實(shí)的“大吃貨”。當(dāng)巨噬細(xì)胞遇到細(xì)菌時(shí)，它會(huì)先將細(xì)菌吞進(jìn)一個(gè)叫作吞噬體的囊泡里，然后這個(gè)含有細(xì)菌的囊泡會(huì)被運(yùn)送到吞噬細(xì)胞內(nèi)部，與另一個(gè)叫作溶酶體的囊泡融合。溶酶體中含有各種強(qiáng)力的化學(xué)物質(zhì)和酶，這些物質(zhì)可以有效地殺死細(xì)菌。這整個(gè)過(guò)程叫作吞噬作用。

在這場(chǎng)與細(xì)菌的戰(zhàn)役中，巨噬細(xì)胞還會(huì)生產(chǎn)并分泌一些叫作細(xì)胞因子的蛋白質(zhì)。這是一種激素樣的信號(hào)，促進(jìn)了免疫系統(tǒng)細(xì)胞間的交流。一些細(xì)胞因子會(huì)警告巨噬細(xì)胞和其他一些在附近毛細(xì)血管中游蕩的免疫細(xì)胞！于是這些細(xì)胞便紛紛離開(kāi)血液循環(huán)，加入到了抗擊迅速增殖細(xì)菌的戰(zhàn)斗之中。

所以固有免疫系統(tǒng)的防御策略就是：機(jī)體有巨大的面積需要防衛(wèi)，而你的“哨兵”—巨噬細(xì)胞負(fù)責(zé)巡查“入侵者”。當(dāng)這些“哨兵”遇到了敵人后，便會(huì)發(fā)出信號(hào)，也就是細(xì)胞因子，召集更多的防衛(wèi)戰(zhàn)士到達(dá)戰(zhàn)場(chǎng)。然后巨噬細(xì)胞會(huì)竭盡所能地抵擋并拖延敵人，直到增援部隊(duì)趕來(lái)。因?yàn)楣逃忻庖呦到y(tǒng)中有著像巨噬細(xì)胞這樣的戰(zhàn)士，他們可以程序化地識(shí)別許多常見(jiàn)的 “入侵者”，因此固有免疫系統(tǒng)的響應(yīng)總是十分迅速，以至于幾天之內(nèi)戰(zhàn)斗就結(jié)束了。

除了像巨噬細(xì)胞這樣專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)吞噬“入侵者”的專(zhuān)職吞噬細(xì)胞外，固有免疫系統(tǒng)的隊(duì)伍之中還有其他的角色，比如可以在細(xì)菌表面打洞的補(bǔ)體蛋白，以及可以摧毀細(xì)菌、寄生蟲(chóng)、病毒侵染細(xì)胞和一些癌細(xì)胞的自然殺傷細(xì)胞。

第三道防線：適應(yīng)性免疫系統(tǒng)

幾乎99%的動(dòng)物都只需要物理屏障和固有免疫系統(tǒng)就可以高枕無(wú)憂(yōu)了。但對(duì)于脊椎動(dòng)物，像我們?nèi)祟?lèi)，大自然給我們加入了第三道防御級(jí)別，適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。實(shí)際上，這個(gè)防御系統(tǒng)幾乎可以讓我們適應(yīng)性地抵抗任何入侵者。適應(yīng)性免疫系統(tǒng)很可能是被專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)來(lái)保護(hù)我們和其他脊椎動(dòng)物免受病毒侵害的，因?yàn)楣逃忻庖呦到y(tǒng)在對(duì)抗病毒時(shí)并不是非常有效。

適應(yīng)性免疫系統(tǒng)存在的一個(gè)首要線索可以追溯到18世紀(jì)90年代，愛(ài)德華·詹納利用牛痘為人們接種疫苗來(lái)抵御天花病毒。在那個(gè)年代，天花是主要的安全問(wèn)題，以至于數(shù)十萬(wàn)人死于這種疾病，更多的人因?yàn)樘旎?ldquo;容貌大變”。琴納發(fā)現(xiàn)，擠牛奶的女工往往都感染過(guò)一種叫牛痘的疾病，這種疾病會(huì)使她們的手上長(zhǎng)出一些像是由天花病毒引起的膿皰。同時(shí)琴納還注意到，那些得過(guò)牛痘的女工似乎再也不會(huì)得天花。因此琴納決定進(jìn)行一個(gè)大膽的實(shí)驗(yàn)。他收集了患牛痘的女工膿皰中流出的膿液，并將其接種至一個(gè)叫做James Phipps的男孩身上。后來(lái)當(dāng)這個(gè)男孩再一次接種來(lái)自患有天花的人的膿液時(shí)，他并沒(méi)有感染天花。

琴納的實(shí)驗(yàn)展示了，如果人的免疫系統(tǒng)有時(shí)間做準(zhǔn)備，它可以制造出保護(hù)我們免受 “入侵者”侵害的武器，而這個(gè)“入侵者”可以是它從未見(jiàn)過(guò)的。這就是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的典型特征：它具有高度特異性，記憶性和適應(yīng)性，可以適應(yīng)并獲得能力，抵御特定的“入侵者”。后來(lái)，免疫學(xué)家們確定，對(duì)抗天花的免疫力來(lái)源于循環(huán)在免疫個(gè)體血液之中的一些特殊的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)被命名為抗體，而誘導(dǎo)這些抗體產(chǎn)生的物質(zhì)則被稱(chēng)作抗原。

免疫系統(tǒng)的“團(tuán)隊(duì)寫(xiě)作”

免疫系統(tǒng)就像是一支球隊(duì)，其工作的過(guò)程是一種團(tuán)隊(duì)合作，由許多不同的成員參與。這些成員可大致可分為兩組，一組是固有免疫系統(tǒng)隊(duì)伍的成員，而另一組是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的組成部分。這兩個(gè)組一起團(tuán)結(jié)協(xié)作，為機(jī)體提供強(qiáng)大的防御機(jī)制，抵御外敵的入侵。因此在學(xué)習(xí)免疫系統(tǒng)時(shí)，我們應(yīng)該以宏觀、全局的視角去看待它，而不能僅僅拘泥與其中的某一個(gè)組分。

參考書(shū)目：《How the immune system works》

       原文標(biāo)題 : 《How the immune system works》：免疫學(xué)概覽