免疫的“前世今生”

免疫這個詞來源于羅馬時代的拉丁文“immunis”，其原意為“免除稅收”，后引申為“免于疫患”的意思。免疫學是研究生物體對抗原物質(zhì)免疫應答性及其方法的科學，更通俗地說，免疫是機體識別“自身”與“非己”抗原，并對自身抗原形成天然免疫耐受，對“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機體是有益的，可產(chǎn)生抗感染、抗腫瘤等維持機體生理平衡和穩(wěn)定的免疫保護作用；但在一定條件下當免疫功能失調(diào)時，也會對機體產(chǎn)生有害的反應和結(jié)果，如引發(fā)超敏反應、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、細菌、寄生蟲和真菌想要入侵我們，首先必須得穿過這些屏障。皮膚被認為是主要的物理屏障，但其實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（大約是兩個網(wǎng)球場大�。�。因此我們可以很直觀地感覺到，機體需要保護的范圍是很大的。

第二道防線：固有免疫系統(tǒng)

任何“入侵者”一旦穿過了皮膚或黏膜組成的物理屏障，那么它們就會遇到固有免疫系統(tǒng)，機體的第二道防線。免疫學家之所以將這個系統(tǒng)命名為“固有”，就是因為這一系統(tǒng)似乎是所有動物生來就有的，且該系統(tǒng)中的很多武器已經(jīng)存在了長達5億年之久。

假設(shè)你剛洗完熱水澡，當你走出浴缸踏在地板上時，一片碎木屑扎進了你的腳趾，而那個木屑上恰好有許多細菌，那么在接下來的幾個小時內(nèi)，被木屑扎的部位會開始紅腫，這說明免疫系統(tǒng)開始工作了。在你的組織中徘徊著一群群免疫細胞，幫助你抵御細菌的進攻。其中固有免疫系統(tǒng)的主力軍就是巨噬細胞。

巨噬細胞已經(jīng)存在于這個世界上很久了。那么為什么這種細胞被叫做巨噬細胞呢？“Macro”的意思是“大”，顯然巨噬細胞的體型很龐大；而“phage”來源于希臘語，意思是“吃”。所以從名字上就可以看出來巨噬細胞是一個名副其實的“大吃貨”。當巨噬細胞遇到細菌時，它會先將細菌吞進一個叫作吞噬體的囊泡里，然后這個含有細菌的囊泡會被運送到吞噬細胞內(nèi)部，與另一個叫作溶酶體的囊泡融合。溶酶體中含有各種強力的化學物質(zhì)和酶，這些物質(zhì)可以有效地殺死細菌。這整個過程叫作吞噬作用。

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

所以固有免疫系統(tǒng)的防御策略就是：機體有巨大的面積需要防衛(wèi)，而你的“哨兵”—巨噬細胞負責巡查“入侵者”。當這些“哨兵”遇到了敵人后，便會發(fā)出信號，也就是細胞因子，召集更多的防衛(wèi)戰(zhàn)士到達戰(zhàn)場。然后巨噬細胞會竭盡所能地抵擋并拖延敵人，直到增援部隊趕來。因為固有免疫系統(tǒng)中有著像巨噬細胞這樣的戰(zhàn)士，他們可以程序化地識別許多常見的 “入侵者”，因此固有免疫系統(tǒng)的響應總是十分迅速，以至于幾天之內(nèi)戰(zhàn)斗就結(jié)束了。

除了像巨噬細胞這樣專門負責吞噬“入侵者”的專職吞噬細胞外，固有免疫系統(tǒng)的隊伍之中還有其他的角色，比如可以在細菌表面打洞的補體蛋白，以及可以摧毀細菌、寄生蟲、病毒侵染細胞和一些癌細胞的自然殺傷細胞。

第三道防線：適應性免疫系統(tǒng)

幾乎99%的動物都只需要物理屏障和固有免疫系統(tǒng)就可以高枕無憂了。但對于脊椎動物，像我們?nèi)祟悾�大自然給我們加入了第三道防御級別，適應性免疫系統(tǒng)。實際上，這個防御系統(tǒng)幾乎可以讓我們適應性地抵抗任何入侵者。適應性免疫系統(tǒng)很可能是被專門設(shè)計來保護我們和其他脊椎動物免受病毒侵害的，因為固有免疫系統(tǒng)在對抗病毒時并不是非常有效。

適應性免疫系統(tǒng)存在的一個首要線索可以追溯到18世紀90年代，愛德華·詹納利用牛痘為人們接種疫苗來抵御天花病毒。在那個年代，天花是主要的安全問題，以至于數(shù)十萬人死于這種疾病，更多的人因為天花“容貌大變”。琴納發(fā)現(xiàn)，擠牛奶的女工往往都感染過一種叫牛痘的疾病，這種疾病會使她們的手上長出一些像是由天花病毒引起的膿皰。同時琴納還注意到，那些得過牛痘的女工似乎再也不會得天花。因此琴納決定進行一個大膽的實驗。他收集了患牛痘的女工膿皰中流出的膿液，并將其接種至一個叫做James Phipps的男孩身上。后來當這個男孩再一次接種來自患有天花的人的膿液時，他并沒有感染天花。

琴納的實驗展示了，如果人的免疫系統(tǒng)有時間做準備，它可以制造出保護我們免受 “入侵者”侵害的武器，而這個“入侵者”可以是它從未見過的。這就是適應性免疫系統(tǒng)的典型特征：它具有高度特異性，記憶性和適應性，可以適應并獲得能力，抵御特定的“入侵者”。后來，免疫學家們確定，對抗天花的免疫力來源于循環(huán)在免疫個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，而誘導這些抗體產(chǎn)生的物質(zhì)則被稱作抗原。

免疫系統(tǒng)的“團隊寫作”

免疫系統(tǒng)就像是一支球隊，其工作的過程是一種團隊合作，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)隊伍的成員，而另一組是適應性免疫系統(tǒng)的組成部分。這兩個組一起團結(jié)協(xié)作，為機體提供強大的防御機制，抵御外敵的入侵。因此在學習免疫系統(tǒng)時，我們應該以宏觀、全局的視角去看待它，而不能僅僅拘泥與其中的某一個組分。

參考書目：《How the immune system works》

       原文標題 : 《How the immune system works》：免疫學概覽