战斗细胞:人体免疫系统奇妙之旅
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

4 免疫帝国

假如你是免疫系统的总设计师。你的任务是组织防御,抵挡千百万入侵者的占领。你可以按心意修建防御工事,不过会计好心地提醒你:人体的能量预算吃紧,没有富余,用起来可不能大手大脚。那你要怎么完成这项艰巨的任务?你会把哪些部队派到前线,哪些放在后方?你怎样保证部队能对突然袭击做出有力的反应,又不致自我消耗得太快?你怎样保卫广袤的身体,应对形形色色、多如牛毛的敌人?幸好,免疫系统找到了许多巧妙而有效的方法来解决这些问题。

就像上一章里提过的,免疫系统是一个复合系统,里面包含了许多东西,有数百种小器官和一些稍大的器官,还有管道和组织的网络,特化为几十种类型的数十亿细胞,以及1018数量级的游离蛋白。[1]

这些部分组成了既不尽相同又有所重叠的层次和系统,为方便理解,我们把它们想象成许多王国联合起来,成为守护人体大陆的帝国。我们把它们分成两个迥异的部分,代表大自然找到的最有效、最巧妙的两种免疫原理:先天性(innate)免疫系统适应性(adaptive)免疫系统

免疫系统中的重要玩家

先天性免疫系统王国包括所有与生俱来的、在遇袭后马上就能调动起来的免疫机制。它们是人体的基本防御机制,历史可以回溯到地球上最早一批多细胞生物,对生存来说至关重要。先天性系统的核心特征是智能,有能力区分自身和异物,一旦检测到异物就会快速反应。不过,先天性免疫没有针对特定敌人的定制武器,而是无差别地大范围攻击各种敌人。比如,先天性免疫没有专门针对特定几种大肠杆菌的武器,它的武器针对所有的细菌。它为的就是进行最广泛的打击。你可以把它想象成新手套装:它包含所有基础工具,但是没有高级套装里才有的特殊工具。不过没有基础工具,特殊工具也派不上用场。

没有先天性免疫系统,几天或者几周内你就会被微生物们打败、杀死。先天性免疫干的都是累活,也参与了大部分真刀真枪的战斗。千亿万亿的免疫细胞,大部分都隶属于先天性免疫系统部队,它们都是狠角色,比起讨论和思考,更喜欢迎头痛击。大部分成功入侵的微生物都是在你根本没注意到的情况下被先天性免疫系统消灭了。因为先天性免疫是第一道防线,所以它不仅仅负责向危险区域派遣士兵,还要做出重要判断:某次入侵有多危险?敌人是什么类型?需不需要使用更为重型的武器?

这些判断举足轻重,因为它们关系到免疫系统整体将调用何种武器。细菌袭来,需要的反应就和病毒入侵时不同。所以在交战中,先天性免疫系统会收集情报数据,再做出往往关乎生死存亡的决策。如果判断情况严峻,它有权激活并召集二线部队,调动它们加入战斗。

而适应性免疫系统王国,则由特化的超级细胞组成,会配合并支援一线部队。它拥有能生产重型蛋白质武器的工厂,和在病毒入侵时捕获、清除感染细胞的专门细胞。适应性免疫的典型特征是有针对性,难以想象的针对性。它“了解”所有可能的入侵者——它叫什么、早餐吃什么、最爱什么颜色、最深的渴望和梦想又是什么,等等。对于地球上现有的和将来可能出现的每个微生物,适应性免疫都能想出专门的招数。想想这有多可怕。假如你是一个细菌,你不过是想侵入人体,找个地方繁衍后代,突然冒出来一群特工,他们知道你叫什么、长什么样、你的过去和你藏在心底的秘密,而且他们全副武装。

这种令人咋舌的专门化防御及其运作机制,将是后续章节的重点,不过现在我们只需要记住适应性免疫系统拥有可知宇宙中最大的图书馆,现有和将来可能出现的敌人在其中都有相关条目。还不仅如此,它还能记住只入侵过一次的敌人的一切。这也是为什么有些病一生只会得一次。不过,庞大的知识库和复杂的机制也有其缺点。

和先天性免疫不同,适应性免疫在人出生时还远未就绪,它需要长时间的训练和打磨。人在出生时完全没有适应性免疫力,后来这种免疫力会不断增强,等到老年又会减弱。正因为适应性免疫较弱,老人和孩子才会比正值壮年的人更容易因为某些疾病而死去。母亲可以通过母乳传给婴儿一点适应性免疫力,给他们保护,帮他们存活。

可能你很容易觉得适应性免疫是更高级的防御,但其实它最重要的任务之一就是激励先天免疫细胞更努力、更高效地战斗,从而增强先天性免疫(这个我们后面再说)。

现在总结一下:免疫系统由两大王国组成,先天性和适应性免疫。人一出生就有先天性免疫,它能区分自身和异物,并以后者为敌。先天性免疫系统在一线和敌人近身肉搏,也会判断敌人属于哪一大类,有多危险。它还能激活第二道防线,即适应性免疫系统,这种免疫力要经过一些年才能准备就绪,有效地投入使用。适应性免疫力有针对性,能借助非凡的信息储备和强大的超级武器来打击自然界中可能出现的每一个敌人。不过尽管它很强大,它的主要任务之一还是增强先天性免疫力。

两个王国有着非常深刻且复杂的交织。而免疫系统的一部分神奇和美妙之处也正在这两个系统的交织。

为了更好地探索这两个王国,给予它们应有的重视,剩下的章节会分成三大部分。第2部分我们讲皮肤和细菌感染。第3部分我们看看病毒偷偷地通过黏膜入侵身体后会发生什么。第4部分我们会讨论不同的部块如何整合,以及特殊的免疫失调类疾病,从自身免疫性疾病到癌症,等等。

现在我们来看看边境失守时会怎样。


[1]你大概听说过“体内有白细胞,白细胞差不多就是免疫细胞”这样的说法。“白细胞”这个词在特定环境里有它的用途,但它指的就是“所有免疫细胞”,我觉得它对免疫学没多大用处。许多功能不同、种类不同的细胞都叫白细胞,当谈到具体免疫过程时,这个词就失去了意义。我们不会用到这个词,你可以不管它。