人体部队,免疫系统漫游记

我们都知道,对于人来说免疫力很重要,它就像是人体的“武装部队”,负责杀死入侵人体的各种病菌。免疫力强的人不容易生病,就算有点感冒发烧,也很容易好。但是我们对免疫系统其实有很多误解,比如很多人经常挂在嘴边的“提高免疫力”,这个说法就不精确。

免疫系统是一套复杂精妙的系统,只看力量强弱,就把它想得太简单了。有些疾病甚至是免疫力“太强”造成的,比如过敏,就是因为免疫系统反应过度了。现代人的很多常见病,像I型糖尿病,就是因为免疫系统功能失调,攻击了身体正常的细胞。对我们普通人来说,想要更健康,首先要做的不是忙着“提高免疫力”,而是了解跟免疫系统相关的知识。

人体部队,免疫系统漫游记

那免疫力是什么呢?

我们可以把自己的身体想象成一个王国。这个王国想要在这个世界上存活,要面对很多敌人。在微观层面上,主要就是细菌、病毒和寄生虫,一般会把它们统称为病原体。为了抵御病原体,我们在数十亿年中进化出了一套复杂、精密的免疫系统。这就像一个王国要保卫自己的领地,不能只有冲锋陷阵的军队,还要有武器制造部门、侦查部门等等,共同构成一套完整的防卫体系。

下面,我们从身体的敌人病原体的视角来看看,突破免疫系统的重重防线到底有多困难。

病原体想要在人体内安营扎寨,需要突破三道防线。

第一道防线是物理屏障。

皮肤是身体天然的物理屏障。广义来看,我们也可以把皮肤看作免疫系统的一部分,它大多数时候能有效抵抗病原体入侵。病原体想要突破各种物理屏障进入我们体内,概率真的很低。它们中的绝大多数都死在了入侵途中,死在地板上、桌面上、手帕上;死于不适合的温度、皮肤上的化学物质,以及胃酸和肠道菌群的攻击等等。那些能够成功进入人体的病原体,可以说是入侵者中的佼佼者。但是,这些病原体可想不到,真正的战斗才刚刚开始。

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这时候,它们会遇到人体的第二道防线——“先天免疫系统”。

你可以把“先天免疫系统”理解成一种自动防御机制,就像是一套预设好的程序,一旦识别出敌人,就会发出危险信号,然后用预设的方法消灭入侵者。在病原体看来,这简直就是刀山火海。这个过程可以分成识别和战斗两个步骤。

如果病原体是细菌,先天免疫系统识别出来之后,会在分子之间进行一连串的信号传递,直到各个环节互相确认了,感染正在发生,并确定感染位置,各种细胞和分子就从四面八方赶来作战。比如,某些蛋白质会黏附在细菌表面把它们标记出来,供专门猎食细菌的吞噬细胞食用;吞噬细胞会赶来把整个细菌吞下去,然后用化学武器分解它。当然,免疫系统还有很多其他的对敌策略,用哪种策略取决于预设程序。

如果病原体是病毒,它会入侵到人体细胞内部。这时候,被感染的细胞会选择自杀。人体要依靠细胞之间的信任才能正常运行,一旦细胞感染或者受重创无法修复,身体就会期待它发出信号,通过特定的方式通知免疫系统:求助求助,我被感染了,请马上杀死我!免疫细胞就会过来杀死感染细胞。这时候,没有感染的细胞也会提高警惕、严阵以待,防止自己中招。

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这样的战斗,每时每刻都可能在我们的身体里发生。但是,先天免疫系统虽然很厉害,病原体也在不断进化。有些病原体变得越来越狡猾,它们携带特殊的工具,而且身手不错,能够逃过先天免疫系统的追杀。比如引起肺结核的结核分枝杆菌,它被肺部的吞噬细胞吞噬以后,会欺骗吞噬细胞,不让自己被分解。它还会在吞噬细胞里获取营养,繁殖自己,把捕猎者变成自己的猎物。当它繁殖到一定程度的时候,就会耗尽吞噬细胞的资源,细胞就会破裂,这种细菌就可以继续传播。很多其他病原体也有类似的诡计,所以我们才会听说肺结核、疟疾、艾滋病等等疾病。

可以说,先天免疫系统的每一种防御策略,总有一些病原体能够躲开、摧毁甚至利用它。

这时候,就需要“适应性免疫系统”登场了,它是身体的最后一道防线。

如果说先天免疫系统是身体常备军,适应性免疫系统就是特种部队,专门处理紧急、高危的事件。从病原体的角度来看,它们好容易穿越刀山火海,以为快要胜利了,结果又迎来了更厉害的对手。

适应性免疫系统主要靠两种淋巴细胞工作,B细胞和T细胞。它们俩有明确的分工,B细胞负责分泌抗体,也就是专门抵御某种病原体的大分子蛋白,你可以把B细胞看作重型武器战略部队;而T细胞更像陆军部队,负责杀伤等其他所有的工作。

在先天免疫系统打仗的时候,适应性免疫系统已经获得信号,进入戒备状态了。某种特定细胞(抗原呈递细胞)会把病原体的信息送给适应性免疫系统来分析,万一需要出动,就可以精准打击。细胞送来的病原体的信息,叫做抗原。

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抗原这个概念比较重要,抗原指的是各种能够激活适应性免疫系统的外来物质,除了病原体,还包括花粉之类没有生命的物质。我们可以把适应性免疫系统识别抗原的过程,想像成一个人拿着无数不同的钥匙想要试试哪一把钥匙能打开眼前这把特定的锁。T细胞的就相当于那把钥匙,抗原就是那把锁。每个T细胞身上都有一种独特的受体分子,也就是专门识别抗原的物质,就像每一把钥匙只能开一个特定的锁。一旦抗原和T细胞受体匹配上了,就会激活适应性免疫系统,这就是“免疫应答”。在免疫应答过程中,T细胞会把自己转化成特种兵(效应T细胞),然后快速复制自己,生成一个特种部队投入战斗。接下来,复制出来的T细胞还会进一步形成分工,有的负责杀死病原体,有的负责指导工作,有的负责避免失控,有的负责记忆,为下次感染做好准备。

同时,更强大的B细胞会接受抗原刺激,分泌免疫系统的终极武器——抗体。这个过程非常神奇。B细胞会快速随机重新排布基因,产生一系列成熟的细胞,这些细胞会分泌出不同的抗体。然后,T细胞就会筛查出更有效的B细胞,再复制它。B细胞随机重新排布基因的过程是无序的,但是这整个过程又有严格的调控,这简直就是一次身体内的小型演化。在这之后,B细胞分泌的抗体会通过血液来到感染的地方。你可以把抗体想象成一个精准制导的导弹,它会阻断病原体的活性,最终消灭它们。

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经过通力合作,T细胞和B细胞终于成功消灭病原体。不过,对身体来说,启动适应性免疫系统非常劳民伤财。等到打赢了,为了打仗动员出来的这些T细胞和B细胞,也会启动程序性自杀,只留下记忆细胞。如果这种病原体再入侵,适应性免疫系统就能更容易地识别出这种病原体,更高效地防控。这就是疫苗的原理:通过有控制地接触病原体,形成免疫记忆。

了解了免疫系统的工作,你应该发现了,对免疫系统来说,战斗本身并不难,它有军队,有武器,难点是识别出未知的敌人。所以我们才会演化出这么复杂的适应性免疫系统,随时迎战可能出现的新敌人。

以上就是我们“人体部队”的作战指南,可以看出这可不是一个简单的东西,而是一个非常复杂、极为精确的系统。所以,我们的免疫体系统如果出了问题,也是一个极为复杂,而又难解的情况,这个我们下次再谈。


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