战斗细胞人体的免疫系统

《战斗细胞》介绍的是保护身体的这些细胞,形成了我们的整个免疫系统。也许就在听这句话的当下,各位书友的免疫细胞正在与入侵身体的病菌做着战斗,然后赢得了胜利。虽然表面上云淡风轻,像什么事都没发生过,但是要知道,我们之所以能这样安然地好好活着,正是因为有免疫系统时刻保护我们。

如果我们不了解自己的免疫系统,就不会知道健康意味着什么,也不会知道我们的身体在正常或者生病时经历了什么,更不会深刻地理解作为人的我们是一个怎样精妙的存在。

那接下来,我们来详细地了解这本书。

一、认识人体免疫系统

首先来认识一下我们的免疫系统。

1.人体免疫系统构成:免疫器官、免疫细胞及免疫活性物质

人的免疫系统就像保护身体的一套军队系统,这个军队是由数百亿免疫细胞以及蛋白质等构成的。

在人体中,无论是组织表面,还是血液,都时时刻刻巡逻着数百亿的免疫细胞。这些细胞就像卫士一样保护着我们的身体健康,抵御外敌入侵。同时,在我们的体液中,还存在着1018数量级的蛋白质。这些蛋白质并不是细胞,但是,它就像一个个四处散布的小地雷,一遇到有外敌入侵就会黏附上去,以此保护我们的身体健康。此外,我们的免疫系统还有“大学”训练免疫细胞去判断敌人和自身。

这么一套合作紧密的系统,不是短时间形成的。它是经过了数十亿年生命的进化,才慢慢变成这样精密的系统。

2.两种免疫方式:体液免疫和细胞免疫

我们来聊一下免疫系统的起源。

早在35亿年前,生命刚刚诞生时,大多数生命体都是单细胞生物。这时,虽然单细胞生物只是一个简单的细胞,但是,它们也面临着资源的竞争。它们之间的竞争就构成了最早的免疫现象。

到了5亿年前,地球上的多细胞生物开始爆发式增长。对单细胞生物而言,多细胞生物就像一片热带雨林,资源丰富,有很多养分,所以单细胞生物都想寄居到多细胞生物体内。

那多细胞生物当然不愿意了。于是,从那时开始,多细胞生物就衍生出了对抗单细胞生物的机制。这就是最早的免疫抵抗。

即便很简单、很原始的生物都具备免疫力。比如有一种生物叫作海绵,它是地球上最原始的多细胞生物。当它遇到单细胞生物入侵时会怎么样呢?我们叫它体液免疫。这个体液里含有很多具有杀伤力的蛋白质用以杀灭入侵的敌人。

随着多细胞生物的不断进化,有些生物体产生了一些特化性细胞。这些细胞什么都不用管,就负责对抗外敌,所以就被称为免疫细胞。由免疫细胞介导的免疫对抗,我们管它叫细胞免疫。即便到现在,体液免疫和细胞免疫仍然是人体最主要的两种免疫方式。

名词解释:介导,医学术语,指某种物质作为媒介传递某种物质或信息。

3.免疫系统目的:维持人体“稳态”

对免疫系统这个军队来说,它有一个核心目标,就是通过区分异物和自身维持身体的稳定状态。这个目标听起来好像很简单,但要做到并不容易。因为我们的免疫系统,既不能反应过激,也不能反应过弱,更不能判断错误。

如果反应过激,它会把一些无害的物质当成敌人攻击,这时,人体就容易出现过敏。如果反应过弱,人就会感染很多疾病,比如带状疱疹。带状疱疹病毒是长期存在于神经节上不致病的病毒,但是,当一个人免疫力下降时,它就可能出来兴风作浪,人就会患上带状疱疹,俗称缠腰龙。它会让患者非常痛苦。如果免疫系统判断错误,它会把自身的一些细胞当成敌人攻击。所以说,人体对免疫系统的要求是非常严格的。

4.两种免疫原理:先天性免疫系统和适应性免疫系统

人体大概有40万亿~60万亿个细胞。这些细胞有不同的分工,免疫细胞就是其中一种。

那为什么免疫细胞的协作会出现免疫力呢?这牵扯到一个概念叫作涌现。涌现是系统科学开创者贝朗塔菲提出的一个概念。它指的是,一些简单的个体或者其子系统大量聚集在一起时,就会出现一个高度复杂的实体,甚至是生命体的现象。

大自然中有很多涌现的例子,其中最典型的就是蚂蚁。如果我们单看一只蚂蚁,它没有特别强大的能力,看起来也笨笨的,但是,当数百万只蚂蚁聚集在一起形成蚁群时,它们就变成了一个拥有高度分工机制的智慧体。

再比如飞机,它是由千百万个零件构成的。这些零件单看也没有太大的作用,但是,把这些零件以一定的秩序组合在一起时,它们就能变成一个能飞上天的产物。人体的免疫系统也是这样:大量的免疫细胞聚集在一起时,就涌现出了免疫力。

那免疫的原理是什么呢?主要有两个,一个叫先天性免疫系统,一个叫适应性免疫系统。

先天性免疫系统指我们出生时就拥有的免疫能力的系统。它有一个特点,就是会对所有的病原体进行无差别攻击。另外,在攻击的同时,它能起到决策作用,就是通过判断这个感染严重与否,决定是否唤起适应性免疫系统。

名词解释:病原体,引起人或动植物发生疾病的微生物、寄生虫等。

适应性免疫系统指的是后天所获得的免疫能力的系统。一个人出生时是没有适应性免疫力的。随着生命的成长,我们和微生物共同进化,从而出现了适应性免疫的能力。适应性免疫系统是人体最强大的一种免疫能力,但是,到了老年,它会慢慢减弱,而人在婴幼年时期它还没成熟,这也是小孩和老人容易罹患一些疾病的原因。

二、先天性免疫系统如何抵御病菌入侵

说完有关免疫系统的基本概念之后,我们一同了解一下,人体是怎么通过免疫力帮助我们抵御外敌入侵的。

为了更好地理解这个过程,我们先来认识一下敌人。

1.认识敌人:病原体

人体经常会被细菌、病毒和一些单细胞生物入侵。这些病原体是怎么入侵身体的呢?

其实,想入侵我们的身体并不简单。人体是一堆复杂的管道,它是由很多管道构成的,比如消化道、耳道。人体管道的内表面是人体的薄弱环节,它叫作黏膜。微生物通常是通过黏膜入侵身体的。

那微生物,比如细菌,它想进入人体往往要面对一些困难。首先,它一定要逾越皮肤这层屏障。

皮肤对我们来说,是防御细菌最好的屏障;而对细菌来说,皮肤就像一片寸草不生的荒漠。它会分泌汗液,汗液里有盐分。当汗液蒸发之后,这些盐分就覆盖在皮肤表面,而皮肤表面的pH(氢离子浓度指数)值呈微酸性。对细菌来说,皮肤就像一片寸草不生的盐碱地,表面还有一层酸性罩。因此,人的皮肤具备抵抗细菌和病毒的能力。

最后,我们皮肤的表面还有多达40种微生物。这些微生物和我们共同存在,它就像我们皮肤表面的益生菌,跟我们的皮肤共同抵御外敌的入侵。

2.细菌突破皮肤

我们可以想象一个画面:走在一片草地上,一不小心,脚突然被一根木刺扎破了。这时,我们的皮肤就会出现一个伤口,细菌就会顺着伤口进入人体。

这时,身体会出现什么样的反应呢?首先,伤口附近的正常细胞会呼救,呼救的方式是释放一些细胞因子。这些细胞因子会呼叫人体的第一批免疫细胞,也就是唤醒了人体的先天性免疫系统。

3.巨噬细胞吞噬、清除敌人

首先,到达战场的免疫细胞叫作巨噬细胞,它是人体最大的免疫细胞。如果把正常细胞比作一个人,那巨噬细胞就像一头黑犀牛,它会到伤口吞噬进入人体的病原体。我们的皮下有几十亿巨噬细胞在时刻巡逻,一方面,它会吞噬进入人体的病原体,另外一方面,它还有一个很重要的作用,就是会吞噬正常死亡的细胞、癌变细胞。

巨噬细胞是先天性免疫系统中第一个重要的细胞。在伤口吞噬细菌时,每个巨噬细胞大概可以吞噬100个。

4.巨噬细胞呼叫援军——中性粒细胞

此外,巨噬细胞在吞噬细菌的同时,还会呼叫援军,这个援军就是中性粒细胞。中性粒细胞属于白细胞的一种,是特别针对细菌而打造的。中性粒细胞像一个疯狂的杀手,它会通过自杀的方式帮我们抵抗细菌,而且还会喷酸性物质。它会形成一张有毒的大网,网里含有很多杀伤性化学物质,可以封锁战场,困住并且杀灭细菌。

那么通过巨噬细胞和中性粒细胞的抵抗,大部分细菌会被限制在伤口周围无法进一步扩散。

可能很多人会关心一个问题:这些免疫细胞怎么知道哪里出现了感染?它们怎么知道去哪儿呢?我告诉大家,细胞主要靠的是闻。

免疫细胞表面布满受体。受体就是一些大分子的蛋白质,位于细胞膜表面。它们扮演的角色就像细胞的鼻子,通过感受细胞因子判断哪里出现了感染,应该到哪儿去。

免疫细胞身上360度都布满受体。为什么会有这么多受体?主要有两个作用。第一,它能感知方向,有导航作用。由于360度无死角的包裹,所以哪里出现了感染,它都能感知到。第二,它起着纠错调节的作用。如果只是轻微感染,它只能激活表面的几个受体,那么细胞就知道感染不太严重,避免过度激活;如果有大量受体被激活,免疫细胞就知道感染很严重,它会快速地赶到战场杀菌。

那当我们的免疫细胞遇到病原体后,是通过什么判定敌人和自身的呢?主要是通过蛋白质的形状。

对蛋白质来说,形状决定一切。蛋白质就像乐高玩具,氨基酸就是小积木(蛋白质由氨基酸构成),它们不同的排列组合就构成了不同的形状,而不同的形状就有不同的功能。此外,不同的形状决定了哪几种蛋白质能结合在一起。

虽然细菌很狡猾,但是作为一个生命体,有一些结构是必须存在的。这就像一辆汽车,再怎么变换形状,也一定要有车轮。比如,很多细菌演化出了一个结构叫作鞭毛。鞭毛是位于细菌尾部的小纤毛,它像螺旋桨一样推动细菌运动。一旦我们的免疫细胞发现鞭毛的结构,就会立刻判定它是细菌,然后杀灭它。这就是人体免疫细胞知道哪里有感染,并且如何判定敌我的秘诀。

5.免疫细胞引发炎症

随着时间的流逝,巨噬细胞和中性粒细胞都在努力帮我们消灭细菌,但是,它们的能力也是有限的。你看,中性粒细胞在战斗的情况下,只能存活几个小时,不战斗时,也就存活几天。所以,这时,它们会引起身体的另外一个变化,叫作炎症。大家的身体都有出现过炎症,比如感冒以后嗓子疼、脸上有个小痘痘等等。

那炎症是什么?炎症是免疫系统对身体受损做出的一种普遍反应。所有炎症都有一个共同的目标,就是希望把感染控制在局部。

炎症有五个特点:红、肿、热、痛和功能丧失。每个特点都非常有意义。

这里的红、肿指的是感染局部的血管通透性增加,这就好像开堤放水,大量的体液会携带免疫物质来到战场,然后帮助我们控制病原体。热指的是局部温度会升高。大多数病原体不喜欢高温,所以温度升高有利于消灭它们。疼是因为局部压力增高刺激我们的神经末梢,由此让大脑知道,这个地方出了问题。这时,我们才会留意它。而功能丧失是为了通过身体功能的暂时障碍,让感染的地方得到充足的休息。因此,炎症是身体控制感染的一个非常重要的正常反应。

不过,这里值得一提的是,急性炎症对一些感染的控制是有帮助的,但是,长期的慢性炎症却是现代人的健康杀手。生活中引起慢性炎症的因素有很多,比如久坐、不运动都可能导致身体处于慢性炎症的状态。

6.增援部队补体系统标记、削弱和清除敌人

随着炎症的加剧,大量体液会携带增援部队来到伤口。这个增援部队是另外一个非常强大的隐形杀手部队,叫作补体系统。

补体系统的组成成分并不是细胞,而是一些蛋白质,它是由30多种蛋白质构成的一个免疫军队。它有三个功能:第一,打击敌人;第二,激活免疫细胞,让它们发现并消灭敌人;第三,往敌人身上扎洞,直到它们死去。

这些补体蛋白像什么呢?特别像小苍蝇。如果一个细菌进入身体,这些苍蝇就会黏附上去。大家可以想象,当一个人浑身上下被苍蝇沾满时,他移动的速度就会受到影响,也就是说,这时的细菌更容易被捕获。补体蛋白就像数百万根绑在一起的火柴,只需点燃一根,就能引起一系列的连锁反应。

如果身体出现了炎症,首先点燃的一个补体蛋白叫作C3。这个补体蛋白点燃之后,连锁反应就出现了。

C3被激活后会分裂为两个更小的蛋白,一个叫C3a,一个叫C3b。其中C3b会黏附到病原体上,而且它们会变形,然后抓住其他补体蛋白并且激活。这样循环往复就会集合更多的补体蛋白,几秒钟后,细菌表面就会有几千个补体蛋白。而C3a会离开伤口去呼叫更多免疫系统的援军帮助我们杀敌。

此外,补体系统还有一个特别重要的作用:大部分细菌和我们细胞膜表面携带的电荷都是负电荷,同性相斥让免疫细胞捕捉病原体比较困难;而补体蛋白携带正电荷,所以,当携带正电荷的补体蛋白覆盖细菌表面时,它就降低了免疫细胞消灭细菌的难度。

因此,补体系统是我们先天性免疫系统里非常重要的隐形杀手部队。

7.情报员树突状细胞采集敌人样本

当然,在先天性免疫系统里还有一种非常强大的细胞,叫作树突状细胞。树突状细胞像一个海星,是人体免疫系统中的情报员。它最主要的功能是像品酒师一样品尝细胞间液。

品尝细胞间液里的什么呢?品尝有没有细菌、病毒或者死亡细胞。一旦品尝出病菌,它就会收集这些病菌碎片。当它收集到足够多的样本之后,就会通过淋巴系统激活T细胞,也就是激活适应性免疫系统。

名词解释:细胞间液,也称为组织液,是存在于细胞周围间隙中的液体。

说到这里,先天性免疫系统基本上就跟大家介绍完了,再跟大家重新捋一下先天性免疫系统中的几种免疫细胞。其中包括巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞。巨噬细胞像黑犀牛一样吞噬着病原体,中性粒细胞是一个杀手,而树突状细胞是情报员,它把战场上的信息送到淋巴系统寻求援助。另外,还有一个补体系统,它是先天性免疫系统中的隐形杀手部队。

三、适应性免疫系统如何与病菌战斗

介绍完先天性免疫系统之后,我们要介绍另一头我们身体中的免疫巨兽,这就是适应性免疫系统。

在讲适应性免疫系统之前,我先介绍一些基本概念。

1.淋巴系统:免疫系统的高速公路

首先,跟大家说一下淋巴系统。

很多人都听过淋巴系统,但可能不知道它是什么。淋巴系统和心血管系统统称为脉管系统。淋巴系统是人体免疫系统的高速公路,它会把大量的免疫细胞运送到战场。

如果把身体的淋巴管连接在一起能有数十万公里。我们全身有600多个淋巴结。当我们摸下颌、耳后或者腹股沟时,摸到的圆圆的、滑滑的东西就是淋巴结。淋巴结是免疫系统的情报分析站,就是树突状细胞会把战场上的一些信息带到淋巴结,然后通过分析确定是什么感染、感染的情况有多重。通过淋巴系统的运输,免疫细胞能快速到达战场。

在淋巴系统中有个器官,叫作扁桃体。扁桃体位于咽喉深处,是口腔的第一道屏障,它被称为智能免疫系统中心。因为它从儿童时期开始就帮助我们训练免疫力。当我们吃东西,或者从口腔接触到病原体时,第一站的免疫检查就在扁桃体。扁桃体表面有很多皱褶,皱褶上有大量的免疫细胞。

但是,很多人的扁桃体反反复复发炎,不得已就把它切除了。作者在书中说,一个人7岁以后,免疫系统基本成熟了,所以这个年纪之后切除扁桃体,对免疫系统的影响不大;而7岁以前,大家还是要尽量保护好扁桃体。

2.辅助性T细胞:指挥作战、激活B细胞

接着,我们继续讲适应性免疫系统。假如我们伤口的炎症通过先天性免疫系统能控制,那这个战争就到此结束,伤口也会慢慢愈合。但是,如果感染特别严重,先天性免疫系统难以支撑,身体就会唤醒另一个超级武器,就是适应性免疫系统。

适应性免疫系统主要由一些免疫细胞构成。这些免疫细胞功能非常强大,可以说是人体中的超级武器,平时是不能激活的。

那这个系统中的第一种免疫细胞叫作T细胞。T细胞非常重要,它起到杀灭细菌、病毒,甚至癌变细胞的作用。如果没有T细胞的保护,一个人可能连几天都难以存活。你看,HIV(艾滋病病毒)为什么那么可怕?就是因为它主要攻击的是我们的T细胞。

由于T细胞太强大,所以不能轻易被唤醒。如果轻易唤醒,人就容易患上自身免疫性疾病。在美国大概有7%的人患有不同类型的自身免疫性疾病。

名词解释:自身免疫性疾病,机体免疫系统攻击自身组织导致的疾病。

由于T细胞如此危险和强大,所以人体演化出了一系列激活T细胞的机制。

第一个条件就是T细胞从骨髓产生之后,一定要在一所“大学”受训,这个大学叫作胸腺。

胸腺位于我们的胸骨后面。它的主要作用是训练我们的T细胞。而T细胞主要的训练目的,是学会区分敌人和自我。如果考试不合格,它会立刻被清除。

这个训练非常严格,大概98%的T细胞会在胸腺里被淘汰,只有2%的T细胞能成功进入免疫系统。

第二个条件就是需要抗原呈递细胞。

什么是抗原?抗原是免疫系统能识别的异物结构,比如有的细菌有鞭毛,这个鞭毛扮演了一种螺旋桨的角色,能推动细胞前行,那当我们的免疫系统发现鞭毛的结构时,就认定这种物质是细菌。所以鞭毛就是抗原。

那什么是抗原呈递细胞呢?树突状细胞就是一种抗原呈递细胞,负责在战场上提取病原体样本,然后递给T细胞。抗原呈递细胞的表面有一种特殊的“受体”,它就像小手一样。它有一个特殊的名字叫作MHC-Ⅱ(Ⅱ型主要组织相容性复合体)。它是一种特殊的分子蛋白,只有这种分子蛋白结合了细菌残片传递给T细胞,T细胞才会被激活。它能抓住一些细菌残片,然后递给T细胞。这个手抓住细菌残片,有一个特别形象的比喻,就是像一个夹了香肠的热狗面包,这两片面包就是树突状细胞的手,里面的这根香肠就是细菌残片。

请记住,T细胞只有在接到了夹了香肠的热狗面包时才能被激活。如果只是单独给它一根香肠,它是不会被激活的。这种机制就使得T细胞直接遇到细菌时不能被激活。

此外,在传递完热狗面包之后,树突状细胞还需要做另一个动作,就是它要“亲吻”一下T细胞,这个亲吻传达了一个信息,就是告诉它“没问题,可以启动了”。于是,T细胞才会焕发活力,接着来到战场杀敌。

那么,当树突状细胞完成传递和“亲吻”之后,它就会启动凋亡程序自杀。这个自杀的过程叫作信息抹除。因为如果它长期存在,可能会过度激活T细胞,这对我们的身体来说,无疑是一种灾难。

这里说明一下,树突状细胞激活的是辅助性T细胞,激活后,它会大量地繁殖。

3.B细胞:转化为浆细胞产生抗体

接着,辅助性T细胞会分成两组:一组去战场指挥,包括不断地激活巨噬细胞产生战斗力;另一组,则会离开战场。这时,它会唤醒我们身体中的另一头免疫巨兽,它就是B细胞。B细胞也是适应性免疫系统中非常重要的一种免疫细胞,它最主要的作用是产生抗体。

相信很多人都听说过抗体,但它到底是什么呢?抗体也是一种蛋白质分子,和补体有一点类似,但不同的是,补体没有针对性,而抗体有非常明确的针对性。比如乙肝病毒的抗体只针对乙肝病毒,其他某一种抗体也只针对某一种病毒。

抗体的形状特别像一只小龙虾,它有两个小钳子。当它遇到病原体时,钳子会牢牢地抓住病原体让它无处遁形。由于有两只钳子,它可以同时夹住两个病原体。大家可以想象,当一个病原体浑身上下都被小龙虾沾满之后,逃跑速度就会减慢,这样就更容易被巨噬细胞吞噬。

那B细胞是怎么释放抗体的呢?当B细胞被辅助性T细胞激活之后,它的体积开始膨胀,会长到以前的两倍大。这时,它就变成了B细胞的最终形态——浆细胞。当一切准备就绪时,浆细胞开始释放“火箭弹”,就是大量地释放抗体。一个浆细胞一秒可以释放2000个抗体,这些抗体会进入血液和淋巴液中帮我们更好地对抗病原体。

人的抗体有好几种。

其中一种叫作IgG。它是人体中唯一可以透过胎盘的抗体,能通过母体传给胎儿,帮助新生儿抵御未来几周甚至几个月的危险。

第二种抗体叫作IgA。它广泛存在于我们的黏膜,而且可以自由地透过黏膜。我们感冒流鼻涕、打喷嚏时,鼻涕里就充满了IgA抗体。

还有一种抗体叫作IgE。它是造成过敏的元凶。很多人花生过敏、花粉过敏,就是由于身体内的IgE导致的。

4.记忆T细胞:识别旧敌并快速反应

此外,还有一种T细胞,叫记忆T细胞。它们是适应性免疫系统在战斗中赢得胜利后,一小部分辅助性T细胞变成的,而另外大部分的辅助性T细胞会自我毁灭,避免伤及人体。

记忆T细胞会牢牢记住是哪种病原体入侵身体的,而且会长期持续地存在。当这种病原体再次入侵身体时,它就能以最短的速度活化,帮助人体抵御这种病原体。这也是很多疾病人一辈子只得一次的原因。

5.适应性免疫系统如何战胜甲型流感病毒

为了更好地理解适应性免疫系统如何帮我们对抗病原体,我们拿病毒感染举例,跟大家讲一下它是怎么起作用的。

先说一下什么是病毒。病毒没有细胞结构,只是一个简单的蛋白壳,里面有些遗传物质,这就构成了病毒。有时,越简单的东西也是越强大的。因为病毒的繁衍速度很快。据统计,地球上大概有1031个病毒,而能导致人体疾病的大概有200多种。

所有病毒有一个共同的目标,就是进入细胞内部。因为脱离了细胞,病毒什么也不是,它就像尘埃一样。

病毒入侵细胞之后,大概8~72小时就会接管细胞,细胞里的物质就会变成制造病毒的组件。这时,这个细胞就变了,它就不是人体自身的细胞,而是变成制造病毒的工厂,就是细胞的蛋白质生产线会开始生产病毒。所以,病毒会在细胞内不断地繁衍。

拿甲流(甲型流感)病毒举例。首先,流感和感冒是完全不同的两个病。感冒主要是鼻病毒、腺病毒引起的。它们是长期存在于人鼻腔内一些致病力比较弱的病毒。人抵抗力低时就可能会发病。

一般情况下,普通感冒的症状不重,而且有自限性,患上几天可能就好了。但是,甲流病毒不一样,它属于正黏病毒科(流感病毒群)毒性最强的病毒之一。而且甲流病毒主要是针对哺乳动物的呼吸道,一旦接触呼吸道黏膜就会以最快的速度侵入细胞,通常1个小时就可以接管细胞,几个小时就呈指数级增长。从1个细胞感染22个细胞,22个细胞再感染484个细胞,大概只需5个繁殖周期(每个周期为半天)就能感染体内数百万个细胞。

病毒特别狡猾,它就像藏在特洛伊木马里的士兵,会悄悄地进入城市,然后在夜深人静时出来烧杀抢掠。

但是,我们的人体也很聪明。我们怎么对抗病毒呢?

首先,身体会发起化学战。一个细胞被病毒感染时,它会向周围的细胞和免疫系统呼救,呼救的方式就是释放细胞因子。这个细胞因子有很多种,功能也不一样,其中一种叫干扰素,顾名思义就是干扰病毒的物质。

干扰素的一个重要作用,是能减慢细胞分裂的速度。由于病毒是通过细胞繁衍的,所以,当人体自身细胞更新速度变慢时,病毒繁衍的速度也会变慢。

另外,人体的一种抗病毒方式是分泌热原质。热原质是引起体温升高的一种物质。人会发烧就是因为大部分的病毒不喜欢高温。这就像一个人在早晨凉快时跑步没问题,但在炎炎烈日下跑步就会很难受。所以,人体通过干扰素的释放、体温的升高应对病毒的第一轮攻击。

接下来,给大家介绍一个对抗病毒的重要结构,叫作细胞之窗。细胞之窗的学术名词叫作MHC-Ⅰ(Ⅰ型主要组织相容性复合体)。细胞之窗的作用就好像是橱窗,它在细胞膜的表面打开了一个橱窗,为的是能让免疫细胞仔细地观察细胞内部发生了什么。如果是正常工作的细胞,那么它就正常地运行,但假如免疫细胞发现里面感染了病毒,这时,人体的免疫细胞就会立刻杀灭这个细胞。

那什么细胞去执行这个任务呢?这就涉及另一个非常强大的免疫细胞,叫作杀伤性T细胞。杀伤性T细胞也属于适应性免疫细胞中的一种。它在执行任务时就像一个非常冷静的杀手。它会通过细胞之窗检查每个细胞内部是否已被病毒感染。如果没感染,就放它走;如果感染了,它不会像巨噬细胞一样吞噬这个细胞,而是会轻轻地在细胞表面刺一个洞,然后下达一个指令:凋亡。

这个反应非常重要。一般情况下,凋亡是对细胞正常死亡的指令,所以,这就是要感染病毒的细胞死亡后不能破裂。因为一破裂就可能释放大量的病毒,继而感染更多细胞。因此,杀伤性T细胞下达的是凋亡的指令。这时,感染了病毒的细胞会自己死亡,它会把病毒颗粒包裹在一起,不造成病毒的播散,然后等待巨噬细胞的吞噬。这也是我们称杀伤性T细胞是一个冷静的连环杀手的原因。因为它的这种处理方式是非常冷静的。

但是,病毒并不会坐以待毙。有的病毒很聪明,一旦进入细胞,它就会破坏细胞之窗。对这样的细胞,我们该怎么办?还好人体有另一种非常强大的自然杀伤细胞,也叫NK细胞。这种细胞的主要职责是,检查细胞有没有细胞之窗,然后决定对方是否死亡。这就像一个警察在城里不停地检查身份证,有身份证就放行,没有身份证就立刻逮捕。所以,自然杀伤细胞在人体中游走,然后仔细地检查每个细胞是否有MHC-Ⅰ,如果没有就下达凋亡的指令。

说到这儿,我们大概了解了适应性免疫系统是如何帮助人体抵御病毒的。我们再重新捋一下病毒感染和清除的过程。我想读一段书,这段写得很精彩。同样,我们拿甲流病毒举例。

当一个人感染了甲流之后,我们的先天性免疫系统变得绝望。随后“大量的化学信号奔涌在体内,请求调高体温,让你烧得发烫……各种系统都被激活了,产生更多黏液,也让你剧烈咳嗽……不过这一切只是为了拖延时间。自然杀伤细胞需要两三天才能抵达战场……战斗过程中,成千上万的树突状细胞在战场上取样……激活杀伤性T细胞和辅助性T细胞……现在,在你一头倒在床上一个星期后,重型武器终于来了”。

接着,杀伤性T细胞和千百万抗体也来到战场帮助我们清除细胞外的病毒。病毒被数十个抗体覆盖后,就不能侵入细胞,最后会被巨噬细胞清除。

以上就是人体抵御病毒的整个过程。当人体清除完病毒之后,你会发现,在很长一段时间内,人具备了免疫力,我们不会再被这种病毒感染而生病。

6.三种记忆细胞:记住敌人

那这些免疫力是怎么来的呢?这是因为人体的免疫细胞会产生记忆细胞。这些细胞在感染性战争胜利之后就会产生,然后长期地存活在人体内,比如在骨髓或淋巴结中。一旦身体再次遇到相同的病原体,它们就会以最短的时间活化,继而帮助我们清除敌人。它们记录着人体感染过的那些疾病,特别有效。

不过,自然界中并不是所有的病毒都能被记住。有些病毒是专门破坏记忆细胞的,最典型的就是麻疹病毒。麻疹病毒是一种传染性非常强的病毒。在很长的一段时间里,我们以为麻疹已经被消除了,但是,现在好像又有些复起的趋势。麻疹病毒主要是通过呼吸道传播,传播性非常强,所以,我们应该积极地通过打疫苗的方式控制它的传播。

7.疫苗的前世今生

在这里,我们再讲一下疫苗。很多人都注射过疫苗,它的发展也经历了很长的历史过程。

人类诞生之后,很长的一段历史时期内,感染性疾病都是人类健康的主要威胁者,所以有很多我们跟感染性疾病斗争的历史记录。比如天花,它是由天花病毒引起的一种烈性传染病。它的传染性非常高,死亡率也很高,大概在30%。人感染天花后,即便幸存,脸上也可能会留下痕迹,就是人们所说的麻子。康熙皇帝就是感染天花之后,为数不多的幸存者之一。

天花疫苗是人类发明的第一个疫苗,也成功地帮助我们消灭了天花。而天花也是人类消灭的第一个传染病。

每种疫苗都要满足两个基本条件:第一,能引发人体的免疫应答,让身体产生免疫细胞与之对抗;第二,很安全,人不能通过疫苗染上这种疾病。

目前,让人体产生免疫力主要有两种方式。

第一种叫作被动免疫。被动免疫就如古话说的授人以鱼,就是给你一条鱼,即给你注射一种抗体。其中最典型的例子就是蛇毒血清。

当一个人被毒蛇咬了之后,蛇毒会进入人体。那蛇毒血清是怎么制作的呢?研究者会把蛇毒以安全的剂量注射在一些哺乳动物的体内,比如兔子、马,然后经过反复实验,这些动物的身体里就会产生对抗蛇毒的抗体。我们把它提纯之后就形成了蛇毒血清。如果一个人被毒蛇咬伤,注入这种抗体就能中和蛇毒,从而达到解毒的目的。

第二种叫作主动免疫。目前,接种疫苗是主动免疫的主要方式,它分为几类。

一是减毒活疫苗。它就是人类对病毒的一种驯化,就好像我们现在养的狗是从狼驯化来的一样。人们通过对致病性强的病毒的不断驯化,把它变成一个毒性弱的病毒再注射进人体,这就形成了减毒活疫苗。

二是灭活疫苗。不是所有病毒都能被成功驯化。对不能被驯化的病毒,我们就把它的遗传物质杀灭,然后保留蛋白壳,这种方式制成的疫苗叫作灭活疫苗。灭活疫苗注射的只是病毒的尸体。

但是,这里有一个问题:病毒尸体不能有效地引发人体的免疫应答。这时,我们还需要加入一些能引发人体免疫应答的化学物质。所以,灭活疫苗就是病毒空壳加上引发人体免疫应答的化学物质制成的。

三是亚单位疫苗。它是通过取病毒的一部分注射到人体,从而引起的免疫反应形成的。比如乙肝疫苗就是从乙肝病毒上取一小段DNA(脱氧核糖核酸)植入酵母细胞,然后通过酵母细胞的培育形成疫苗。

名词解释:酵母,一种单细胞微生物,是基因克隆实验中常用的真核生物受体细胞。

此外,还有一种mRNA(信使核糖核酸)疫苗。它是指,把经过人类设计的mRNA注射进人体,让细胞的蛋白质工厂自动生成病毒抗原,由此引发的免疫反应形成的疫苗。

无论哪类疫苗,它们在人类历史上都扮演了非常重要的角色。因为它们在帮助我们抵御感染性疾病。

那我们希望通过疫苗达到一种什么状态呢?叫作群体免疫,就是当人们对抗同一种疾病的抗体足够多时,这个病毒就没办法在人群中传播,由此就形成了群体免疫。这时,这些病毒在还没接触到易感人群之前,传播链就断了。群体免疫是对不能接种疫苗人的保护,这些人可能是婴儿、老人,或者是一些自身免疫性疾病患者。

四、免疫系统的反叛与内战

接下来,我们要讲本书的最后一部分:免疫系统的反叛与内战。

正如前面说过的,人体的免疫系统要求非常严格,既不能过激,也不能过弱,更不能判断错误。而这些情况确实会发生。

1.免疫系统过弱,比如HIV导致免疫系统受损引发艾滋病

什么情况下人的免疫系统会失效呢?其中最典型的例子就是艾滋病。艾滋病也叫作人类获得性免疫缺陷综合征。艾滋病病毒,也就是HIV,主要是通过一个叫CD4的受体攻击人的辅助性T细胞。通常感染HIV之后,要经过几个阶段,但是,到了最后一个阶段,人体的适应性免疫系统就基本瘫痪了。这时,人就进入了重度免疫抑制的状态。

T细胞最主要的作用是帮我们杀灭细菌、病毒和癌细胞,所以,一旦免疫系统失灵,任何一种感染、疾病都可能夺去人的生命。

我治疗过一位二十多岁的病人,他的神经上长了一个特别奇怪的肿瘤。这个肿瘤送到病理科,连病理科医生都判断不出是什么类型。后来,经过反复检查,发现他就是一个免疫系统重度失灵的患者。

所以,艾滋病反向证明了免疫系统对人是多么重要。

2.免疫系统过激,比如过敏

有时,人的免疫系统还会反应过激。反应过激指的是,它会把一些无害的物质当成敌人攻击,这时产生的疾病就是过敏。很多人都过敏过,生活中常见的过敏类型叫作速发型超敏反应,就是在接触到过敏原之后,短短几分钟就发病了。

引起人体过敏的物质,我们统称为过敏原,比如花粉、花生,或者蟹肉、虾肉,这些都有可能被我们的免疫系统误认为成敌人,从而发生过敏。

在过敏类型中,有一种过敏特别严重,叫作过敏性休克。这时,过敏的人就会出现非常强烈的窒息感。这种窒息不是空气吸不进去,而是空气呼不出来,哮喘病人就是这样,一旦发作,就憋得喘不过气,严重者甚至会窒息而死。所以,过敏可以是一种非常严重的疾病。

3.免疫系统出错攻击自身,从而导致自身免疫性疾病

此外,免疫系统还可能判断错误,它会把我们自身的细胞当成敌人攻击。这种情况引起的疾病叫作自身免疫性疾病。比如强直性脊柱炎和一些风湿类疾病都属于自身免疫性疾病。

自身免疫性疾病就像一个军队调转枪口,向自己的城市和平民大肆开火一样,损害非常大。自身免疫性疾病的原因很复杂,但有研究推测,一是,有一定的遗传倾向,二是,可能跟一些病毒的感染有关。因为有些病毒携带的抗原和我们细胞的抗原比较相近,这就好像两块拼图形状差不多,于是就诱发了身体的免疫反应。

虽然自身免疫性疾病一般不会立刻危及人的生命,但是,它是一个慢性的消耗性疾病。目前,自身免疫性疾病没有特别有效的治疗方法,所以病人只能长期服用一些非甾体类抗炎药物或免疫抑制剂控制病情。

4.“卫生假说”:卫生≠过于干净

接下来,我们来讲一下“卫生假说”,就是现在流传着一个学说,它认为很多人之所以会过敏,或者抵抗力下降,是我们的生存环境太过卫生引起的。

作者在书中说,虽然这个结论有一定的道理,但也容易造成误解。因为卫生本来是好事,但如果想做到无菌,其实不太可能,也不是非常合适。卫生并不等于干净,比如我习惯打扫房间,这是注意卫生,但是,天天拿消毒水擦地,这就是太过干净。

而我们要关注的重点应该放在微生物的多样性上。它们能训练我们的免疫力。因为在过去,人类是与大自然的很多微生物共同进化的,而现代社会,很多人的生存环境改变了,充满钢筋混凝土建筑的城市让人接触到微生物的机会也变少了。

所以,书中给出的建议是什么呢?我们要注意卫生,但没必要太过干净。比如要洗手,但没必要每次都用消毒液;要打扫房间卫生,但没有必要每次都用消毒水;还有就是要更多地接触大自然以丰富微生物的多样性。

5.如何提高免疫力

最后,我们讲一下如何提高免疫力。首先有一点是肯定的:目前没有任何的科学方法证明,某一种药物或者产品能帮我们提高免疫力。

相反,如果不正确地干扰我们的免疫系统,还会带来很多灾难。

举个例子:一项灾难性的药物实验。这个药物叫作TGN1412,是一种人工抗体。它可以和T细胞表面一个叫作CD28的受体结合,从而激活人的T细胞。药物发明的初衷是好的,研究者希望通过提高T细胞活性治疗癌症。

其实,这个药物在动物实验上取得了一定的进展。在猕猴的身体实验中,这个药物对提高T细胞活性有一定的效果。

但是,灾难就发生在人体实验的环节。当时,出于安全考虑,科学家只是取了猕猴注射剂量的1/500给志愿者注射。由于注射剂量很低,对它能起效,科学家甚至都不寄希望。

可谁也没想到,注射完短短几分钟之后,志愿者就出现了非常严重的“细胞因子释放综合征”。

为什么会这样?虽然药物剂量只有原先的1/500,但这么小的剂量就使得人体中数百亿个免疫细胞被激活,然后开始释放大量的细胞因子,从而引起了严重的免疫应答。

这时,志愿者浑身剧痛,体液从血液渗出涌向各个组织,这导致他们浑身肿胀以及多器官功能衰竭。最严重的一名志愿者,同时出现了心脏、肝脏和肾脏的衰竭。虽然保住了生命,但他失去了大部分的脚趾和几根手指。

这个实验说明了一个很严肃的问题,就是人类的免疫系统太复杂了。它就像由千百万个齿轮和杠杆结合在一起的复杂机器,任意扳动一个杠杆都可能引起一系列严重的连锁反应,就跟蝴蝶效应一样。

所以,讲这个例子就是希望大家记住,不要盲目地相信一种药物或者产品能提高免疫力。

那我们应该怎么科学地提高免疫力呢?我觉得要落在“健康四大基石”之上,比如均衡的饮食、充足的睡眠、适度的运动和乐观的心情。只有自然、健康的方式,才是提高免疫力最好的方法。

名词解释:健康四大基石包括合理膳食、适量运动、戒烟限酒和心理平衡。

好,以上就是《战斗细胞》这本书的内容。我们认识了免疫系统,了解了病菌入侵身体时,人体的免疫细胞是怎么战斗的;同时,也知道了免疫力过强、过弱都是不好的。希望通过这本书,大家除了更了解自己的身体,也能在生活中注意饮食均衡、适当运动、作息规律。虽然这些话都是老生常谈,但它们却是维持我们免疫系统平稳、身体健康不能跳过的事。

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