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1.主队:你的免疫系统

如果你不是自己的医生,那你就是个傻瓜。

——希波克拉底,医学之父

在世界杯预选赛还剩下5分钟时,双方打成平局。两队在场地中央对峙。劣势方面临的不利因素有很多,如寒冷的天气、潮湿的场地、不是他们的主场,以及经验相对较少等。但当哨声响起,球进入赛场时,处于劣势的球队会坚守一条防线,防守另一支非常有侵略性的球队。劣势方之所以能够获胜,是因为他们团队合作得很好,拥有成功所需的条件。

你身体的防御系统很像球队。不同的成分发挥不同的作用,它们共同帮助你对抗感冒,甚至战胜癌症。每天都有入侵者发起数百次攻击,试图突破你身体的防御系统,但大多数时候你都保持健康,因为你的免疫系统阻止了这些入侵者的进攻。你体内数以万亿计的细胞在不断工作来确保你的健康。它们每天都在与大量的细菌和病毒作斗争,如果你的细胞强壮,并且在你的基因和良好习惯的支持下,它们几乎会赢得每一场战斗。如果它们变得虚弱,入侵者就会突破你的防线,引发癌症、糖尿病、心脏病和其他疾病。保持健康的免疫系统是长寿和身体健康的关键,它比市面上任何特效药都管用,最重要的是,它已经在你体内,你所要做的就是做出正确的选择来支持它,剩下的事情就由它来完成。

医生很了解免疫系统,因为它是人体内发生的几乎所有事情的根源。幸运的是,你无须成为医学博士就可以了解自己体内发生的神奇的化学反应,就像你无须成为电工也可以正确使用灯泡一样。但了解电的工作原理将有助于你知道该按哪个开关。同样地,了解免疫系统的工作原理将有助于你更好地支持和维护自己的健康。

什么是免疫系统?

你的免疫系统可以被想象成是你的个人军队,它是隔绝你的身体与世界上所有细菌、病毒和致病污染物之间的屏障。

你的免疫系统是你体内最多样化的系统,它由一些复杂的机制组成,这些机制在细胞之间相互作用、发送信号、过滤物质和保护你的组织。然而,它的目的很简单,就是对抗病原体(如细菌、真菌、寄生虫和病毒),消除身体的潜在威胁,保护你的身体免受潜在有害物质的侵害(如有毒的化学物质),识别并中和血液中的有害物质,对抗致病化学物质、有毒物质和致癌因子的入侵,防止你生病。如果它无法完全遏制威胁,它会起到限制损害的作用。

免疫功能低下的人,其屏障已经损坏或不存在,这使他们对一切都非常敏感,甚至无法抵抗普通感冒。一些患有癌症、艾滋病病毒、系统性红斑狼疮或遗传性免疫疾病的人更容易感染疾病,而没有这些困扰的人则不会。同样的情况也会发生在孕妇身上,她们在怀孕期间会经历一些免疫缺陷,这是自然现象。(产后,她们的免疫系统会恢复正常。)

身体自然防御系统的美妙之处在于,虽然它在发挥作用,但你几乎不会注意到它的存在。然而,有时它会对感知到的威胁做出攻击性的反应。当这种情况发生时,你可能会过敏,或者你的免疫系统会攻击正常细胞,从而导致自身免疫性紊乱。因此,了解免疫系统如何工作、什么有助于它工作以及什么对它没有帮助是非常重要的。

图1-1 免疫系统

免疫系统在哪里?

你的身体里它无处不在。这些组件共同构成了它:

· 骨髓

· 补体系统

· 淋巴系统

· 脾脏

· 胸腺

· 白细胞

你可能听说过骨髓和白细胞,但让我们更仔细地看看免疫系统的这些组成部分。科学家认为,所有免疫细胞都来自骨髓中的前体细胞,它会产生白细胞和红细胞,白细胞像士兵一样对抗感染。骨髓还含有干细胞,它可以分化成多种细胞类型,要么产生新的细胞要么替换受损的细胞。补体系统由一些有助于触发炎症反应和抵抗感染的蛋白质组成。淋巴系统是一个贯穿全身的小管道网络,它从你的各种组织中收集一种叫作淋巴的液体。淋巴系统还收集死细胞和细菌,然后通过小豆状淋巴结过滤废物。感染疾病会导致淋巴结肿大,有时会导致颈部、喉咙或腋窝疼痛。脾脏也能抵抗细菌,随着科学家对它的了解越来越深入,我们发现它的全部功能也在不断扩大。

大多数人甚至没有意识到胸腺这个微小器官的存在。它位于胸部上方,T细胞在此成熟,随后储存在你的腺样体、阑尾、肠道、脾脏、扁桃体和其他地方。与淋巴结类似,胸腺有助于清除血液中的病原体和死细胞。

一个特别的器官

你也许能说出大多数主要器官的名字。例如大脑、心脏、肾脏、肝脏、肺、胰腺、皮肤、脾脏、胃、甲状腺等,但很多人没有意识到还有一个“特别”器官的存在:胸腺。与大多数器官不同,它在儿童时期是最大的,因为它会产生所有的T细胞,直到你进入青春期。随着年龄的增长,胸腺会萎缩,逐步被脂肪取代。到你75岁时,胸腺基本上已经全部变成了脂肪组织。

你的皮肤作为全身的屏障,通常是抵御试图入侵你身体的微生物的第一道防线。健康的皮肤细胞会产生和分泌必需的抗菌蛋白。免疫细胞聚集在皮肤的各层,在保护你的身体免受化学物质、病毒、细菌和疾病侵害方面起着至关重要的作用。

免疫系统是如何工作的

你身体内每天发生的事情都是不可思议的。在你接触的物体、呼吸的空气和摄入的食物中,你会遇到无数潜在的有害微生物。所有这些都有可能使你生病,但通常情况下它们不会对你产生任何影响,因为你的免疫系统正在发挥作用。

你的免疫系统就像你身体的武装力量。它有两个主要分支:先天性免疫系统和适应性免疫系统。在保护你的过程中,每个分支的功能都不同。简而言之,你从父母那里继承了先天性免疫系统,然后你的适应性免疫系统将在你的一生中不断发展。这里有一个简单的方法来区分这两个分支:前者依赖于记忆,后者依赖于特异性。

先天性免疫系统

在你出生时,你的先天免性疫系统就开始发挥作用。先天性免疫力通常被称为“天生免疫力”,因为你从一开始就拥有它。

从你身体中最大的器官——皮肤,到最“臭”的系统——消化道,先天性免疫系统中的细胞不断与潜在的有害微生物作战,充当着对抗潜在威胁的一线英雄。当你的身体受到伤害或被细菌入侵时,先天性免疫系统会引发炎症,并征募免疫细胞。先天性免疫系统的细胞最先到达,形成身体的第一道防线。先天性免疫系统提供了一个广泛的早期屏障来抵御肉眼看不见的微生物和其他病原体——它们就是导致疾病和感染的真凶。

先天性免疫系统有许多不同类型的细胞,每一种都发挥着特定的作用。在这些细胞中最先做出反应的是来自骨髓中的干细胞,其中包括白细胞,以及其他你可能不了解的特异细胞,如巨噬细胞、肥大细胞、自然杀伤细胞和中性粒细胞。其中一些会立即攻击体内的外来物质,而另一些细胞则与其他细胞群一起准备攻击。它们像士兵一样,每个细胞都在保护你的安全方面发挥着至关重要的作用,每个细胞都扮演着特定的角色。

巨噬细胞在你的皮肤、黏膜表面甚至血液中寻找微生物。巨噬细胞来自单核细胞 ,但它们不像单核细胞那样在血液中循环,相反,它们在组织中运作。巨噬细胞吸收并消化周围发现的病原体。当免疫系统被激活时,单核细胞和巨噬细胞通过通知其他免疫细胞有外敌入侵,做出协调一致的反应。此外,巨噬细胞还回收死细胞并清除细胞碎片。

中性粒细胞是白细胞中最常见的类型,属于早期免疫反应小组。它们是免疫系统的警戒细胞,可以消化有害细胞并捕获细菌以防止其扩散。由于中性粒细胞在血液中循环,它们会在身体中不断巡逻以寻找潜在的异常情况。如果你擦伤手臂或撞到膝盖,中性粒细胞会在几分钟内聚集在该区域。它们相互交流,这使它们能够与其他细胞协调并交换信号。这种细胞召集了巨噬细胞和单核细胞,它们会包围中性粒细胞集群并紧密地封闭伤口。

吞噬细胞在免疫反应中发挥着至关重要的作用,可以吞噬并破坏细菌、病毒和其他威胁。

循环于血液中的嗜碱性粒细胞在过敏反应中扮演着重要角色。一旦这些细胞接触到特定的抗原(指任何触发免疫反应的东西),它们就会产生组胺,吸引免疫细胞到该区域。身体会通过向该区域输送更多的血液来做出反应,产生发红、肿胀和发热等形式的炎症,这有助于防止入侵进一步蔓延。

图1-2 细胞

肥大细胞在你的组织中运作,也在过敏反应中发挥作用,帮助身体抵御寄生虫感染。

与嗜碱性粒细胞一样,循环于血液中的嗜酸性粒细胞是一种有助于抵抗寄生虫感染的白细胞。它们主要附着在因体形较大而不能被吞噬的寄生虫上,通过使入侵者窒息而杀死它们。

树突状细胞很难与单核细胞区分开来。它们呈递抗原,实质上是向其他细胞展示要对抗的物质。树突状细胞还能将大分子分解成更小的、可识别的片段(抗原),以便适应性免疫系统中的B细胞和T细胞可以识别它们。

自然杀伤细胞是白细胞的另一种类型,在你身体中担当猎手的角色。它们能够识别并锁定异常体,如病毒、化学物质和癌细胞。自然杀伤细胞由密集分布的蛋白质组成,它们能杀死任何使你生病的东西。这一过程被称为细胞凋亡或程序性细胞死亡。它们消除目标细胞的同时,在其他地方造成有限的损害。自然杀伤细胞与先天性免疫系统、适应性免疫系统一起工作,它们不仅具有先天性免疫细胞快速反应的特征,而且还能像适应性细胞一样积累生物记忆。

当出现问题时,先天性免疫细胞会迅速而全面地做出反应,这通常会引起炎症。先天性免疫系统的问题会导致慢性感染。虽然有害微生物不断进化和变化,试图战胜你的先天性免疫系统,但是你的身体会从经验中学习,总结出哪些属于有害微生物,哪些不属于有害微生物。然而,先天性免疫系统无法仅仅依靠自身来做到这一点。随着时间的推移和情况的变化,你的身体需要升级,这就是适应性免疫系统发挥作用的地方。

适应性免疫系统

适应性免疫系统是产生和发展抗体以对抗身体之前遇到的病菌的免疫系统。我的一位病毒学教授曾经巧妙地将适应性免疫系统称为“一种获得性味觉”

适应性免疫系统的细胞不断地记忆和学习细菌和病毒,以便更好地保护你。记忆至关重要,它使适应性免疫系统的细胞可以更快地应对威胁,更有效地保护你免受被既往识别的抗原侵害。

你的适应性免疫系统是通过接触异物而发展起来的。这也是儿科医生鼓励父母让6个月以上的婴儿在地板上爬行的原因之一,这样做会使他们接触到常见的家庭细菌,从而帮助年幼的孩子产生抗体。研究表明,经过消毒的环境和过度使用抗生素会降低儿童抵抗感染的能力

你的身体无论是通过疫苗还是普通感冒产生的抗体,都是针对特定的菌株。它们共同提高了你的适应性免疫。将适应性免疫想象成免疫系统的新兵训练营,它为你的免疫系统提供有关其他细胞的信息,促使适应性免疫系统的细胞进行全面的学习和训练,以对抗新的威胁。

适应性免疫细胞比先天性免疫细胞特异性更强,它们被称为淋巴细胞,分为两类:B细胞和T细胞。

图1-3 先天性免疫系统与适应性免疫系统

B细胞在骨髓中形成,然后它们在你的体内循环。当暴露于抗原时,B细胞会分化为浆细胞,或分化为未来对付该微生物的记忆细胞。B细胞会向T细胞发出存在威胁的信息,甚至连续刺激T细胞。B细胞可以进化成产生抗体的细胞 [1] 。一旦B细胞识别出抗原,就会产生大量抗体来摧毁抗原或将其标记为威胁。这些抗体与威胁信号结合,使其他免疫细胞更容易摧毁它。

T细胞也在骨髓中形成,但它们会迁移到胸腺中成熟。当T细胞在胸腺中生长时,它们能分辨自身组织和异物之间的区别。当它们成熟后,T细胞会经历两个选择阶段,以确保它们不会意外地与你自己的细胞结合。这些阶段保护你的免疫系统免受攻击。如果没有它们,你会遭受严重的自身免疫问题。

抗原

任何触发免疫反应的分子都是抗原。它们可以是任何东西:受损的细胞、感染过程中涉及的化学物质,甚至是无生命的灰尘。适应性免疫细胞能够识别抗原并做出相应反应,目的是防止你生病或疾病再次复发。例如,如果你小时候患过水痘或接种过水痘疫苗,你的适应性免疫系统将识别这些水痘病毒抗原并防止你再次感染水痘病毒。因此,并不是所有的抗原都是有害的。一个功能良好的免疫系统会将其识别到的抗原标记为正常抗原,通常不会对它们产生反应。

T细胞可以直接攻击抗原,它们使用细胞因子之类的工具来控制和调节身体的免疫反应。通常,其他免疫细胞(如树突状细胞)需要分解抗原,这样你的身体才能识别它,从而触发特异性T细胞的分化过程。辅助性T细胞和细胞毒性T细胞共同搜索和攻击特定抗原。令人难以置信的是,辅助性或调节性T细胞可以告诉你的身体何时停止对威胁做出反应并对反应进行调节。但当调节性T细胞功能下降时,就会发生疾病。调节性T细胞不必要的增加会导致癌症。

图1-4 T细胞活化

淋巴结是免疫细胞的通讯中心,负责从身体收集信息。例如,如果淋巴结中的适应性免疫细胞识别出来自其他部位的细菌片段,它们就会被激活、繁殖,然后离开淋巴结来攻击病原体。淋巴系统还充当着免疫细胞的通道。根据途径的不同,你的身体可能需要几天或几周的时间才能获得相应的适应性免疫反应。

自然免疫、人工免疫和被动免疫

这三个术语描述了不同类型的适应性免疫。

当你接触并击败入侵者后,就会产生持久的自然免疫。你的免疫系统会留下记忆细胞,这些细胞能够提醒身体曾经发生过的事情。尽管免疫反应不会在每个人身上以相同方式发生,但从饮食到整体健康等不同因素都会影响免疫反应。每次你出现免疫反应时,你的身体都会记录下来。虽然它并不总是永久的,但你的身体会记录过去遇到的威胁。

当你接种疫苗时,你会产生人工免疫。疫苗可以激活免疫细胞,从而为未来如何更好地处理该病原体创建蓝图。疫苗会产生抗体和记忆细胞,当麻疹或脊髓灰质炎以及其他病毒或细菌试图攻击你时,你的适应性免疫系统会调用这些抗体和记忆细胞。

被动免疫指的是免疫细胞来自身体以外来源的情况。它提供的保护仅在短时间内有效,通常是数周或数月。例如,胎儿通过胎盘吸收母亲的抗体,婴儿通过母乳吸收抗体。人工被动免疫可以通过注射另一个人或从动物那里获得的抗体来实现。用蛇毒制造的抗蛇毒血清治疗蛇咬伤是人工被动免疫的一个完美例子。

其他战士

除了上述“主角”之外,还有其他一些“配角”以各种方式协助你的免疫系统。

TLRs(Toll样受体)是先天性免疫系统中的蛋白质分子,它们不是细胞,但能够穿过细胞膜,因此可以从外部接收信号。TLRs通过向需要响应的基因发送信号来协调免疫细胞对微生物的响应。它们能够识别多种病原体的模型,包括病毒、细菌、真菌,甚至非传染性疾病。通过连接先天性免疫系统和适应性免疫系统的树突状细胞,TLRs也能协调免疫系统的整体反应。

细胞因子 执行多种任务,但这些微小的蛋白质大多是细胞间的分子信使。一些细胞因子通过将白细胞引导到特定位置或向它们展示如何消除特定细菌来激活和集中免疫反应。细胞因子还会指示你的免疫系统在消除威胁后停止反应 [2]

白细胞介素是一种细胞因子,可传递激活或抑制免疫系统的情境特异性指令。

趋化细胞因子或趋化因子在身体的某些区域或疾病部位产生,以招募免疫细胞进入该区域。不同的趋化因子会吸引不同类型的免疫细胞到所需区域。

肿瘤坏死因子(TNF)是一种细胞因子,可发出炎症信号,促使其他细胞攻击并杀死入侵细胞。对于因炎症而恶化的疾病,如类风湿关节炎,医生会使用肿瘤坏死因子阻滞剂来阻止这种免疫反应。肿瘤坏死因子阻滞剂常用于治疗各种自身免疫性疾病。

抗体,又被称为免疫球蛋白(Ig),能够包裹在病原体表面并执行三个关键功能:中和、调理作用(用蛋白质包裹病原体以使吞噬细胞能够破坏它)和补体系统激活。适应性免疫系统中的记忆细胞会跟踪这些抗原以及为对抗它们所需的抗体,我们称这个过程为免疫记忆。

免疫

先天性免疫系统和适应性免疫系统的特殊细胞都会产生抗体。当足够多的抗体对抗或消灭特定有毒物质或病原体时,体内就会产生免疫力。

抗体是特定病原体所独有的,由免疫系统在对感染做出反应时产生。它们与感染所产生的抗原结合并中和或清除病原体。

中和是抗体最常见的功能。当一个潜在的威胁由于被施加了抗体而无法连接并感染宿主细胞时,它就被中和了。

补体系统由蛋白质组成,这些蛋白质相互作用以分解病原体并引发炎症反应,帮助我们的免疫细胞抵抗感染。在一连串的免疫活动中,每一种蛋白质都会触发下一种蛋白质,这些免疫活动会无限期地持续下去,直到细菌死亡、被破坏或被标记以便其他细胞清除。

干扰素是一种抗病毒抗体,可以抑制或阻止病毒自我复制。受感染的细胞会释放这些蛋白质(干扰素),提醒附近细胞注意潜在威胁。I型干扰素提供抗病毒反应,而II型干扰素产生抗菌反应。

简单来说,免疫反应是你的身体对威胁的反应。你的免疫系统永不休息——它时刻保持活跃,全天候地保护着你的身体。免疫系统复杂并且无处不在,就像一个军队,其中的每个细胞都有特定的功能和任务。

过敏反应和自身免疫性疾病是由不必要的或意外的免疫反应引起的。当免疫反应没有被正确激活或根本没有激活时,就会导致感染或疾病。致癌物、化学物质和其他有毒物质会导致正常细胞功能失调,变得不健康。你的免疫系统会标记这些受损细胞并将其清除。但是,当有毒物质使免疫系统超负荷时,免疫系统就会衰弱,从而为疾病、过早衰老,甚至死亡打开大门。这就是为什么优化免疫系统是如此重要的原因。

采取行动

· 注意与你的身体互动的一切,如使用的卫生用品、接触的物体表面、摄入的食物、饮用的液体以及呼吸的空气等。

· 了解你日常使用的食材、水和个人护理产品的来源。

· 每天至少用普通肥皂洗手2次,每次20秒钟以上。

[1] Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, et al, Helper T-Cells and Lympho-cyte Activation (New York: Garland Science, 2002), https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26827.

[2] David D.Chaplin, “Overview of the Immune Response, ” The Journal of Allergy and Clinical Immunology 125,no.2 Suppl 2(February 2010):S3—23,https://doi.org/10.1016/j.jaci.2009.12.980. hi+NV48VPX2XuxjbI1+1FjR+ebR54Z/UM/a7Ers2l/Of71OyRascMZgiTCm2mt2b

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