第一章 初识免疫——人体内的“万里长城”
世界一直处于变化之中,而每一次重大事件的发生只能让剧变加速到来!物竞天择,适者生存,那些能够生存下来的,既不是最强壮的,也不是最聪明的,而是最能适应变化的物种。
最近的新冠病毒疫情,让人们把关注点从权力、财富、名气等转向了生命和健康。面对疫情,我们的生命从来没有如此的脆弱。随风飘散的,不仅仅是病毒,还有健康、权力、金钱、欲望、名声等。
当时代巨变来临时,当疫情风暴袭来时,谁会来拯救我们?时间给出了清晰的答案,只能靠我们自己。我们内在的免疫系统才是保护我们的“万里长城”。我们强大的免疫力才是我们的“天将雄兵”。
人类在进化过程中,为了生存必须与各种疾病和抗原做斗争。经过漫长的演变过程,人体逐渐形成了一套强大的防御体系。它包括抵御外来侵袭的天然屏障保护(对外国境线)和深层次清理内部衰老、突变、坏死细胞的自我净化机制(对内维稳的警察机制),以及通过识别自我和非我而不对自身组织进行攻击的自我保护机制(对内保护的军队机制)。这就是人体的免疫系统,就像人体王国的“军队和警察”。
我们的“军事体系”是怎么组成的呢?免疫系统是由免疫器官(大本营)、免疫细胞(战斗人员)和免疫分子(战斗武器)组成。
免疫器官根据其作用可分为中枢免疫器官(中央直属)和周围免疫器官(各军分区属下)。人的胸腺和骨髓属于中枢免疫器官(大本营),其中骨髓是干细胞(幼儿园小毛头)和B细胞(火箭军)发育分化的场所;胸腺是T细胞(陆军部队)发育分化的器官。脾和全身淋巴结是周围免疫器官,它们是成熟T细胞和B细胞定居的部位,也是发生免疫应答的场所(免疫副中心的定位)。此外,黏膜免疫系统和皮肤免疫系统也是重要的局部免疫组织(地方军事部队)。
免疫系统重要军力布防图
广义的免疫细胞包括造血干细胞、淋巴细胞系、单核吞噬细胞系、粒细胞系、红细胞、肥大细胞和血小板等;狭义的免疫细胞主要是以淋巴细胞和粒细胞为主。而一般我们所说的免疫力,主要是指淋巴细胞的战斗能力。
免疫分子包括免疫细胞膜分子,如抗原识别受体分子、分化抗原分子、主要组织相容性分子及一些其他受体分子等;也包括由免疫细胞和非免疫细胞合成与分泌的分子,如免疫球蛋白分子、补体分子、细胞因子等。这些都是免疫细胞的强大武器和装备,是我们机体“保家卫国”的重要手段。
免疫的“万里长城”有三道防线。
人体的皮肤和黏膜(国境线,起到类似长城的物理屏障作用)是人体的第一道防线,阻挡着各种致病微生物的侵入,这是物理防御体系。在此基础上,配置有一些基本的免疫对外防御功能,例如,皮肤的汗腺排泄出的乳酸抑制病原菌生长,皮脂腺分泌的脂肪酸也有一定的杀菌作用。呼吸道、消化道、泌尿生殖道的黏膜有机械性消除细菌的作用。大部分进入鼻腔入口处的细菌被鼻毛挡住,粘着在鼻腔黏膜分泌的黏液上,这些细菌可被呼出的气体带出,能限制病原体侵入下呼吸道。在唾液、眼泪和乳汁里含有溶菌酶(无形化骨散),能溶解和杀灭细菌,这一道防线是不容易被攻破的。但如果因为某种原因使黏膜的防御功能下降,人就容易得病。除了皮肤和黏膜外,人体还有血脑屏障和血胎屏障等保护机制。这些防线就相当于我们的边境线,处于内外交接的咽喉要道,一定要严防死守的。
当病原体突破第一道皮肤和黏膜的防线后,就会进入第二道防线,面对固有免疫体系的防护,尤其是粒细胞体系、吞噬细胞体系和自然杀伤细胞体系(NK,警察部队)立刻发挥固有免疫防御作用(天生就有的战斗能力)。细菌感染时粒细胞会反应性增多,人体出现体温升高等反应。外源性的病原体会被人体内具有吞噬病原体能力的吞噬细胞所消灭,如吞噬细胞、单核细胞、巨噬细胞等。这种吞噬细胞广泛分布在各种组织和细胞中,像“巡逻兵”一样监测病原体。
如果病原体冲破第一道防线和第二道防线,在人体获得了立足点并大量繁殖,就会引起适应性免疫反应,则启动了第三道防线。这就是适应性免疫的功能(有了与敌人接触,就有战斗经验啦),此时主战的淋巴细胞华丽登场。
人的淋巴细胞系是由形态相似、功能各异的不均一细胞亚群所组成。淋巴细胞就是我们人体王国的主要军事力量,我们已经了解并命名的有100多个淋巴细胞亚群,都有着内在逻辑性的分工合作。淋巴细胞可特异性识别免疫抗原和刺激,就像一个精密合作的体系,在不同抗原刺激情况下发挥不同的功能。
T细胞是我们的主战部队,相当于我们的陆军,是由一群分工不同的淋巴细胞亚群组成,能识别异种抗原(敌人)、呈递信号和杀灭外来入侵者,协助B细胞产生抗体。T细胞可随血流及淋巴分布于体内各部位。在正常情况下,T细胞在周围组织中的数目相对稳定,如在胸导管淋巴液中约占90%,在脾中约占30%,在淋巴结中约占75%,在末梢血中可占60%~80%。T细胞还能分泌一些细胞因子,如白介素、转移因子、干扰素等强大战斗武器,调控免疫反应或直接杀灭抗原物质。
主战的T细胞
B细胞是我们的火箭军部队,出生后在骨髓内分化成熟。成熟B细胞可定居于周围淋巴组织,如淋巴结的皮质区(兵站)和脾的红髓及白髓内。
在外周血中,B细胞占淋巴细胞总数的10%~15%。B细胞是体内唯一能产生抗体(免疫球蛋白分子,类似于靶向制导导弹)的细胞。人体内含有识别抗原特异性不同的抗体分子(目标敌人不同,导弹靶向也不同),其多样性是来自千百万种不同B细胞克隆(导弹大家族)。每一个B细胞克隆的特性是由其遗传性决定的,可产生一种能与相应抗原特异结合的免疫球蛋白分子。
强大的B细胞
免疫系统的三道防线功能概括起来主要有三个方面。
1. 免疫的防御功能(防御外敌):是指机体抵抗病原微生物感染的能力。免疫的防御功能将会有效地抵御细菌、病毒(新冠病毒感染和流感等敌人)、真菌等外敌入侵,从而使身体保持健康状态。如果免疫防御功能过低,人体就会反复发生各种感染;反之,这种能力过高,人体又易发生过敏等反应。
2.免疫的稳定功能(防衰保健):是指机体清除体内衰老、死亡或损伤的自身细胞的能力。生物体的各种组织和细胞都有一定的寿命,它们不断地进行新陈代谢,来维持机体的健全。机体也必须从体内不断地清除衰老和死亡的细胞。人类提前衰老,就是因为免疫平衡稳态被破坏,清除衰老细胞能力下降;如果这种能力过高,把正常细胞也当作衰老的或损伤的细胞来清除,也就是对自己的正常细胞发生了免疫攻击,就会导致人体自身免疫性疾病的发生。
3.免疫的监护功能(消除隐患):免疫的这种功能可以识别和消灭体内产生的突变细胞。在外界环境影响下,体内经常发生一些细胞的变异,这些细胞一旦发育起来就是肿瘤细胞(黑社会)。体内的免疫监视功能可及时发现这种异常细胞,并及时将其清除。如果这种功能下降,人体就会发生肿瘤。因此,免疫下降或是免疫衰竭,是肿瘤发生的主要原因(没有警察和军队,黑社会就一定会闹事)。
人体真奇妙,免疫很神奇。免疫系统纵向上有内在的指挥体系,即免疫系统→免疫器官(中枢免疫器官和周围免疫器官)→免疫细胞→免疫分子,层次分明,指令清晰;另一方面,整个系统在横向上互相配合,协同作战,构成一个立体的、全方位的保护机体王国的免疫军事力量。