人类靠什么抵御外界来的侵害?尽管很早就学会利用皮毛、骨骼、金属,使得身体能够对抗那些「看得见」的侵害。然而,那些「看不见」的伤害怎么办呢?
尼安德特人 查尔斯 R.奈特Le Moustier Neanderthals by Charles R. Knight,1920
早在石器时代,人们就自以为找到了答案——一定是外界的邪魔入侵到人体之中,所以人才会生病。怎么解决这个问题呢?当然是把邪魔驱赶出去,比如说著名的钻颅术,就是在人脑袋上开个孔,让邪魔滚出去。治疗的主要手段就是靠巫祝们举行的这些「占卜」或「驱魔」,原始社会医学都是本着这个思路进行的。
被实施过钻颅术的颅骨,出土于山东省广饶傅家大汶口文化遗址,距今5000年左右
到了古希腊,希波克拉底带着四体液理论登场了。他认为,疾病并不是「天谴」或者超自然力量所致,而是与人所处的环境,饮食和起居习惯相关。人体内的体液处在平衡状态的时候,人就是健康的;而在外界的刺激下,体液不平衡了,人就会生病。比如说人发烧了,就会面红耳赤,希波克拉底认为这是血液过多导致的,所以只要放血就能解决这个问题。
四体液理论
罗马帝国崩裂带来的动荡同时反映到了经济文化上。尽管有着贵族世家和教权对文化的传承保存,但单说在疾病的认识和防治上,还是倒退回了「附身」和「驱魔」的程度。这与基督教兴起也不无关系——驱赶邪魔的手段也都带上了宗教色彩,向上帝和圣母祈祷肯定是可靠的,而那些基督教圣徒的遗物也有强大的治疗效果。
藏于西班牙圣伊西德罗基督教堂博物馆的圣杯
可惜,14世纪的大瘟疫彻底摧毁了这种基督式的田园牧歌景象。人们发现天主并不拯救自身于苦难之中,教权的萎缩给了世俗政权机会去争取民心,并扩大影响力。一国之君从教宗手中接过「神在人世间的代言人一职」,接管一切的同时也意味着对这一切负责。随后很长一段时间内,「国王之触」「国王祝福」都是很重要的治疗结核病和麻风病的手段。
14世纪肆虐的黑死病
17世纪,微生物学的先驱列文虎克用自制显微镜观察到了细菌等微生物个体。人类终于不得不承认一个事实:多年来的想法全都是错的,真正保护我们抵御「看不见」的敌人的功臣是免疫系统。那么,到底什么是免疫系统呢?免疫(immunity)这个词源自拉丁文,意思是免除赋税,后来科学家把这个意思引申为免除瘟疫。简单地说,免疫系统就是负责消灭那些外来危险因素的体系。免疫系统的本质特征,就是识别「自我self」和「非我non-self」。对于自己身体来说,免疫系统当然是不会攻击的,这个就叫免疫耐受(immune tolerance)。但凡是遇到外来的东西,免疫系统就会毫不留情地攻击,比如说器官移植就会引起排异反应。在一些特殊的情况下,免疫系统会把自己身体的细胞错认为是外来的,也会发起攻击,这个就是所谓的自身免疫疾病(autoimmune disease)。
系统性红斑狼疮(SLE)
对于免疫系统来说,有两种对抗病原体,第一种是固有免疫(又叫非特异性免疫、天然免疫),是人生下来就有的。固有免疫是人体抵抗病原体的第一道防线,具体而言包括吞噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞、γδT细胞,以及B1淋巴细胞等。这些细胞虽然用途不一样,但它们共同的目的就是抵御我们面对的大部分病原体。
免疫细胞捕获病毒示意图
只有这一道防线当然是不够的,除了它我们还有另外一条防线,叫做适应性免疫,也叫特异性免疫、获得性免疫。在外来的病原体之中,存在能成为靶向分子的外源性物质,这就是我们常说的抗原。而抗原遇到免疫系统之后,会产生适应性免疫,这个过程主要靠淋巴细胞及其产物。在淋巴细胞里,跟适应性免疫有关的是B细胞和T细胞,而B细胞能合成并分泌出一些特殊的分子,这些分子能特异性识别抗原,并且中和抗原的传染性,这类分子就是我们熟悉的抗体。因为抗体能在体液里中和病原体的毒性,所以这种免疫就叫做体液免疫,它和细胞免疫都是适应性免疫的一部分。
B细胞(骨髓依赖淋巴细胞)与T细胞(胸腺依赖淋巴细胞)
而既然适应性免疫的特点是特异性,所以抗原和抗体之间的搭配也是固定的。也就是说,A抗体只能识别和结合A抗原,而对其他的抗原是没有作用的。我们常听到注射「免疫球蛋白」又是什么东西呢?它是一种特殊的球蛋白,不但具有抗体活性,而且跟抗体的结构非常类似。所以免疫球蛋白的作用跟抗体一样,它们都是介导体液免疫的重要效应分子。也就是说,免疫球蛋白的特异性也很强,打一针免疫球蛋白确实提高了免疫力,但仅仅是提高了针对某一种病原体的免疫力,比如说我们在受到开放性创伤后,会打「破伤风免疫球蛋白」,它就能且只能针对破伤风发挥作用。
破伤风免疫球蛋白
既然是这样,我们能不能在遇到病原体之前,就让身体里产生抗体呢?可以,疫苗就是这个作用。疫苗可以理解为弱化了的病原体,免疫系统虽然没见过病原体,但是一样能产生抗体,再遇到病原体的时候自然不慌了。比如将与天花病毒具有相同抗原性质的牛痘病毒引入人体,也就是接种牛痘苗后,人就同时获得了对天花病毒的免疫力。
爱德华·詹纳的牛痘接种法
然而大自然从来都不允许完美无瑕的存在,免疫系统一样是有漏洞和后门的。一种表现为「缺憾」,即免疫机制没有及时识别有害的抗原,或是不作为,导致机体在被抗原入侵的早期没有及时发出警报。这时候个体会错误的以为自己的状态良好,而没有意识到自己被感染的事实。如果是一些年轻莽撞,不懂得可持续发展的病毒,就可能会在后期系统病发时导致严重后果,甚至是宿主死亡。相反,一些懂得生存经营之道的病毒会看得更长远,选择对宿主侵害较小的方式来繁殖自我。这使得一些个体可以是病毒的终生携带者,而不发病。
一般人感染了“乙肝病毒”,2/3可以终生携带不发病,1/3会发展为慢性肝炎,这1/3中又只有1/3有继续发展为肝硬化或者肝癌的可能
据统计,我国约十分之一人可能携带乙肝病毒
漏洞的另一种表现为「过满」,即免疫机制过分敏感,使得它对一切体系中存在的扰动都显得兴师动众。比如,作为一种信号蛋白的细胞因子,作为细胞之间进行信息交互、传达信号的重要部分,在调节和维持整个系统平衡中发挥了很大作用。固有免疫和适应性免疫,其中都有它们参与。白细胞介素、干扰素、集落刺激因子等等,这些都属于细胞因子。但是当免疫机制反应过度,在整个信号指挥系统中获得的权重过大时,就会导致这种平衡被打破,进入紧急戒备模式。
细胞释放细胞因子 Cytokine release
如同这次新冠肺炎疫情中,经常听见一个词叫「细胞因子风暴」。一些病人在严重的免疫应答反应中释放了过量的免疫因子,导致血管壁的透过性过强,甚至渗出血浆和血细胞,最终死于多脏器的水肿和衰竭,而这与严重过敏反应的死因是类似的。
过敏性血管性水肿导致这个孩子的眼睛睁不开
多器官衰竭
这意味着,免疫系统如果火力全开,我们的身体可能根本承受不了。所以,并不是免疫力高就一定是好事。同时,你会发现,琳琅满目的,号称「全面提升免疫力」的各种保健品,可能仅仅是让你交份智商税而已。