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发布时间:2020-07-07 12:42:35

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作者:王易

出版社:中国中医药出版社

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话说免疫

话说免疫试读:

作者的话

有道是“国危思良将,家贫念贤妇”,这些年来,随着各种各样感染性疾病与免疫性疾病在人类疾病谱中所占比重愈来愈高,人们对“免疫”一词的关注程度也愈来愈强烈。但与大众的这种关注与求知欲望不对称的是,免疫学却依然被禁锢在免疫学家的实验室与书斋中,不能直面大众的心理需求,未能及时将免疫学这朵生命科学百花园中的奇葩奉献给广大渴求免疫学常识的读者手中。

与这种情形形成鲜明对照的是,许多商家却利用了人们对“免疫”的崇拜和无知,竭力以提高“免疫力”为幌子,推销其产品,使上当受骗者不绝于道。而且因为免疫学未能在我国知识界内真正的达到常识化,作为大众传播工具的媒体也常常起着误导大众、以讹传讹的推波助澜作用。

有鉴于此,作者决定将自己多年从事免疫学教学的一点积累与心得转化成一本带有科普性质的大众读物,借一支秃笔、几片稿纸,把免疫学的来龙去脉作一个简略的交代,希能满足渴求免疫学常识的读者的期待。

免疫学历来被认为是一门专业性极强的生命学科,目前还太缺乏将免疫学常识化的尝试。但这并不意味着这个学科就注定要与大众绝缘。受《品三国》与《论语心得》的启发,作者不揣冒昧、不避愚陋,抛出一块引玉之砖,希望拙作能够受到读者的青睐,也希望有更多的免疫学专业工作者投入到免疫学常识化的探索中来,为普及免疫学以及其他生命科学的前沿知识,为提高我国的国民科学素养而共同努力。作者于二○○八年一月第一章赋税与免疫

拉丁语Immune一词,原意为免除赋税。那么这赋税与免疫之间究竟有何瓜葛呢?一IMMUNE溯源“免疫”译自拉丁语Immune一词。而Immune一词的字面含义原为免除赋税。那么这赋税与免疫之间究竟有何瓜葛呢?

在历史的长河中,这样的场面屡见不鲜,一场“大疫”过后,多少人被“瘟神”夺走生命,多少户家破人亡。一时间“千村霹雳人遗矢,万户萧疏鬼唱歌”。然而在这一片肃杀中,也总会留下一线生机,有些患者会侥幸活下来,尽管这些人可能留有残疾,但如果在他们的余生中再经历一次相同的瘟疫时,就能平安度过了。古代西方学者在描绘这种现象时借用了拉丁语词汇“Immune”。不过在这里,被免除的不是钱粮徭役,而是患病的不幸。古代西方学者之所以会将疾病的痛苦与赋税联系在一起,是因为这植根于他们的宗教文化,在古代希腊神话与基督教《圣经》中,疾病是人类反抗神祇后付出的代价。“潘多拉”盒子及亚当、夏娃们失乐园的故事都是明证。原来在希腊神话描述的“黄金”、“白银”时代,在  《圣经》记载的伊甸园中,人类是不知疾病为何物的。但自从普罗米修斯将火种盗入人间,亚当、夏娃被逐出伊甸园后,人类就开始受到疾病的袭扰。当人类的文明进步还不足以与强大的病魔相抗衡时,人类不得不违心地向“诸神”或“上帝”交纳“赋税”——罹患疾病。而侥幸躲过了疾病,自然就被视为是免除了应缴的“赋税”。

尽管我国古代对于瘟疫的理解与古代西方的宗教文化有着很大的差别,但在我国的民俗中亦将疾病敬若神明,封为“瘟神”、“痘花娘娘”,顶礼膜拜。将患者视作祭祀“瘟神” 的“牺牲”。这一点与古代西方的认识是异曲同工的,同样反映了处于早期文明阶段的人类之愚昧与无奈。

虽然,关于疾病与“赋税”的联系反映了人类早期文明阶段的愚昧与无奈,但将免税与不再次罹患瘟疫相联系的天才创意,却记录下了一种极为重要的生命现象——免疫,也为人类留下了一个非常重要的词汇——Immune;并由此逐步形成了一们重要的生命科学——免疫学(Immunology)。到了近代,西风东渐,Immune一词也随着现代科学输入中国,聪明的中国学者从中国古代的医书中找出“免疫”(一般认为“免疫”一词最早见于《免疫类方》一书)一词,就作为Immune的译名了。传说中的潘多拉和她的盒子二从“人”到“牛”流传于我国民间的瘟神像

勤劳、勇敢的中华民族是历史上第一个自觉地将“免疫”现象应用于防病实践的民族。早在公元11世纪,相传北宋丞相王旦因其长子死于天花,悲痛万分,念及“先天下之忧而忧”,于是遍招天下名医、术士研讨防治天花之方,终得一位峨眉山道姑所献之“种痘”方。据考,所谓“种痘”之术,就是将收集的天花患者之痂皮研细后,用吹管吹入未患天花之人的鼻腔(也可在被施术者的皮肤上割个口子,敷上研细的痂皮)。经数日,被接种者即可出痘(类似出天花,但症状极轻,无大碍)。如此,则经“种痘”者,再也不患天花。民间种痘医生之有心得者,又将所种之“痘”分为“时苗”与“种苗”,前者指直接从天花患者身上采得的痂皮,后者指“种痘”者出痘后取下的痂皮。显然,“种苗”较之“时苗”更为安全(已类似今天的减毒活疫苗)。这类“种苗”为民间种痘医生祖辈相传。至明代,“种痘”之术日趋成熟,在我国广为盛行。及至清代,满族入关后,很快便接受了这一预防措施,“种痘”成为清廷大内的例行之术,故清代皇室自康熙之后鲜有患天花者(同治帝因得性病早夭,清廷对外宣称系死于天花,后世治史者皆斥其伪,成为清史一大公案)。由此可见,我国的“人痘”接种之术至清代已趋于完善。令人扼腕的是,那些集数十代人之心血培育成的天花疫苗今天都已失传。如可使之复现,则列为我国古代的第五大发明,当之无愧。

在中国历史上,明朝初叶是继唐朝之后,中外文化交流最为广泛的时期。随着西方传教士对中国文化的深入了解,许多被他们视作有价值的中国传统技艺,都经由他们传播到世界各地,尤其是与中国有传统经贸往来的中近东地区。这里也包括了“种痘”之术。而“种痘”之术传入欧洲,则得力于一位在欧洲外交史上具有传奇色彩的人物,英国驻土耳其大使的夫人—— 蒙塔古夫人(Lady Mary Wortlcy Montagu)。正是由于这位夫人的竭力倡导,在不列颠群岛上兴起了“种痘”之风。可惜,由于对中国“种痘”之术的一知半解,英国的种痘师们不解“种苗”、“时苗”之分,使得“种痘”在英国成了一种成功率不高,而危险性又很大的方法,不能为广大民众所接受。最终遭到禁止。尽管如此,还是有不少种痘师们冒着触犯法律的危险,偷偷从事“种痘”,并把这门技艺传入北美殖民地。据史载,美国独立战争期间,波士顿地区恰值天花大流行,英国军队主动撤出该地区,企图将华盛顿领导的“大陆军”诱入天花的陷阱,以此消灭“大陆军”主力。而曾经患过天花的华盛顿窥破了英军的阴谋,命令随军牧师在“大陆军”中普遍接种“人痘”,提高军队的免疫力,并顺利占领了具有重要战略意义的波士顿地区。这成为世界战争史上主动利用免疫方法帮助赢得战役胜利的典范。中国古代的人痘接种詹纳在接种牛痘

1796年,作为免疫学的纪元之年被记录在史册。在这一年,英国格罗斯特郡的一个乡村医生兼种痘师詹纳(Edward Jenner)从一名挤牛奶的女工患了牛痘的手指上挤出了一点液体,再给一个叫菲普斯(James Phipps)的8岁男孩作了接种。48天以后,詹纳又将取自天花病人的浆液接种给了菲普斯。他成功了,菲普斯没有感染上天花。詹纳将整个的实验过程和实验方法写成了一本小册子,并为全人类提供了第一个科学意义上的疫苗——牛痘。但在当时,詹纳的工作并未受到重视,即使在牛痘接种为整个欧洲所接受时,也是如此。1813年,当有人建议将詹纳选为伦敦皇家内科学会会员时,遭到了反对,理由是詹纳的实验违背了希波克拉底誓言。

历史是公正的,一百五十年后,当著名的法国微生物学家巴斯德成功制备了鸡霍乱疫苗时,首先想起了詹纳,为了纪念詹纳的伟大贡献,他将疫苗接种称为“种牛痘”(vaccinate),而相应的名词——vaccine就成了现在所有疫苗的通称。詹纳也成为今天许多本免疫学教科书中的“首席免疫学家”。由詹纳开始书写的“免疫学”已经成为今天生命科学中最灿烂夺目的篇章之一。三丰碑无数

在过去的二百余年里,免疫学曾经为挽救人类的生命、维护人类的健康贡献过许多杰出的理论和方法。这从百多年来诺贝尔医学生理学奖的颁发中便可略窥一斑。

1901年首次颁发的诺贝尔医学生理学奖,授予了德国军医贝林(Emil Von Behring)。颁奖证书上获奖的理由是:“奖励他从事的——主要是针对白喉的血清疗法。由此,他在医学科学的一个重要领域内开辟了一条新路,并将一件抗御疾病与死亡的制胜武器交到了临床医生的手中。”就在1891年,贝林用他研究的血清疗法成功地拯救了一个白喉患儿(当时,仅在德国每年就有超过5万名的患儿死于白喉)。贝林的实践是人类开始自觉运用免疫学的成果挽救生命的创举。直至今天,我们在使用的白喉抗毒素、破伤风抗毒素、肉毒抗毒素以及抗蛇毒血清、抗蜘蛛毒血清都受惠于贝林在一百多年前的发明。而且,当发生了一些人类尚不能认识的传染病,而又缺乏有效的治疗手段时,使用康复者的血清至今依然是一种值得尝试的治疗方法(2003年,在北京的医院中就进行了以SARS康复者血清进行治疗的尝试)。研究抗血清疗法的贝林工作中的艾尔利希

1908年的诺贝尔医学生理学奖授予了两位对“免疫力”做出定义的伟大学者——俄国人梅契尼可夫(Ilya Ilyich Mechnikov)和德国人艾尔利希(Paul Ehrlich),尽管他们的见解是如此之不同。梅契尼可夫,作为一个动物学家和比较解剖学家,着眼于细胞吞噬现象的研究(他发现了吞噬现象,并将其命名为“吞噬”),当他发现接种给动物的梅毒病原体,因为细胞的吞噬作用而消失后,得出了机体的免疫力主要来自于细胞的吞噬作用的结论,并将其叫做“细胞免疫”。而艾尔利希则帮助贝林完成了抗毒素的定量研究,使得血清疗法成为一种真正实用的治疗手段。从这些研究中,艾尔利希看到血清是机体抵抗毒素作用的主要物质,于是他认为“免疫力”主要来自体液。但同时他也以化学家的睿智,预见到了抗毒素与毒素之间的特异性相互作用源于他们化学结构的匹配。他又以组织学家的深邃,洞察到存在于血清中的抗毒素可能来自细胞。艾尔利希设想这些抗毒素都是悬挂在细胞上的“树枝”,由此提出了在免疫学中名闻遐迩的“侧链学说”。即使在一百多年后的今天,这个学说依旧魅力不减。不过在一百多年后的今天,免疫学已经将梅契尼可夫和艾尔利希两种在当时看来是相互对立的学说调和到了一起,因为无数的研究结果显示,在机体的“免疫力”中既有细胞的贡献,也有抗体的功劳。我们现在把他们分别称为“细胞免疫”(当然这已经不再是梅契尼可夫当年的含义)和“体液免疫”。

1913年,法国人吕歇(Charles Rorbert Richet)获得了当年的诺贝尔医学生理学奖。吕歇是一名家学渊源的生理学家和实验病理学家。他长期从事生理与病理状态的对比研究。他用海葵(一种海洋软体动物)的浸出液给狗注射,海葵浸出液是一种毒素,一定的剂量可使狗死亡。但由于生物的个体差异,在同一剂量下,总会有一些狗存活下来。按照推论,给这些狗再次注射海葵浸出液,机体的免疫机制理应产生针对海葵浸出液的保护作用。可是当吕歇再次给狗注射了小剂量海葵浸出液后,一种意想不到的结果出现了,呕吐、血性腹泻、晕厥、神志丧失、窒息,直至死亡。这种现象被称为anaphylaxis,意为“无保护反应”(后来被译为“过敏反应”)。这个现象也同时被阿瑟斯、罗斯瑙和安德森等人予以报告,可以引起过敏反应的,包括牛奶、血清、鸡蛋、肌肉浸出液等多种生物源性的物质。吕歇对过敏反应现象作了如下的小结:“对先期注射过的物质较新注射的物质更为敏感;再次注射所引起的症状与第一次注射所引起的症状毫无相同之处,且表现得突然,以神经兴奋性降低为主;过敏症状的出现往往需要3~4周的诱导阶段。”吕歇明确地将这种现象的发生与引起过敏反应的物质的抗原性联系在了一起。吕歇的发现告诉人们,免疫力不仅具有保护机体的作用,还有造成机体损伤的另一个侧面。

1919年,比利时人鲍台特(Jules Bordet)因为发现与免疫力有关的新的血清成分而获得诺贝尔医学生理学奖。鲍台特所发现的东西被称为“补体”,顾名思义,因为这个成分能够对抗体的作用起到补充。鲍台特巧妙构思的实验所得出的结果,也在更深的层面上使人们意识到免疫力构成之复杂性和对其认知的艰难性。

1930年,诺贝尔医学生理学奖的颁奖词上极为简单地写道“for his discovery of human blood groups”(因为他发现了人类血型)。但这个奖项获得者——奥地利人兰德斯坦纳(Karl Landsteiner)所作出的贡献却是划时代的。早在1875年,兰道斯(Landois)就已经报道,当病人接受动物的输血后,这些异种的血球就会在血管内聚集、破裂并释放出血红蛋白阻塞血管。1901年,兰德斯坦纳发现,类似的反应也可出现在接受了他人输血的患者身上,并常能引起休克、黄疸、血红蛋白尿等被称为输血反应的临床表现。通过反复比较后,兰德斯坦纳将人类的血型分为四种,这就是我们今天已经熟知的A、B、O、AB四种血型。并且指出前述的输血反应主要出现在输血者A、B血型不合的时候。其原因是机体内具有针对其他血型的抗体。兰德斯坦纳的发现解决了临床医学上很长时间悬而未决的安全输血问题,为现代外科学奠定了坚实的基础。兰德斯坦纳发现的意义还不止于此,血型抗原的发现第一次从免疫学的角度说明,机体的免疫力不仅可排斥来自异种的物质,也排斥来自同种异体的物质,总之,排斥一切“非己”的东西。然而,兰德斯坦纳的获奖在某种意义上也宣告了一个时代的终结。在诺贝尔医学生理学奖颁奖的第一个三十年中,免疫学与病原生物学尽领风骚,可以毫不夸张地说,那是一个免疫学的黄金时代。但这个时代却随着兰德斯坦纳的获奖而终止了三十年,因为人们觉得关于“免疫力”的构成与作用似乎已被了解得淋漓尽致了。发现人类血型的兰德斯坦纳人类的ABO血型系统

1960年,在销声匿迹三十年之后,免疫学又回到了诺贝尔医学生理学奖的颁奖台上。这次的颁奖词更为简短,“for discovery of acquired immunological tolerance”(因为获得性免疫耐受的发现)。但阔别三十年后的“重出江湖”毕竟不同凡响,由澳大利亚人伯纳特(Sir Frank Macfarlane Burnet)和英国人梅德沃(Peter Brian Medawar)共享的这个奖项为免疫学树立了一座崭新的里程碑。梅德沃是一位实验动物学家,他的职业就是和各种品系的小鼠打交道。在他的实验中,将不同品系成年小鼠的皮肤、淋巴细胞相互移植或输入后就会相互排斥。但如果把这些组织和细胞注入到不同品系小鼠的胚胎中,这些小鼠出生后,就不会再对胚胎期所接受过的另一品系的组织和细胞产生排斥。这种现象称为获得性免疫耐受(acquired immunological tolerance)。正是这一现象的发现使得免疫学发生了翻天覆地的变化,并为日后免疫学脱离微生物学(在此以前,免疫学始终未能摆脱作为微生物学附庸的地位),形成独立学科奠定了牢固的基础。而伯纳特的天才贡献则在于他对这个现象作出了绝妙的解释,并由此提出了一个极富想象力的假说——“克隆流产学说”,用以说明免疫系统是如何来分清“我”与“非我”的。自此,免疫学重新恢复了在诺贝尔医学生理学奖颁奖台的主导地位,在以后四十年的颁奖台上,英姿屡现,气贯长虹,成为生命科学领域中的前沿学科之一。值得一题的是,无论是梅德沃,还是伯纳特都不能算作纯粹的免疫学家(后者是一位经典意义上的病毒学家)。1960年的诺贝尔医学生理学奖只可以视做是一个“非职业性的发现”,这却应了中国的一句成语——“它山之石,可以攻玉”。

1972年,美国人爱德曼(Gerald M.Edelman)和英国人波特(Rodney R.Porter)因为对免疫球蛋白(抗体)化学结构的发现而获得诺贝尔医学生理学奖。无独有偶,在此前三年,1969年5月国际免疫学联合会宣告成立。以此为标志,免疫学作为一门独立学科屹立于生命科学的前沿。爱德曼和波特的工作既在蛋白质化学的研究史上写下了浓墨重彩的一笔,也在免疫学的研究领域内具有承先启后、继往开来的意义。从此,免疫学告别了对现象的表面观察、再以天才的想象力建立各种“假说”的时代,进入了以细胞和分子为研究对象的实证研究的时代。从某种意义上说,现代免疫学在这一阶段中所从事的许多研究开启了以后细胞生物学和分子生物学的先河。

在研究的目标与对象发生改变后,提供新的研究方法和手段就成为最为迫切的需要。1977年诺贝尔医学生理学奖获奖者之一耶若(Rosalyn Yalow)——一位杰出的美国女性,正是提供了一种称为“放射免疫分析法”的研究方法而登上领奖台的。“放射免疫分析法”的出现,不仅为微量生物活性物质的测量提供了一种极好的方法,更为重要的是它将生命科学研究和临床检测中所依赖的一种十分重要的检测手段——免疫学检测发展和提高到了一个全新的境界,使得免疫学检测能够与日新月异的生命科学研究并驾齐驱。

1980年两位美国科学家贝纳斯拉夫(Baruj Benacerraf)、斯耐尔(George D.Snell)和一位法国科学家道塞(Jean Dausset)分享了这一年的诺贝尔医学生理学奖。因为他们对发现细胞表面存在的一个与免疫应答关系十分密切的分子——MHC分子做出了杰出的贡献。由于这个分子的发现使得当时存在的几乎所有的有关免疫学的困惑都找到了答案。而且也为临床进行的组织器官移植从理论上铺平了道路。这个发现已经成为现代免疫学构成中的主要支柱。

1984年的诺贝尔医学生理学奖,授予一种理论和一种方法——由丹麦人耶内(Niels K.Jerne)提出的免疫网络学说,这个学说可以说是一种起源于中国的“相生相克”的哲学观点的最现代化、最专业化的翻版。而由德国人柯勒(Georges J.F.Köhler)及阿根廷人密尔斯坦(César Milstein)建立的一种方法——杂交瘤技术,则使免疫学家可以随心所欲地获取各种“极纯”的单克隆抗体,使研究、诊断,甚至治疗都将发生革命性的改变。

1987年日本人利根川进(Susumu Tonegawa)成为免疫学领域中诺贝尔医学生理学奖获得者中唯一的一位东方人。他的发现解释了“抗体的多样性”,即为什么机体的淋巴细胞能够形成针对如此众多的外来“侵袭物”的不同抗体的机理。当然这个发现的意义还远远超出了免疫学的范畴,它还为基因如何编码蛋白质提供了一种全新的诠释。

1990年,诺贝尔医学生理学奖再次青睐免疫学,两位美国医生默里(Joseph E.Murray)和托马斯(E.Donnall Thomas)因为对器官与细胞移植所作的贡献而获此殊荣。

1996年,澳大利亚人道黑迪(Peter C.Doherty)和瑞士人辛克内格尔(Rolf M.Zinkernagel)在完成了一项堪称经典的免疫学实验后二十多年,获得了诺贝尔医学生理学奖。他们的实验“发现了细胞免疫防御机制的特性”。更为重要的是,这一实验揭示了MHC分子真实的生物学意义,使得原本轮廓模糊的免疫应答过程变得清晰明确。

仅从这百年诺贝尔医学生理学奖的颁奖史中,我们已经不难体会免疫学在近一百年,特别是近三十年来在生命科学领域中所占据的重要地位(就获奖的数量与质量而言,任何一个其他生命科学的分支领域都不能望其项背)。无怪乎免疫学成了今天许多人渴望了解的一门科学知识,也成了许多商场投机者试图藉以发财的“幌子”。为了满足人们了解生命奥秘的渴望,为了避免被当作“羊头”挂起来的可悲,免疫学的常识化—— 走出“象牙塔”,走向大众,正此其时也。第二章固有与习得“免疫力”是进化过程在生物体与其生存的严酷环境间筑就的一道屏障。它保障了生物种群的繁衍和生物个体的独立性。一天工造化

在整个生命的演化进程中,每一个生物种群需要保持繁衍,每一个生物个体需要保持独立(这也是种群繁衍的需要),就必须在个体与严酷的环境(尤其是生物环境)间构筑一道屏障。这种屏障随着生物体的进化,逐渐演变为我们今天称之为“免疫力”的东西。

在高等动物,包括我们人类在内,“免疫力”可以分成两个部分。一部分是因为在长期的物种进化过程中积累起来的。譬如,当年梅契尼可夫曾经观察过这样的现象,把一根竹刺刺入海星的体内,海星就会慢慢地将竹刺包裹起来,并最终排斥到体外。如果把竹刺换成了木刺或是铁丝,海星也仍然会如法炮制,直至将这些异物排除到体外。并且所有的海星,也无论它事先是否有过这样的经历都会本能地履行这一“程序”,因为这个本能是与生俱来的。这种与生俱来的保护与排斥的能力就叫做“固有免疫” (innate immunity)或“先天性(天然)免疫”。显然,这样的保护与排斥能力是不分青红皂白的,因此也叫做“非特异免疫”。例如,人体的皮肤可以阻挡各种类型的细菌的侵入、眼泪和唾液中的某些酶类可以溶解多种多样的致病菌、而由细胞分泌的叫做“干扰素”的低分子量蛋白质可以使绝大多数的病毒望而止步、具有吞噬能力的细胞可以将一切它认为可以吞噬的颗粒统统吞入“腹内”。这些都是先天性免疫的范例。提出“细胞免疫”的梅契尼可夫

高等动物“免疫力”的另一部分称为“适应性免疫”(adaptive immunity)或“获得性免疫”,顾名思义,这样的“免疫力”是必须通过“学习”才能获得的,而这个“学习”过程可能是十分痛苦,甚至是需要付出高昂的代价的。俗话说“一分价,一分货”,“获得性免疫”较之“先天性免疫”无论在效力还是在效率上都具有悬殊的优势。一般而言,如果一种感染性疾病能够使患者产生有效的“获得性免疫”,那么,患者痊愈后就不再会罹患同样的疾病(如前所述,这个规律早在数千年前,已经为我们的祖先所认识,并由此产生了“免疫”的概念),而“先天性免疫”却鲜有这样的作用(几乎所有的感染性疾病都首先要和“先天性免疫”打交道,结果是疾病仍然发生了)。细心的读者读到此处也许可以体会到,原始的“免疫”概念实际上仅指“获得性免疫”。那么,获得性免疫为什么具有如此的效力和效率呢?那是因为获得性免疫具有两个特点,一是特异性,指的是它只针对特定的对象,例如由天花引起的获得性免疫只能抗御天花,却不能抗御霍乱,反之亦然。如同一把钥匙只能打开一把锁(获得性免疫也叫做“特异免疫”)。二是记忆性,即获得性免疫能够记住“学习”过的东西,当再次发现这些东西时,能够迅速形成强有力的保护和排斥作用。诚然在生物体内的先天性免疫与获得性免疫是浑然一体、相辅相成、不可割裂的,尽现了进化过程的“天工造化”。正在吞噬细菌的吞噬细胞二学以致用

解剖学的鼻祖们出于“历史的无知”,曾经忽视了“免疫系统”在解剖学上的存在。这个错误持续了足够长的年代,也阻碍了人们对“免疫”现象与免疫功能的深入了解,或许这也是直至今日“免疫学”还不能走出“象牙塔”的一大“祸根”。直到1957年,一位叫葛里克(Glick)的生物学家才在鸡的身上找到了一种免疫器官,那是位于禽类泄殖腔(俗称“鸡屁股”)上的一个囊状结构,学名叫“腔上囊”。为了证明这是一个免疫器官,科学家们在鸡胚中选择性地破坏了这个结构,长大后的鸡便失去了产生抗体的能力,不过这些鸡的淋巴细胞还是存在(此前,人们已经了解到抗体是由淋巴细胞所产生)。这个发现提示了科学家,淋巴细胞可能不都是一模一样的,至少其中有些可以产生抗体,有些则不能。随之,密勒(Miller)和古德(Good)发现无论是小鼠抑或是人,其胸腺都对淋巴细胞的形成有着重要的作用。1962年以后,沃纳(Warner)、辛伯格(Szenberg)发现由于失去腔上囊而不能产生抗体的鸡,却依然可以发生移植排斥现象。因为这些研究和发现,有关淋巴细胞异质性的“图像”逐渐被清晰地勾勒出来。原来机体内的淋巴细胞至少可以分为三群。其中一群是在“腔上囊”这样的免疫器官中发育成熟的,这群淋巴细胞成熟后,一旦受到“抗原”(就是能够让淋巴细胞识别的异物)刺激便能产生抗体。这群淋巴细胞就叫做“囊(Bursa)依赖的淋巴细胞”,简称B淋巴细胞。当然这种“腔上囊”在哺乳动物身上是不存在的,唯一可能具有腔上囊样作用的器官(也叫“类囊器官”)是骨髓(bone marrow)。所以“骨髓依赖的淋巴细胞”仍然称作B淋巴细胞。另一群的淋巴细胞的发育成熟场所是胸腺,按规矩叫做“胸腺(Thymus)依赖的淋巴细胞”,简称T淋巴细胞。这群淋巴细胞成熟后不能产生抗体,但能够用其他形式完成保护和排斥功能。第三群的淋巴细胞其发育成熟既不依赖胸腺,也不依赖类囊器官,因此很自然地被称为“非T非B淋巴细胞”。

B淋巴细胞赖以发育成熟的类囊器官(骨髓)和T淋巴细胞赖以发育成熟的胸腺都是确凿无疑的免疫器官,因为他们提供了“免疫力”的主要体现者——淋巴细胞发育成熟的场所。这样的免疫器官称为“中枢(一级)免疫器官”。不过中枢免疫器官不仅仅是座“保育院”,同时也是所“学校”,而且是所相当严格的“学校”。在那里T、B淋巴细胞需要学会如何区分“我”和“非我”。只有当T、B淋巴细胞学会如何区分“我”和“非我”之时,才允许他们“毕业”,成为捍卫“自我”的坚强战士。而对于那些分不清“我”和“非我”的细胞,“学校”实行严格的淘汰制。据实验统计分析,胸腺这所“学校”的淘汰率高达95%。电镜下的淋巴细胞

取得了“毕业”资格的成熟T、B淋巴细胞离开中枢免疫器官后,就分布到了全身的淋巴组织——包括淋巴结、脾脏、黏膜相关淋巴组织以及皮肤相关淋巴组织中。这些淋巴组织称为“外周(二级)免疫器官”。外周免疫器官提供了成熟T、B淋巴细胞施展其才华的场所,是淋巴细胞们居住和工作的地方。从解剖学角度看,外周免疫器官特别是淋巴结就像是密布于全身“交通要道”上的“检查站”,从不同途径侵入机体的“不法之徒”总会路过其中一地。于是,驻扎在这些“检查站”内的T、B淋巴细胞就能及时捕获到“入侵”的信息,并做出积极的反应,以履行保护“我”和排斥“非我”的职能。外周免疫器官就成了T、B淋巴细胞建功立业的战场。当然为了尽快清除“祸害”,淋巴细胞们也并非一直守候在外周免疫器官中“守株待兔”,他们也要进入淋巴液与血流作例行的“巡逻”。淋巴细胞们的整个“巡逻”过程叫做“淋巴细胞再循环”。而在每一次具体的“巡逻”中,每个淋巴细胞都是按照机体所发出的“指令”进行有目的的“迁徙”,在现代免疫学中,就把这种有目的的“迁徙”(也包括成熟T、B淋巴细胞离开中枢免疫器官进入外周免疫器官的过程)叫做“归巢”。中枢免疫器官与外周免疫器官

作为维持生物体独立性的屏障,进化为高等动物构建了一个相当复杂的免疫系统(尽管这个系统被早期的解剖学家所遗漏)。除了前面提到过的那些中枢免疫器官和外周免疫器官外,这个系统还包括了各种各样参与免疫活动的细胞(这些细胞按照经典的解剖学和组织学的分类曾经被分别划归几个不同的系统,但绝大多数的免疫细胞都起源于骨髓),以及由这些细胞所产生并分泌的各类免疫分子。三各司其职

进化在构建复杂的免疫系统的同时,也规定了免疫系统各个组成成分之间所要遵守的“游戏规则”和各自应尽的职守。“各司其职”成了免疫系统正常运作和各个组成成分相互协作的最基本的原则。

由皮肤、黏膜(包括寄居其中的无害细菌,这些细菌是在长期的进化过程中与宿主形成了互惠共生的关系,因此也就成了宿主屏障结构的组成)构成了固有免疫的第一道防线,这道防线不加选择地阻挡了绝大多数有形和无形的异物,特别是病原体的侵袭。这一点,或许在具有正常的屏障结构的个体上无从体会,可是一旦“体无完肤”——例如大面积的烧伤发生时,这第一道防线的重要性就会顿时显现,几乎每一个大面积烧伤患者都必须经历一个严重感染(几乎是致命的)阶段,因为他失去了这第一道防线。

固有免疫的第二道防线由机体内具有吞噬能力的细胞和具有非特异性细胞毒作用(意为可以破坏其他细胞)的细胞组成,前者包括单核-巨噬细胞,中性粒细胞;后者包括自然杀伤细胞——简称NK细胞(就是前面已经提起过的“非T非B淋巴细胞”),伽马-德尔他型T淋巴细胞。

吞噬细胞可以凭藉长在细胞膜上的各种“触手”(其本质是一些称为“受体”的蛋白质)去掠取周围的入侵物,并将其吞入。被吞入的异物进入细胞内的一种叫做“溶酶体”的细胞器中,经过许多酶的共同作用,被杀灭、被分解。在这些酶以及酶反应后的产物当中,有些对病原微生物可起到决定性的杀灭作用,例如被称为活性氧中介物(简称ROI)、活性氮中介物(简称RNI)的一组小分子的化合物即是。活性氧中介物包括超氧阴离子()、单态氧()、游离羟基-222(OH)、过氧化氢(HO)、次氯酸(HOCl)、单氯胺(NHC1)等(细心的读者不难看出,这些物质也是我们平时常用的化学消毒剂)。作为消毒剂这些物质可以严重破坏细菌的核酸、膜脂类和蛋白质。活性氮中介物包括一氧化氮(NO)、二氧化氮离子()、三氧化氮离子()。他们同样具有强大的抗细菌、抗真菌、抗寄生虫的作用。活性氧中介物具有极强的氧化能力,且并不具备作用的选择性,即他们既可作用于病原体,也会作用于自身细胞。当作用于自身细胞时,我们称其为“自由基”,已知自由基是造成炎症性损伤、衰老、心脑血管损伤乃至引起肿瘤的“罪魁祸首”。而活性氮中介物则是主要的血管活性介质,在炎症反应中占有举足轻重的地位。吞噬细胞在吞噬、消化入侵物的同时,还承担着“唤醒”参与获得性免疫的淋巴细胞的责任。吞噬细胞的这种“唤醒”功能称为“抗原提呈”。需要指出的是,吞噬细胞吞噬和消化的“积极性”是需要受到来自机体以及被吞噬物所发出的多种信号的激励,其中也包括来自参与获得性免疫的淋巴细胞的信号。

非特异性细胞毒细胞通常是对“蜕化变质”的自身细胞发起攻击。而这些自身细胞“蜕化变质”的原因,可能是感染了细胞内寄生的病原微生物,或者是突变成为肿瘤细胞。在自身细胞“蜕化变质”的过程中,往往会产生一种叫做“丧失自我”的生物学表现,即这些细胞上的“自我”标志不能表达或表达的数量过少,使得参与获得性免疫的淋巴细胞不再能够“识别”他们。于是细胞毒细胞,主要是NK细胞便会对其发起进攻,并使其完全破坏。自身细胞的“蜕化变质”与其“丧失自我”的表现往往不成正比,换言之,当一个自身细胞的生理功能还很健全,但“自我”标志却可能消失,此时便会遭到细胞毒细胞的攻击,如果这种情况涉及到大量的自身细胞,其后果就十分堪忧了。伽马-德尔他型T淋巴细胞是一种能够接受脂类或糖类异物信息的T淋巴细胞(其他类型的T淋巴细胞主要接受蛋白质类异物信息),而许多的病原微生物恰恰就携带有较多的脂类或糖类——而且往往是多种微生物所共有的,这样就使得伽马-德尔他型T淋巴细胞具有较为广泛的“识别谱”。一旦自身细胞显露出携有脂类或糖类异物的“端倪”,伽马-德尔他型T淋巴细胞就会进行攻击。非特异性细胞毒细胞有别于参与获得性免疫的特异性细胞毒性淋巴细胞,他们通常不需要“动员”,就能立即对“目标”发起进攻,是免疫系统组成中的一支“快速反应部队”。但与特异性细胞毒性淋巴细胞相比,他们的攻击效率和精确性就要稍逊一筹,更主要的是他们缺乏迅速扩充“部队”的能力——这常常是制约机体战胜疾病的关键。

许多不同种类的分泌性蛋白质,如补体、溶菌酶、防御素、乙型溶素、白细胞素、干扰素等等构成了固有免疫的第三道防线。其中尤以补体系统与干扰素的作用更为引人关注。也许大家还记得补体是比利时人鲍台特早在上个世纪初叶就发现的血清蛋白,为此他获得了1919年的诺贝尔医学生理学奖。但以后的深入研究发现,补体是一大群具有酶活性的血清蛋白的总称,故而也称为补体系统。这些血清蛋白不但能够帮助抗体摧毁抗原,也能够自发地利用细菌表面的某些糖类结构而激活,以达到消灭细菌的目的。通过抗原抗体而激活补体系统的途径因为被发现得较早(鲍台特发现补体的同时,也发现了这条途径),现在叫做“补体激活的经典途径”。而通过细菌表面的糖类结构而激活补体的途径又可分成两条,选择性地通过甘露聚糖结合蛋白激活的途径就叫“甘露聚糖结合凝集素激活途径”。非选择性地通过表面吸附而引发的补体激活过程叫做“补体激活的替代(旁路)途径”。补体激活的经典途径因为需要属于获得性免疫体系的抗体之激活,故被纳入适应性免疫的范畴。而甘露聚糖结合凝集素激活途径和补体激活的替代途径自然只能属于固有免疫。况且后两条途径在补体的激活过程中还占有主导地位。

1957年发现的干扰素是一种在进化上十分保守的固有免疫因素,人们甚至可以在烟草这样的植物体内找到与干扰素结构和作用都十分相似的抗病毒蛋白。干扰素抵御病毒感染的机制是通过与被感染细胞表面的干扰素受体相结合,启动细胞内在的抗病毒基因编码一系列的抗病毒蛋白,使得进入宿主细胞的病毒不能再复制,从而终止了病毒的感染进程。人体内的干扰素由于编码基因以及蛋白质结构上的差异分成了许多种类,有的叫α干扰素,有的叫β干扰素,还有的叫γ干扰素。不同的干扰素在作用方面也有所不同,α干扰素和β干扰素又叫I型干扰素,具有很强的抗病毒作用。γ干扰素又叫Ⅱ型干扰素,更擅长于免疫调节。现在已经有许多通过基因工程方法生产的干扰素制剂用于临床,他们在治疗病毒性疾病和肿瘤中发挥着作用。顺便说一下,大量的干扰素作用于人体的滋味并不好受,许多人患感冒时出现头痛、浑身不适、肌肉酸痛的感觉就是干扰素释放的结果。

适应性免疫可以算作是机体的第四道防线,但他又独立于固有免疫而自成体系。高等动物的适应性免疫在产生的效应作用上通常分成两部分。一部分表现为抗体的生物学作用,称为“体液免疫”。另一部分则以T淋巴细胞的特异性细胞毒性作用为其表现,叫做“细胞免疫”。

所谓“体液免疫”,顾名思义,它的效应作用主要体现在体液内——细胞外,这是因为抗体是一个分子量很大的球蛋白,不能够自动进入细胞内。因此抗体的职责就是选择性地和细胞外的异物结合,并通过多种方式清除这些异物。对于那些如同孙悟空钻进铁扇公主肚子里那样进入了细胞内的异物,抗体常常显得无能为力。而对付那些进入细胞内的异物,机体主要动用具有特异性细胞毒作用的T淋巴细胞,也就是所谓“细胞免疫”(这里也充分体现“各司其职”的原则)。进化过程在设计“体液免疫”与“细胞免疫”这两种不同的、相辅相成的获得性免疫的作用方式时,也没有忘记使两者相互抑制、相互拮抗。也就是当体液免疫作用得到充分激活时,细胞免疫必然受到抑制,反之亦然。这样做的理由,推想起来可能是为了使“供能”相对集中——机体的免疫反应也是能量消耗极大的生理活动。所以当每一种能够被获得性免疫机制识别的异物(通常称为抗原)进入机体后,机体的免疫系统便会面临一个抉择,是产生以体液免疫为主的激活反应呢?还是产生以细胞免疫为主的激活反应?这个抉择非常重要,有时甚至生死攸关。当然,在大多数情况下,选择总是正确的。不过一旦选择失当,也就是说,应该激活体液免疫的时候,却激活了细胞免疫;或者应该激活细胞免疫的时候,却激活了体液免疫。那么,非但不能形成对机体的保护和对病原体的有效清除,还会对机体自身形成多种损害。临床疾病中的瘤型麻风就是一个很好的例子,麻风分枝杆菌是一种细胞内感染的病原体,要清除这种病原体,需要借助细胞免疫,如果患者在感染麻风分枝杆菌后,可以形成优势的细胞免疫,则临床感染较轻,预后较好,临床分型中属于结核型麻风。如患者在感染麻风分枝杆菌后形成优势的体液免疫,则临床感染较重,预后较差,临床分型中属于瘤型麻风,易于导致毁容、肢残等严重后果。同样的情况也发生在人类免疫缺陷病毒(简称HIV)感染后引起的艾滋病中。在免疫学的术语中,这种选择失误叫做“免疫偏离”。

适应性免疫除了在产生的效应作用上分成“体液免疫”与“细胞免疫”两部分外,在组成上又有“T淋巴细胞介导的免疫”与“B淋巴细胞介导的免疫”之分。所谓“T淋巴细胞介导的免疫”是指受到抗原刺激后的T淋巴细胞经过激活转化成为效应性细胞时所表现的各种生物学作用。成熟的T淋巴细胞根据他们的“相貌”(细胞的“相貌”除了取决于他们在光学显微镜和电子显微镜下的形态,还取决于他们的细胞膜上存在的不同蛋白质的差异)不同分成两大群。一群叫CD4阳性(即这群细胞上表达一个称作CD4的蛋白质)的T淋巴细胞,一群叫CD8阳性(同理这群细胞上表达一个称作CD8的蛋白质)的T淋巴细胞。被抗原激活后的CD4阳性T淋巴细胞可以帮助受抗原激活的B淋巴细胞转化成分泌抗体的浆细胞,并且参与调控浆细胞分泌的抗体类型(人类的抗体有五种不同类型,其生理作用不尽相同);CD4阳性T淋巴细胞还可以帮助抗原激活CD8阳性的T淋巴细胞;CD4阳性T淋巴细胞也可以“激励”巨噬细胞的吞噬、消化抗原的“积极性”;极少数的CD4阳性T淋巴细胞还有特异性的细胞毒作用。综合CD4阳性T淋巴细胞的各种生物学作用,免疫学家把它叫做“辅助性T淋巴细胞”(简称Th细胞),意谓“帮助其他免疫细胞的T细胞”。CD8阳性的T淋巴细胞主要的生物学作用是特异性的细胞毒作用,也就是选择性地去杀伤那些在细胞上表达了“被占领”的信号的自身细胞。故免疫学家把它叫做“细胞毒性T淋巴细胞”(简称Tc细胞)。从T淋巴细胞亚群的不同分工中,体现的仍然是各司其职。与T淋巴细胞的生物学作用相比,激活后的B淋巴细胞的生物学作用显得相当简单,那就是转化为浆细胞,产生抗体。从这里不难看出,“T淋巴细胞介导的免疫”、“B淋巴细胞介导的免疫”和“体液免疫”与“细胞免疫”的概念之间具有很大的重叠性,所以在很多人的眼里,“体液免疫”就是“B淋巴细胞介导的免疫”,“细胞免疫”就是“T淋巴细胞介导的免疫”。

适应性免疫与固有免疫的差别,除了前面说过的“习得性”、“特异性”、“记忆性”之外,还在于参与适应性免疫的两位“主角”——T淋巴细胞和B淋巴细胞在受到抗原的激活后都会出现增殖反应,由一个细胞迅速变成成千上万个一模一样的T淋巴细胞或B淋巴细胞,如此规模的“扩军”保证了对入侵的异物形成数量上的压倒优势(固有免疫的机制中,就缺乏这种增殖现象,故往往不能形成数量上的压倒优势),并能够在最短的时间内清除入侵的异物。虽然我们按照生物学作用上的差异把体内的免疫作用分成适应性免疫与固有免疫,事实上在生物体内两者是浑然一体的。从进化的角度看,在低等生物体内首先存在的是固有免疫机制,而后在固有免疫构成因素的基础上才逐渐进化形成各种适应性免疫的组成成分。即使在高等动物体内,适应性免疫的初次激活仍然需要来自固有免疫组成成分所提供的信息。另外,在适应性免疫机制对抗原的清除过程中,也需要各种固有免疫组成成分的参与,前面所提及的补体激活的经典途径就是一个很好的例证。第三章自我与非我

谁是我们的敌人?谁是我们的朋友?这个问题是生物体安身立命的重要问题。也是免疫系统必须回答的基本问题。一其“性”必异

如前所述,“免疫力”是在个体与严酷的生物环境间构筑起的一道屏障。这道屏障赖以建立的基础则是免疫系统的组成成分,尤其是适应性免疫的组成成分是否能够准确地区分敌我。毛泽东曾经说过:“谁是我们的敌人,谁是我们的朋友,这个问题是革命的首要问题。”这个问题同样也是生物体“安身立命”的首要问题,自然也是免疫系统面临的首要问题。免疫学家在比较了许许多多的实验事实后,发现能够被免疫系统识别和反应的东西都是一些生物大分子,像蛋白质、多糖、核酸等等(而细菌、病毒等病原体也恰恰是由这些生物大分子组成),对于那些分子量较小的化合物,免疫系统通常视而不见。但奇怪的是,高等动物自体不也是由那些蛋白质、多糖、核酸等等生物大分子组成的吗,为什么免疫系统不对自身的这些成分产生识别和反应呢?结论是显而易见的,引起免疫系统的识别与反应的“东西”必须不是属于“我”的。所谓“非我族类,其性必异”,免疫学将这种属性称为“异物性”。有一些实验验证了这种猜想,譬如免疫系统对进化上与自己亲缘关系比较远的东西反应强些,进化上与自己亲缘关系比较近的东西反应就弱些。原因是前者和自己的相似性小些,后者与自己的相似性大些。对于简单点的头脑,问题似乎也就到此为止了。可偏偏残酷的现实容不得简单的头脑。在临床医生们的面前,往往会出现这么一些病因类同、症状迥异的疾病,有些患者脖子粗大、眼球突出、脾气暴躁,或许心脏也会产生一些问题,临床诊断叫做“甲状腺机能亢进症”;有些病人有气无力、肩不能挑、手不能提,到了下午,眼皮就耷拉了下来,严重的甚至呼吸都会感到困难,临床诊断叫做“重症肌无力”;还有些病人莫名其妙地长期贫血,诊断上写着“自身免疫性溶血性贫血”;也有些病人关节红肿、疼痛,行走困难,到了晚期关节变形,手指形同鸡爪,临床称为“类风湿性关节炎”;还有“系统性红斑狼疮”、“特发性血小板减少症”等等,不胜枚举。所有这些让病人闻之心惊,让医生感到棘手的病种。都有一个共同的免疫学称呼——自身免疫病。也都有着一个共同的致病原因——免疫系统对自身的组织器官产生了识别和排斥。面对这种一反常态的挑战,免疫学家不得不去思考这样一个问题——免疫系统判断“我”与“非我”的依据是什么?换言之,免疫系统靠着怎样的机制去辨别这个蛋白质或多糖是“我的”,那个蛋白质或多糖不是“我的”?二“我”自何来

获得1960年诺贝尔医学生理学奖的实验动物学家梅德沃在实验中曾经把成年小鼠的组织和细胞注入到不同品系小鼠的胚胎中,这些小鼠出生后,就不会再对胚胎期所接受过的另一品系的组织和细胞产生排斥。当时称此现象为获得性免疫耐受。与他同时获奖的伯纳特爵士就此提出了一个极富想象力的假说——“克隆流产学说”,这个学说的核心是,假设高等动物的体内存在着无数个(为什么是无数个?伯纳特本人似乎也未必知道,几十年后日本人利根川进解开了这个迷,并因此获得诺贝尔医学生理学奖)可以识别各种各样蛋白质(包括“我的”和不是“我的”)的淋巴细胞克隆(这个词现在非常时髦,当初伯纳特的原意就是指由同一个“老祖宗”细胞分裂增殖后形成的一群细胞),不过在胚胎期这些淋巴细胞克隆只能接触到自身的组织成分(由于母体的庇护作用,外界异物很难接触胚胎),于是只有能够识别“我的” 蛋白质的淋巴细胞克隆才有可能被激活。伯纳特为这些可能被激活的淋巴细胞克隆设想了一个结局——在中枢免疫器官中被扼杀,因为一旦这些淋巴细胞克隆得以成熟并进入外周免疫器官,其后果不堪设想(比伯纳特更早获得诺贝尔医学生理学奖的另一位伟大的科学家艾尔利希也曾经设想过免疫系统识别和排斥自身组织的图景,把他称为“恐怖的自身毒性”)。所以伯纳特只能选择一个可以设想的结局,并称之为“克隆流产”。按照这一设想,在中枢免疫器官中没有被“流产”的淋巴细胞克隆都是那些不能识别“我的”蛋白质的克隆。这样的克隆得以成熟,进入外周免疫器官并完成对不是“我的”蛋白质的识别和排斥。伯纳特用这个学说解释梅德沃的实验,当胚胎期小鼠接受了不同品系小鼠的组织与细胞后,其体内能够识别这些异物的淋巴细胞克隆就被“流产”了。所以这些小鼠成年以后,其免疫系统也就缺少了可以识别在胚胎期接触过的异物的能力。既然梅德沃将此称为“获得性免疫耐受”,伯纳特也就顺水推舟,将他设想的识别“我的” 蛋白质的淋巴细胞克隆的“流产”结果叫做“自身耐受”。提出“克隆选择”学说的伯纳特 发现“获得性免疫耐受”的梅德沃

免疫系统将“我”建立在“无我”之上,伯纳特的奇思妙想真的令人叫绝(这个设想是不是还折射出几分东方思辨哲学的理性光芒)。而更使人拍手叫绝的是,以后的许多实证性研究都证明了这一设想的准确与完美。在伯纳特的这个设想中还有一个十分精彩之处,那就是淋巴细胞克隆对抗原的选择性的识别是建立在自身被选择的基础之上的(这同样充斥着辩证法的光辉),所以伯纳特的学说有时也被称为“克隆选择”学说。

伯纳特的学说无疑是精彩完美的,只可惜完美的学说却不一定能够概括不完美的事实。按照伯纳特的奇思妙想,我们虽然能够了解免疫系统识别“我”与“非我”的机制,但仍然无法解释前面所提到的那些自身免疫病之所以产生的原因。看来要准确区分“我”与“非我”,在实践上远比设想上困难得多。在“克隆流产学说”问世后的更多、更深入的研究告诉人们,原来在胚胎期,机体内有些组织成分是接触不到淋巴细胞的,所以识别这些成分的淋巴细胞克隆就不会被“流产”,并成为成熟的淋巴细胞克隆。而在正常状况下,即使在成年后,在胚胎期不能接触淋巴细胞的组织成分一般也仍然不与淋巴细胞接触,因为他们受到某些生理屏障的保护,这些屏障有些是组织学的屏障(例如不允许淋巴细胞通过),有些是细胞学的屏障(例如细胞表面存在可以使淋巴细胞自动死亡的膜蛋白)。这些由于生理屏障而逃脱了被自身淋巴细胞克隆识别的现象,在免疫学上叫做“免疫赦免”机制。但是一旦这些生理屏障受到破坏(原因可以是多种多样的),那么这些原本受到“免疫赦免”的组织成分就不能再享有“赦免”,而会受到自身淋巴细胞的识别并遭到损伤。例如睾丸,作为生殖器官就享有“免疫赦免”,如果受到过热环境(如洗澡温度过高、衣着不当导致局部散热不良等)的影响或病原体的侵袭(如引起儿童流行性腮腺炎的病毒有时也会侵犯睾丸)就可能破坏“免疫赦免”的机制 — —血睾屏障。其后果是自身淋巴细胞可以识别原本不应识别的生殖细胞,对其造成损伤,使得患者不能生育——称为免疫性不育症。

除了“免疫赦免”机制遭到破坏可以引起自身免疫病外,病原体入侵后形成对机体自身组织成分的交叉反应也是自身免疫病的原因之一。由于进化上的连续性与继承性,高等生物与低等生物的构成成分之间往往有着相似性。这同样给免疫系统判别“我”与“非我”带来了麻烦,那些识别病原体上某个与自身组织成分类似的抗原的淋巴细胞克隆,常常在识别病原体的同时,也识别自身组织成分(这就叫做“交叉反应”)。例如链球菌感染后肾小球肾炎就是因为某种类型的链球菌与肾小球的基底膜之间出现了交叉反应,而风湿性心内膜炎则是另一种类型的链球菌与心内膜之间出现了交叉反应。这些交叉反应最终都导致了自身免疫病的出现。

另外,有些实验研究还显示,当某一抗原不能引起免疫系统对它产生反应时(这样的情形现在被定义为“免疫耐受”,尽管这个“耐受”与梅德沃提出的“耐受”已经不完全相同),识别该抗原的淋巴细胞克隆并非都“流产”了。有时这些淋巴细胞克隆只是处于一种“被禁锢”的状态,按照“被禁锢”的程度,较轻的叫“克隆无知”,重一点的叫“克隆无能”,当然,再严重一些就是“克隆流产”了。因此我们可以设想,处于“克隆无知”和“克隆无能”状态的可能识别自身成分的淋巴细胞克隆,一旦解除了“被禁锢”的状态,当然,也就是自身免疫病的发作之时了。何况在淋巴细胞克隆增殖过程中,随时都能发生的细胞突变还可以使已经“流产”的克隆死灰复燃。可见,如今被称为“免疫耐受”的现象背后,隐藏着十分复杂的原因,这就使得靠“自身耐受”建立起来的“我”的坐标体系,有时候显得不那么可靠。因为既然难以做到纯粹的“无我”,那么又怎能确立真正的“我”呢?三点燃“狼烟”

确认“我”的过程是十分困难的,故而免疫系统所不识别的“我”,也只能是个“模糊集合”。这可能就是我们之中的有些人会受到自身免疫病困扰的原因吧。那么,识别“非我”的过程是否就会简单些呢?答案也是否定的。首先,每个个体所能够识别的“非我”物质的数量是受到限制的,这种限制表现在两个方面,一是淋巴细胞克隆的总个数(称为淋巴细胞库),这个数字据推算可以达到1012,但毕竟不是无限的,而且不同个体的淋巴细胞库也不尽相同。二是在大多数的情况下,淋巴细胞克隆识别的是经过加工处理的“非我”物质,而究竟将什么样的“非我”物质送给淋巴细胞克隆识别,其决定权在那些具有加工处理能力的细胞——抗原提呈细胞(简称APC)的手中。更准确地说是掌握在抗原提呈细胞表面所表达的一种极为重要的免疫分子——MHC分子的手中,而MHC分子也是因人而异的。简言之,由于受上述两个因素的影响,免疫系统所识别的“非我”是有限的,并且随个体的不同而不同。其次,现代免疫学的实验研究表明,抗原提呈细胞在将“非我”信号转递给淋巴细胞克隆时,实际发送了两组信号,一组是供淋巴细胞克隆识别的“非我”信号,另一组是激活淋巴细胞克隆的辅助信号。这就是免疫学中的所谓“双信号”学说。更近的研究提示,对于抗原提呈细胞而言,常常不是同时向淋巴细胞克隆提供两组信号,特别是后一组信号。根据这些现象,有些免疫学家提出了免疫系统识别“非我”的“有害信号”学说,即通常情况下,抗原提呈细胞对所有的“非我”都进行加工处理,并通过MHC分子进行提呈。但并不是每一次都向淋巴细胞克隆提供相应的第二组信号。只有在被提呈的“非我”物质能够强烈的激活抗原提呈细胞时,淋巴细胞克隆才能获得其活化所必须的第二组信号(否则,这些只接受了第一组信号的淋巴细胞克隆将被“禁锢”起来)。那么,人们有理由猜测,那些能够强烈地激活抗原提呈细胞的“非我”物质实际上就是在长期的进化过程中,被机体视作“有害”的东西。因为大多数的抗原提呈细胞属于固有免疫范畴,它们对“有害”物质的反应是在长期进化过程中形成的。“双信号”学说的演示图

至此,大家或许对免疫系统识别“我”与“非我”的机制有了大概的了解。那就是在一个不是非常明确的“我”的参考坐标下,去识别形形色色的“有害”的“非我”。虽然识别的重担最后须有淋巴细胞承担,但判断“有害”和“无害”的生杀大权却掌握在由进化过程形成的固有免疫手中,兴兵作战的“狼烟”必须由抗原提呈细胞来“点燃”。如此造化弄人,难怪乎免疫系统经常会“忙”中或“乱”中出错。第四章教育与训练“活到老,学到老”的终身学习原则,不仅适用于今天的人类社会,其实进化早就将这一原则“贯彻”到了免疫系统的运作之中了。进入外周免疫器官的成熟的T、B淋巴细胞们依然需要学习,并且是边工作、边学习。

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