我们为什么还没有死掉-读书笔记

来自楠悦读

本书作者伊丹·本-巴拉克(Idan Ben-Barak),耶路撒冷希伯来大学(Hebrew University of Jerusalem)医学科学的学士、微生物学硕士,悉尼大学科学历史与哲学博士。

在这本生动易读的小册子里,伊丹·本-巴拉克向我们展示了免疫系统是如何运作的,它是如何摧毁病原体的,我们为何会对某些致病体产生免疫,探讨了免疫系统的演化以及我们关注的抗生素与疫苗的功能,并展望了免疫的未来。本书将带领读者展开一场有趣的免疫系统漫游。

免疫系统如何工作

作者提到,地球上细菌和病毒才是真正的主人,就是人家在这个地球上待的时间,比我们人类要长得多。我们属于后来才出现的物种,而且我们体内的细菌跟病毒的数量,以及它们所携带的DNA要远远超过我们人类的DNA。

我们人类目前看来,基因组破解,过去说大概有10万个基因,现在看来只有2万个基因,而我们体内更多的都是我们的细菌和病毒所携带的遗传物质,就是DNA和RNA,这些铺天盖地大量的细菌。

那么为什么我们还没有死掉呢?因为细菌和病毒在我们现在的身体内起不到作用,我们人类可以跟那些病毒跟细菌共存了。我们人类在不断地进化,而现在病毒也在不断地进化。所以,我们人类和病毒细菌和谐相处,而没有立刻就死掉的原因,是因为我们有着一套能够不断进化,不断识别、不断迭代的免疫系统。

病毒如何进入我们的身体

那么空气中、水里边,地里边、尘埃里边有很多的细菌和病毒,这些细菌和病毒,怎么进入我们的体内呢?

第一,破损的皮肤。其实皮肤也可以从某种意义上说是一种免疫系统,因为它是一种物理屏障。就是大量的细菌跟病毒到了皮肤上以后,就死掉了。 所以,能够进入到人体内温暖舒适的,还能提供大量的营养物质的,这些病毒跟细菌都是佼佼者。

但是有一些细菌,就在你的身体皮肤上可以安营扎寨,这些安营扎寨的这些细菌可能带来皮肤的免疫反应,形成了疹子,还有皮肤感染。然后一旦你的皮肤出现了伤口,产生一个破洞,或者这地方溃烂。它立刻就进入你的体内。

第二,口腔。通过呼吸它会进入到肺部、呼吸道,或者消化道里,还有消化系统的粘膜上皮细胞,这些上皮细胞形成的屏障,也都有可能会成为细菌和病毒的突破口。

第三,尿路系统。我们知道,大多数的病毒和细菌会死于入侵的途中,还没来得及跟人体接触它们就死掉了。死于外界环境中不适宜它们存活的温度,或者皮肤上危险的化学物质,或者胃里的胃酸和肠道里的消化酶等等。我们人体内有益生菌,它进来了以后益生菌会把它杀掉。肠道菌群甚至会向人体揭发病原体,并向肠道表面的细胞发出化学信号,使它们收缩,让病原体难以进入。

那些活下来的细菌,仍然可能会被肠道里的菌群挤走,被尿液、眼泪、唾液冲走,或者被肺部和呼吸道内皮细胞上的纤毛赶走等等。也就是说,这种病原体能够进入我们的体内是非常难得事情。

有一种吞噬的细胞叫巨噬细胞,我们最近在网上都看到过很多视频介绍巨噬细胞,它不仅能够吃掉细菌,还会分泌信号分子,促进炎症反应。会使得感染部位的血管舒张,细胞更易渗透,同时招集其他的吞噬细胞赶来救援。对于细菌来说,这意味着会突然出现更多想要消灭它的细胞。而我们感染新冠发烧就是在杀死这些病毒的一个过程。

那么发烧的时候是什么在起作用呢?那就是我们的先天免疫系统。什么叫先天免疫系统呢?它包括免疫细胞、抗细菌分子,以及物理屏障。我们体内还有一个叫做适应性免疫系统。它是我们身体中最厉害的一个免疫系统,轻易不会出手,只有当我们病的很严重的时候,它才会进行工作。而平时帮助我们的事先天免疫系统。

它是一些细胞和分子,这里边包括大量的酶、抗菌肽、补体系统形成膜攻击复合体,它们的任务就是攻击这些细菌和病毒身上的蛋白质。然后派出这种吞噬细胞去把它吞噬掉,吞噬掉以后,这个细胞就随着体液,或者咳嗽排出去。

那么病毒和细菌不一样在哪儿呢?就是细菌是有细胞壁的,所以弗莱明发明了抗生素,抗生素就是它能够很快地打破细胞壁,细胞壁一旦被攻破细菌就可能死亡。

但是病毒不一样,病毒只是一团蛋白质,里边裹着一些遗传物质,就是我们说的DNA或者RNA这样的东西。而它一旦进到体内以后,你就会发现它会挟持我们的细胞,就是病毒会进入到我们正常的细胞当中,然后要求这个细胞能够复制它的DNA和RNA,产生子代病毒。这就是病毒在体内不断扩散的这个过程。

那么人体是怎么对待这些病毒的?人体是依靠细胞之间的信任才能够正常运作的,一旦细胞受感染或者受重创无法修复,身体就会期待它发出信号。

在大多数细胞的表面,都有一种叫Ⅰ类MHC的分子,一旦细胞被病毒感染,Ⅰ类MHC分子就会与特定的多肽结合,告知免疫细胞说,它们被病毒感染了。然后让免疫系统杀死这些病毒。

不过有时候,病原体也会劫持这套标记系统,避免MHC发出警报,结果感染性疾病就会持续恶化。为了进一步确保,这些感染了病毒的细胞被彻底消灭,特异性的自然杀伤细胞会攻击并且摧毁这些感染细胞,自然杀伤细胞就叫NK ,天生的杀手这样的细胞,它就会来攻击这些感染了病毒的细胞。所以,这个过程就是细胞整个凋亡的过程,细胞通过自杀来进行凋亡。

还有一些病毒会更加狡猾,每一种险恶的病原体,都有独特的策略来操纵免疫系统,比如,结核病、疟疾、艾滋病等等。所以,这是第一层屏障,叫先天免疫系统事。

那如果我们病很严重,那么适应性免疫系统就会启动。我们身体内存在着大量的T细胞。这些T细胞本来是初始状态,然后当抗原呈递细胞,带到了T细胞所在的淋巴的部位的时候,大量的T细胞就会各司其职,进行工作。

然后这些病原体本来数量并不大,但是一旦它投入战斗以后,它就会快速地复制T细胞,产生大量的特异性的T细胞,和我们这一次所发现的这些病毒和细菌来作战。与快速还击的先天免疫应答系统相比,适应性免疫应对新威胁的反应相当之慢,往往需要好几天的时间。

适应性免疫系统主要包括两类白细胞:一个叫B细胞,一个叫T细胞。它们也被统称为淋巴细胞,这是因为它们主要分布在淋巴组织和淋巴器官里。B细胞负责分泌抗体,T细胞负责其余的各种工作。简单地讲 T细胞负责打仗,B细胞负责分泌抗体,和抗原结合起来把病原体消灭。

就是这么两个不同的功能,这两种细胞都是高度特异的。每个T细胞或B细胞的膜表面都有独特的受体分子,就像每把锁只能够接受一把钥匙,每一个受体,也只能够对待一个特别的信号应答。

一般来说,T细胞都处于初始状态,它没有完全成熟,等待被激活,当先天免疫系统无法控制住感染,抗原呈递细胞,把抗原呈递给初始T细胞的时候,后者就会转化成效应T细胞,就可以投入战斗了。

然后这个少数被激活的T细胞不足以对付感染,但是它们会迅速地增殖,复制出大量的相同的T细胞。当数量达到一定程度的时候,它们会进一步分化成几种不同的亚型,包括杀伤性T细胞,这是负责去杀灭病原体的,辅助性T细胞,它是帮助进行攻击定位的,调节性T细胞,它是负责调控杀伤过程,避免失控的等等。

然后我们会出现记忆性T细胞,就是它负责记录这次遭遇,为下一次免疫应答做准备。它们都会被释放到血液里来执行各自的任务,等到这个时候,感染已经发生了好几天了。这就是T细胞在做准备的过程。

B细胞主要功能不是跟病原体近距离搏斗,而是生产大量叫抗体的大分子蛋白。每一个B细胞一旦像T细胞那样被激活,并且被大量增殖,就会合成一种特异性极高的抗体,分泌到血液或者受感染的组织。抗体会在血液中一直漂流,直到遇到特定的抗原,阻断病原体的活性。

此外,由于每个抗体有好几条手臂,有的两条,有的十条。一个抗体有时可以同时结合两三个细菌,很快就会导致细菌与抗体粘在一起,形成一团巨大的球状物。它们包含了许多已经奄奄一息的细菌,不久身体就会把它们清除掉。另外,抗体还有一个也许更重要的功能,就是在病原体上留下标记,以便先天免疫系统来消灭它。

免疫系统的障碍

我们的免疫系统也会出现种种故障。

第一,免疫系统过度反应,实际上,很多病毒本身对于我们的人体无害。那些病毒待在我们体内它是没有问题的,但是我们的身体免疫系统排斥这个病毒所造成的剧烈的反应,导致我们的肺部慢慢地变成一片白色。

第二,免疫缺陷性的疾病。就是我们的免疫系统不工作了。得了HIV以后你会发现艾滋病的人,你连一次感冒或者一个小小的伤风,或者是咳嗽都会变成一个大病。原因就是它的免疫系统几乎停止了工作,这叫作免疫缺陷疾病。

第三,炎症。就是我们的血液、淋巴液会高速运转,然后使得这个地方周围加速变红,这是炎症的表现。

第四,自身免疫病。自身的免疫系统假如去攻击你的分泌胰岛素这个部分的细胞,那么你就会患上叫Ⅰ型糖尿病。Ⅰ型糖尿病就是一种自身免疫病。还包括类风湿关节炎、红斑狼疮、多发性硬化症、自身免疫型肝炎、重症肌无力,还有克罗恩病。

第五,过敏症。这个很好理解。为什么会过敏呢?核心原因是我们人类突然之间生活的环境变得这么干净。这一下子导致我们的免疫系统根本不能够适应。所以,它产生了免疫系统的失调,这是最主要的原因。

免疫系统发育过程

那么我们人类的免疫系统是怎么发育的呢?

胎儿产生造血干细胞

胎儿产生造血干细胞,然后造血干细胞进入骨髓。然后干细胞开始分化,产生免疫细胞的前体细胞(不成熟版本)。免疫细胞的前体细胞进入血液当中之后再分化,造成血红细胞、NK细胞、T细胞等等。

接下来,我们的免疫器官开始慢慢地形成。什么是免疫器官呢?我们的脾脏、淋巴结、扁桃体,然后分布在我们全身上下,包括肠道内壁、鼻腔。

我们的体内会有大量冗余的T细胞和B细胞。就是它们一生当中在我们的体内成长,复制,都特别兴奋地希望能够找到病毒试一下身手,但因为它们的生命周期也很短,大量的T细胞和B细胞一辈子都没有施展身手的机会。就是到处转,转到一定的时间凋亡,死掉,再换一批新的。我们的体内有很多这样的冗余,这个冗余是有作用的。当然,它还不会消耗我们体内的很多能量。

我们体内大概有2万多个基因。一个基因对应着合成一种蛋白质。那合成这种蛋白质要对应几十亿种不同的外来的病毒和细菌的组合。怎么能够通过2万个基因合成几十亿个不同的蛋白质,然后去识别外部进来的这些抗原?

它的核心是在于,淋巴细胞会重排它们的基因。当我们面对外来的病毒,觉得没有特效药的时候,真正能够依赖的是你体内这一套极其复杂、极其科学,能够变异出来几十亿个不同的蛋白质分类的免疫系统。面对各种各样的病毒,我们人体的免疫系统能够不断地进化,不断地识别。

免疫系统演化过程

免疫系统是怎么演化过来的?比如,感冒。当感冒病毒进入体内以后,大多数的喷嚏和流鼻涕,其实都是自身免疫系统对这种无害的病毒所做出的炎症反应。然后免疫系统对无害的感染过度反应,甚至对环境中无害的物质过度反应,可能会去攻击体内的其他细胞。那么我们体内的免疫系统,为什么会做出这样的误判?

第一,现如今大部分人生活的环境里,基本没有传染性疾病。

第二,我们的免疫系统已经在充满病菌的环境里演化了数千年,而这些病菌突然消失,让免疫系统陷入了混乱。

第三,免疫系统并不完美。人类的免疫系统是缓慢进化的,除了变动不居的环境条件,并没有受到其他任何因素的指引,免疫系统的演化目标是足够好,而不是完美。它的任务是在不消耗太多资源的情况下,确保身体有相当大的把握顺利度过婴儿期、儿童期、青春期,并进入成年,进而繁衍更多的人类。所以,我们的免疫系统并不是完美的,这一点我们是可以接受的。它在不断地演化。

整个生物体的进化,从植物到原始的动物到今天,都有着免疫系统,而且很多免疫系统是非常接近的。比如,昆虫不但有免疫系统,昆虫还会吃药。就是昆虫如果感染了病毒,它会在生存的环境周围找一些药吃掉,就把自己治好了,昆虫也会发烧。所以,整个生物界免疫系统都是在不断地进化的。

作者有一次在山里边带一群孩子夏令营,有一天有一个小男孩就来找他说,明天咱们要坐5个小时的车出山,我很担心,因为我晕车晕得很厉害,我每次都吐得一塌糊涂,要坐5个小时的车,我肯定受不了,你能不能帮帮我。但是作者也没有药,怎么办呢?就随便找了点维生素给这个孩子,告诉孩子这就是晕车药。孩子出去玩了一天回来,作者问他说,怎么样。这个孩子跟他说,没有事,完全没有感觉。

作者就说,安慰剂就是这么有效。安慰剂的有效比例,要远远高过我们普通人的想象。其实我们也可以看出,我们的免疫系统的能力,跟我们的心理之间有着极强的联系。所以,在疫情期间保持自己心情愉快,保持自己有信心,让自己不断地学习锻炼是很重要的。

现在疫情已经放开了,很多人变得更焦虑了,还有的人十几天了都没有痊愈,甚至很多人病情加重。对于这些情况,大家除了该吃药吃药以外,还有保持有乐观的心态,相信自己一定可以战胜病毒。

当我们咳嗽严重的时候,其实就已经到了一个恢复的阶段了,只要随时观察自己,不胸闷气短、血氧正常,那么就没必要焦虑和害怕。在这里希望大家都健健康康,每天活蹦乱跳,天天开开心心。

我们为什么还没有死掉 导图
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