戰鬥細胞—讀書筆記
感冒高熱，發炎紅腫，誤碰毒物，細胞惡變……是免疫系統帶着它的數萬億細胞苦戰和堅守，讓這些日常的健康波折沒有成為致命災害，讓我們不會分分鐘死掉。如此重要的人體系統，我們怎能不去多做了解，助力它更好地發揮作用？本書就是實現這一目標的好途徑之一。
我們為什麼不生病？我們如何活到今天？此時此刻，我們的身體與病菌正作着怎樣的鬥爭？本書將帶我們開啟一趟免疫系統的神奇之旅：看似平平無奇的身體，如何抵禦萬千病菌的攻擊，讓我們無傷無病地好好活着。
認識人體免疫系統
什麼是免疫系統？作者說，它像一套軍隊系統，是由成百上千的營地和徵兵處組成的遍布全身的複雜網絡。它們和心血管系統一樣，分布廣泛，無處不在，由像高速路網一樣的管道網連接起來。
在人體中，無論是組織表面，還是血液，都時時刻刻巡邏着數百億的免疫細胞。這些細胞就像衛士一樣保護着我們的身體健康，抵禦外敵入侵。同時，在我們的體液中，還存在着1018數量級的蛋白質。這些蛋白質並不是細胞，但是，它就像一個個四處散布的小地雷，一遇到有外敵入侵就會黏附上去，以此保護我們的身體健康。此外，我們的免疫系統還有「大學」訓練免疫細胞去判斷敵人和自身。這麼一套合作緊密的系統，不是短時間形成的。它是經過了數十億年生命的進化，才慢慢變成這樣精密的系統。
體液免疫和細胞免疫
早在35億年前，生命剛剛誕生時，大多數生命體都是單細胞生物。這時，雖然單細胞生物只是一個簡單的細胞，但是，它們也面臨着資源的競爭。它們之間的競爭就構成了最早的免疫現象。
到了5億年前，地球上的多細胞生物開始爆發式增長。對單細胞生物而言，多細胞生物就像一片熱帶雨林，資源豐富，有很多養分，所以單細胞生物都想寄居到多細胞生物體內。那多細胞生物當然不願意了。於是，從那時開始，多細胞生物就衍生出了對抗單細胞生物的機制。這就是最早的免疫抵抗。
即便很簡單、很原始的生物都具備免疫力。比如有一種生物叫作海綿，它是地球上最原始的多細胞生物。當它遇到單細胞生物入侵時會怎麼樣呢？我們叫它體液免疫。這個體液里含有很多具有殺傷力的蛋白質用以殺滅入侵的敵人。
隨着多細胞生物的不斷進化，有些生物體產生了一些特化性細胞。這些細胞什麼都不用管，就負責對抗外敵，所以就被稱為免疫細胞。由免疫細胞介導的免疫對抗，我們管它叫細胞免疫。即便到現在，體液免疫和細胞免疫仍然是人體最主要的兩種免疫方式。
維持人體「穩態」
對免疫系統這個軍隊來說，它有一個核心目標，就是通過區分異物和自身維持身體的穩定狀態。我們的免疫系統，既不能反應過激，也不能反應過弱，更不能判斷錯誤。
如果反應過激，它會把一些無害的物質當成敵人攻擊，這時，人體就容易出現過敏。如果反應過弱，人就會感染很多疾病，比如帶狀皰疹。帶狀皰疹病毒是長期存在於神經節上不致病的病毒，但是，當一個人免疫力下降時，它就可能出來興風作浪，人就會患上帶狀皰疹，俗稱纏腰龍。它會讓患者非常痛苦。如果免疫系統判斷錯誤，它會把自身的一些細胞當成敵人攻擊。所以說，人體對免疫系統的要求是非常嚴格的。
兩種免疫原理
人體大概有40萬億~60萬億個細胞。這些細胞有不同的分工，免疫細胞就是其中一種。
那為什麼免疫細胞的協作會出現免疫力呢？有一個概念叫作湧現。湧現是系統科學開創者貝朗塔菲提出的一個概念。它指的是，一些簡單的個體或者其子系統大量聚集在一起時，就會出現一個高度複雜的實體，甚至是生命體的現象。
大自然中有很多湧現的例子，其中最典型的就是螞蟻。如果我們單看一隻螞蟻，它沒有特別強大的能力，但是，當數百萬隻螞蟻聚集在一起形成蟻群時，它們就變成了一個擁有高度分工機制的智慧體。
那免疫的原理是什麼呢？主要有兩個，一個叫先天性免疫系統，一個叫適應性免疫系統。
先天性免疫系統指我們出生時就擁有的免疫能力的系統。它有一個特點，就是會對所有的病原體進行無差別攻擊。另外，在攻擊的同時，它能起到決策作用，就是通過判斷這個感染嚴重與否，決定是否喚起適應性免疫系統。
適應性免疫系統指的是後天所獲得的免疫能力的系統。一個人出生時是沒有適應性免疫力的。隨着生命的成長，我們和微生物共同進化，從而出現了適應性免疫的能力。適應性免疫系統是人體最強大的一種免疫能力，但是，到了老年，它會慢慢減弱，而人在嬰幼年時期它還沒成熟，這也是小孩和老人容易罹患一些疾病的原因。
人體如何抵禦病菌入侵
人體是怎麼通過免疫力幫助我們抵禦外敵入侵的呢？人體經常會被細菌、病毒和一些單細胞生物入侵。這些病原體是怎麼入侵身體的呢？人體是一堆複雜的管道，它是由很多管道構成的，比如消化道。人體管道的內表面是人體的薄弱環節，它叫作黏膜。微生物通常是通過黏膜入侵身體的。
比如細菌，它想進入人體往往要面對一些困難。首先，它一定要逾越皮膚這層屏障。皮膚對我們來說，是防禦細菌最好的屏障；而對細菌來說，皮膚會分泌汗液，汗液里有鹽分。當汗液蒸發之後，這些鹽分就覆蓋在皮膚表面，而皮膚表面的pH（氫離子濃度指數）值呈微酸性。對細菌來說，皮膚就像一片寸草不生的鹽鹼地，表面還有一層酸性罩。因此，人的皮膚具備抵抗細菌和病毒的能力。
最後，我們皮膚的表面還有多達40種微生物。這些微生物和我們共同存在，它就像我們皮膚表面的益生菌，跟我們的皮膚共同抵禦外敵的入侵。
但如果我們的皮膚出現了傷口，那麼細菌就會順着傷口進入人體。這時，身體會出現什麼樣的反應呢？首先，傷口附近的正常細胞會呼救，呼救的方式是釋放一些細胞因子。這些細胞因子會呼叫人體的第一批免疫細胞，也就是喚醒了人體的先天性免疫系統。
先天性免疫系統
首先，到達戰場的免疫細胞叫作巨噬細胞，它是人體最大的免疫細胞。我們的皮下有幾十億巨噬細胞在時刻巡邏，一方面，它會吞噬進入人體的病原體，另外一方面，它還有一個很重要的作用，就是會吞噬正常死亡的細胞、癌變細胞。巨噬細胞是先天性免疫系統中第一個重要的細胞。在傷口吞噬細菌時，每個巨噬細胞大概可以吞噬100個。
此外，巨噬細胞在吞噬細菌的同時，還會呼叫援軍，這個援軍就是中性粒細胞。中性粒細胞屬於白細胞的一種，是特別針對細菌而打造的。中性粒細胞像一個瘋狂的殺手，它會通過自殺的方式幫我們抵抗細菌，而且還會噴酸性物質。它會形成一張有毒的大網，網裡含有很多殺傷性化學物質，可以封鎖戰場，困住並且殺滅細菌。
那麼通過巨噬細胞和中性粒細胞的抵抗，大部分細菌會被限制在傷口周圍無法進一步擴散。免疫細胞表面布滿受體。受體就是一些大分子的蛋白質，位於細胞膜表面。它們扮演的角色就像細胞的鼻子，通過感受細胞因子判斷哪裡出現了感染，應該到哪兒去。
免疫細胞身上360度都布滿受體。主要有兩個作用。第一，它能感知方向，有導航作用。由於360度無死角的包裹，所以哪裡出現了感染，它都能感知到。第二，它起着糾錯調節的作用。如果只是輕微感染，它只能激活表面的幾個受體，那麼細胞就知道感染不太嚴重，避免過度激活；如果有大量受體被激活，免疫細胞就知道感染很嚴重，它會快速地趕到戰場殺菌。
那當我們的免疫細胞遇到病原體後，是通過什麼判定敵人和自身的呢？主要是通過蛋白質的形狀。
對蛋白質來說，形狀決定一切。蛋白質就像樂高玩具，氨基酸就是小積木（蛋白質由氨基酸構成），它們不同的排列組合就構成了不同的形狀，而不同的形狀就有不同的功能。此外，不同的形狀決定了哪幾種蛋白質能結合在一起。
雖然細菌很狡猾，但是作為一個生命體，有一些結構是必須存在的。比如，很多細菌演化出了一個結構叫作鞭毛。鞭毛是位於細菌尾部的小纖毛，它像螺旋槳一樣推動細菌運動。一旦我們的免疫細胞發現鞭毛的結構，就會立刻判定它是細菌，然後殺滅它。這就是人體免疫細胞知道哪裡有感染，並且如何判定敵我的秘訣。
隨着時間的流逝，巨噬細胞和中性粒細胞都在努力幫我們消滅細菌，但是，它們的能力也是有限的。這時，它們會引起身體的另外一個變化，叫作炎症。炎症是免疫系統對身體受損做出的一種普遍反應。所有炎症都有一個共同的目標，就是希望把感染控制在局部。
炎症有五個特點：紅、腫、熱、痛和功能喪失。每個特點都非常有意義。
這裡的紅、腫指的是感染局部的血管通透性增加，這就好像開堤放水，大量的體液會攜帶免疫物質來到戰場，然後幫助我們控制病原體。熱指的是局部溫度會升高。
大多數病原體不喜歡高溫，所以溫度升高有利於消滅它們。疼是因為局部壓力增高刺激我們的神經末梢，由此讓大腦知道，這個地方出了問題。這時，我們才會留意它。而功能喪失是為了通過身體功能的暫時障礙，讓感染的地方得到充足的休息。因此，炎症是身體控制感染的一個非常重要的正常反應。
不過，急性炎症對一些感染的控制是有幫助的，但是，長期的慢性炎症卻是現代人的健康殺手。生活中引起慢性炎症的因素有很多，比如久坐、不運動都可能導致身體處於慢性炎症的狀態。
補體系統的組成成分並不是細胞，而是一些蛋白質，它是由30多種蛋白質構成的一個免疫軍隊。它有三個功能：第一，打擊敵人；第二，激活免疫細胞，讓它們發現並消滅敵人；第三，往敵人身上扎洞，直到它們死去。
如果身體出現了炎症，首先點燃的一個補體蛋白叫作C3。這個補體蛋白點燃之後，連鎖反應就出現了。C3被激活後會分裂為兩個更小的蛋白，一個叫C3a，一個叫C3b。其中C3b會黏附到病原體上，而且它們會變形，然後抓住其他補體蛋白並且激活。這樣循環往復就會集合更多的補體蛋白，幾秒鐘後，細菌表面就會有幾千個補體蛋白。而C3a會離開傷口去呼叫更多免疫系統的援軍幫助我們殺敵。
此外，補體系統還有一個特別重要的作用：大部分細菌和我們細胞膜表面攜帶的電荷都是負電荷，同性相斥讓免疫細胞捕捉病原體比較困難；而補體蛋白攜帶正電荷，所以，當攜帶正電荷的補體蛋白覆蓋細菌表面時，它就降低了免疫細胞消滅細菌的難度。因此，補體系統是我們先天性免疫系統里非常重要的隱形殺手部隊。
適應性免疫系統
很多人都聽過淋巴系統，淋巴系統和心血管系統統稱為脈管系統。淋巴系統是人體免疫系統的高速公路，它會把大量的免疫細胞運送到戰場。
在淋巴系統中有個器官，叫作扁桃體。扁桃體位於咽喉深處，是口腔的第一道屏障，它被稱為智能免疫系統中心。因為它從兒童時期開始就幫助我們訓練免疫力。當我們吃東西，或者從口腔接觸到病原體時，第一站的免疫檢查就在扁桃體。扁桃體表面有很多皺褶，皺褶上有大量的免疫細胞。
但是，很多人的扁桃體反反覆覆發炎，不得已就把它切除了。作者在書中說，一個人7歲以後，免疫系統基本成熟了，所以這個年紀之後切除扁桃體，對免疫系統的影響不大；而7歲以前，大家還是要儘量保護好扁桃體。
假如我們傷口的炎症通過先天性免疫系統能控制，那這個戰爭就到此結束，傷口也會慢慢癒合。但是，如果感染特別嚴重，先天性免疫系統難以支撐，身體就會喚醒另一個超級武器，就是適應性免疫系統。
適應性免疫系統主要由一些免疫細胞構成。這些免疫細胞功能非常強大，可以說是人體中的超級武器，平時是不能激活的。這個系統中的第一種免疫細胞叫T細胞。T細胞非常重要，它起到殺滅細菌、病毒，甚至癌變細胞的作用。如果沒有T細胞的保護，一個人可能連幾天都難以存活。
由於T細胞太強大，所以不能輕易被喚醒。如果輕易喚醒，人就容易患上自身免疫性疾病。在美國大概有7%的人患有不同類型的自身免疫性疾病。由於T細胞如此危險和強大，所以人體演化出了一系列激活T細胞的機制。
第一個條件就是T細胞從骨髓產生之後，會到胸腺。胸腺位於我們的胸骨後面。它的主要作用是訓練我們的T細胞。而T細胞主要的訓練目的，是學會區分敵人和自我。這個訓練非常嚴格，大概98%的T細胞會在胸腺里被淘汰，只有2%的T細胞能成功進入免疫系統。
第二個條件就是需要抗原呈遞細胞。什麼是抗原？抗原是免疫系統能識別的異物結構，比如有的細菌有鞭毛，這個鞭毛扮演了一種螺旋槳的角色，能推動細胞前行，那當我們的免疫系統發現鞭毛的結構時，就認定這種物質是細菌。所以鞭毛就是抗原。
那什麼是抗原呈遞細胞呢？樹突狀細胞就是一種抗原呈遞細胞，負責在戰場上提取病原體樣本，然後遞給T細胞。抗原呈遞細胞的表面有一種特殊的「受體」，它就像小手一樣。它有一個特殊的名字叫作MHC-Ⅱ（Ⅱ型主要組織相容性複合體）。它是一種特殊的分子蛋白，只有這種分子蛋白結合了細菌殘片傳遞給T細胞，T細胞才會被激活。它能抓住一些細菌殘片，然後遞給T細胞。這個手抓住細菌殘片，有一個特別形象的比喻，就是像一個夾了香腸的熱狗麵包，這兩片麵包就是樹突狀細胞的手，裡面的這根香腸就是細菌殘片。
此外，在傳遞完熱狗麵包之後，樹突狀細胞還需要做另一個動作，就是它要「親吻」一下T細胞，這個親吻傳達了一個信息，就是告訴它「沒問題，可以啟動了」。於是，T細胞才會煥發活力，接着來到戰場殺敵。
那麼，當樹突狀細胞完成傳遞和「親吻」之後，它就會啟動凋亡程序自殺。這個自殺的過程叫作信息抹除。因為如果它長期存在，可能會過度激活T細胞，這對我們的身體來說，無疑是一種災難。這裡說明一下，樹突狀細胞激活的是輔助性T細胞，激活後，它會大量地繁殖。
接着，輔助性T細胞會分成兩組：一組去戰場指揮，包括不斷地激活巨噬細胞產生戰鬥力；另一組，則會離開戰場。這時，它會喚醒我們身體中的另一頭免疫巨獸，它就是B細胞。B細胞也是適應性免疫系統中非常重要的一種免疫細胞，它最主要的作用是產生抗體。
人的抗體有好幾種。其中一種叫作IgG。它是人體中唯一可以透過胎盤的抗體，能通過母體傳給胎兒，幫助新生兒抵禦未來幾周甚至幾個月的危險。第二種抗體叫作IgA。它廣泛存在於我們的黏膜，而且可以自由地透過黏膜。我們感冒流鼻涕、打噴嚏時，鼻涕里就充滿了IgA抗體。還有一種抗體叫作IgE。它是造成過敏的元兇。很多人花生過敏、花粉過敏，就是由於身體內的IgE導致的。
比如，病毒。我們怎麼對抗病毒呢？首先，身體會發起化學戰。一個細胞被病毒感染時，它會向周圍的細胞和免疫系統呼救，呼救的方式就是釋放細胞因子。這個細胞因子有很多種，功能也不一樣，其中一種叫干擾素，顧名思義就是干擾病毒的物質。
干擾素的一個重要作用，是能減慢細胞分裂的速度。由於病毒是通過細胞繁衍的，所以，當人體自身細胞更新速度變慢時，病毒繁衍的速度也會變慢。
另外，人體的一種抗病毒方式是分泌熱原質。熱原質是引起體溫升高的一種物質。人會發燒就是因為大部分的病毒不喜歡高溫。所以，人體通過干擾素的釋放、體溫的升高應對病毒的第一輪攻擊。
書中說：」當一個人感染了甲流之後，我們的先天性免疫系統變得絕望。隨後「大量的化學信號奔涌在體內，請求調高體溫，讓你燒得發燙……各種系統都被激活了，產生更多黏液，也讓你劇烈咳嗽……不過這一切只是為了拖延時間。自然殺傷細胞需要兩三天才能抵達戰場……戰鬥過程中，成千上萬的樹突狀細胞在戰場上取樣……激活殺傷性T細胞和輔助性T細胞……現在，在你一頭倒在床上一個星期後，重型武器終於來了」。
接着，殺傷性T細胞和千百萬抗體也來到戰場幫助我們清除細胞外的病毒。病毒被數十個抗體覆蓋後，就不能侵入細胞，最後會被巨噬細胞清除。
目前，讓人體產生免疫力主要有兩種方式。
第一種叫作被動免疫。即給你注射一種抗體。
比如，當一個人被毒蛇咬了之後，蛇毒會進入人體。那蛇毒血清是怎麼製作的呢？研究者會把蛇毒以安全的劑量注射在一些哺乳動物的體內，比如兔子、馬，然後經過反覆實驗，這些動物的身體裡就會產生對抗蛇毒的抗體。我們把它提純之後就形成了蛇毒血清。如果一個人被毒蛇咬傷，注入這種抗體就能中和蛇毒，從而達到解毒的目的。
第二種叫作主動免疫。目前，接種疫苗是主動免疫的主要方式，它分為幾類。
一是減毒活疫苗。它就是人類對病毒的一種馴化，人們通過對致病性強的病毒的不斷馴化，把它變成一個毒性弱的病毒再注射進人體，這就形成了減毒活疫苗。
二是滅活疫苗。不是所有病毒都能被成功馴化。對不能被馴化的病毒，我們就把它的遺傳物質殺滅，然後保留蛋白殼，這種方式製成的疫苗叫作滅活疫苗。滅活疫苗注射的只是病毒的屍體。
病毒屍體不能有效地引發人體的免疫應答。這時，我們還需要加入一些能引發人體免疫應答的化學物質。所以，滅活疫苗就是病毒空殼加上引發人體免疫應答的化學物質製成的。
三是亞單位疫苗。它是通過取病毒的一部分注射到人體，從而引起的免疫反應形成的。比如乙肝疫苗就是從乙肝病毒上取一小段DNA（脫氧核糖核酸）植入酵母細胞，然後通過酵母細胞的培育形成疫苗。
此外，還有一種mRNA（信使核糖核酸）疫苗。它是指，把經過人類設計的mRNA注射進人體，讓細胞的蛋白質工廠自動生成病毒抗原，由此引發的免疫反應形成的疫苗。
無論哪類疫苗，它們在人類歷史上都扮演了非常重要的角色。因為它們在幫助我們抵禦感染性疾病。
那我們希望通過疫苗達到一種什麼狀態呢？叫作群體免疫，就是當人們對抗同一種疾病的抗體足夠多時，這個病毒就沒辦法在人群中傳播，由此就形成了群體免疫。這時，這些病毒在還沒接觸到易感人群之前，傳播鏈就斷了。群體免疫是對不能接種疫苗人的保護，這些人可能是嬰兒、老人，或者是一些自身免疫性疾病患者。
