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我们的免疫系统——创造的奇迹警醒!1991年 | 5月8日
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吞噬细胞和淋巴细胞——高级军官!
外来有机体若攻破这些外层防线,进入血流和身体组织及体液里,就会引发激烈的战事。与这些战斗比较起来,以上所述只是小接触而已。至此外来的有机体侵进了免疫系统高级军官——拥有2兆大军的白血球——的领域。白血球以每秒差不多一百万个的数目在骨髓里出生。它们渐渐成熟而形成三个不同分支:吞噬细胞和两种淋巴细胞——T细胞(三种主要类别——援助细胞、抑制细胞、杀伤细胞)和B细胞。
免疫系统虽拥有亿兆雄师,但每个士兵只能对抗一种入侵者。一场疾病能够产生千百万病菌,每个病菌都带有同一种抗原。但不同的疾病,甚至同一种疾病的不同类型,都有不同的抗原。T细胞和B细胞必须具有能够牵制特定抗原的受体,才能够攻击这些入侵者。因此,在T细胞和B细胞内必须有许多不同的受体去特别应付每种不同疾病的抗原——但每个T细胞和B细胞只含有对付一种疾病抗原的受体。
《科学》杂志编辑小丹尼尔·E·科什兰论到这点说:“免疫系统设计成能够辨认外来的入侵者。为了达成这个目的,免疫系统产生1011(100,000,000,000)种不同类型的免疫受体,以求不论外来入侵者的形状如何,都会有一些补充受体能够加以辨认而将其消灭。”(《科学》,1990年6月15日刊,第1273页)因此,人体有多组T细胞和B细胞,能够配合任何进入我们身体的疾病抗原——就像钥匙配合锁一样。
且举个例来说明这点。两个锁匠分别工作,完全不相往来。其中一个锁匠造了千千万万各种各样的锁,却没有造钥匙。另一个锁匠造了千千万万形形色色的钥匙,却没有造锁。现在,亿万的锁和钥匙给人扔进一个大容器内,彻底摇遍,结果每条钥匙都找到一把锁,而且刚好配合。不可能?奇迹?看来的确是。
像锁和锁眼一样,数以百万计的病菌以及病菌的抗原侵入你的身体,借着血流和淋巴系统在你的身体里循环。像千千万万的钥匙一样,你的免疫细胞和免疫细胞的受体也在其中循环,与相应的病菌抗原配合。不可能?奇迹?看来是这样。但免疫系统却办得到。
在对付传染病方面,每类淋巴细胞都扮演独特的角色。援助T细胞(三种主要T细胞之一)极为重要。它们负责统筹免疫系统的各种反应,指挥作战策略。援助T细胞一发觉敌方抗原出现,就会用化学讯号(一种称为淋巴激活素的蛋白质)召集免疫系统的军队,成为百万雄师。可顺带一提的是,援助T细胞是爱滋病毒专门袭击的对象。援助T细胞一旦被打倒,免疫系统就一筹莫展,结果使爱滋病患者很容易染上各种疾病。
可是,在这个时候,请想想援助T细胞与吞噬细胞所担任的共同角色。吞噬细胞是清道夫。它们的英文名字的意思是“吞食的细胞”。它们绝不拣饮择食——它们会吃掉任何看来可疑的东西,不论是外来微生物、死细胞抑或其他废物。它们既是对抗病菌的军队,又是吞掉垃圾的清洁工人。它们甚至吃掉弄污肺部的香烟污染物。倘若人继续吸烟一段长时期,烟毁灭吞噬细胞的速度就会比人体制造吞噬细胞的速度快。可是,吞噬细胞所吃的某些食物是不能消化的,甚至是致命的——硅石尘和石棉纤维就是其中的例子。
吞噬细胞有两种,一种叫中性白细胞,一种叫巨噬细胞。骨髓每天制造差不多1000亿个中性白细胞。中性白细胞只生存几天,但身体感染疾病的时候,中性白细胞的数目就会激增五倍。每个中性白细胞可以吞食、毁灭25个细菌,然后死去,但补充来源却十分稳定。另一方面,巨噬细胞可以在死前毁灭一百个入侵者。它们比中性白细胞更大、更顽强、寿命更长。它们对入侵者和废物只有一种反应——吃掉它们。可是,你若以为巨噬细胞只是处理垃圾的单位就错了。它们“能够生产多至50种不同类型的酶和抗菌剂”,并且是沟通媒介,“不但作免疫系统里各种细胞的沟通媒介,也是生产激素的细胞、神经细胞,甚至脑细胞的沟通媒介”。
救命!我们中间有敌人!
巨噬细胞吞食敌方微生物的时候,不单是吃掉它们而已。像身体所有细胞一样,巨噬细胞表面带有MHC分子,标明自己是身体的一部分。巨噬细胞吃掉病菌的时候,MHC分子就会在自己表面的其中一条沟里提出显示敌方抗原的碎片。于是这条抗原就成为免疫系统的红旗,警告身体有外来的有机体正在我们里面乱闯。
借着发出警报,巨噬细胞正要求增援,呼吁更多巨噬细胞前来,召集百万雄师!这正是援助T细胞发挥作用的时候。数以十亿计的援助T细胞在身体里走来走去,但巨噬细胞必须征召一种特别类型。巨噬细胞所需要的援兵,其上的受体必须和巨噬细胞所显示的特别抗原互相配合才行。
这种援助T细胞一抵达,与敌方抗原连接起来之后,巨噬细胞和援助T细胞就交换化学讯号。这种与激素相若的化学物质就是淋巴激活素。它们是一种异乎寻常的蛋白质,具有人不能穷其究竟的许多功能,能够调节和加强免疫系统对病菌的反应。结果巨噬细胞和援助T细胞都开始大量繁殖。这意味到有更多巨噬细胞吃掉更多入侵病菌,有更多正确种类的援助T细胞扣在巨噬细胞所显示的抗原上。因此,免疫大军数目激增,把入侵的病菌军队一举征服。
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我们的免疫系统——创造的奇迹警醒!1991年 | 5月8日
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a 据估计,白血球的数目有1至2兆,但数目变化很大。
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T细胞和B细胞上大学警醒!1991年 | 5月8日
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T细胞和B细胞上大学
T细胞和B细胞不能够一从骨髓中出来就上战场打仗。它们的武器是最现代化的,因此它们在上战场之前必须接受高科技训练。T细胞将会从事生物战。B细胞则会成为导弹专家。它们在免疫系统的科技大学里接受适当的训练。
因此,在骨髓里每分钟所生产的千百万的淋巴细胞有一半到胸腺(位于胸骨后面的细小腺体)接受训练成为T细胞。论到这点,《人体胜利》一书说:“到胸腺科技大学上学的淋巴细胞是援助细胞、抑制细胞、杀伤细胞。它们称为T淋巴细胞(即T细胞)。它们是免疫系统大军中最重要的部队之一。”
抗体——每个细胞每秒钟分泌1万个!
人体胜利告诉我们,另“一半没有上学的淋巴细胞”是B细胞。B细胞到淋巴结和有关组织那里去,接受训练去生产和投射导弹。这些导弹称为抗体。B细胞“在这些组织里集合的时候,就像白纸一样:一无所知,必须从头学起”,“以求能够特别应付身体的外来物质”。在淋巴结里,一个成熟的B细胞在受到援助T细胞和有关抗原所活化之后,便“增殖、分化而形成浆细胞,这种细胞分泌具有专一特别功能的同一抗体,每个细胞的分泌速率差不多是每秒钟1万个分子”。——《免疫学》。
为了帮助我们了解免疫系统所成就的伟举,《全国地理》杂志1986年6月刊的一篇文章详细论述胸腺所遇到的难题:“T细胞在胸腺里成熟的时候,其中一个以某种方法学会辨认某种抗原,比如说肝炎病毒,另一个学会辨认流行性感冒抗原,第三个学会辨认鼻病毒14[一种伤风病毒]等等。”评论过“胸腺所面对的惊人任务”之后,该篇文章说在大自然里有“数以亿种不同形状的抗原。胸腺必须生产一组认得各种抗原的T细胞。……胸腺大量生产数以千万计的T细胞。虽然当中只有小部分可以认得某一种抗原,但整支侦察大军的数目如此巨大,所以差不多足以辨认大自然所产生的无限种不同抗原。”
除了有些援助T细胞刺激巨噬细胞繁殖之外,淋巴结内的其他援助T细胞也和驻在那里的B细胞合作,使B细胞大量繁殖。B细胞当中有许多成为浆细胞。再次,援助T细胞上面必须有正确的受体,才能与B细胞结合,使之产生浆细胞。开始每秒制造数以千计抗体的就是这些浆细胞。
既然每个浆细胞只能制造一种抗体,其上配有专门对付一种疾病抗原的受体,于是很快就会有亿万的抗体在前线向着一种特定的疾病抗原射去。它们扣上入侵者,减慢后者的速度,使它们凝集在一起,成为一口更吸引吞噬细胞的食物,让吞噬细胞吃掉。这项过程,连同T细胞放出的某种化学物质使巨噬细胞疯狂进食,吞吃数以百万计的入侵微生物。
此外,抗体本身也能够导致这些微生物死亡。它们一旦扣上抗原的表面之后,称为补体因子的特别蛋白质分子就会蜂拥到病菌表面。一有足够数目的补体因子在场,它们就洞穿微生物的膜,注入液体,细胞于是爆裂死亡。
当然,这些抗体也必须有正确的受体才能扣住入侵者。论到这点,1989年《大英百科全书医药及卫生年刊》第278页说,B细胞能够“生产1亿至10亿个不同的抗体”。
杀伤T细胞发动生物战
如今援助T细胞已经招募了千百万的清道夫——巨噬细胞——去吞吃敌人,并且刺激B细胞携同抗体加入战斗以对抗入侵者。但援助T细胞还会召集其他军队加入战斗。它们召集千百万最具杀伤力的战士——杀伤T细胞——加入斗争。
病毒、细菌、寄生虫的目标是要进入身体细胞里面,因为它们一旦在那儿,巨噬细胞和B细胞以及两者的抗体就不能伤害它们了——但杀伤T细胞却不然!一个受感染的细胞只需擦过杀伤T细胞,就能引致杀伤T细胞用致死的蛋白质把受感染的细胞射个满身是洞,破坏它的脱氧核糖核酸,使其中的东西流出来而导致细胞的死亡。凭着这种方法,杀伤T细胞甚至能够攻击和消灭突变细胞以及变成癌性的细胞。
除了杀伤T细胞之外,免疫系统的武器还包括其他杀伤细胞,即天然杀伤细胞。不像T细胞和B细胞,这些天然杀伤细胞无需由一种特定抗原加以触发。癌细胞以及受其他病毒入侵的细胞很容易受它们的攻击所伤。但它们的攻击对象可能不仅限于病毒。《科学美国人》1988年1月刊说,“研究者认为,它们的主要目标是肿瘤细胞,可能也包括受病毒以外的物质所感染的细胞。”
这些对抗疾病的战士怎样遇到入侵的微生物呢?只是碰巧而已吗?不然。一切都安排得妥妥当当。疾病抗原、T细胞、B细胞、吞噬细胞、抗体都借着血流和淋巴系统循环全身。次要的淋巴器官,例如淋巴结、脾、扁桃体、增殖腺、小肠上特别组织的斑以及阑尾,都是发动免疫反应的地方。淋巴结扮演主要角色。淋巴是一种液体,将我们身体组织内的细胞浸住。淋巴源于那些组织,集结在薄壁的管内,流向淋巴结,而且继续流遍淋巴系统的其余部分,最终流入通往心脏的大静脉而完成它的循环。
疾病抗原经过淋巴结的时候,就会被滤出及困住。免疫系统的抗病战士用24小时完成整个淋巴循环,但其中却花了6小时在淋巴结里。它们在那儿遇到被困住的入侵抗原,于是大战便开始了。照样,血流里的敌方抗原也不能逃脱。它们给带到脾脏那里,抗病战士已在那儿恭候了。
如今,我们体内的战争已经完结。入侵大军败北,拥有1兆或更多白血球的免疫系统大获全胜。如今是另一类型的T细胞接管的时候了。那便是抑制T细胞。它们发觉战争已胜利了,于是宣布战事结束,并使免疫系统战斗部队的活动停下来。
记忆细胞和免疫力——与牵涉到的复杂情况
可是,至此B细胞和T细胞已经执行了另一项重要服务:生产了记忆细胞。这些细胞会在血流和淋巴液的管道内循环多年——有时甚至循环一生。倘若你再受同一种感冒病毒或伤风病毒所感染,或者遇到以往曾遇过的其他外来物质,这些记忆细胞就会立刻认出它们,然后召集免疫系统大举发动攻击。记忆细胞会迅速产生巨量特定类型的B细胞和T细胞,以便击退来犯者的攻击。结果这次新的入侵还未得到一个据点,就已经被歼灭了。本来可能要三个星期才能击败敌人的一场战争,如今还没有开始就已经把对方击溃了。你以前从这种入侵者所受的感染使你对之具有免疫力。
可是,由于世界不同地方往往有不同种类的感冒病毒产生,所以情况十分复杂。此外,世上有差不多200种伤风病毒,而每种病毒又有自己特定的抗原。因此必须有200种不同类型的援助T细胞,每种援助T细胞又有配合200种伤风病毒抗原的受体。但事情并非至此为止。伤风病毒和感冒病毒不断发生突变。每次有突变发生,就有一种新的伤风抗原或感冒抗原,因此需要有一种新的援助T细胞受体去对付它。伤风病毒不断更换它的锁,因此T细胞必须不断更换钥匙。
你嘲弄医生不能治好普通伤风之前,请先了解难题所在。你曾患过的某种伤风,你也许已经治好而不能再攻击你,但一种新突变的伤风病毒随之而来,你的免疫系统就必须提供一种完全新的援助T细胞,召集免疫大军起来对抗。胜了一场战争,另一场随即开始。这场战争是无穷无尽的。
脑和免疫系统的沟通
无怪有些人认为免疫系统与脑比较起来也毫不逊色。研究继续显示免疫系统和脑互相谈及我们的健康,而且头脑对身体(包括免疫系统在内)操有相当影响。以下的引文显示脑和免疫系统的关系。有时头脑影响身体,有时身体影响头脑。
“免疫学家正发现越来越多显示头脑和身体有密切关系的证据,以及身心相关的疾病的作用过程。”——《全国地理》杂志,1986年6月刊,第733页。
免疫系统和脑的关联虽已受人承认,人对这件事的了解却很有限。精神紧张、丧亲、寂寞、抑郁都影响到白血细胞或淋巴细胞的运作,从而减低T细胞的活动。“这些关联的生物学基础大部分仍是奥秘。可是,神经系统和免疫系统显然在解剖学上和化学上有不可分割的关系。”——《难以置信的人体组织》,第217,219页。
“免疫系统……在敏锐程度、专门程度、复杂程度方面堪与中央神经系统相比。”——《免疫学》,第283页。
《科学》杂志报道关于脑和免疫系统的联系,说:“有大量证据表明两个系统互相联系、不可分割。……越来越明显的情形显示,免疫系统和神经系统是高度结合的,能够互相谈话,协调彼此的活动。”——1985年3月8日刊,第1190-1192页。
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T细胞和B细胞上大学警醒!1991年 | 5月8日
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免疫系统的防卫军
1. 吞噬细胞 进食细胞 有两种:中性白细胞和巨噬细胞。两者都是清道夫,吃掉没有生命的渣滓、死细胞和其他废物,以及许多入侵的微生物。巨噬细胞比中性白细胞更大、更顽强、更强壮、寿命更长,而且吞吃更多微生物。它们绝不仅是处理垃圾的单位而已,还生产多种不同的酶和抗菌剂。它们也是免疫系统其他各种细胞之间的沟通媒介,甚至是免疫系统细胞和脑之间的沟通媒介。
2. MHC(主要组织相容性复合体) 细胞表面标明细胞是身体一部分的分子。在巨噬细胞的表面,MHC显示少许被巨噬细胞吞吃之物的抗原;这能够刺激援助T细胞和巨噬细胞大量繁殖,增加它们与传染病战斗的能力。
3. 援助T细胞 它们是免疫系统的作战指挥官,负责辨认敌人,刺激免疫系统生产其他战士,召集它们与入侵者作战。它们召集巨噬细胞、其他T细胞和B细胞里的援军,并且刺激浆细胞的生产。
4. 淋巴激活素 像激素一般的蛋白质,包括相互白细胞素和伽马干扰素。免疫细胞借着这两样东西互相联络,它们激起免疫系统的许多重要反应,从而提高免疫系统对病菌的反应。
5. 杀伤T细胞 这些T细胞毁灭有病毒和微生物匿藏的细胞。它们发射致死的蛋白质到这些细胞身上,洞穿细胞膜,促使细胞破裂。它们也消灭变成癌性的细胞。
6. B细胞 在援助T细胞的刺激之下,B细胞数目大增,其中有些分裂、成熟而成为浆细胞。
7. 浆细胞 这些细胞产生数以百万计的抗体。这些抗体像导弹一样,并且循环全身。
8. 抗体 抗体遇到本身的受体能够配合的抗原时,就会抓着后者,使它们速度减慢,并且凝集在一起,使它们成为一口诱人的食物,让吞噬细胞吃掉。或者它们凭着补体因子的协助亲自将敌人消灭。
9. 补体蛋白质 抗体一扣住微生物的表面,称为补体因子的蛋白质就会蜂拥而至,把液体注射到微生物体内,引致它爆裂、死亡。
10. 抑制T细胞 感染一旦受到控制,免疫系统已告胜利,抑制T细胞就会采取行动,运用化学讯号停止免疫系统的各项反应。战争已经胜利了。
11. 记忆细胞 至此,T细胞和B细胞已产生了若干记忆细胞,存留下来在血流和淋巴系统里循环多年,甚至循环一生。倘若同一种曾经被打败的有机体再次入侵,这些记忆细胞就会大举发动攻击,于是这次新的入侵很快就被粉碎了。身体如今已对该种微生物具有免疫能力。种痘之所以能够消灭一度为患的多种疾病——麻疹、天花、伤寒、白喉等——便是凭着这种作用过程。
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