病原微生物大作戰 帶你認識神奇的人體“免疫軍團”

何紅華

2019年05月22日08:23  來源:人民網-科普中國
 

人類生存的環境中存在大量微生物:病毒(如流感病毒)、細菌(如鏈球菌)、真菌(如念珠菌)、原生動物(如瘧原虫)和多細胞寄生虫(如豬肉絛虫)等。人類天天都被大量病原微生物包圍,盡管如此,人類依然能夠堅強戰斗,沖出微生物的包圍圈,頑強地生存,這是因為人類身體裡有一個致勝法寶,即“免疫軍團”。

這個免疫軍團到底是什麼?教科書上將其稱為免疫系統。在正常情況下,人體裡的免疫軍團穩定、有序地在身體裡巡邏、站崗﹔一旦有外來微生物入侵,免疫軍團就會即刻展開抵御、抓捕、銷毀行動,把外來微生物清除掉。

免疫軍團是如何展開防守和攻擊的呢?讓我們一起來看看。

免疫軍團有兩大戰斗部隊,第一部隊被稱為固有免疫軍團,它是人體與生俱有的,可以針對病原微生物的入侵迅速應答。

固有免疫軍團採取的戰術首先是建立兩大防御屏障:一是物理屏障,包括體表的皮膚以及呼吸道、消化道、泌尿生殖道的粘膜組織,還有血-腦屏障、血-睪屏障、血-胸腺屏障等,這一道道屏障能把微生物隔離在機體表面﹔二是生物化學屏障,包括皮膚和粘膜的分泌物,簡單來說就是眼淚、臉上的油脂、皮膚上的汗水、嘴巴裡的口水、胃裡的胃酸、尿液等都具有一部分抑菌、殺菌功能,能把機體表面粘附的一部分微生物消滅掉,也正因為如此,我們小時候因摔倒而出現皮膚破損后,大人常會把口水抹在傷口上,這種做法是有一定科學道理的。

這兩大防御屏障就像堅固的大網,把人體牢牢保護起來,一般的細菌、病毒路過時,隻能站在大網外干著急,而無法輕易進入人體。可一旦屏障被打破,比如人們因摔倒而出現皮膚破損,就像大網有了破口,細菌等微生物就容易跑進來了。不過也不用擔心,固有免疫軍團除了善於設置屏障,它還有一群強悍的士兵,這群士兵的名字叫做固有免疫細胞,由吞噬細胞、樹突狀細胞、自然殺傷細胞、γδT淋巴細胞組成。

固有免疫細胞來源於骨髓干細胞,具有強悍的戰斗力,能夠結合、吞噬並殺滅微生物。病原微生物的表面存在一些特殊的結構(醫學上把它稱作病原體相關分子模式),這個特殊的結構就像在壞人身上貼了個大大的壞蛋名牌。固有免疫細胞表面正好長了一隻專門撕壞蛋名牌的手(即可識別病原體相關分子模式的受體),當病原微生物遇到固有免疫細胞這個撕名牌小能手,即刻就被識別,啟動毀滅模式。

以上是免疫軍團第一戰斗部隊的強大戰斗力,下面我們來介紹一下免疫軍團的第二戰斗部隊——適應性免疫軍團。這是人體在長期與病原微生物接觸的過程中,對某些特定的病原微生物產生識別與后續殺滅效應,最終將其清出體外的防御功能。

比如,固有免疫軍團的固有免疫細胞識別的是壞蛋名牌,不管是哪種微生物,隻要帶有壞蛋名牌,它就可以識別並與之展開戰斗。但是適應性軍團不看名牌,它會仔細辨別每一種壞蛋的不同細微特征,並且精准打擊。每一種壞蛋進來,就由針對這種壞蛋的特定士兵去打,一種壞蛋就搭配一種士兵,人體內針對自然界成千上萬種病原微生物,就可以產生成千上萬種適應性免疫細胞去和它們戰斗,精准打擊,見一次打一次,打到它們在人體內消失為止。

這些充滿智慧的適應性免疫細胞總體來說分為兩大類:B淋巴細胞和T淋巴細胞,它們都來自於骨髓。適應性軍團具備高超的作戰技術,它的作戰方式分為兩種:體液免疫戰術(由B淋巴細胞完成)、細胞免疫戰術(由T淋巴細胞完成)。

假設骨髓造血干細胞是媽媽,它生了個女兒叫做B淋巴細胞,B淋巴細胞又可以再生孩子,B淋巴細胞生的孩子就是著名的抗敵小能手——抗體。抗體是B淋巴細胞合成和分泌的重要抗炎物質,可識別病原微生物的抗原分子(也就是壞蛋身上帶有的無數細微特征)及其產生的毒素,進而中和病原微生物和毒素,並且通過各種途徑來清除病原微生物及毒素。抗體還可以給固有免疫細胞加油,促進固有免疫細胞的吞噬功能,協助固有免疫細胞殺敵,可謂是一個神隊友。

雖然體液免疫戰術可以把細胞外的微生物和毒素全部干掉,但對於躲進人體細胞裡的微生物,B淋巴細胞就無計可施了。此時B淋巴細胞的兄弟、造血干細胞生的兒子——T淋巴細胞就閃亮登場了。T淋巴細胞無法生出抗體,但它具備強大的攻擊力。它執行的是細胞免疫戰術,可以簡單粗暴地直接殺傷感染細胞,同樣可以給吞噬細胞加油,促進吞噬細胞殺滅細胞內微生物,從而起到搗毀病原微生物老窩(病原微生物在機體內存儲場所)的作用。病原微生物連自己住的老窩都被干掉了,也就徹底完蛋了。

這就是為什麼平常人們感冒以后,有部分人查血常規會發現自己的白細胞下降的原因,因為狡猾的感冒病毒躲在白細胞裡,免疫軍團在清除病毒的時候,隻好把白細胞也殺傷了。但不用擔心,人體具有強大的自我恢復能力,病毒被清除后約1~2周,白細胞就會恢復正常。

數百萬年來,人類能在自然界中頑強生存,在物競天擇的自然規律中生生不息,繁衍不止,與人體內存在強大的免疫軍團密不可分。科學家們經過一個多世紀的探索,對免疫軍團的作用機制有了深入的了解,然而,關於神奇的免疫軍團,還有許多奧妙等待著人類發現。期望在不久的將來,免疫軍團的神秘面紗將繼續被一層層揭開。

廣東醫科大學附屬醫院血液內科副主任醫師何紅華

作者:廣東醫科大學附屬醫院血液內科副主任醫師何紅華

本文由廣東醫科大學附屬醫院副院長王雙苗、副主任醫師林顥、副主任醫師陳欣欣協助進行科學性把關。

學術支持:廣東醫科大學附屬醫院義工“幸福銀行”醫普惠明工作室

(責編:趙鵬、姚欣雨)