免疫細胞就像人類(lèi)體內的“警察部門(mén)”,負責清除體內垃圾如凋亡細胞等,叛徒如腫瘤細胞,外敵如病毒和病菌。作為“部門(mén)員工”,健康活力的免疫細胞,才是我們極為珍貴的生命寶藏。
免疫系統是身體的衛士,由免疫細胞、免疫器官、免疫物質(zhì)組成,和外來(lái)病原體和體內變異細胞做斗爭,維持人體內環(huán)境的健康。比如,皮膚和粘膜等組織作為先天性免疫系統,是阻止著(zhù)外來(lái)異物進(jìn)入體內的第一道防線(xiàn)。而每個(gè)人身上每天有數萬(wàn)億個(gè)細胞在復制,在致癌物(吸煙、電離輻射、幽門(mén)螺桿菌等)影響下,每天約有50-100萬(wàn)個(gè)細胞在復制過(guò)程中可發(fā)生突變,有的突變細胞進(jìn)一步變?yōu)榘┘毎?/p>
我們之所以沒(méi)有得癌,是我們的免疫系統,這世界上最好的“醫生”,一直在和癌細胞周旋,免疫系統一方面識別和清除外來(lái)入侵的細菌、病毒等,另一方面也會(huì )將體內發(fā)生突變的腫瘤細胞、衰老細胞、死亡細胞或其他有害的成分清除掉。
快來(lái)一起認識下我們體內強大的免疫系統吧。
1、免疫系統的組成
我(免疫系統)就是人體(這個(gè)國家)的“軍隊”,時(shí)時(shí)刻刻保護著(zhù)機體,抵抗內部變異垃圾及外來(lái)病原微生物的侵擾。人們常把我的這種保護功能叫免疫力。我先說(shuō)說(shuō)我這個(gè)“軍隊”組成。
免疫系統分先天性免疫和后天性(獲得性)免疫兩大類(lèi)。先天性免疫是人生下來(lái)就有的。獲得性免疫是人生下來(lái)之后在生存過(guò)程中逐漸獲得的。
近來(lái)人們習慣按照我們的功能來(lái)分,具體如下:
(一)固有免疫
固有免疫細胞包括肥大細胞、巨噬細胞、NK細胞、中性粒細胞、DC細胞。免疫細胞在體內的分布與分工具有重要的戰略意義。
肥大細胞是守衛機體門(mén)戶(hù)的“哨兵”細胞,主要分布在皮膚、粘膜下組織和血管壁周?chē)任⑸镞M(jìn)入機體所必經(jīng)的通道。它們識別微生物所特有的各種危險信號,之后釋放胞質(zhì)顆粒中的炎癥因子,召集各種免疫細胞至被侵組織部位,啟動(dòng)炎癥過(guò)程。
巨噬細胞是分布于全身各種組織之中的“常駐邊防部隊”,它們具有較強吞噬與殺傷能力是微生物穿過(guò)體表后的第一道主要防線(xiàn)。占外周血白細胞總數2/3(60-70%)的中性粒細胞是不停地隨血液循環(huán)巡邏機體的“野戰”部隊,能夠在趨化介質(zhì)(生化物質(zhì))的趨化下穿出血管壁、迅速抵達發(fā)生感染的組織部位,執行吞噬與消化微生物或其他微生物的功能。中性粒細胞的壽命僅有幾天,因此又被稱(chēng)作免疫系統的“敢死隊”。
巨噬細胞與中性粒細胞統稱(chēng)為吞噬細胞。
自然殺傷細胞(NK細胞)是機體重要的免疫細胞,不僅與抗腫瘤、抗病毒感染和免疫調節有關(guān),而且在某些情況下參與超敏反應和自身免疫性疾病的發(fā)生。自然殺傷細胞不具有典型T 、B 淋巴細胞表面標志和特征的淋巴細胞。來(lái)源于骨髓淋巴樣干細胞,在骨髓內發(fā)育成熟。主要存在于血液和淋巴組織,該細胞胞漿中有嗜天青顆粒,故稱(chēng)大顆粒淋巴細胞。
直接追殺癌細胞的衛士--NK細胞
(二)適應性免疫
隨著(zhù)動(dòng)物由低等向高等的進(jìn)化,動(dòng)物體內的免疫系統也由簡(jiǎn)單變得愈加復雜和有效,到了脊椎動(dòng)物出現了具有高度記憶性和記憶功能的適應性免疫系統。這里的“適應性”是指免疫系統在接受了生存環(huán)境中的微生物或者其他外來(lái)物質(zhì)的刺激之后,使其本身的狀態(tài)發(fā)生了變化,獲得了針對該種微生物或者抗原的免疫力,能夠更為有效地完成防御的使命。
實(shí)際上適應性免疫系統是在固有免疫系統的基礎上的一次飛躍,它使免疫系統增加了“現代化”的成分和功能。其主要特點(diǎn)之一是其能夠區分不同微生物或者抗原之間的細微差異,似乎與現代戰爭的“精確打擊”有點(diǎn)相似。因此又被稱(chēng)作特異性免疫系統。
T淋巴細胞和B淋巴細胞是免疫系統的“現代化”軍隊。人體內的淋巴細胞的總數與腦細胞或者肝細胞的數量相當。它們以淋巴結為駐扎“營(yíng)地”,在血液與淋巴系統之間不斷循環(huán)。
T細胞和B細胞通過(guò)各自表達的T細胞受體(TCR)和B細胞受體(BCR)識別抗原,適應性免疫應答(反應)??梢苑譃榧毎庖邞鸷腕w液免疫應答。
協(xié)同作戰部隊:輔助性T細胞
B細胞通過(guò)BCR識別抗原后被活化,開(kāi)始增殖并進(jìn)一步分化為漿細胞。漿細胞的主要功能是合成并分泌抗體,又被稱(chēng)為免疫球蛋白。B細胞所分泌的抗體分子與BCR具有同樣的抗原特異性?!癥”型抗體分子的頂端(Fab段)是其抗原識別部位??贵w分子與微生物結合之后,可發(fā)揮三個(gè)方面的作用:
阻止微生物繼續感染其他細胞;
激活補體直接殺傷微生物;
通過(guò)抗體分子Fc段與吞噬細胞結合,使復合物被捕捉和清除。
T淋巴細胞分為CD4和CD8兩大類(lèi)。前者為輔助性T細胞,是免疫應答的“指揮官”,主要通過(guò)膜表面的分子和所分泌的細胞因子與其它細胞交換信息,發(fā)號施令。CD8T細胞為殺傷T細胞,能夠直接殺傷被微生物感染的宿主細胞,清除病原體在體內的“加工廠(chǎng)”和“避風(fēng)港”。
補體是人體萬(wàn)里長(cháng)城的重要成員之一,并不是一個(gè)單獨的成分,而是由許多蛋白質(zhì)組成的一個(gè)復雜系統。又叫做補體系統,因其英文為Complement;所以取其第一字母C代表補體。補體本身固有成分按阿拉伯字母序號分別稱(chēng)為C1,C2,C3…C9,還有兩種分別稱(chēng)為B因子及D 因子的成分;平常我們在醫院看病時(shí),醫生開(kāi)的化驗單上寫(xiě)有C3,就意味著(zhù)要對血中補體第三成分進(jìn)行檢查。
在正常情況下,補體的各個(gè)成分比較穩定,但一旦被觸發(fā)(如微生物和抗體結合后)。它們便逐個(gè)按順序象鎖鏈一樣環(huán)環(huán)相扣地行動(dòng),來(lái)保衛我們的機體。補體除固有成分外,還有一些像我們監察機構一樣的調控成分,它們能控制補體行動(dòng)的強度,不至于行動(dòng)過(guò)分而不分敵我,甚至破壞自身正常的組織,引起疾病。
補體到底“補”什么?從傳統的觀(guān)念上講,最初人們發(fā)現補體的作用主要是協(xié)助抗體去殺滅外來(lái)的有害微生物,所以很久以前就稱(chēng)之為補體。其實(shí),現代科技發(fā)展已經(jīng)表明,補體遠不止對抗體起補充作用,而是積極參與免疫系統的各種活動(dòng),是組成人體萬(wàn)里長(cháng)城不可缺少的重要而復雜的系統。
2、人體的免疫原理
我在人體內,有好多職業(yè)。就像一個(gè)國家,有“國防軍”、“公安局”、“清潔隊”一樣。有時(shí)我當兵,有時(shí)值勤,有時(shí)我當清潔工。今天我給大家說(shuō)說(shuō)我是怎樣完成這些職業(yè)的。
根據防范的病原體不同分為兩種:特異性免疫和非特異性免疫。
特異性免疫只能防止一種細菌或一種病毒感染。比如服用了小兒麻痹糖丸,就只能預防小兒麻痹;注射了乙肝疫苗,就只能預防乙型肝炎。
非特異性免疫則是什么細菌、病毒都能防,比如皮膚什么細菌都阻擋,干擾素什么病毒都“干擾”。
特異性免疫是后天獲得的,是人生下來(lái)之后,通過(guò)服疫苗、打預防針或接觸病原微生物患過(guò)某種疾病而獲得的某種特定的免疫力;非特異性免疫則是先天的,爹媽給的,生來(lái)就有。
哺乳動(dòng)物的免疫系統是固有免疫系統和適應性免疫系統疊加的產(chǎn)物。前者為基礎防線(xiàn),而后者則為特異且具有記憶的特點(diǎn)。兩個(gè)系統相互協(xié)作,互補為機體提供有效的抗感染免疫防護。
機體的雷達:樹(shù)突狀細胞(DC細胞)
3、特異性免疫:針對性防范,有的放矢
人類(lèi)認識特異性免疫是從天花開(kāi)始的。那是1000多年以前,當時(shí)天花肆虐。隨著(zhù)人們與天花的接觸,逐漸發(fā)現,不但大難不死的天花病人以后不會(huì )再得天花,而且有些接觸過(guò)天花病人的人也不會(huì )得天花。
這啟發(fā)了人們,人們開(kāi)始把天花病人結的痂剝下來(lái),干燥后碾成粉末,吹到?jīng)]有得過(guò)天花的人的鼻子里,希望能預防天花。結果成功了。被吹過(guò)天花痂粉的人真的不得天花了。后經(jīng)數百年的探索,終于誕生了我們后來(lái)接種的“牛痘”疫苗,并最終消滅了天花。
人類(lèi)也從此開(kāi)始研制各種疫苗,現在已經(jīng)能夠生產(chǎn)許多疫苗,預防多種傳染病。像兒童打的白百破三聯(lián)疫苗就可以預防白喉、百日咳、破傷風(fēng),兒童、成人都能注射的乙肝疫苗可以預防乙型肝炎等等。那么,這種特異性免疫是怎樣產(chǎn)生的呢?這還得從“根兒”上——骨髓說(shuō)起。
骨髓屬于免疫器官。骨髓內有一種很重要的細胞叫做骨髓造血干細胞,具有多種分化潛能,就像一名18歲應征入伍的新兵一樣,既可以被培養成通信兵,也可以被訓練成炮兵。干細胞可以根據身體需要變成(醫學(xué)叫分化)紅細胞、白細胞、吞噬細胞等等,其中有一部分會(huì )變成淋巴干細胞。
淋巴干細胞又兵分兩路:一路原地不動(dòng),就在骨髓變成B細胞,然后隨血到達脾臟、淋巴結定居;另一路則隨血到達胸腺,在胸腺分化成T細胞,也隨血到達脾臟、淋巴結,和B細胞一起待命,準備發(fā)揮免疫功能。
外界病原微生物(醫生叫它們抗原)侵入機體后,如果能夠“過(guò)五關(guān)斬六將”進(jìn)入血液到達脾臟、淋巴結的話(huà),T、B細胞就該發(fā)揮作用了。
首先,T細胞受到這種病原微生物的刺激會(huì )進(jìn)入激活狀態(tài),變成醫生們說(shuō)的致敏T細胞。致敏T細胞有兩個(gè)特點(diǎn):一是對這種病原微生物有攻擊能力,能殺死這種病原微生物;二是對這種病原微生物有識別和記憶功能,下次再見(jiàn)到這種病原微生物時(shí)能認識它,并繼續攻擊它。
B細胞在病原微生物的刺激下會(huì )產(chǎn)生一種物質(zhì),這種物質(zhì)能夠與該病原微生物結合,使之失去活性,醫生管這種物質(zhì)叫抗體。如果今后這種病原微生物再次侵入機體,致敏T細胞(激活了T細胞)就會(huì )沖上前去與它們作斗爭,抗體則會(huì )與它們結合,使其失去致病能力。由此可見(jiàn),機體的免疫系統只要見(jiàn)過(guò)某種病原微生物一次,就具備了對該病原微生物的免疫力。這也是為什么人只要服用或注射了某種疫苗,或得過(guò)這種傳染病就能對這種病原體有免疫力的原因。
腫瘤的天敵:細胞毒性T細胞(CTL)
4、非特異性免疫:廣泛性防范
非特異性免疫功能是由三大防線(xiàn)構成的。
第一道防線(xiàn):機械阻擋,如前面所說(shuō)皮膚、黏膜,負責阻擋外界病原微生物進(jìn)入機體。
第二道防線(xiàn):吞噬細胞,它們存在于血液和各種組織中,作用是吞噬、消滅進(jìn)入機體的細菌、病毒等病原微生物。
第三道防線(xiàn):血液、組織液和各種分泌液中存在著(zhù)的多種抗微生物物質(zhì),比如唾液中的溶菌酶可以溶解進(jìn)入口腔的細菌,人體細胞受到病毒感染后,可以產(chǎn)生干擾素,干擾素能夠殺死病毒。由此可見(jiàn),非特異性免疫是特異性免疫的基礎,特異性免疫和非特異性免疫相輔相成,共同維護人體健康。
以細菌為例,如果某種細菌從呼吸道或消化道進(jìn)入人體,首先呼吸道或消化道的黏膜進(jìn)行阻擋;沒(méi)阻擋住,它進(jìn)入到血液或組織中,吞噬細胞和它作斗爭——吃掉它或破壞它;還沒(méi)把它消滅掉,它會(huì )進(jìn)入淋巴結、脾臟,在這里T細胞在它的刺激下會(huì )變成致敏T細胞,B細胞在它的刺激下會(huì )產(chǎn)生抗體,繼續與它作斗爭。
以后如果這種細菌再次入侵,具有識別功能的致敏T細胞會(huì )產(chǎn)生得更多,B細胞也會(huì )生成更多的抗體,使體內與這種細菌作斗爭的力量更加強大。這就是免疫系統為您效力的過(guò)程。怎么樣,它是不是您須臾不可離的保護神。
5、排異反應和過(guò)敏反應
排斥反應:盲目排斥“異己”
您已經(jīng)知道,作為免疫系統的我,對外來(lái)病原微生物具有識別能力。事實(shí)上,我不但能識別病原微生物,而且能識別一切外來(lái)物,只要不是我的主人的組織細胞,我都認識,而且一概攻擊。因為每一個(gè)人和每一個(gè)人的細胞表面長(cháng)的樣子是不一樣的,醫生稱(chēng)這種不一樣為“抗原不一樣”,稱(chēng)這種能力為“自我識別能力”。正是因為有這種“自我識別能力”,才能擔當起免疫的三大功能??墒?,有時(shí)候也會(huì )因為具有這種能力而犯錯誤。
我的行為準則是:凡是自己的都是好的,堅決保護;凡是外來(lái)的,都是壞的,一概排斥。問(wèn)題也就隨之而來(lái)。舉個(gè)大家最熟悉的例子,比如我的主人受傷了,傷得很重,需要輸血??刹还芏嗝次<?,所輸的血的血型必須與我主人的血型一樣(即抗原一樣),否則,我會(huì )把輸進(jìn)主人體內的血當“異己”排斥掉,醫生稱(chēng)之為“溶血反應”,即輸進(jìn)主人體內的紅細胞被溶解。
再如,移植排斥反應。假如主人的某個(gè)器官———腎(心臟等,隨便什么器官)不行了,而正好有一個(gè)好心人愿意把自己的腎獻給主人。應該說(shuō),這是好事吧,可是不行,因為過(guò)不了我這一關(guān)。我是不能夠讓任何“異己”物質(zhì)進(jìn)入主人機體的,因為我不會(huì )區分好壞。
這就麻煩了,盡管人類(lèi)已經(jīng)完全解決了器官移植的技術(shù)問(wèn)題,在很多情況下,也能夠解決器官供體問(wèn)題,但就是因為過(guò)不了我這一關(guān),致使人類(lèi)至今不能隨心所欲地進(jìn)行器官移植。不知有多少需要臟器移植的人,因我而絕望。這是我“忠于職守”犯下的第一個(gè)錯誤。
過(guò)敏反應:自身免疫性疾病
按理說(shuō),我應該能夠識別“自己”的物質(zhì),對自己的組織細胞不產(chǎn)生免疫反應,可有的時(shí)候也會(huì )出現錯誤。有時(shí)是我的問(wèn)題,有時(shí)則是主人的問(wèn)題。比如有時(shí)人被鏈球菌感染,患了扁桃腺炎,半個(gè)月后又突然得了腎炎,這就是我在識別功能上出了問(wèn)題。原來(lái)鏈球菌與人的腎臟細胞有一部分長(cháng)得相似,我本來(lái)是想生產(chǎn)抗鏈球菌的抗體,因為識別錯誤而產(chǎn)生了抗自己主人腎細胞的抗體,結果引起了腎炎。
有時(shí)就是主人的問(wèn)題了,比如他服用了一些藥物,或受到了電離輻射,使他自身的組織細胞發(fā)生了變化,與原來(lái)長(cháng)得不一樣了。我當然認不清了,還以為是“外來(lái)異物”呢。于是生產(chǎn)抗體,加以攻擊,結果引起諸多疾病。
有的時(shí)候,干脆“什么原因也沒(méi)有”(事實(shí)上,可能是目前還沒(méi)有搞清楚),我會(huì )“憑白無(wú)故”地產(chǎn)生對自己主人細胞的抗體,引起自身免疫反應,醫生稱(chēng)這類(lèi)疾病為“自身免疫性疾病”。
自身免疫性疾病是一種很麻煩的病,您想呀,誰(shuí)也沒(méi)招您,您自己和自己過(guò)不去,那有什么招呀!所以,許多醫生一提到這種病就頭疼。
腫瘤細胞(Cancer cell)
敵友不分:“大水沖了龍王廟”
有的時(shí)候,既不是外來(lái)抗原,我也沒(méi)犯什么錯誤,可還是出了問(wèn)題。比如有些人在遭到嚴重的眼外傷后,醫生會(huì )動(dòng)員病人摘掉眼球,為的是防止“交感性眼炎”。
交感性眼炎是什么病呢?原來(lái),眼球里面的組織從一出生就包裹著(zhù),從來(lái)沒(méi)有進(jìn)入過(guò)血液、淋巴結和脾臟,T細胞、B細胞則從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)它們,自然也就不認識它們。當眼睛(比如左眼)遇到外傷時(shí),左眼球破裂,左眼里面的組織細胞難免會(huì )進(jìn)入到血液中,我就傻了——“這是什么東西?”“沒(méi)見(jiàn)過(guò),一定是異物?!?/p>
于是我開(kāi)始產(chǎn)生抗眼球組織的抗體??贵w不分左右呀,自然是左右眼一起抗,于是就會(huì )發(fā)生“左眼傷風(fēng)右眼跟著(zhù)感冒”,即醫生說(shuō)的交感性眼炎。最后的結果是右眼也保不住,所以醫生只好讓您把受傷的左眼去掉,以達到“丟卒保車(chē)”的目的。
像眼球這樣的情況還有幾種,比如甲狀腺、男性的睪丸,都因一直處于包裹之中,致使雖然是自家人,我卻不認識。就像對待家里的一個(gè)親戚似的,本來(lái)是一家人,可因為他一直在外地,我從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)他,一天他突然登門(mén)造訪(fǎng),我不認識他,自然把他當外人,持排斥態(tài)度,態(tài)度自然不好了。
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