科普丨《战斗细胞》：听亿万免疫细胞如何为抵御病原体而战斗

听亿万免疫细胞如何为抵御病原体而战。

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精华笔记 

人体免疫系统就是一个由各种免疫器官、免疫细胞、免疫活性物质以及遍布全身的复杂网络组成的防卫系统，对于人体健康至关重要。我们生活在一个充满危险的世界里，既有病毒、细菌、寄生虫等外部威胁，又要面临癌细胞等内部威胁。那么，人类经历亿万年进化出来的免疫系统究竟是什么？免疫系统又是如何发挥作用的呢？

本书作者是德国信息设计师、科普达人菲利普·德特玛，作者在视频平台YouTube上开设了自己的科普频道“简而言之”，在尽可能忠于科学的前提下，通过生动的动画让知识变得简单、易懂而优美，深受用户的喜爱。本书是“简而言之”频道中微生物学、免疫学的全面集成与拓展，德特玛延续了自己科普栏目的风格，深入浅出地带领我们重新认识免疫系统。

免疫系统是什么？实现免疫功能的有哪些战斗细胞？

35亿年前，地球上诞生了生命，单细胞生命就耍起了“小聪明”，朝着寄生在别的细胞内部的方向演化。而保护自己不被寄生就成了大多数生命生存的必备技能，免疫系统应运而生。在数十亿年的相互竞争和厮杀中，随着生命形态的多样化演进，各类生物的免疫系统不断完善，演化得越来越复杂且精妙。

人体免疫系统免疫系统则通过三道防线来守护我们的健康。

第一道防线是皮肤和黏膜。皮肤本身就是坚固的屏障，有自己的防御系统。皮肤细胞之间由长长的突起紧密地锁在一起，皮肤细胞还会分泌油脂填充在细胞间的微小空隙中，从而形成了一道对病原体而言牢不可破的屏障。我们分泌的汗液中存在还大量的盐分和天然抗生素，这种环境让病原体很难存活。

黏膜主要分布在人的肺、呼吸道、口腔、肠道和生殖道等的内表面，这些地方承担着吸收氧气和营养物质，排出代谢产生的有害废物的重任，它们仅有一层薄薄的上皮细胞。为了防止病原体入侵，黏膜表面有一层类似鼻涕的黏液层组成物理屏障，同时黏液层中富含有盐、溶解病原体外壳的酶和杀伤力强大的抗体，使得绝大多数病原体很难存活。除此之外，黏膜的上皮细胞还非常敏感，一旦有病原体穿过黏液层入侵，则会快速释放特殊的信号激活免疫系统，让免疫系统提前准备好迎战入侵的病原体。

先天性免疫系统，是我们免疫系统的第二道防线。它与生俱来，能够区分自身和异物，一旦检测到异物就会快速调动起来打击所有的病原体。

先天性免疫系统主要有四种战斗细胞：巨噬细胞、中性粒细胞和自然杀伤细胞和树突状细胞。巨噬细胞，主要负责吞噬死去的细胞和入侵的病原体。中性粒细胞，主要攻击病原体外壳或直接吞食敌人。自然杀伤细胞，负责在人体内巡逻检查细胞是否被感染或癌变，消灭异常细胞。树突状细胞，承担了免疫系统的两项重要职责：辨别入侵者的身份和决定是否激活下一步防御。

第三道防线是适应性免疫系统。它并不是与生俱来的，而是需要长时间的训练和打磨，随着人体的成长发育不断增强，等到老年又会逐渐减弱，因此老年人和婴幼儿的免疫力相对较差。适应性免疫系统对病原体具有超强的针对性，能够利用树突状细胞送来的样本定制出专门的对抗武器，针对性地剿灭特定的入侵病原体，实现精准打击。

适应性免疫系统有两类主要的战斗细胞：T细胞和B细胞。T细胞有很多种类，辅助性T细胞主要承担着增强先天性免疫系统的战斗力和激活B细胞的重任；杀伤性T细胞则负责针对性地寻找被感染的细胞，下令细胞执行凋亡程序，等待被巨噬细胞吞噬销毁； B细胞的主要功能是产生抗体，针对性地消灭大量特定的病原体。

在面对不同病原体的入侵时，免疫系统是如何保护我们，调动战斗细胞协作御敌的。

在现代社会，致病的微生物往往是细菌和病毒，免疫系统对细菌和病毒入侵也有着不同的应对策略。

细菌有着完整的细胞结构，想要成功侵入人体，首先要跨越皮肤和黏膜这道强大的屏障。一旦第一道防线出现创伤，大量的细菌便顺着伤口侵入人体，先天性免疫系统会最先识别危险并快速组织防御。

那免疫系统是如何识别细菌的呢？答案就在蛋白质这一生命的基本结构之中。地球上所有生命的细胞表面都含有一些特殊蛋白结构，有着丰富多样的三维空间形状，它的形状决定了它的功能，一些特定的功能只有一种蛋白质形状与之对应，细菌肯定得用到一些特定结构的蛋白。形状互补的蛋白可以牢固地结合在一起，免疫系统就是通过免疫细胞受体和细菌抗原的结合来识别敌人的。在几亿年的演化过程中，先天性免疫细胞已经具备了多组特殊受体，能够识别所有细菌的常见蛋白，让细菌在先天性免疫细胞面前无所遁形。

巨噬细胞识别了细菌的抗原，就会立即被激活，牢牢地抓住细菌并将其吞噬消灭，同时发出求救信号，召唤中性粒细胞参与战斗；中性粒细胞接受信号被激活，就会开始大范围的追杀病原体，释放酸性颗粒攻击细菌外壳，它们还会自我牺牲来释放出大量杀伤性物质攻击细菌。

树突状细胞接受到危险信号后被激活，它们会抓住细菌并将其分解成碎片，分辨细菌的种类并收集细菌表面的抗原，将战场上的信息快速传递到淋巴结进行汇总，淋巴结会判断危险程度，决定是否需要启动适应性免疫系统，利用捕获的细菌抗原针对性的抗体。

树突状细胞携带着入侵者的抗原来到淋巴结，在此遇到能够特异性结合细菌抗原的T细胞，并激活它们。辅助性T细胞活化后，会快速增殖后分成两组，一组赶往感染区域，释放信号增强巨噬细胞的杀伤力；另一组则负责去激活B细胞。

B细胞的激活分为两个阶段。B细胞识别到淋巴液中游离的细菌抗原，完成第一阶段激活，快速增殖扩散，并快速制造抗体，协助歼灭细菌。这些B细胞如果没有辅助性T细胞的二次激活，会认为感染很轻，选择在一天内自行毁灭。一旦遇到活化后的辅助性T细胞，免疫系统确认体内有大量的细菌入侵，B细胞完全被激活，开始膨胀变大，变成几乎原来的两倍，并大量释放抗体，入侵的细菌最终被彻底歼灭。

不同于细菌，病毒没有完整的细胞结构，它们主要通过攻击受体侵入细胞内部，利用细胞内部的资源合成更多的病毒。病毒侵入人体后，不仅会游离在体液中，还会寄生在细胞内部，免疫系统剿灭游离病毒的过程和歼灭细菌相似，而应对细胞内部的病毒，免疫系统会启用新的战斗细胞和免疫机制。

上皮细胞发现自己被病毒感染后，会立即向周围细胞和免疫系统释放出一系列的蛋白信号，免疫系统被激活开启与病毒的战斗；树突状细胞持续采集感染区域的病毒抗原，在淋巴结中，和激活后的辅助性T细胞，双重激活杀伤性T细胞。

所有的细胞内部都在不停地分解蛋白，细胞会持续随机采集蛋白碎片，转运到细胞膜上成千上万的展示窗口上对外部动态呈现。杀伤性T细胞就是通过检查这些展示的蛋白碎片里是否有病毒的抗原，来判断细胞是否被感染的，一旦发现异常，就会立即释放信号让被感染的细胞自我凋亡，静待巨噬细胞的吞噬。

然而有些病毒或者癌细胞会破坏细胞膜上的展示窗口，以躲避杀伤性T细胞的检查，先天性免疫系统的自然杀伤细胞就是专门解决这种漏网之鱼的。自然杀伤细胞只负责检查细胞膜上有没有展示窗，检测到异常细胞就立即释放信号让它们进入自行凋亡程序。

免疫系统成功抵御细菌和病毒的入侵后，绝大部分B细胞和T细胞进入自我凋亡程序，少部分转化为记忆细胞，静静地待在淋巴系统中。一旦发现抗原，战斗细胞会快速克隆增殖，释放大量抗体投入战斗。

免疫系统异常会带来哪些危害，以及我们应该如何增强免疫力？

免疫系统的首要目标是维持稳态，但它也有出错的可能性，无论是免疫系统太弱还是太过激进，都会给人体带来严重的危害。

免疫系统太弱的话，就不能有效地保护人体，病原体会趁虚而入，在体内大量繁衍搞破坏。艾滋病是免疫系统太弱的一种极端例子，它又叫获得性免疫缺陷综合征，引起艾滋病的HIV病毒，主要侵入对象是辅助性T细胞、巨噬细胞和树突状细胞，从而导致杀伤性T细胞会疯狂地攻击免疫细胞，极大的削弱免疫系统的功能，使得人体对各种病原体的抵抗能力下降，原本对健康人体没有杀伤力的细菌和病毒，也会对艾滋病患者造成致命的威胁。

免疫系统太过激进也会带来危害，甚至后果更加严重。生活着常见的过敏，就是免疫系统对不怎么危险的东西产生了错误的判断，认为大量的病原体入侵了人体，调动整个免疫系统发起攻击，并在身体各个器官诱发了严重的炎症反应，引发血管收缩，液体渗入组织，从而造成红肿、发热、瘙痒和全身不适。严重的情况下，过敏症状可能在几分钟之内导致人体死亡。

免疫系统还有另外一种常见的异常：攻击自身的正常细胞，造成自身免疫性疾病。源自于骨髓的B细胞和T细胞会随机混合不同的基因片段，形成携带各种受体的免疫细胞，然后分别在骨髓和胸腺中进行测试，留下能够高效识别各种病原体抗原的免疫细胞才可以进入淋巴系统，持续保护人体的健康。部分能够识别自身细胞主要蛋白的免疫细胞也可能进入淋巴系统，错误地将部分特定的人体细胞识别为病原体，并调动免疫系统对自身细胞发起持续的攻击，发展成为慢性病。

我们应该如何增强免疫力呢？作者认为，想要拥有健康的免疫系统，我们首先需要做的是平衡膳食，摄入人体所需的各种维生素和营养；其次，锻炼也可以直接强化免疫系统，保持规律的运动能够促进全身体液的循环，有益于战斗细胞更快地自由流动，更好地发挥作用。

书名：《战斗细胞》

作者：[德] 菲利普·德特玛

撰稿人：崔芹

编辑：阿柑

主播：路琨

制作：匀绮工作室

监制&运营：郑涵 崔新甜

总编辑：赵雅楠