上海话科普“第二脑揭秘” 27 免疫系统和肠道细菌的爱恨纠葛

免疫系统和肠道细菌的爱恨纠葛
我们每天都有可能死去好几次。可能是得了癌症，可能是细胞老
化，可能是成了细菌的下酒菜，也可能是被病毒侵蚀了。但每次我们
又都被救活了！生长畸形的细胞会被扼杀在萌芽里，真菌孢子（真菌
的主要繁殖器官）会被消灭，细菌会被扫荡，病毒会被斩除。这项救
命服务是由免疫系统带领的团队提供的。术业有专攻，这支团队里众
多的细胞中，有辨认专家，有专业杀手，有“帽子”制造商（见第185
页“被戴‘帽子’的沙门氏菌”一节），还有谈判专家，它们通力合
作，所向披靡。
身体里绝大部分的免疫系统都在肠道里（大约占了80%），理由很
简单，细菌界的妖魔鬼怪、大小明星都在这里聚集，免疫系统自然是
要来这里会会它们的。细菌们的大本营都隐藏得极好——在肠黏膜
里，背后深处是肠壁细胞。这个位置对免疫系统也很理想，既有足够
的空间让它施展拳脚，又足够远到不会伤害肠壁细胞。免疫系统团队
就是在这里和每一个新来的细菌不打不相识的。
免疫细胞和细菌们在肠道里混熟了以后，日后若是在肠道外再相
见，大家也好迅速各就各位。但这个相熟的过程真的很复杂，需要免
疫系统花十二万分的心思，因为它必须时刻抑制自己防御的冲动，允
许大多数细菌继续存活，但同时它又必须把危险分子从那么一大堆细
菌里挑出来。如果非要和每一个肠道细菌打个招呼、说声“你好”的
话，差不多要花三百万年的时间，而免疫系统每天对每一位可不仅仅
是说声“嗨”，它还要再补充上两句：“你不错”或者“你还是死了
让我更放心”。
此外，它还要能分辨出什么是细菌细胞，什么是人体细胞，不能
误伤了自己人。这乍一听会觉得没什么了不起，这不是理所当然的
嘛，但是事情不是那么简单的。有些细菌表面的细胞结构和我们某些
身体细胞的结构类似，比如引发猩红热的病菌就是这么奸诈。对付这
种细菌一定要尽快用抗生素扫除，不然会混淆免疫系统的认知。比如
它会误认为膝盖里藏有会导致喉咙痛的病菌，然后开始攻击我们的关
节。当然这种失误发生的概率很小，但是还是会有发生的可能。
类似的情况也出现在了那些年轻的糖尿病患者身上，科学家观察
到，他们的免疫系统摧毁了制造胰岛素的自身细胞。这可能是由于免
疫系统和肠道菌群沟通有误造成的，要不就是因为免疫细胞培训得不
够好，或者它根本就完全错误判断了。
为了避免各种沟通有误或者误判的状况，身体本来是有一套非常
严密的管理体系的。在所有的免疫细胞被放入血液执行任务之前，它
们都要先从细胞史上最严格困难的训练营毕业才行，在训练营里它们
要认识并记住每一个自己人——人体自己的细胞结构。在训练营里，
如果一个免疫细胞认不出它面前的是自己人还是外人，不管它是完全
没反应还是先试探性地戳戳对方看看情况，这都是绝对致命的错误，
因为这就意味着它考核失败，永远也不可能毕业去血液里工作了。
那些会攻击自己人的免疫细胞，在训练营里就会被淘汰掉。训练
的时候，它们会学到，要么化敌为友，包容外来客，要么准备好战
斗，消灭敌人。这个非黑即白的训练准则在大多数情况下都很有效，
很少出现灰色地带。
灰色地带虽然少但还是有的，而且一旦出现就很棘手。比如说一
个外来者看上去有些像细菌，但其实它又不是细菌，那怎么办？比如
红血球表面的蛋白质和细菌就很像，要不是免疫细胞在训练营早就认
识了红血球，血液也要被它们攻击了。如果你的红血球表面的蛋白质
是A型的，你就是A型血，那么你的免疫系统只要是A型血就可以兼容，
来自其他人的A型血也可以，比如说发生摩托车事故时或者分娩大出血
的情况下，输血不可避免。
但是输血绝对不能输不同血型的血，因为免疫系统不兼容。免疫
细胞之前在训练营里没学过其他类型的红血球，理所当然地就把它们
和以前见过的细菌联想成了一类，然后立刻进入战斗模式。如果不是
免疫细胞之前在肠道里被肠道细菌训练过，它们自然也就不会把红血
球表面和细菌类似的蛋白质看成是战斗的信号，那我们输血时也就不
会非同类型的血不可输了，那么也就没有“血型”这一说了。
新生的小婴儿肚子里面还没几个细菌，理论上来说，给他们输不
同血型的血时是不会有排异反应的。（因为小婴儿的血液里会有从妈
妈那里得到的抗体，所以医院为了安全起见，一般都用和妈妈同一血
型的血液进行输血。）一旦免疫系统和肠道菌群基本发育完成，人们
就只能兼容同一种血液类型了。


如果抗体和红血球能结合，就会发生凝血。B型血人的抗体可以和A型血红血球结合，所以
给B型血的人输入A型血就会发生凝血
血型的形成只是众多由细菌引发的免疫现象中的一种，也许还有
更多，只是我们现在还没有能力发现而已。每一种细菌对免疫系统的
作用各有不同。我们现在已经知道的有几种细菌，它们能让免疫系统
更温和，更包容一些，举例来说，它们有的可以让免疫系统多生产出
一些友好的免疫细胞，有的则可以像可的松或者其他消炎药那样作用
于细胞。有这些细菌的地方四下一片和睦，免疫系统也就变得没那么
好斗了。这估计也是这些细菌曲线救国的一招好棋，免疫系统兼容性
强了，它们也自然不用再担心哪天免疫系统会来找它们的麻烦了。
而关于幼小的脊椎动物（包括人类），在它们的小肠里却发现了
喜欢挑唆免疫系统的细菌，这立刻引来了诸子百家的各种猜测及各种
推论。比如说推论一：这些“挑唆犯”真实的目的是降低小肠内部细
菌的密度。小肠的警报级别一提高，能容得下的细菌也就少一些，这
样它才好图个清静，全力以赴地进行消化工作。推论二：这些“挑唆
犯”不喜欢乖乖依附在肠黏膜，而是长年占据着小肠绒毛。这让人不
禁想起，不少病原体，像是大肠杆菌里的危险分子，也有相似的居住
喜好。如果它们到了小肠，发现能住的地方早就被“挑唆犯”们占得
满满的，那它们只能离开。当然它们离开的时候如果有满腔怨气，也
就只能发在你头上了。
这个效应叫作“殖民保护”。大部分的肠道细菌都是这样来保护
我们的，它们把位置占了，坏人来的时候就没位子了。可惜小肠里
的“挑唆犯”属于见光死型，到现在我们也无法在实验室里养殖它、
好好研究它。那是不是至少已经可以确定，它不会给人体带来伤害
呢？答案是未必。也许物极必反，有些人可能正是因为它们对免疫系
统过度刺激反而受到了伤害。这里还有很多很多的问题有待回答。
在纽约实验室无菌小白鼠的身上我们找到了第一部分的答案。它
们真的是世界上最干净的生物了，在无菌的环境下剖腹产出生，生活
在彻底消毒过的笼子里，吃的是蒸汽消毒过的食物。与这些小白鼠打
交道的人也必须绝对地注意，因为即使是空气，如果未经过滤，里面
也带着细菌。如此干净的动物只可能会出现在实验室里，自然界是不
会有的。感谢这些小白鼠，研究人员才有机会知道，当一个免疫系统
处于完全无事可做时是个什么样的状态。肠道中没有菌群会怎样？从
未受过训练的免疫系统面对病原体时会有什么样的反应？有哪些变化
是用肉眼就能分辨出来的？
每一个和无菌小白鼠打过交道的人，对它们的评价都是诡异二
字。这些小白鼠过于好动，完全不像普通的老鼠那样行事谨慎小心，
吃得比普通小白鼠多，消化也要比普通小白鼠慢。它们的盲肠奇大无
比，萎缩的肠子里面也没有绒毛，肠子里面的血管和免疫细胞也要少
很多。最普通的病原体就能轻易地打倒它们。
给它们注入了其他老鼠的肠道菌群后，令人惊奇的事发生了。如
果给它们注入的是患有2型糖尿病小鼠的肠菌，很短的时间后它们就会
开始没法正常代谢糖类。如果喂给它们的是肥胖老鼠的肠菌，很快它
们也会开始肥胖。除此之外，研究人员还给无菌小鼠注射了单一种类
的肠菌，以便观察每种细菌在肠道里的作用和角色。有些肠菌可以顺
利帮助小白鼠结束无菌时代的诡异行为——免疫系统被启动激活了，
盲肠收缩回了正常大小，小白鼠也开始正常进食。有些肠菌被注入之
后啥作用也不起，小白鼠该怎样还怎样。还有些肠菌，只有和别的种
类的肠菌共同合作时才能发挥效用。
感谢这些无菌小白鼠，肠道菌群的研究才得以向前迈进了一大
步。我们现在甚至可以断言，就像我们生活着的大世界时时刻刻都在
影响着我们一样，我们体内的小世界也同样深刻地影响着我们。更让
人兴奋的是，每个人与每个人的小世界都不尽相同。