
秋冬換季,隨著冷空氣的活躍和氣溫的波動,病毒的傳播力在發生變化,人體的新陳代謝和整個機體也在慢慢適應驟變的溫度與濕度環境,好像也確實開始更頻繁地聽到周圍出現此起彼伏的噴嚏聲、咳嗽聲。
得益于公共衛生意識的普及,人們對體表特征的變化觀察得越來越敏銳,對身體內部免疫系統的防御大作戰也逐漸有所認知。那么,擁有自己的英雄與士兵、武器與防具的防疫系統,具體在以怎樣的規模、節奏、強度和效率保護我們?是時候讓我們再次翻開《人體不可思議的兵工廠》了。
01免疫反應越猛烈,死亡率卻越高?
1918年,西班牙曾有一次流感大流行,曾甚至造成一個巨大的謎團。這輪流感的嚴重程度遠超以往——全世界約三分之一人口感染,一年內死亡人數超過四年黑死病的總和,甚至超過第一次世界大戰的死亡數量。
更詭異的是:
它并不是主要攻擊老人,而是把年輕、健康的人作為首要目標。
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電影《流感》劇照
對死亡者肺部的研究發現,肺組織中充滿了中性粒細胞——這意味著免疫反應異常強烈。但既然免疫系統如此“賣力”,為什么病人依舊難逃死亡?
人體免疫的重要組成部分中性粒細胞,在免疫過程中會向周圍組織中噴灑溶微生物化學物質。這樣一來,中性粒細胞就能夠一次性破壞多個微生物,有點像用炸藥來捕魚。但也和炸魚一樣缺乏靈活性,可能會同時造成周圍組織的嚴重損傷。
一種解釋認為,年輕人的免疫系統反應太強烈,中性粒細胞過度活躍導致嚴重炎癥,反而對自身組織造成了致命損傷。但事情遠不止于此。
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美國堪薩斯州軍營中的醫院,滿是染上流感的病人
從這次載入人類疾病史的世紀大流感切入,《人體不可思議的兵工廠》希望帶領我們重新看看,人體的免疫系統具體是如何維持秩序的。
原來,每一次呼吸、每一次流淚、每一次炎癥反應,背后都埋著層層伏線,進行著一場場驚心動魄的對抗。
望向人體內部,讓我們一起看看這場以身體為戰場的——“看不見的戰爭”。
02病毒入侵之前的無聲抵抗
早在人類文明的早期,人們就觀察到感染后康復的人往往不再感染相同疾病,“免疫”概念由此而來。
免疫系統由免疫器官、免疫細胞及多種免疫分子構成,是一個常年枕戈待旦的軍工體系。
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免疫系統的組成,圖源《醫學免疫學》(第七版)
所謂“養兵千日,用兵一時”,免疫系統的戰斗并不是等病毒進入身體后才開始。真正的第一道防線,是從日常呼吸、眨眼、接觸環境時就已悄然啟動的天然屏障。
雖然免疫系統強大,但人體并非無懈可擊。我們必須攝入空氣、水和食物,因此身體存在各種開放的入口,從安全角度看十分棘手。但這些入口也進化出復雜而聰明的防御結構。
以口腔和呼吸道為例:
每次吸氣,你的肺都會吸入大約1萬個細菌。
幸運的是,氣道內的杯狀細胞分泌出一層薄薄的黏液,可以捕捉粉塵和細菌。隨后,纖毛——每分鐘擺動1000~1500次的微小鞭狀結構——會把這些“臟黏液”以每分鐘 2~3厘米的速度向上托舉,最終排出體外。
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吸煙則會破壞這一體系:最初減慢纖毛運動,最終導致纖毛癱瘓、死亡,使肺部充滿難以清理的黏液,只能通過咳嗽這種低效而粗暴的方式清除。
人體的另一道防線,來自看似柔弱的眼淚。
每年,女性平均會哭47次,男性7次。眼淚不僅能宣泄情緒,本身更是一種化學武器,含有多種電解質以及80~100種蛋白質,其中溶菌酶、乳鐵蛋白與載脂蛋白含量最高。
當我們揉眼睛、接觸骯臟物品時,眼淚中的這些蛋白質會迅速行動,阻止病原體入侵眼部。
03識別與清理
當病毒真正突破外層屏障,免疫系統首先要解決的是——如何發現入侵者。
人體約由 37 萬億個細胞構成,而一個皮膚細胞能容納 1000 個排成一排的感冒病毒。細菌雖稍大,但一個大腸桿菌也只有人體細胞的十分之一。
盡管敵人如此渺小,免疫系統依舊能精準識別,因為體內有一套復雜的監控網絡,敏銳程度堪比頂尖情報系統。
核心在于識別病原體相關分子模式(PAMP)——病原體表面的特征性結構,是“敵我識別”的關鍵標志。
免疫細胞通過表面受體持續掃描這些 PAMP。參與偵測與攻擊的細胞包括:
中性粒細胞、嗜堿性粒細胞、巨噬細胞、自然殺傷(NK)細胞等。
其中,中性粒細胞無疑是其中最“酷”的存在。
中性粒細胞常被比作詹姆斯·迪恩:
生得肆意,死得年輕,還很適合戴墨鏡。
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詹姆斯·迪恩
早期科學家認為它只是一個“找到細菌就吃掉”的簡單士兵。但研究不斷深入后我們發現,中性粒細胞是一位擁有多種殺傷技巧的隱秘刺客。
每天大約有兩億個中性粒細胞從骨髓進入血液,像巡邏隊一樣在全身移動。如果數日內沒有發現敵人,它們會自行死亡。
一旦發現感染,它們會被血管壁細胞“抓住”,減速、停下,隨后穿出血管,沖入感染區域,執行高強度、高風險的“短命戰斗”。
與中性粒細胞的短平快不同,巨噬細胞更像是戰場上的后勤與清道夫。
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它們體型龐大、行動穩重,遍布全身各個組織——從大腦到骨骼。巨噬細胞負責吞噬細菌、死亡細胞和各種碎片,是免疫戰中的“收尾大師”。
免疫系統在我們的身體自發地進行防御、巡邏、排查與清掃,保護我們免受大部分病毒的攻擊,也在正常的生理過程(如妊娠)中擔任重要的角色。但當機體受損嚴重,醫學手段介入或自身具有某些缺陷時,免疫系統就會攻擊那些無害事物,如過敏反應的發生以及在器官移植中發生的排斥反應。而如今,我們正嘗試運用現代手段,將免疫系統變為部分可控的,這也是現代醫學的意義。
在流感季,我們或許不需要做太多,只需保持理性、保持耐心,也保持對身體內部這座“兵工廠”的一點敬意。
策劃&編輯丨后浪科學
文中內容來自《人體不可思議的兵工廠》
合作請聯系微信號:Myx20000721
既然感染后康復的人往往不再感染相同疾病,為什么人會重復感冒?
實際上,感冒是由各種不同的病毒導致,所以每次都相當于第一次得病。
關于病毒,我們下次來看看是怎么一回事兒。
-Fin-
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