人体免疫系统 《我们为什么还没有死掉》人体免疫系统解析

关于作者

伊丹·本-巴拉克，耶路撒冷希伯来大学医学学士，微生物学硕士，悉尼大学科学史和哲学博士。他的第一本书《奇妙的微观世界:微生物如何统治世界》已被翻译成五种语言，并获得2010年美国科学进步协会杰出科学图书奖。

关于这本书

伊丹·本-巴拉克向我们展示了免疫系统是如何工作的，它是如何破坏病原体的，我们为什么会对某些病原体产生免疫，讨论了免疫系统的进化以及我们所关注的抗生素和疫苗的作用，展望了免疫的未来。这本书会带读者到一个有趣的免疫系统漫游。

核心内容

首先，我们按照作者的指导，走一趟免疫系统，看看免疫系统是如何工作的。第二部分，我们来看看免疫系统为什么这样工作。第三部分，我们来看看人类是如何利用自己的免疫系统知识来应对疾病的。我还采访了免疫学家李贤良博士，请他从更专业的角度帮助我们理解这个问题。

你好，我是刘璇。欢迎每天听一本书。今天给大家读的书是《为什么我们还没死》，副标题是《免疫系统漫游指南》，是一本关于免疫系统的科普书。

我们都知道免疫力很重要。免疫力强的人不容易生病，即使有点感冒发烧也容易好起来。但是我们对免疫系统有很多误解，比如很多人常说的“提高免疫力”。这本书的作者不太同意。免疫系统是一个复杂而微妙的系统，太简单了，只看实力是想不到的。有些疾病甚至是“免疫力太强”引起的，比如过敏，因为免疫系统反应过度。现代人的许多常见病，如ⅰ型糖尿病，都是由于免疫系统功能障碍而攻击正常细胞。对于普通人来说，要想更健康，首先要做的不是忙于“提高免疫力”，而是了解与免疫系统相关的知识。此时，我们只能通过观察这些与免疫系统相关的疾病来知道该做些什么来帮助我们的健康。

一百多年来，正是因为人类对免疫系统的意识越来越强，我们才克服了许多医学难题。比如免疫学的诞生，是因为人们发现用疫苗激活免疫系统可以对抗传染病。在未来，免疫学很可能帮助我们对抗癌症。2018年，诺贝尔生理学或医学奖授予了两位免疫学家，他们提出了一种治疗癌症的新方法——免疫疗法。以前治疗癌症的基本思路是杀死癌细胞。但如果治疗的杀伤力太大，也会伤及患者身体，杀死1000个敌人，损失800个。免疫疗法的想法正好相反。它的原理是帮助免疫系统，因为杀死癌细胞是免疫系统工作的一部分。

这本书的作者是澳大利亚学者伊丹·本-巴拉克，他不仅是微生物研究的专家，也是历史和科学哲学的博士。他写这本书是为了让更多的人了解我们人类的防御系统。在解读中，我将分三个部分谈谈这本书的观点。首先，我们按照作者的指导，走一趟免疫系统，看看免疫系统是如何工作的。第二部分，我们来看看免疫系统为什么这样工作。第三部分，我们来看看人类是如何利用自己的免疫系统知识来应对疾病的。我还采访了免疫学家李贤良博士，请他从更专业的角度帮助我们理解这个问题。

第一部分

我们可以把自己的身体想象成一个王国。这个王国要想在这个世界上生存下去，就要面对很多敌人。微观上主要是细菌、病毒、寄生虫，一般称为病原体。为了抵抗病原体，我们在数十亿年的时间里进化出了复杂而精密的免疫系统。这就像一个王国保卫自己的领土。它不能只有一个军队负责，还要有一个武器制造部门，一个侦查部门等等，这些加在一起就构成了一个完整的防御体系。

下面，从身体的敌人病原体来看，突破免疫系统的防线有多难。在描述中，我会牺牲一点严谨，尽量少用专业术语，把这个过程看成是病原体和免疫系统在身体微观层面的战争。

病原体要在人体内安营扎寨，需要突破三道防线。

第一道防线是物理屏障。皮肤是身体天然的物理屏障。作者认为，广义上，我们也可以把皮肤看作免疫系统的一部分，大部分时间可以有效抵抗病原体入侵。病原体想要突破各种物理屏障进入我们的身体，概率真的很低。大部分死于入侵，在地板上，在桌面上，在手帕上；死于温度不合适，皮肤上的化学物质，胃酸和肠道菌群的攻击等。那些能成功进入人体的病原体，可以说是最好的入侵者。然而，这些病原体无法想象真正的战斗才刚刚开始。到时候，他们就会遇到人体的第二道防线——“先天免疫系统”。

你可以把“先天免疫系统”理解为一种自动防御机制，就像一套预设的程序。敌人一旦被识别，就会发出危险信号，然后用预设的方法消灭入侵者。从病原体的角度来看，这简直就是一片火海。这个过程可以分为两个步骤:识别和战斗。

如果病原体是细菌，先天免疫系统识别后，分子之间会传递一系列信号，直到各个环节相互印证，感染正在发生，感染位置确定，各种细胞和分子从四面八方赶来战斗。比如有些蛋白质会附着在细菌表面，标记给专门猎取细菌的吞噬细胞；吞噬细胞会过来把整个细菌吞下，用化学武器分解。当然，免疫系统还有很多其他的敌人策略，哪一个取决于预设的程序。

如果病原体是病毒，就会侵入人体细胞。这时，被感染的细胞会选择自杀。人体依靠细胞间的信任才能正常运转。一旦细胞被感染或损伤到无法修复，身体就会期望它发出信号，以特定的方式通知免疫系统:求助，我被感染了，请马上杀了我！免疫细胞会来杀死被感染的细胞。那时，未感染的细胞也会保持警惕，准备好防止自己被抓住。

这样的战斗随时都可能在我们的身体里发生。然而，虽然先天免疫系统非常强大，但病原体却在不断进化。有些病原体越来越狡猾。他们携带特殊工具，技能好，可以逃离先天免疫系统。比如引起结核的结核分枝杆菌，会欺骗吞噬细胞，防止自己被肺部的吞噬细胞吞噬后分解。它还可以从吞噬细胞获得营养，自我繁殖，把猎人变成自己的猎物。当它繁殖到一定程度时，会耗尽吞噬细胞的资源，细胞会分裂，使细菌继续扩散。许多其他病原体也有类似的把戏，这就是为什么我们听说结核病、疟疾、艾滋病和其他疾病。

可以说，先天免疫系统的每一种防御策略，总有一些病原体可以避开、破坏甚至使用。这时候就需要“适应性免疫系统”，这是身体最后一道防线。如果说先天免疫系统是身体的常备军，那么适应性免疫系统就是处理紧急、高危事件的特殊力量。从病原体的角度来看，他们轻松越过刀山火海，以为自己会赢，最终迎来了一个更强大的对手。

适应性免疫系统主要依靠两种淋巴细胞，B细胞和T细胞。他们分工明确。b细胞负责分泌抗体，即特异性抵抗某些病原体的大分子蛋白质。你可以把B细胞当成重武器战略部队；t细胞更像陆军部队，负责杀人等一切工作。

先天免疫系统在战斗的时候，适应性免疫系统已经得到了信号，进入了警戒状态。一个特定的细胞会将病原体信息发送给适应性免疫系统进行分析，如果需要调度，它就能准确出击。细胞发出的病原体信息称为抗原。抗原的概念比较重要，我在这里稍微解释一下。抗原是指能激活适应性免疫系统的各种外来物质，除病原体外还包括花粉等无生命物质。我们可以把适应性免疫系统识别抗原的过程想象成一个人拿着无数把不同的钥匙，试图看哪把钥匙能打开他面前的特定锁。t细胞是钥匙，抗原是锁。每个T细胞都有一个独特的受体分子，即一种特异性识别抗原的物质，就像每把钥匙只能打开一把特定的锁。抗原一旦与T细胞受体匹配，就会激活适应性免疫系统，称为“免疫应答”。在免疫反应的过程中，T细胞会把自己转化成特种兵，然后迅速复制自己，产生一种特殊的战斗力量。接下来被复制的T细胞会进一步形成分工，有的负责杀灭病原体，有的负责指导工作，有的负责避免失控，有的负责记忆，为下一次感染做准备。

同时，更强大的B细胞会接受抗原刺激，分泌免疫系统的终极武器——抗体。这个过程很神奇。b细胞会迅速随机重排基因，产生一系列成熟细胞，这些细胞会分泌不同的抗体。然后T细胞会筛选出更有效的B细胞，然后复制。作者说，B细胞中随机重排基因的过程是紊乱的，但整个过程是严格调控的，简直就是体内的小进化。之后B细胞分泌的抗体会通过血液到达感染的地方。你可以把抗体想象成精确制导导弹，它会阻断病原体的活动，最终消灭它们。

经过齐心协力，T细胞和B细胞终于成功消灭了病原体。然而，对于身体来说，激活适应性免疫系统是非常昂贵的。获胜后，这些动员起来战斗的T细胞和B细胞也会引发程序化自杀，只留下记忆细胞。如果这种病原体再次入侵，适应性免疫系统可以更容易地识别这种病原体，更有效地预防和控制它。这就是疫苗的原理:免疫记忆是通过与病原体的受控接触而形成的。

了解了免疫系统的工作，你应该会发现，免疫系统自己战斗并不难。它有军队和武器，难点是识别未知敌人。这就是为什么我们进化出如此复杂的适应性免疫系统，准备迎接可能出现的新敌人。

第二部分

那么，适应性免疫系统是人类独有的吗？作者告诉我们，不，许多生物都有类似的机制。从进化史的角度来看，适应性免疫系统是人体应对不断变化的病原体的最佳选择。这是第二部分的内容。

在生物进化史上，脊椎动物的进化有一个分叉点，分为两个分支。从大白鲨到人类，上下嘴的脊椎动物叫颌。另一个分支是“无颌”，后来发展不好，只有七星鳗、盲鳗等少数种类。可以说免疫功能在这两个分支中是独立进化的。研究人员发现，无颌类也有类似于无颌类的适应性免疫系统，只是机制不同，比如没有T细胞和B细胞。但它们的免疫系统和B细胞一样，利用随机基因重排的机制增加抗原受体的多样性，同样有效。

你看，在生物进化过程中，适应性免疫系统出现过两次，是独立进化的。这是典型的趋同进化，就像鸟类和蝙蝠进化翅膀的方式不同一样。我们仍然不知道这个过程是如何以及为什么发生的。我们只能假设这是多细胞生物应对不断变化的病原体的最佳选择。

为什么这么说？对于免疫系统来说，面对千变万化的病原体，必须随时做好战斗准备，不能消耗过多的人体资源；要顾全大局，不要把所有外星生物都当成敌人，也要精准打击，不放过任何潜在的敌人。所以最大的困难不是格斗，而是精确识别。

第一，免疫系统要能分辨敌我。人体内有很多微生物，适应性免疫系统必须与它们和平相处。据估计，生活在人体表面和内部的微生物数量与人体细胞相似。大部分生活在肠道内，肠道菌群中有近10万亿个细菌和数万个物种，总重量约2Kg。甚至有人说肠道菌群几乎等同于人体的一个器官，它真正参与我们的身体运作，甚至影响我们的体型和情绪。肠道表面免疫系统的任务不是彻底消灭敌人，而是如何与微生物和平共处。总之，免疫系统和微生物之间既有斗争，也有妥协。它们相互塑造，始终保持动态平衡。

其次，免疫系统要能区分不同的敌人，准确打击。病原体和病原体有很大的区别，甚至像病原体和我们一样不同。细菌是单细胞生物，其细胞结构与我们不同，所以免疫系统相对容易识别。病毒完全没有细胞结构，就是一团被蛋白壳包裹的核酸。为了复制，它必须进入宿主细胞，从内部抓住细胞，把它变成生产病毒的工厂。免疫系统就更难识别了。有时，人体的细胞可能会癌变，失去自制力，过度生长和增殖。免疫系统也负责处理这些不受控制的细胞。有这么多不同的情况，免疫系统不能以同样的方式处理它们，必须以不同的方式对待它们。免疫系统面临的挑战是以有针对性的方式应对每个威胁。

第三，免疫系统要认清情况的严重性，计算成本，判断要用多少资源来应对危机。但是系统越复杂越容易出错，免疫系统也会出错。有时候，它判断错误，使用的资源太少。比如记忆细胞会接纳病原体，采取之前的对策，但不能消灭敌人。有时候，它反应过度，消耗了太多的资源。比如过敏，就是因为病原体本身没有那么有害，只是免疫系统反应过度。甚至有时候，免疫系统也会攻击人体细胞。如果攻击胰岛细胞，可能会导致1型糖尿病。

但是很多时候，免疫系统可以很好的工作。这个已经很难了。虽然我们的免疫系统很强，但并不完美。

第三部分

每一个生物都在保持着自身的完整性和稳定性，同时也要适应不断变化和挑战的环境，做好与未知敌人作战的准备。适应性免疫系统是微观层面上最著名的策略。但是，随着人类对免疫系统认识的加深，我们已经能够通过干预和调节适应性免疫系统来更好地打这场微观层面的战争。我们来看看免疫学的发展是如何帮助人们更好地治疗疾病的。

总的来说，随着免疫学的发展，我们可以看到，免疫系统是一个复杂而微妙的整体，器官和组织不是独立工作的，而是紧密结合在一起的。与不同学科和阵营相关的新发现和研究正在帮助我们理解整体的某个方面。这些成就共同推进了我们对免疫系统的理解。这个道理看似简单，其实和我们理解人体的底层框架有关。

免疫学诞生于18世纪，其标志是英国医生詹纳发明了天花疫苗，使天花死亡率降低了近90%。然而，当时人们并不知道天花疫苗为什么有效。天花疫苗似乎是医学史上的幸运事故。当时，科学家和医生普遍认为疫苗是一种迷信，但今天他们成为疫苗最坚定的支持者，这是由于19世纪细胞学、细菌学和生物学三种科学的发展。起初，这三个领域的人并不互相喜欢。比如细菌专家巴斯德，用自己的真名反对达尔文的进化论，认为这根本就是诡辩。

20世纪，这三个学科的免疫相关部分开始融合。当时免疫学有两大阵营，1908年诺贝尔奖同时授予两大阵营的研究成果。一个是细胞学发展出来的细胞营。他们发现白细胞在特定条件下可以攻击、吞噬、消化入侵者，保护机体免受感染，为免疫学问题提供了统一的解释。另一个是细菌学发展的体液camp，他们发现了能杀死血清中细菌的抗体。体液阵营的人比较乐观。他们认为人类有能力针对各种疾病产生相应的抗体。但是后来他们不得不承认抗原的种类几乎是无限的，不可能产生这么多抗体。于是，他们开始吸收生物进化论的成果，然后才真正明白免疫系统有多复杂。20世纪下半叶，新一代免疫学家主要是生物学家。20世纪70年代，他们理解了淋巴细胞的功能，体液阵营和细胞阵营不再冲突。他们发现，他们各自的研究实际上是同一整体的不同方面。

如前所述，历史上不同学科、不同阵营的发现帮助我们了解了整个免疫系统，这其实与科学家对人体认识的底层框架有关，即以系统的思维来看待人体。今天，许多新的研究告诉我们，免疫系统不仅独立运行，而且与神经系统和内分泌系统有着复杂的合作。我们发现人体对疼痛的识别机制和免疫系统是一样的。感知和思维可以影响免疫功能，例如多巴胺可以调节T细胞的行为。今天，科学家们越来越系统地研究人体。系统意味着一致性、沟通、调节、整合和共同的目标或功能。如果不知道这一点，我们对很多疾病的认识是片面的，很难克服这些问题。

以癌症为例。在阅读之前，我采访了免疫学家李贤良博士，他的专长是通过调节免疫功能来治疗癌症。他告诉我，这种新的治疗方法能够实现，正是因为我们对免疫系统的了解越来越多。众所周知，癌症恶化的一个重要原因是免疫系统保护能力的下降。正常情况下，免疫系统实际上会攻击突变的癌细胞，阻止肿瘤的形成。因此，如果能帮助免疫系统改善其免疫状态，使其更好地发挥作用，就有可能治愈癌症。这个原理也可以解释为什么很多癌症患者会自愈。在中国，癌症的免疫治疗已经进入临床试验阶段。

李博士还说，随着免疫学的发展，今天，超过疫苗可以用来预防传染病。在传染性疾病如SARS、MERS和SARS-CoV-2的治疗中，免疫学研究进展产生的新的治疗方法已经可以发挥很多作用。通过了解免疫系统，可以通过人类的干预帮助免疫系统，更好的应对人体与病原体的战争。

摘要

好了，这本书，我就讲到这里。

最后，我想和大家分享一下李博士对提高我们免疫状态的一些建议。免疫系统就像我们身体的防御系统。我们不需要加强军备，只需要保持良好的状态。首先，尽量改掉很多会影响免疫系统的不良习惯，比如大量吸烟、大量饮酒、过度焦虑等。此外，我们最好定期监控免疫系统的状态。现在有专门检测免疫功能的体检项目，主要是检测淋巴细胞相关指标。这样做的好处是可以识别出很多过去医学领域无法识别的不健康状况，这样不需要治疗就可以治愈。如果发现免疫系统不那么健康，也可以选择药物等治疗方法，比如免疫细胞回输，帮助免疫系统恢复到更好的状态。

写作和讲述:刘璇

脑图:摩西脑图工作室