
秋冬换季,随着冷空气的活跃和气温的波动,病毒的传播力在发生变化,人体的新陈代谢和整个机体也在慢慢适应骤变的温度与湿度环境,好像也确实开始更频繁地听到周围出现此起彼伏的喷嚏声、咳嗽声。
得益于公共卫生意识的普及,人们对体表特征的变化观察得越来越敏锐,对身体内部免疫系统的防御大作战也逐渐有所认知。那么,拥有自己的英雄与士兵、武器与防具的防疫系统,具体在以怎样的规模、节奏、强度和效率保护我们?是时候让我们再次翻开《人体不可思议的兵工厂》了。
01免疫反应越猛烈,死亡率却越高?
1918年,西班牙曾有一次流感大流行,曾甚至造成一个巨大的谜团。这轮流感的严重程度远超以往——全世界约三分之一人口感染,一年内死亡人数超过四年黑死病的总和,甚至超过第一次世界大战的死亡数量。
更诡异的是:
它并不是主要攻击老人,而是把年轻、健康的人作为首要目标。
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电影《流感》剧照
对死亡者肺部的研究发现,肺组织中充满了中性粒细胞——这意味着免疫反应异常强烈。但既然免疫系统如此“卖力”,为什么病人依旧难逃死亡?
人体免疫的重要组成部分中性粒细胞,在免疫过程中会向周围组织中喷洒溶微生物化学物质。这样一来,中性粒细胞就能够一次性破坏多个微生物,有点像用炸药来捕鱼。但也和炸鱼一样缺乏灵活性,可能会同时造成周围组织的严重损伤。
一种解释认为,年轻人的免疫系统反应太强烈,中性粒细胞过度活跃导致严重炎症,反而对自身组织造成了致命损伤。但事情远不止于此。
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美国堪萨斯州军营中的医院,满是染上流感的病人
从这次载入人类疾病史的世纪大流感切入,《人体不可思议的兵工厂》希望带领我们重新看看,人体的免疫系统具体是如何维持秩序的。
原来,每一次呼吸、每一次流泪、每一次炎症反应,背后都埋着层层伏线,进行着一场场惊心动魄的对抗。
望向人体内部,让我们一起看看这场以身体为战场的——“看不见的战争”。
02病毒入侵之前的无声抵抗
早在人类文明的早期,人们就观察到感染后康复的人往往不再感染相同疾病,“免疫”概念由此而来。
免疫系统由免疫器官、免疫细胞及多种免疫分子构成,是一个常年枕戈待旦的军工体系。
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免疫系统的组成,图源《医学免疫学》(第七版)
所谓“养兵千日,用兵一时”,免疫系统的战斗并不是等病毒进入身体后才开始。真正的第一道防线,是从日常呼吸、眨眼、接触环境时就已悄然启动的天然屏障。
虽然免疫系统强大,但人体并非无懈可击。我们必须摄入空气、水和食物,因此身体存在各种开放的入口,从安全角度看十分棘手。但这些入口也进化出复杂而聪明的防御结构。
以口腔和呼吸道为例:
每次吸气,你的肺都会吸入大约1万个细菌。
幸运的是,气道内的杯状细胞分泌出一层薄薄的黏液,可以捕捉粉尘和细菌。随后,纤毛——每分钟摆动1000~1500次的微小鞭状结构——会把这些“脏黏液”以每分钟 2~3厘米的速度向上托举,最终排出体外。
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吸烟则会破坏这一体系:最初减慢纤毛运动,最终导致纤毛瘫痪、死亡,使肺部充满难以清理的黏液,只能通过咳嗽这种低效而粗暴的方式清除。
人体的另一道防线,来自看似柔弱的眼泪。
每年,女性平均会哭47次,男性7次。眼泪不仅能宣泄情绪,本身更是一种化学武器,含有多种电解质以及80~100种蛋白质,其中溶菌酶、乳铁蛋白与载脂蛋白含量最高。
当我们揉眼睛、接触肮脏物品时,眼泪中的这些蛋白质会迅速行动,阻止病原体入侵眼部。
03识别与清理
当病毒真正突破外层屏障,免疫系统首先要解决的是——如何发现入侵者。
人体约由 37 万亿个细胞构成,而一个皮肤细胞能容纳 1000 个排成一排的感冒病毒。细菌虽稍大,但一个大肠杆菌也只有人体细胞的十分之一。
尽管敌人如此渺小,免疫系统依旧能精准识别,因为体内有一套复杂的监控网络,敏锐程度堪比顶尖情报系统。
核心在于识别病原体相关分子模式(PAMP)——病原体表面的特征性结构,是“敌我识别”的关键标志。
免疫细胞通过表面受体持续扫描这些 PAMP。参与侦测与攻击的细胞包括:
中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、巨噬细胞、自然杀伤(NK)细胞等。
其中,中性粒细胞无疑是其中最“酷”的存在。
中性粒细胞常被比作詹姆斯·迪恩:
生得肆意,死得年轻,还很适合戴墨镜。
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詹姆斯·迪恩
早期科学家认为它只是一个“找到细菌就吃掉”的简单士兵。但研究不断深入后我们发现,中性粒细胞是一位拥有多种杀伤技巧的隐秘刺客。
每天大约有两亿个中性粒细胞从骨髓进入血液,像巡逻队一样在全身移动。如果数日内没有发现敌人,它们会自行死亡。
一旦发现感染,它们会被血管壁细胞“抓住”,减速、停下,随后穿出血管,冲入感染区域,执行高强度、高风险的“短命战斗”。
与中性粒细胞的短平快不同,巨噬细胞更像是战场上的后勤与清道夫。
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它们体型庞大、行动稳重,遍布全身各个组织——从大脑到骨骼。巨噬细胞负责吞噬细菌、死亡细胞和各种碎片,是免疫战中的“收尾大师”。
免疫系统在我们的身体自发地进行防御、巡逻、排查与清扫,保护我们免受大部分病毒的攻击,也在正常的生理过程(如妊娠)中担任重要的角色。但当机体受损严重,医学手段介入或自身具有某些缺陷时,免疫系统就会攻击那些无害事物,如过敏反应的发生以及在器官移植中发生的排斥反应。而如今,我们正尝试运用现代手段,将免疫系统变为部分可控的,这也是现代医学的意义。
在流感季,我们或许不需要做太多,只需保持理性、保持耐心,也保持对身体内部这座“兵工厂”的一点敬意。
策划&编辑丨后浪科学
文中内容来自《人体不可思议的兵工厂》
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既然感染后康复的人往往不再感染相同疾病,为什么人会重复感冒?
实际上,感冒是由各种不同的病毒导致,所以每次都相当于第一次得病。
关于病毒,我们下次来看看是怎么一回事儿。
-Fin-
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