免疫系统是身体里最有趣的器官
——迈克尔·金奇(MichaelKinch)
前段时间在刷新闻,看到“11岁男孩疑似对煮鱼味严重过敏窒息而死”让我很好奇,我简单阐述这篇报道大概内容:在美国新泽西州一名11岁男孩与父亲一同去祖母家进行家庭聚餐,男孩进入屋内不久就开始呼吸困难,因为男孩患有哮喘,所以父亲认为男孩哮喘发病,于是父亲拿出便携式雾化器给男孩使用,发现使用后并没有效果,这时男孩开始昏迷,在医院急救室去世。事后研究才发现,原来是祖母煮鳕鱼的味道让男孩过敏死亡。
看完通稿后让我很震惊!因为我从未听说过气味过敏,我们在日常生活中常会听到对坚果过敏,牛奶过敏,水果过敏,海鲜过敏,却很少听到气味过敏、紫外线过敏、情绪过敏。
甚至有一些过敏反应让我们感到吃惊:比如过敏性鼻炎患者可能会因为花粉过敏得过敏性结膜炎。两年前,一个小女孩儿因为花粉过敏差点失明,最终做了角膜移植手术。甚至于一般情况下如果对某种花粉过敏,那么他大概率也会对这种花粉产生的水果过敏。
曾经我以为“我不想动,我对运动过敏”只是一个段子,没想到是真的。就有这么一群运动过敏人群,会在运动后出现荨麻疹、肿胀、呼吸困难等症状。这种过敏甚至还有一组合出现,比如我运动没事,单独吃芹菜没事,但是吃完芹菜再运动,就过敏了!今天我们就来展开讨论过敏。
过敏现象怎么被世人发现
年爱德华·琴纳发现接种牛痘可以有效地预防感染的天花,同时也发现有一部分的人对牛痘接种,会出现十分严重的反应。这让琴纳非常郁闷,直到琴纳去世都没有解决该问题。
直到年由夏尔·罗贝尔·里歇特揭开面纱,他发现海洋中有一种水母会骚扰人,只要水母周边出现生物,水母会立即吸附到生物表皮并释放出一种强烈的*液,中*生物会立刻感到急剧的疼痛。里歇特用甘油提取*液注入动物,动物即刻出现抽搐随后死亡。
有一次,实验室的甘油用完了,里歇特用海葵提取*液然后再注射动物。奇怪的事情发生了,动物没有立即出现死亡,经过多次试验后,里歇特发现用海葵提取*液需要3-4天才能知道当时注射的剂量能否使动物致死。里歇特看之前被注射*液的动物都完好如初,便将它们当作正常的实验品。可是这次注射*液后出现了出乎他意料之外的现象,动物会立即出现十分严重的症状:呕吐、血性腹泻、昏厥、昏迷、最后窒息死亡(其现象与我们现在过敏反应一样)。
里歇特在想是否是注射量过多才导致动物出现如此严重的症状,里歇特开始减少注射量,但无论减少到多少,动物都会出现同样的症状。根据反复实验,这种现象只有在第二次注射后出现的情况。他对这个现象命名为过敏反应。
里歇对过敏反应概括为两大特点:1.过去接受过注射的个体源较新的个体更为敏感。2.第二次注射所引起的症状,即注射后立即出现的全身神经系统抑制症状不同于第一次注射反应。需要经过3-4周,才能造成过敏状态,这个阶段称为潜伏期。现在医学上将过敏定义为:机体对环境中原本无害的物质的不适当的免疫反应,也被称为变态反应,由此引发的一组疾病叫“过敏性疾病”。
为什么美国应对新冠病*,选择美国国家过敏和传染病(NIAID)研究所?而不是传染病研究所?
安东尼·福奇
安东尼·福奇,年起一直担任美国国家过敏和传染病研究所所长,至今已经服务了六届美国总统。这次新冠病*,美国成立应对新冠病*特别小组,福奇博士是小组成员之一。听到这个消息后,让我产生疑惑?应对新冠病*为什么要找过敏与传染病的研究所,而不是找一所专门研究传染病的研究所?
因为当人类掌握电子显微镜和计算机两大技术以后,分子生物学也随之兴起,科学家越来越清晰的认识到各种疾病的微观致病机理和人体自身免疫系统在其中的功能。身体绝大多数的不舒服,都和免疫细胞对外来物质颗粒,病*细菌,寄生虫,癌细胞和体内突变细胞的超敏反应有关。各种比灰尘还小的金属颗粒,蛋白质颗粒,有机物颗粒,微生物等抗原进入人体后和免疫细胞产生应答反应,这些反应是由细胞激素所控制。
这些细胞激素会召集大量白血球到受损或受*害的部位,以对抗侵入物或任何产生突变的细胞,并清理受损的组织。此时,发炎部位就会出现局部的红、肿、热、痛现象。因此,炎症就正是身体受伤后所发出的警号。大量的细胞激素,除了会让受伤部位发炎外,它亦会透过循环系统,引发全身性发炎,最后导致各种症状,例如:皮肤发炎出疹、肠绞痛、关节及肌肉疼痛、全身水肿、中耳炎、鼻窦炎等。而长期发炎是引发重病的根源。
在纳米级别,这是一场横跨人类整个发展历程的史诗级战争,是各种免疫细胞和外来入侵者永不停歇的斗争。可以说,从分子生物学角度看,过敏和传染病几乎是一个问题:特异性免疫问题。众多科学家与医学家认为影响我们人类寿命——最大的、最神秘棘手的就是免疫系统疾病,其中最为致命的是过敏疾病。免疫系统主要负责防御“抗原”(Antigen)。抗原包括入侵的细菌、消化不完全的食物、*素等。当抗原进入身体,免疫系统就会受到刺激,继而引发连串免疫反应,最终将有害的抗原吞噬分解。
人体共有三道防线:
1.第一道防线
是由皮肤和黏膜构成的,他们不仅能够阻挡病原体侵入人体,而且它们的分泌物(如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等)还有杀菌的作用。呼吸道黏膜上有纤毛,可以清除异物。
2.第二道防线
是体液中的杀菌物质和吞噬细胞
这两道防线是人类在进化过程中逐渐建立起来的天然防御功能,特点是人人生来就有,不针对某一种特定的病原体,对多种病原体都有防御作用,因此叫做非特异性免疫(又称先天性免疫)多数情况下,这两道防线可以防止病原体对机体的侵袭。
3.第三道防线
主要由免疫器官(胸腺、淋巴结和脾脏等)和免疫细胞主要是淋巴细胞组成。
第三道防线是人体在出生以后逐渐建立起来的后天防御功能,特点是出生后才产生的,只针对某一特定的病原体或异物起作用,因而叫做特异性免疫(又称后天性免疫)。
过敏机制的绝大多数过程都和淋巴细胞直接相关,也就是第三道防线。
淋巴细胞是英文lymphocyte的音译,它是白细胞的一种,是体积最小的白细胞(注:白细胞不是一个均一的细胞群,根据其形态、功能和来源部位可以分为三大类:粒细胞、单核细胞和淋巴细胞,其中粒细胞又可根据胞质中颗粒的染色性质不同,分为中性粒细胞、嗜酸粒细胞和嗜碱粒细胞三种)。
参与过敏反应中最重要的两个王牌*团就是淋巴细胞的T细胞和B细胞。它们是人体与疾病斗争的卫士。T细胞和B细胞都是抗原特异性淋巴细胞,它们的最初来源是相同的,都来自造血组织。
在分子层面,他们是一个个怪兽级别的庞然大物,游荡在我们的身体组织,器官,血液和体液中,负责监控,信息传递,制造新武器和捕捉各种入侵者。他们在分子层面有很多很多的爪子,有的爪子是用来在各种细胞环境下爬行的,有的爪子是用来捕食“外来入侵者”的。这些爪子就是不同的表面蛋白质,也经常比喻成“钥匙”,这就是免疫细胞用来对抗敌人的武器装备。不同种类的免疫细胞,他们有不同的钥匙,而且他们身上有很多不同的钥匙,也就是我说的爪子。由于武器爪子的不同(表面蛋白),这两个*团各自都有不同的兵种配搭。T细胞有杀手T细胞,辅助T细胞,调控T细胞和记忆T细胞,B细胞产生浆细胞和记忆细胞。T细胞*团更像常规部队,杀手T细胞负责主要进攻,消灭受感染细胞;辅助T细胞通过各种干扰素来激活免疫细胞战斗人员,类似于召唤和增益buff法师;调控T细胞负责调节机体免疫反应的程度,通常起着维持自身耐受和避免免疫反应过度损伤机体的重要作用,是*团里的减伤debuff法师;记忆T细胞顾名思义,主要是记录免疫全过程,为下一场战斗提供情报。B细胞*团就是针对特定任务的特种兵,它在T细胞的帮助下,接受抗原刺激后形成浆细胞和记忆细胞。
我们的身体外部会不小心流窜进来的各种物质,比如花粉颗粒或者粉尘等其它颗粒。这些微小的颗粒有很多顺着你的食管,胃肠,被排泄出去了。但是仍然有一部分溶于水或者溶于油脂,被人体吸收进入血液循环系统。
这是因为有一部分物质溶于油脂,因为人体的体液和血液本质上就是和你煲的汤一样,各种材料混在一起。有水有油,在有机化学领域,尤其是分子化学,几乎所有的工作都在研究和发现不同的物质“可溶”和“可不溶”的关系。
人体的组织液,血液,骨髓,体液。这些都是偏油脂类的液体。所以,那极少部分脂溶性颗粒,进入人体组织液后,才叫做真正进入“体内”,而进入你的鼻腔,气管,食管,胃肠,这个并不叫进入“体内”而是入侵身体。真正的进入“体内”,就是进入血液,体液,骨髓。宏观来说,进入体内的能量是非常的少。但是从微观来说,那就是几百万,几千万个颗粒进入你的组织液。高中化学上的摩尔数(注:。科学上把含有6.02×10^23个微粒的集体作为一个单位,叫摩尔,是国际单位制中计量物质的量的基本单位。年第十四届国际计量大会定义为:“摩尔是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数与12g碳的原子数目相等。”),
就是6.02乘以10的23次方,如果我们等量换成现实物品,那是将会是多么庞大的数字啊,即便是它的亿万分之一,也是亿以上的数量。这也是为什么视频开始的小男孩由于闻到煮鱼的味道而过敏致死,即便那一点进入体内的气味分子,也是一个超大舰队驶入了人体血液和粘膜,与我们的淋巴*团大作战。
当病菌、病*等致病微生物进入到人体后,免疫系统中的巨噬细胞首先发起进攻,将它们吞噬到“肚子“里,然后通过酶的作用,把他们分解成一个个片断,并将这些微生物的片断显现在巨噬细胞的表面,成为抗原,表示自己已经吞噬过入侵的病菌,并让免疫系统中的T细胞知道。
T细胞与巨噬细胞表面的微生物片断,或者说微生物的抗原,连着相遇后如同原配的锁和钥匙一样,马上发生反应。这时,巨噬细胞便会产生出一种淋巴因子的物质,它最大的作用就是激活T细胞。T细胞一旦“醒来”便立即向整个免疫系统发出“警报”,报告有“敌人”入侵的消息。这时,杀手T细胞会出动,并由它发出专门的B细胞并产生浆细胞,产生专一的抗体。杀手T细胞能够找到那些已经被感染的人体细胞,一旦找到之后便像杀手那样将这些受感染的细胞摧毁掉,防止致病微生物的进一步繁殖。在摧毁受感染的细胞的同时B细胞产生的抗体,与细胞内的致病微生物结合使之失去致病作用。
通过以上一系列复杂的过程,免疫*团们终于保卫住了我们的身体。当第一次的感染被抑制住以后,免疫系统会把这种致病微生物的所有过程记录下来。如果人体再次受到同样的致病微生物入侵,免疫系统已经清楚地知道该怎样对付他们,并能够很容易、很准确、很迅速地作出反应,将入侵之敌消灭掉。在讨论免疫系统时,频繁用到的两个重要术语,是抗原和抗体。可以想象,抗原是外来物质(如:肝炎病*),抗体是免疫系统中与抗原作战的士兵。当抗原(如:乙肝抗原)感染机体时,免疫系统制造出来相应的抗体,即乙肝抗体。抗体与抗原结合在一起,并将抗原从身体中清除,因此人体对于乙肝病*有免疫力。
在过去30年里,过敏性疾病发病率增长了3倍!日本在过去几十年中,有40%的日本人为过敏体质。过敏也被称为日本的“国民病”。在中国,过敏的人数也在急剧增长,早在年就有媒体报道指出,中国已有超1亿过敏患者,意味着每13个中国人中就有1人患有过敏性疾病。年的再次调查,这次的比率翻了一番。攻克过敏迫在眉睫,人类需要时刻保持开放的态度来面对未知事物。