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病原微生物大作战
北纳生物 2019-05-27

<细菌>

人类生存的环境中存在大量微生物:病毒(如流感病毒)、细菌(如链球菌)、真菌(如念珠菌)、原生动物(如疟原虫)和多细胞寄生虫(如猪肉绦虫)等。人类天天都被大量病原微生物包围,尽管如此,人类依然能够坚强战斗,冲出微生物的包围圈,顽强地生存,这是因为人类身体里有一个致胜法宝,即“免疫军团”。

这个免疫军团到底是什么?教科书上将其称为免疫系统。在正常情况下,人体里的免疫军团稳定、有序地在身体里巡逻、站岗;一旦有外来微生物入侵,免疫军团就会即刻展开抵御、抓捕、销毁行动,把外来微生物清除掉。

免疫军团是如何展开防守和攻击的呢?让我们一起来看看。

免疫军团有两大战斗部队,第一部队被称为固有免疫军团,它是人体与生俱有的,可以针对病原微生物的入侵迅速应答。

固有免疫军团采取的战术首先是建立两大防御屏障:一是物理屏障,包括体表的皮肤以及呼吸道、消化道、泌尿生殖道的粘膜组织,还有血-脑屏障、血-睾屏障、血-胸腺屏障等,这一道道屏障能把微生物隔离在机体表面;二是生物化学屏障,包括皮肤和粘膜的分泌物,简单来说就是眼泪、脸上的油脂、皮肤上的汗水、嘴巴里的口水、胃里的胃酸、尿液等都具有一部分抑菌、杀菌功能,能把机体表面粘附的一部分微生物消灭掉,也正因为如此,我们小时候因摔倒而出现皮肤破损后,大人常会把口水抹在伤口上,这种做法是有一定科学道理的。

这两大防御屏障就像坚固的大网,把人体牢牢保护起来,一般的细菌、病毒路过时,只能站在大网外干着急,而无法轻易进入人体。可一旦屏障被打破,比如人们因摔倒而出现皮肤破损,就像大网有了破口,细菌等微生物就容易跑进来了。不过也不用担心,固有免疫军团除了善于设置屏障,它还有一群强悍的士兵,这群士兵的名字叫做固有免疫细胞,由吞噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞、γδT淋巴细胞组成。

固有免疫细胞来源于骨髓干细胞,具有强悍的战斗力,能够结合、吞噬并杀灭微生物。病原微生物的表面存在一些特殊的结构(医学上把它称作病原体相关分子模式),这个特殊的结构就像在坏人身上贴了个大大的坏蛋名牌。固有免疫细胞表面正好长了一只专门撕坏蛋名牌的手(即可识别病原体相关分子模式的受体),当病原微生物遇到固有免疫细胞这个撕名牌小能手,即刻就被识别,启动毁灭模式。

以上是免疫军团第一战斗部队的强大战斗力,下面我们来介绍一下免疫军团的第二战斗部队——适应性免疫军团。这是人体在长期与病原微生物接触的过程中,对某些特定的病原微生物产生识别与后续杀灭效应,最终将其清出体外的防御功能。

比如,固有免疫军团的固有免疫细胞识别的是坏蛋名牌,不管是哪种微生物,只要带有坏蛋名牌,它就可以识别并与之展开战斗。但是适应性军团不看名牌,它会仔细辨别每一种坏蛋的不同细微特征,并且精准打击。每一种坏蛋进来,就由针对这种坏蛋的特定士兵去打,一种坏蛋就搭配一种士兵,人体内针对自然界成千上万种病原微生物,就可以产生成千上万种适应性免疫细胞去和它们战斗,精准打击,见一次打一次,打到它们在人体内消失为止。

这些充满智慧的适应性免疫细胞总体来说分为两大类:B淋巴细胞和T淋巴细胞,它们都来自于骨髓。适应性军团具备高超的作战技术,它的作战方式分为两种:体液免疫战术(由B淋巴细胞完成)、细胞免疫战术(由T淋巴细胞完成)。

假设骨髓造血干细胞是妈妈,它生了个女儿叫做B淋巴细胞,B淋巴细胞又可以再生孩子,B淋巴细胞生的孩子就是著名的抗敌小能手——抗体。抗体是B淋巴细胞合成和分泌的重要抗炎物质,可识别病原微生物的抗原分子(也就是坏蛋身上带有的无数细微特征)及其产生的毒素,进而中和病原微生物和毒素,并且通过各种途径来清除病原微生物及毒素。抗体还可以给固有免疫细胞加油,促进固有免疫细胞的吞噬功能,协助固有免疫细胞杀敌,可谓是一个神队友。

虽然体液免疫战术可以把细胞外的微生物和毒素全部干掉,但对于躲进人体细胞里的微生物,B淋巴细胞就无计可施了。此时B淋巴细胞的兄弟、造血干细胞生的儿子——T淋巴细胞就闪亮登场了。T淋巴细胞无法生出抗体,但它具备强大的攻击力。它执行的是细胞免疫战术,可以简单粗暴地直接杀伤感染细胞,同样可以给吞噬细胞加油,促进吞噬细胞杀灭细胞内微生物,从而起到捣毁病原微生物老窝(病原微生物在机体内存储场所)的作用。病原微生物连自己住的老窝都被干掉了,也就彻底完蛋了。

这就是为什么平常人们感冒以后,有部分人查血常规会发现自己的白细胞下降的原因,因为狡猾的感冒病毒躲在白细胞里,免疫军团在清除病毒的时候,只好把白细胞也杀伤了。但不用担心,人体具有强大的自我恢复能力,病毒被清除后约1~2周,白细胞就会恢复正常。

数百万年来,人类能在自然界中顽强生存,在物竞天择的自然规律中生生不息,繁衍不止,与人体内存在强大的免疫军团密不可分。科学家们经过一个多世纪的探索,对免疫军团的作用机制有了深入的了解,然而,关于神奇的免疫军团,还有许多奥妙等待着人类发现。期望在不久的将来,免疫军团的神秘面纱将继续被一层层揭开。

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