优雅的守护者:免疫系统如何记住并抵御病原体
优雅的守护者:免疫系统如何记住并抵御病原体
引言
回顾过往,甲型流感曾肆虐一时,它侵袭我们的肺部这一关键器官,导致无数细胞凋亡,使患者卧床不起,长达数周之久。即便在医疗技术高度发达的今天,我们对抗此类感染性疾病仍需付出沉重的代价。
据统计,每年因流感而死亡的人数高达50万之众。更难以想象的是,在没有现代文明庇护、基本生活资源都匮乏的远古时期,我们的祖先面对此类感染所承受的风险是何等巨大。生病不仅削弱了个体的体能,更在极端情况下直接威胁生命。
免疫系统具备的一项至关重要的能力,便是铭记昔日的对手,并保持这份记忆的持久与鲜活。
正是这种记忆赋予了我们免疫力。
01
记忆的光辉
“免疫”一词,从本质意义上讲,即意味着个体在遭遇某种疾病后,能够“免除”再次受到该疾病的侵袭。当然,也存在极少数例外情况。
实际上,人类对于疾病免疫的认识并非新近之事。早在2500年前,被誉为历史上首位现代历史学家的修昔底德,在记载雅典与斯巴达之间的伯罗奔尼撒战争时,就已观察到那些在鼠疫中幸存下来的人,之后对鼠疫产生了免疫。
倘若人体缺乏“免疫记忆”,那么我们将永远无法对任何疾病产生免疫,这无疑将是一场灾难。
每次击退严重感染,身体都会经历一次巨大的消耗,不仅要生成大量的免疫细胞,还要修复这些细胞在战斗过程中造成的损伤,同时还需要清除病原体带来的破坏。
设想一下,如果一个人感染了如埃博拉、天花、黑死病、COVID-19或是流感等病毒并幸存下来,但不久后又再次感染,即便是健康的成年人,又能承受几次这样的连续打击呢?没有免疫力的保护,以城市和大规模人口聚集为特征的现代文明将难以维系,因为频繁遭受最危险病原体的侵袭,其风险将是不可承受的。
幸运的是,人体拥有免疫记忆。
这种记忆并非抽象存在,而是由众多具有生命力的细胞——记忆细胞所构成。人体内分布着近1000亿个记忆细胞,它们遍布全身,专注于记录我们的患病经历,除此之外,别无他任。
免疫的过程,就是身体中的一些细胞在铭记我们曾经的艰辛,并因此使我们变得更加强大,这其中蕴含着某种浪漫的诗意。
记忆细胞的存在,也是解释为何某些疾病对儿童而言可能致命,而对成人则不构成严重威胁的关键原因。儿童体内尚未积累足够的记忆细胞,因此即便是轻微的感染也可能迅速扩散,危及生命。
而成人的适应性免疫系统则已经历了无数次的侵袭,拥有了丰富的记忆库,能够依靠这些鲜活的记忆来抵御疾病。
同样地,随着年龄的增长,越来越多的记忆细胞开始衰退,无法像年轻时那样高效地工作,这也使得老年人在面对疾病时更为脆弱。
02
如何铭记
接下来,让我们回忆一下免疫记忆的形成机制。
B细胞的完全活化需要双重信号的激活。
首先,抗原通过淋巴液流经淋巴结时,为B细胞提供第一个激活信号,使其部分活化。随后,如果辅助性T细胞也加入进来,提供第二个信号,确认感染严重,B细胞便会真正活化,转变为浆细胞,迅速大量复制,并开始产生抗体。
在这个过程中,部分被T细胞激活活化的B细胞还会转化为记忆细胞,成为我们未来岁月中的守护者。
这些记忆细胞主要分为两类:
一类是“长寿命浆细胞”
它们定居于骨髓中,如其名所示,拥有较长的寿命。
它们不像其他浆细胞那样大量分泌抗体,而是稳定地持续产生一定量的抗体,确保体液中始终存在能够对抗曾经战胜过的敌人的抗体。当敌人再次来袭时,这些抗体将迅速发起攻击,有效阻止疾病的再次发生。
事实上,我们的每一滴血液中都含有高达13万亿的抗体,这份庞大的蛋白质记忆中,记录着我们一生中战胜的所有疾病。
另一类则是“记忆B细胞”
这些细胞在激活后并不立即行动,而是选择在淋巴结中休眠,静静地监视着淋巴液中的抗原。一旦发现熟悉的抗原,它们便会迅速苏醒,大量增殖并直接转化为浆细胞,无需辅助性T细胞的再次激活,即可迅速产生大量抗体。这正是我们能够对众多疾病和病原体产生免疫的关键所在。
除了记忆B细胞外,活化后的T细胞也会生成记忆细胞,但两者之间存在显著差异。感染结束后,大部分参与战斗的T细胞会凋亡,而剩余的10%则会转化为“组织驻留记忆T细胞”,成为静默的守护者。
这些细胞在发现敌人时会迅速响应,激活周围的免疫细胞。
此外,还有“效应记忆T细胞”在淋巴系统和血液中不断巡逻,寻找曾经激活过先辈细胞的抗原。以及“中心记忆T细胞”,它们驻扎在淋巴结中,专门储存战斗记忆,一旦活化,便能迅速生成大量能够立即发起攻击的效应T细胞。
为何记忆的力量如此巨大
记忆细胞的威力之所以如此巨大,首先在于它们的数量庞大。如前所述,人体为每种可能的敌人都准备了少量的B细胞和T细胞。然而,一旦遇到特定抗原的病原体,免疫系统便会迅速识别并大量生成能够攻击该病原体的特定细胞。
这就像是一位厨师为数百万潜在客人准备晚宴,虽然每种菜品可能只准备了一份,但一旦确定了客人的口味,厨师便能迅速储备这些菜品,以满足未来客人的需求。
因此,当相同的病原体再次侵袭时,由于记忆细胞的数量众多和快速响应能力,我们往往能够迅速将其击退,甚至察觉不到任何症状。这种免疫记忆的存在,使我们在面对曾经患过的疾病时,能够拥有长达数十年甚至终身的免疫力。
End
写在文末
但是,值得警惕的是,有些疾病能够破坏免疫记忆,杀死记忆细胞。其中,麻疹便是一种令人心痛的例子,这种曾经几乎被消灭的疾病,如今在某些地区又死灰复燃,对人们的健康构成了新的威胁。因此,我们更应珍惜并保护好我们的免疫系统,让它成为我们抵御疾病侵袭的坚固盾牌。
图源:《战斗细胞》、外网