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我们的免疫健康防御系统是如何工作的?

 菌情观察室 2020-10-30

健康不仅仅是没有疾病,真正的健康是指一个人在身体、精神和社会等各方面都处于良好和最佳的状态,一方面是人体各系统具有良好的生理功能,另一方面是对疾病的抵抗力较强,能够很好地适应环境的变化以及各种致病因素对身体的刺激。真正的健康由身体内一系列自然防御系统保护着,从出生到生命的最后一天,这些防御系统都在工作,使我们的细胞和器官正常运作。

人体有五大自然防御系统,前面,我们已经讨论了其中四个:

血管生成防御系统:人人体内都可能有微肿瘤,健康的血管生成防御系统阻止它们生长

再生防御系统:身体有自我更新细胞的能力,来看看我们的再生防御系统

肠道微生物防御系统:肠道菌群是我们身体的一大自然防御系统

DNA健康防御系统:DNA健康防御系统如何保护我们的健康?

免疫健康防御系统

我们每个人都知道,一个强大的免疫系统可以帮助我们避免感冒。其实,远不止于此,强大的免疫力可以帮助我们远离很多疾病,包括癌症。如果不幸患癌了,即使是癌细胞扩散了,强大的免疫系统也能将其从体内完全清除。遗传、吸烟、环境、不良饮食和其它因素常被认为是致癌的原因。但事实是,无论其原因是什么,只有在恶性细胞躲过了我们免疫系统的攻击后,癌症才会发展成为一种疾病

事实上,我们的免疫系统是最著名的健康防御系统之一,它能防止我们在割伤后被感染,帮助我们击退病毒,还能防止我们因周围的人向空气中咳出的有害微生物而生病。当研究人员研究如何提高我们自身的免疫能力来对抗癌症时,免疫的真正力量被揭示出来。

正如我在前面提到的,我们体内无时无刻不在形成肉眼看不见的微肿瘤,而且大多数都不会成为问题。原因之一是癌细胞需要血液供应才能生长到足以造成伤害的程度,一个功能正常的血管生成防御系统会阻止这种情况的发生。但是,免疫系统实际上提供了第一道防线。训练有素的免疫细胞可以区分朋友和敌人,包括癌细胞。当免疫细胞发现癌细胞生长的最早迹象时,它们会发起细胞攻击。特定的免疫细胞会在异常细胞造成问题之前将其消灭

有时候,癌细胞通过伪装自己来躲避我们的免疫系统。它们通过将自身包裹在“友好”蛋白质中来欺骗免疫细胞,使其识别为正常细胞。这有效地使癌细胞隐形,从而逃避免疫系统的监测。通过像致命的恐怖分子一样隐藏在熙熙攘攘的普通市民中,这些被隐藏的癌细胞有机会生长并变得危险。

其它情况下,如果免疫系统被削弱,无法充分发挥作用,癌细胞也可能被遗漏,得以生长。患有艾滋病等免疫缺陷疾病的人,或者接受过器官移植并不得不终生服用免疫抑制剂以防止器官排斥反应的人,或者有自身免疫性疾病而服用免疫抑制剂的人,其罹患癌症的风险非常高,因为他们的免疫防御能力已经受损。

我们熟悉的癌症免疫疗法就是要帮助我们的免疫系统发挥作用,以消除危险的癌细胞。这种方法值得关注,因为它不依赖有毒或靶向药物来杀死癌细胞。相反,它鼓励我们自己的身体来摆脱癌症。美国科学家詹姆斯·艾利森和日本科学家本庶佑因发现了如何利用我们的免疫系统对抗癌症的开创性工作,被授予2018年诺贝尔医学或生理学奖。

一种免疫疗法可以阻断癌细胞用来躲避免疫系统的伪装蛋白,这就是免疫检查点抑制剂疗法,它能让患者自身的免疫防御系统苏醒过来,监测到癌症,然后摧毁它

美国第39任总统吉米·卡特在90岁高龄时被诊断出患有一种叫做恶性黑色素瘤的致命癌症,而且已经扩散到他的肝脏和大脑,这种情况预后不佳,通常无法存活。除了对肿瘤的精确放疗外,卡特还接受了一种叫做派姆单抗的免疫检查点抑制剂,它帮助他的免疫系统发现肿瘤。治疗很快奏效了,他脑部的肿瘤消失了,不需要化疗。

还有其它的免疫疗法可以改变游戏规则,我们可以通过一种叫做分离术的方法收集人体自身的免疫细胞,当血液被收集时,T细胞被移除,剩下的血液又返回到患者体内;然后T细胞被基因改造成CAR-T细胞。这一过程相当于给T细胞装上定位导航装置,它们就像追踪式导弹一样瞄准癌细胞并杀死癌细胞。

特定的食物以及其中的某些成分,也能有力地影响我们的免疫防御。意大利罗马大学的科学家们发现,栗子、黑莓、核桃、石榴和草莓中含有大量的鞣花酸,这种生物活性物质可以阻止膀胱癌中参与免疫逃逸的免疫检查点PD-L1的产生,这也是免疫检查点抑制剂药物派姆单抗的靶点。

很明显,免疫系统是健康防御的支柱之一。它通过一种巧妙的模式识别系统来保护人体免受病毒、细菌和寄生虫的入侵。免疫细胞识别并摧毁威胁,同时识别健康细胞并对它们置之不理。在正常情况下,健康人的免疫系统总是处于待命状态,就像消防队一样,当警报响起时,随时准备采取行动。我们的身体会根据情况提高或降低它的免疫反应,既不消极怠工,也不过度活跃,维持健康平衡的状态,但是它们会一直处于警戒状态

在我们的一生中,我们可以采取许多方式来保护我们的免疫防御。运动、适当的睡眠、降低和管理压力都能帮助我们的免疫系统保持健康。我们的饮食选择也可以。某些食物可以增强我们的免疫系统,帮助它对抗衰老相关的疾病。当免疫系统过度活跃时,比如自身免疫性疾病,有的食物可以帮助稳定我们的免疫系统。后面,我们将讨论饮食对免疫防御的影响。但是,在这之前,我们首先看看提高我们的免疫力是如何在人类进化中发挥作用以及它是如何让我们在战胜可怕的疾病时获得强大优势的。

提高免疫力的早期努力

天花曾经是地球上最致命的杀手之一,这种疾病可以追溯到古埃及,在埃及木乃伊中发现了天花的证据,公元前1143年去世的埃及法老拉姆西斯五世是迄今为止发现的最早的天花病人。

天花是一种由天花病毒引起的感染。最初的感染是在吸入或接触病毒时开始的,一周之内,病毒开始感染全身的细胞,发烧、全身脓疱和内出血都可能发生。从历史上看,这种感染有30%是致命的。感染天花幸存的人会留下可怕的、毁容的伤疤,有时眼睛感染可能会失明。仅在二十世纪,全世界就有超过三亿人死于天花。但是在1980年,世界卫生组织发表了一项历史性的宣言,天花正式被消灭,不再是一种威胁。这一成就是通过实施一项针对天花的全球疫苗接种计划而实现的,这训练了世界各地人们的免疫系统在病毒引起疾病之前识别并消灭它。

其实在康熙帝统治中国的清王朝期间,天花的致命爆发摧毁了整个社会,所以康熙帝决定保护他的家人和生活在紫禁城的军队远离这种致命的流行病。他命令太医们从死于天花的人的痘上取下痂,磨成粉末,然后把粉末放到家人和士兵们的鼻子里。当人们接触到痘痂时,免疫系统开始对天花病毒进行防御,使其对这种疾病产生免疫力,这就是早期的人痘接种,它后来导致了我们今天所知的疫苗接种。英国家庭医生和外科医生爱德华·詹纳于1796年发明了第一种天花疫苗,他也被认为是免疫学之父。

在接下来的200多年里,医学研究人员成功研制出了预防小儿麻痹症、破伤风、狂犬病、水痘、腮腺炎、霍乱、白喉和肝炎等疾病的疫苗,以保护公众免受曾经致命的威胁。在每一个例子中,免疫系统被引导来释放它的防御力量来对抗外来入侵者,这样健康就得到了保护,疾病被挫败。

2006年,加德西疫苗被成功研制出来,用于保护妇女免受人类乳头瘤病毒(HPV)感染后患上宫颈癌。2010年,第一种治疗癌症的疫苗“普列威”被FDA批准用于治疗前列腺癌。同年,癌症免疫疗法——免疫检查点抑制剂易普利姆玛,被批准用于治疗黑色素瘤。

尽管还处于早期阶段,但将来有可能开发出一种个性化的癌症疫苗,通过分析肿瘤的DNA,找出其独特的突变,然后制造出一种特殊的蛋白质,注射到癌症患者的皮下。注射的蛋白质会训练免疫系统找出并摧毁癌细胞。到时候,癌症患者可以接种预防自己癌症的疫苗。

那么,我们的免疫系统是如何工作的呢?从它在我们身体的解剖位置开始说起。

免疫防御解剖学

免疫系统的力量就如同一个国家的军事力量一样。和军队一样,我们的免疫系统也有不同的分支,每个分支都有不同类型的士兵,他们有自己的专业训练、武器和技能来保卫家园。免疫系统的中央指挥部位于人体的四个部位:骨髓、胸腺、脾脏以及肠道

骨髓是骨骼中空区域的海绵状物质,前面我们也说过,骨髓也扮演着干细胞宿主的角色。我们体内几乎所有的免疫细胞都是由骨髓产生的,它使用的是一种叫做造血干细胞的细胞。

胸腺是位于胸骨后面的一个器官,它是一种叫做T细胞的特殊免疫细胞的家园胸腺是骨髓中最初形成的年轻T细胞走向成熟的地方。这个器官实际上只在我们出生时开始活动,直到青春期。在生命的这一早期阶段,免疫系统的T细胞产生并储存起来。随着年龄的增长,器官萎缩,被脂肪细胞取代。

脾脏是一个拳头大小的海绵状器官,位于腹腔的左后方,它储存和过滤血液。作为免疫系统的一部分,脾脏就像一个巨大的淋巴结,在这里,一种叫做B细胞的免疫细胞产生抗体,识别入侵人体的细菌和病毒。有些人的脾脏因外伤破裂或因疾病异常增大而被手术切除,它们更容易受到感染,对疫苗的反应能力也更弱,因为没有脾脏,它们就无法产生尽可能多的抗体。

第四个免疫系统指挥部是我们的肠道,这对于理解饮食和免疫之间的联系至关重要。肠道也是微生物的家园,肠道微生物也可以影响我们的免疫系统。然而,肠道的免疫功能在很大程度上被忽视。直到最近,人们才认识到肠道对免疫防御的重要性。

我们现在知道,人体70%的免疫系统位于肠道,整个肠道是就是一个免疫器官。除了真正的免疫细胞协调免疫防御外,肠道指挥中心也允许生活在那里的健康细菌向身体其它部位的免疫细胞发送信号。还有其它一些免疫指挥站位于我们的扁桃体、淋巴管和淋巴结。

免疫的关键玩家

和我们前面提到的其它健康防御系统一样,免疫系统也是由许多玩家组成的,每个玩家都有保护自己身体的功能。为了更好的了解食物和免疫的关系,我们需要首先了解主要的免疫细胞和功能。

构成免疫系统的细胞统称为白细胞。我们身体主要有五种类型的白细胞,每一种都有不同的工作:中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性细胞

淋巴细胞实际上是一组不同类型的免疫细胞,有三种主要类型,分别是T细胞、B细胞和自然杀伤细胞。T细胞有三种亚型:辅助性T细胞、细胞毒性T细胞和调节性T细胞。其它免疫细胞包括巨噬细胞、肥大细胞和树突状细胞。这些都是保护我们健康的免疫玩家

所有这些细胞都来自于骨髓中的干细胞,称为造血干细胞。这就是为什么化疗等药物会降低免疫力的原因,因为它们会损害骨髓细胞和白细胞。另一方面,饮食可以影响骨髓中免疫细胞的产生。来自南加州大学的科学家发现,禁食可以用来建立一个新鲜的免疫系统。他们发现连续禁食2-4天会迫使人体进入回收处理模式,淘汰老化、受损的免疫细胞;然后,当食物重新开始供应时,它会使骨髓中的造血干细胞开始再生新的免疫细胞,从而重建免疫系统。

  • 中性粒细胞:聚集在组织损伤部位,在伤口周围形成团簇,吸引巨噬细胞和单核细胞清理伤口和细胞碎片。

  • 辅助性T细胞:通过释放细胞因子来协调免疫反应,招募其它免疫细胞。

  • 细胞毒性T细胞:识别病毒感染细胞和癌细胞,通过释放毒素来启动程序性细胞死亡,以杀死不需要的细胞。

  • 调节性T细胞:监测和抑制其它T细胞的活性;维持健康细胞的免疫耐受性;平静免疫系统,恢复正常的健康平衡。

  • B细胞:产生标记入侵细胞的抗体,识别和呈递触发T细胞反应的抗原,一些会成为记忆B细胞。

  • 自然杀伤细胞:通过注射一种能够溶解细胞外层的酶来杀死异常细胞,区分正常健康细胞和感染或癌细胞。

  • 肥大细胞:通过释放组胺介导过敏反应,抵御寄生虫。

  • 巨噬细胞:包围并吞噬入侵细胞以摧毁它们,激发多种免疫反应。

  • 树突状细胞:识别并呈递入侵者的抗原,触发T细胞反应,并分泌细胞因子吸引免疫细胞来解决问题,作为先天免疫系统和适应性免疫系统之间的信使。

先天免疫系统和适应性免疫系统

我们的免疫实际上是由两种不同的免疫系统组成的,每一种系统都以自己的方式来保护我们的身体不受外来入侵者的伤害,不管是细菌、病毒、寄生虫还是癌细胞。一种行动迅速,对入侵者的身体攻击立即做出反应,它每次都使用完全相同的武器抵御任何入侵者。这是我们的先天免疫系统。当我们出现过敏反应或炎症时,是先天免疫系统在起作用。90%的动物物种只有这种类型的免疫反应。

另一种免疫系统反应较慢,但更为复杂。这个系统大约需要一个星期的时间来组装防御系统,但当它完成时,它会非常精细地调节,以打击体内特定的入侵者。这就是适应性免疫系统。它主要有两种工作方式:一种是利用专门的杀伤细胞进行防御,另一种是产生抗体

先天免疫系统:炎症大师

我们不小心割伤后会立刻出现局部肿胀,这是先天免疫系统在发挥作用。先天免疫系统是对身体任何入侵的第一反应。它就像一只看门狗,一旦有陌生人靠近,它就会马上行动起来。这一系统是非选择性的,只是简单地阻止和处理入侵的任何东西。先天防御包括物理、化学和细胞成分。皮肤是入侵者的物理屏障。口腔、鼻子和呼吸道的分泌物中含有的酶可以发动化学战,杀死吸入或进入口腔的入侵者。咳嗽和打喷嚏会有力地将进入我们鼻孔和肺部的外来物质驱逐出去。

先天免疫系统的细胞会产生炎症,这是机体对组织损伤或外来入侵者的反应炎症会将特定的免疫细胞带入受伤部位,将敌人隔离在一个特定的区域,杀死入侵者,然后处理掉他们。冲向现场的这些特殊免疫细胞被称为吞噬细胞,包括中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞和肥大细胞,它们通过吞噬潜在的有害颗粒和微生物来清除它们。此外,吞噬细胞会吞食细胞尸体和组织损伤的碎片。它们在受感染的伤口上产生脓液,并能引导其它免疫细胞到达问题区域。

肿胀、疼痛、发红和发热是炎症发生的主要迹象。一种叫做肥大细胞的吞噬细胞会出现并释放组胺。这种化学物质会导致血管扩张,使患处发红发热。化学信号也被释放,使扩张的血管渗漏,液体和蛋白质从渗漏的血管中涌向发热区,造成组织肿胀。如果你曾经患过花粉热,类似的过程会导致眼睛红肿和流鼻涕,肿胀和化学信号也会刺激神经,引起疼痛;如果哮喘发作,呼吸道也会发生类似的炎症反应;如果食物过敏,肠道也会发生类似的炎症反应。

白细胞释放一种叫做细胞因子的化学信号,控制炎症反应的强度。其中最重要的信号之一叫做干扰素,这种化学物质会干扰病毒感染,并触发其它免疫细胞进入战斗,包括自然杀伤细胞。这些细胞具有区分正常细胞和异常细胞的能力。如果发现异常细胞,自然杀伤细胞就会和特定蛋白质一起工作,使其丧失能力并杀死它。一群吞噬细胞会将所有碎片吞噬掉。

在正常情况下,先天免疫反应是短暂的,并在几天内消退当需要降低炎症反应时,免疫系统产生的白介素-10信号会关闭炎症反应,使免疫防御系统恢复到正常的平衡状态。然而,如果炎症没有得到缓解,免疫反应就会变成一种慢性状态

慢性炎症完全是另一种情况。当外来入侵者没有消失,或者自身免疫反应使身体与自身对抗时,持续的炎症反应可能是毁灭性的。慢性炎症就像一场无法扑灭的篝火,会蔓延到周围的森林,引发一场失控的野火,摧毁沿途的一切

适应性免疫系统

当我们接种一种预防疾病的疫苗时,我们的适应性免疫系统负责建立对疾病的保护。适应性免疫系统是免疫系统中更聪明、更复杂的一个分支。与先天免疫系统不同,适应性免疫系统对杀死的对象非常挑剔,而且它对被它摧毁的入侵者有着永久的记忆。这种记忆有助于触发免疫系统部署一个快速反应小组,以应对敌人未来再次出现,包括细菌、病毒或癌症。一旦适应性免疫反应学会如何对抗疾病,它就会在我们的余生中保护我们。

作为其复杂性的一部分,适应性免疫有两种策略。首先,它可以利用免疫细胞攻击入侵者并杀死它们,这被称为细胞免疫。另外,它可以使用抗体作为武器攻击入侵者,这是体液免疫。因为第一次发现入侵者需要7-10天的时间来产生抗体,这种适应性免疫防御的反应时间相对比较慢。


适应性免疫依赖于T细胞和B细胞,这两种细胞都是由骨髓中的造血干细胞形成的。B细胞留在骨髓中直至成熟,一旦成熟,它们就离开骨髓,进入淋巴器官,比如脾脏、扁桃体和肠道。在那里,他们继续服役,等待入侵者的出现。当需要免疫防御的入侵发生时,B细胞从淋巴器官涌出,到达入侵部位,保护身体

另一方面,T细胞很早就离开了巢。当它们还年轻,还没有成熟的时候,它们就离开了骨髓。它们到达胸腺,那里是T细胞的训练营。在那里,它们被训练来区分非自身细胞(外来入侵者——坏人)和自身细胞(好人)。在资格测试中,能够识别并杀死非自身细胞的T细胞才被允许毕业并获得证书。它们循环到外周淋巴组织,在那里等待任务的召唤。在资格测试中,如果它们攻击自身的细胞,那是不被容忍的,所以任何T细胞意外杀死自己的细胞都不能通过测试并被摧毁。唯一离开胸腺的T细胞是那些经过训练能够摧毁入侵者,而不会伤害我们正常细胞的T细胞

T细胞和B细胞都是熟练的情报人员,它们了解外来侵略者,并据此调整自己的反应。一旦获得了入侵者的信息,就会发起反击,并记录下敌人的数据以备将来使用。我们每个人的体内都有一个免疫档案系统,里面有我们接触过的所有细菌和感染的数据。从敌人入侵的前线,一种被称为树突状细胞的特殊免疫细胞会传递有关适应性免疫系统的信息。树突状细胞记录细菌、病毒和癌细胞的独特蛋白质指纹数据。根据需要,它们可以将这些指纹呈现给适当的免疫细胞,这些细胞会发现、标记并杀死入侵者。一旦在前线收集到足够的情报,T细胞和B细胞就会调整它们的防御策略,数以百万计的细胞将投入战斗以保护我们的身体。这就类似于保卫城堡的军队,如果军队软弱或懒惰,敌人就会占领城堡;如果他们不合作,不守纪律,或者行动不受约束,混乱就会随之而来;如果军队转而反对指挥官,叛乱就会摧毁他们本应保护的人民。值得庆幸的是,我们的免疫防御系统通常训练有素,高度自律,致力于维护和平。

——细胞免疫

要了解食物是如何激活免疫系统的,我们需要了解更多关于免疫系统的指挥系统。不同的食物会影响免疫系统的不同部分,有的可能提高防御,而有的则可能降低防御。饮食倾向于影响涉及T细胞的细胞免疫。记住,有三种主要类型的T细胞:辅助T细胞、细胞毒性T细胞和调节性T细胞。

辅助性T细胞有一个特殊的作用,那就是提供帮助,它们通过释放信号告诉其它细胞该做什么,来指挥对入侵者的免疫攻击。当它们看到免疫系统的其它部分发出红色警报时,它们就会被召唤投入战斗。辅助T细胞释放的其中一些化学信号会呼叫其它免疫细胞发动空袭,而它们释放的其它信号会指示B细胞制造对抗入侵者的抗体。T细胞指挥细胞部队进行攻击,它们也可以在需要的时候带来增援和新武器。

细胞毒性T细胞是直接追逐并摧毁细菌、受感染细胞或癌细胞的战斗战士,它们与入侵者接触并消灭它们。细胞毒性T细胞能够识别并摧毁曾经被感染的健康细胞,而这些细胞现在已经成为威胁。某些食物可以激活并增加血液中的辅助T细胞和细胞毒性T细胞的数量,从而增强我们的免疫防御。

调节性T细胞是另一个非常重要的免疫调节细胞。当战斗结束时,这些细胞具有抑制免疫系统的关键作用。它们释放化学信号,关闭辅助T细胞和细胞毒性T细胞,这样免疫系统就能恢复到正常、健康的基线状态,所有系统都进入待命状态。当免疫系统没有被抑制时,它就会过度活跃,这见于自身免疫性疾病。有些食物会增加血液中的调节性T细胞,这有助于预防自身免疫性疾病。

——体液免疫:抗体

当提到免疫时,大多数人想到的可能是抗体。抗体就像猎犬一样,知道如何嗅出并找到潜伏在体内的坏人。我们的B细胞会产生抗体。B细胞在人体内不停地巡逻,就像士兵在街上巡逻一样。即使没有出现严重的感染,B细胞也能将在我们的血液中悄然漂浮但尚未感染我们的细胞的细菌和病毒清除出去。它们在我们的血液中冲浪,看看是否能发现任何飘过的外来入侵者。B细胞的工作方式是在通过其外表面展示抗体受体,每个B细胞都有多达20万个抗体受体,这些受体被用来匹配来自细菌和病毒的异常抗原,而抗原就是外来入侵者的“海盗旗”。任何具有与抗体受体匹配的抗原的入侵者都将被B细胞捕获并处理。

B细胞也可以对正在处理问题的辅助T细胞所释放的信号作出反应。B细胞会漂浮到它们正在发挥作用的区域,并将其受体结合到入侵者的抗原上。这种结合激活了B细胞,它开始一次又一次地克隆自己,产生更多的B细胞,从而可以制造更多的抗体来攻击它看到的特定入侵者。值得注意的是,每个B细胞每秒可以产生并释放200个抗体。抗体击中入侵者并判它们死刑,吞噬细胞蜂拥而至将其消灭。大多数B细胞会在战斗中死亡,但有少数存活下来,成为记忆B细胞。它们记住入侵者的特征,然后隐藏起来。下次同样的入侵者进入人体时,记忆B细胞就会迅速恢复活动,并掌握制造精确抗体的诀窍,下一次更快地摧毁敌人。有些食物能够激活并增加我们体内的B细胞数量。

失败的免疫和疾病

当我们的免疫系统无法正常工作时,我们的生命就会受到严重威胁。的确,入侵的细菌和病毒偶尔会逃过我们的免疫防御,这就是为什么我们会感冒或流感的原因。大规模的攻击可能来自身体外部,也可能来自身体内部。例如,有害微生物可以通过我们的鼻子、嘴巴、眼睛、耳朵、阴道或肛门等任何暴露于外部世界的开口进入我们的身体。当我们皮肤上有伤口时,伤口就成了微生物大量进入身体的大门。如果我们的免疫防御能力下降,外部入侵者会带来灾难性的后果。

最著名的危及生命的免疫崩溃的例子是获得性免疫缺陷综合症(艾滋病)。艾滋病是由人体免疫缺陷病毒(艾滋病毒)感染引起的,它邪恶地从内部剥夺了免疫力,这导致了灾难性感染和癌症生长的高风险。艾滋病毒是一种被称为逆转录病毒的有机体,起源于西非黑猩猩,然后传播给人类。它侵入并破坏健康的人类T细胞。没有足够的T细胞,我们身体检测和杀死所有入侵者的能力就会急剧下降。成功地控制艾滋病毒感染者的感染是现代医学最重要的成就之一。有效的治疗可以将致命病毒的血液水平降低到检测不到的水平,使艾滋病毒感染者能够过上正常的生活。

还有一些遗传性免疫缺陷疾病,患者的T细胞、B细胞或吞噬细胞功能有缺陷,或帮助激活免疫细胞的补体蛋白有缺陷。这些被称为原发性免疫缺陷病,而且很罕见。你可能听说过“泡泡男孩”,那是一个患有严重联合免疫缺陷症的小孩,他基本上没有免疫力,只能生活在一个隔离罩中,暴露在外部世界无法生存。

癌症(比如多发性骨髓瘤和白血病)、感染(包括人乳头瘤病毒以及乙型和丙型肝炎)、药物治疗(如化疗和放疗)、糖尿病、营养不良和酗酒也会削弱我们的免疫系统肥胖会抑制免疫系统,研究表明,与非肥胖的人相比,肥胖的人在遭受创伤或在重症监护病房期间感染的风险更高。这是因为他们的新陈代谢状态降低了免疫力。事实上,不管住院的原因是什么,仅仅是肥胖就会使人死在医院的风险增加7倍之多。肥胖人群免疫力低下也会增加牙龈、膀胱、皮肤和肺部感染的风险。

我们的免疫防御也受到肠道菌群的影响。在我们的肠壁表面下有一个巨大的免疫指挥中心,叫做肠道相关淋巴组织。居住在这一层的免疫细胞接收来自我们的肠道细菌的信号来打开或关闭免疫防御。比如,乳酸杆菌、双歧杆菌、阿克曼氏菌、肠球菌、别样杆菌和栖粪杆菌等是对免疫有益的细菌。如果这些细菌减少或缺失,我们的免疫防御就会受到损害。不健康的西式饮食可能会通过干扰肠道菌群,这可能会导致肠道和免疫细胞之间的沟通错误,从而削弱免疫反应

另一方面,一支失控的免疫军队也会对我们的健康产生不利影响。自身免疫就是用来描述过度活跃的免疫系统,正常的细胞和器官受到免疫系统的攻击,造成其功能被破坏。人体有100多种不同的自身免疫性疾病,包括我们熟悉的1型糖尿病、系统性红斑狼疮、多发性硬化症、牛皮癣、类风湿性关节炎和系统性硬化症等等。

自身免疫性疾病的共同特征是使免疫防御停止下来的正常控制过程被破坏。当疾病爆发时,免疫攻击可能局限于某个特定的器官,也可能是遍及全身的普遍攻击。

1型糖尿病是一个特定器官受到攻击的例子,B细胞产生了针对胰腺中产生胰岛素的细胞的抗体,这些细胞被破坏,使之不能正常分泌胰岛素,从而使全身组织细胞对葡萄糖的摄取和利用降低。这不仅会导致血糖水平升高,还会导致许多不同细胞和器官的功能失常,因此需要定期向体内注射胰岛素,以保持身体的健康功能。

多发性硬化症中,自身抗体会攻击包裹并保护神经细胞的髓鞘。这种攻击会影响我们的大脑、脊髓和肌肉,这就像包裹电线的绝缘材料被破坏导致短路一样。由于神经功能严重受损,患有多发性硬化症的人会出现肌肉无力、协调性差、视力下降、大脑功能缺陷以及其它神经功能方面的严重问题。

另一个例子是乳糜泻。患有乳糜泻的人对麸质有免疫反应,麸质是小麦、大麦和黑麦中的一组蛋白质。人体对麸质的强烈免疫反应会对肠壁造成附带损害,导致肠漏。虽然乳糜泻的确切机制仍然是个谜,但是我们知道自身抗体会破坏小肠和其它器官,导致严重的痉挛性痛。幸运的是,当避免麸质时,抗体消退,症状通常也会消失。

另一方面,自身免疫攻击可以影响身体的几乎每一个部位,这是非常可怕的。在系统性红斑狼疮中,抗体全面攻击自己的DNA,导致全身性炎症,关节、皮肤、心脏、肾脏甚至大脑都会发炎。在系统性红斑狼疮患者血液中发现的一个经典现象是攻击双链DNA的抗体的存在。这些自身抗体往往聚集在一起,形成免疫复合体,遍布我们的器官,导致它们功能障碍。

自身免疫性疾病在现代化社会中越来越多,虽然确切原因尚不清楚,但这种现象已被认为与不健康的饮食有关,这也可能与肠道菌群失调有关,从而破坏了免疫系统的正常控制。

其它免疫反应过度的情况则出现在过敏反应中,比如哮喘和食物过敏。在严重过敏的情况下,免疫系统会对通过黏膜进入的无害的物质(比如花粉、食物)产生过度反应。冲动的免疫系统视其为外来入侵者,这导致产生对抗它们的抗体并激活T细胞释放细胞因子。这些抗体和细胞因子会吸引其它免疫细胞来破坏“入侵者”。在哮喘反应中,细胞因子由气道中的T细胞释放,导致炎症的过度杀伤反应。因此,哮喘患者会出现喘息和难以将空气从肺部排出的情况。如果不加以控制,炎症会使气道平滑肌收缩,如果不加以治疗,会导致窒息而死。

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