我們為甚麼還沒有死掉?病菌眼裡的免疫系統

書摘

要開始免疫系統之旅,我們不妨把自己設想成病原體,從它們的角度來感受一下免疫系統。當然,這個思路免不了要打一點折扣,因為即便我們努力想像病原體是如何感受環境的(這一點也不盡然,因為我們的日常生活與腸道寄生菌的生活差別太大了),一個微生物在進入人體的時候會遇到無數看似不相關的威脅,都可能要了它的小命。

所以在行進的過程中,我會不時停下來,解釋發生了什麼。我也會提到,不同類型的病原體會引起不同的免疫反應。好了,我們開始吧。

細菌從這些管道進入人體

現在,有一個細菌,它剛剛遇到了人類宿主—讓我們跟緊它。大多數細菌根本不在乎人類;它們不會來煩我們,甚至不理會我們。不過,少數細菌卻極為擅長在人類組織中生存繁衍,它們甘願為了它們選擇的生活方式而承擔隨之而來的風險。對那些僥倖攻克了人體防線的細菌而言,人體為它提供了極為優渥的資源—幾乎無窮無盡的食物,和溫暖、穩定的環境,細菌需要的一切這裡都有。

細菌可以從任何地方進入人體,但是很可能第一個接觸點是皮膚—嚴格說來,皮膚也是免疫系統的一部分,因為它為人體提供了一道由多層細胞組成的可靠的物理屏障,而且大多數時候都能有效抵擋病原體入侵。許多細菌只能走到這裡,然後要麼放棄就此死去,要麼在皮膚上安營紮寨,靠著我們分泌的油脂和它能找到的一切營養生存。

有時候,它們會讓皮膚起疹子或者導致皮膚感染,但是正常情況下,它們跟無數生活在我們皮膚上的細菌擠在一起,不會給我們添什麼亂子。不過,一旦皮膚出了問題—傷口、微小的切口、擦傷、蚊蟲叮咬、燒傷,都會成為病原體溜進身體的入口。

另外一種常見的進入方式是通過口腔。一些入侵者會直達肺部和呼吸道的其他部位;另外一些則會到腸道裡去碰碰運氣,要知道,腸道裡本來就有無數熙熙攘攘的細菌,它們被稱為人體的「菌群」或「共生細菌」;還有一些會試圖沿著人體消化系統的黏膜上皮細胞進入人體內部。

還有一些細菌會瞄準人體的下半身,有些會試圖通過泌尿生殖道進入,這真可謂是「富貴險中求」,但是它的優勢是便於在人與人之間傳播。對某些離開人體就無法存活的病原體來說,這很重要(一個著名的例子是愛滋病毒〔HIV〕),因為它們必須等到現在的宿主與另外一個人有身體接觸的時候,才有機會傳播到下一個宿主。

當一個病原體很不容易

當一個病原體可真是不容易,它們的生存機會非常低。只有屈指可數的幾個能夠抵達目的地,絕大多數都死於入侵的途中:還沒來得及跟人體接觸,就死在了地上、牆上、海水裡,或者某人的手帕上;死於外界環境中不適宜它們存活的溫度,或者皮膚上危險的化學物質,或者胃裡的胃酸和腸道裡的消化酶(酵素);死於其他已經寄居在人體內的細菌(因為要競爭食物,有時也被直接攻擊),它們對這些新來者可沒什麼尊重可言。腸道菌群甚至會向人體揭發病原體,並向腸道表面的細胞發出化學信號,使它們收縮,讓病原體難以進入。

那些活下來的細菌仍然可能會被腸道裡的菌群擠走,被尿液(如果它們試圖走這條路徑的話)或淚液、唾液沖走,或者被纖毛(肺部和呼吸道內皮細胞上類似毛髮的細微構造)趕走。

只有那些經過了重重考驗依然活著的病原體才有可能進入人體,它們有理由感到自豪,並向依然健在的同伴們,發表一番類似莎士比亞劇作中亨利五世向他的軍隊發表的「我們,我們這批佼佼者」的勝利演說。但是微生物才不幹這些事情。不過,就像亨利五世的軍隊,這些病原體的麻煩才剛剛開始。

發炎是巨噬細胞正在對抗細菌

現在,細菌穿越了上皮細胞的物理屏障,它馬上會遇到憤怒的先天性免疫系統,這包括許多種細胞和分子,在自然選擇的作用之下,它們演化出了許多辦法來消滅入侵者。從病原體的角度看,這簡直就是刀山火海:酶和小的抗微生物胜肽分子會蠶食細菌的外膜;另一類蛋白質(我們叫作「補體系統」)會黏附在細菌表面,並在此集合,形成「膜攻擊複合物」,在細菌表面穿孔。如果這些細菌僥倖逃過了它們的攻擊,還有一些專門辨識細菌的蛋白質會黏附在細菌表面,把它標記出來,供好幾種獵食細菌的細胞(我們稱之為「吞噬細胞」)食用—它們會把細菌整個吞下去,再用內部強大的化學武器來分解它。

有一種吞噬細胞叫作「巨噬細胞」,它不僅能吃掉細菌,也會分泌訊號分子,促進「發炎反應」。這會使感染部位的血管舒張,細胞更易滲透,同時招集其他吞噬細胞趕來救援。對細菌來說,這意味著會突然出現更多想要消滅它的細胞。沒錯,人體內的細胞真的會從牆上爬出來(血管壁現在更容易滲透了)追殺細菌。

不消說,細菌跟稍後要談的其他病原體一樣,是沒有心智功能的。微生物不是人,它們無所謂「善惡」,不會「渴望」什麼東西,也不會「學習」或者「計劃」。這些詞彙屬於人類,或者起碼是有真正大腦的動物。一個微生物不會做判斷,沒有善惡感,也不會思考。它就是它,就是那樣活著,以特定的方式對環境作出反應。最近有人提出,一群微生物會表現出一定意義上的「認知」能力,但這是另一個話題了,此處暫且不表。