免疫系统是机体的保卫者。

对免疫系统复杂机制和其工作机理的研究,是一门特殊的科学,即免疫学。目前,对免疫学的研究和考察还处于细胞和分子的水平上。随着新的现代分析方法的出现,免疫学的发展很快,特别是与化学、遗传学、生理学以及其他学科相接合的边缘学科更是进展神速。

对被称为T淋巴细胞感受体活动结构的揭示,已成为在这一边缘学科所发生的较有影响的事件之一。

单克隆抗体的发现,更获得了全世界的赞赏。

每一天,乃至每一分钟,在我们机体内,一直在进行着战争。

平时,人们是不会对这场在机体内所进行的战争引起注意的。人体由无数特殊的免疫细胞默默无声地消灭着看不见的敌人。当然,它们有时也会错误地把对人体无害的“客人”(比如花粉等)视为死敌。这时,人体将出现变态反应;有时,它们会遭到意外的袭击,这时,人体就会伤风、感冒,以致染上其他更严重的疾病。

病毒进入细胞的钥匙

数十年来,免疫学一直是医学界中一道“静静的小河湾”。只是在近20年中,借助高倍显微镜和十分完善的实验手段,科学家终于弄明白了人体“保卫者”和“入侵者”各自的战术。到了八十年代,这方面已变得越来越清楚:免疫学的发展有着美好的前景。免疫学已有可能治疗诸如肿瘤、关节炎这样一些疾病。

可是,近年来突然出现了一种新的病毒——“艾滋病”病毒,这种病毒能使人体的免疫系统逐渐丧失战斗力。这一非常可怕的现实打破了我们宁静的生活。

在人体所有的敌人中,病毒是最简单,同时又是最危险的敌人。病毒就是一个基因组,它有一层蛋白质外壳。

当病毒进入人体细胞时,这些基因开始像脱氧核糖核酸——遗传信息的携带者那样工作着。这时,细胞成了病毒“加工厂”,在那里,新的同样的病毒不断地生产出来。它们撕裂细胞,并把它们杀死。然后,它们向外突围,去进攻其他的细胞。

鼻病毒14是感冒的病原体之一。病毒十分粗糙的表面使它们很容易吸附在细胞膜上。当病毒进入呼吸道后,它们就开始在里面游荡,寻找细胞。当病毒与细胞相遇,并互相吻合,亦即它们之间有亲和力时,就连在了一起。接着,病毒穿过细胞膜,很快地渗透进去。

就这样,病毒向免疫系统宣战了。

入侵者会看到些什么呢?

在数以万亿计的人体细胞中,它们的保卫者占有百分之一,这就是白细胞。它们组成了三个独立的“兵团”:吞噬细胞和两类淋巴细胞——“T淋巴细胞和B淋巴细胞”。每个“兵团”都有自己的作战任务。

免疫系统的“近卫军”

首次来到“战场”的是吞噬细胞,它们是人体组织的清道夫。一旦它们认为是异物时,就会围上去将异物吞噬。

血液和淋巴组织中一切可疑的东西它们都吞吃。例如,随着每一次呼吸进入人体的尘粒都是它们的食物。如果你停止吸烟的话,它们还能清除肺部被烟雾熏黑了的积垢。当然,要是烟抽得太多,而且吸烟历史太久的话,那么,对吞噬细胞的杀伤则要比它们的繁殖更快。

在观察吞噬细胞与感冒病毒搏斗过程中,可以看到一小批正在“巡逻”的吞噬细胞是如何包围和消灭被快速增生的鼻病毒14所转化了的细胞的。尽管如此,吞噬细胞仍无法及时、全部地消灭“敌人”,有效地防止病毒入侵和杀伤其他细胞。

这时,另一种特殊的吞噬细胞——巨噬细胞将会来帮助它们。巨噬细胞主要对付致病菌,如病毒、疤原虫以及真菌、结核杆菌等。当巨噬细胞遇上鼻病毒时,它们即从自己身上扯下一小块抗体,作为一面旗子插在自身表面。

这面旗子在免疫系统中起着危急信号的作用。它能激起了淋巴细胞的反应。在人的一生中,淋巴细胞常在人体血液、淋巴系统与组织之间往返循环流动,监视异物的入侵。它们十分了解病毒,同样,病毒也了解人体组织中的淋巴细胞。因为从形态上来说,病毒表面的抗原“尖峰”和T淋巴细胞的感受器完全相符。

那么,T淋巴细胞群是怎样识别鼻病毒14抗原的形式的呢?这一本领还是T淋巴细胞在胸腺中学会的。胸腺也是淋巴器官、位于胸骨的后面、心腔的上方。由于胸腺的第一个字母是“T”,于是,就以“T”命名这种淋巴细胞。T淋巴细胞在胸腺激素的作用下发育成熟,并学会了识别自己的抗原。它们中的一部分负责识别肝炎病毒抗原,另一部分负责识别感冒病毒抗原,第三部分负责识别鼻病毒抗原等等。

大部分T淋巴细胞在胸腺中衰亡了,而那些具有敏锐识别能力的生存了下来,而生存下来的细胞担负着十分繁重的任务。病毒抗原有数亿种不同的形态,胸腺相应地建立了各种各样的T淋巴细胞群体,以便识别所有的病毒抗原。值得注意的是,人体中的T淋巴细胞甚至能够识别在实验室里所培养的人造抗原,而这种人造抗原是人体几十万年的长期进化过程中所从未遇到过的。

胸腺培养了数千万个T淋巴细胞,这些淋巴细胞的集体力量足以发现和识别无穷无尽的形态各异的天然抗原。甚至连人体移植的细胞组织也会很快地像其他异物那样被识别出来,并遭到破坏。如果外科医生不采取必要措施的话,这种对移植组织的排斥反应将会使肾、心脏的移植手术毁于一旦。

T淋巴细胞具有不同的功能特征。能首先发现抗原的是侦察班,它们被称为T淋巴细胞的“助手”。这些细胞没有武装,只是在危急时刻给自己的骑兵连同盟军——被称为T淋巴细胞“杀手”发出化学信号:“快点扩军备战!”这些“杀手”和所有T淋巴细胞一样,具有识别敌人的特殊本领,在“助手”的呼吁下,“杀手”一下子从连扩大成为集团军。它们对入侵者的打击将是毁灭性的。它们穿透细菌的细胞膜和被病毒感染的细胞,并杀伤它们。这一战斗过程快于这些异物在体内的增生和繁殖。

“助手”们除了激活T淋巴细胞“杀手”外,还把大量的吞噬细胞召唤到战场上来。于是,吞噬细胞来到脾脏和淋巴结。它们在那里发出餐报,把免疫系统最后的主力兵团B淋巴细胞也发动了起来。

人体的淋巴组织——淋巴结是一些不大的工厂,而B淋巴细胞是这些工厂的主要成员。它们的“产品”是被称为“抗体”的化学物质。每个B淋巴细胞都具有在一秒钟内生成数千个抗体的工作能力。

抗体分子粘附在入侵的异物表面,使它们难以行动,并变得对吞噬细胞来说既诱人,又容易被吞食。抗体同样可以消灭它们。尽管敌人抗原的表面光滑如镜,免疫抗体还是牢牢地盯住它们,并把被称为“防御素”的物质集中到皮肤破损的部位。当防御素组成整齐的队形时,它像炸弹一样突然爆炸,将入侵异物炸裂。

对“主人”的进攻

在免疫防卫范围内,和病毒战斗的进程会随时发生变化。当入侵者开始退却时,控制进攻节奏的第三类T淋巴细胞也开始采取“抑制性”行动。

这些“抑制”细胞分泌出一些体液,使“杀手”停止厮杀,使“助手”也暂停发信号。

战斗胜利了。

吞噬细胞开始清除战死的细胞残骸和损耗的物质渣滓,继而撤离战场。这时,被损坏的机体开始复苏。危险已经过去,但并没有被忘却。

参加厮杀的T淋巴细胞和B淋巴细胞中的大多数成员在感染后的一段时间里衰亡了,它们中也有一些活得久一些。在异物再次入侵前,少数“连队”又学会了识别敌人抗原的本领,并组成了一支对前次入侵记得清楚的“记忆”细胞队伍。但是,伤风、流感以及其他一些病毒会携带大量不同的抗原。假如入侵的病毒换了一种的话,人们还是会生病的;如果侵入的依然是原先那种病毒的话,人体就会很容易收拾它,因为机体已经有了免疫力。

致病菌在我们周围游来逛去。为什么当一个人带有病毒时,而并排坐在一起的另一位却健康如故呢?为什么受“免疫缺陷综合症”病毒干扰的人们会经常生病呢?

对此,我们还无法知道全部答案。大批异物侵入机体是会生病的,至于入侵的部位则无关紧要。某些致病菌,如乙型肝炎病毒和艾滋病病毒侵入伤口很快,而在空气中,失去活力同样也很快。而有些病毒,比如流感病毒却能在空气中长时间地生存下去。

较免疫缺陷综合症更为神秘的是一种被称为“自体免疫”的疾病。生了这种病,免疫系统不能分清敌我,以致在开始时,对原来应该加以保护的自身的细胞和组织发起了攻击。例如,患风湿性关节炎时,免疫反应指向了关节周围的细胞和组织。这时,免疫系统的攻击使骨骼组织受到了伤害,心脏机能也因这种风湿病而遭到了伤害。

在另一种情况下,免疫系统会错误地把许多无害的物质,例如花粉、尘埃当作假想敌加以攻击,进而使这些无害的物质引起人们的变态反应。对多数人来说,这种反应并不强烈。但在某些人身上,这种变态反应犹如受了昆虫剧毒那里明显,甚至导致死亡。

这些无害物质本身并不威胁人的生命。一部分人接触花粉后,可以完全不引起任何反应。枯草热损害了面孔,具有了抗体,反过来抗体又把花粉视作敌人。这部分人接触花粉后会使体内分泌大量的化学物质,如组胺等,结果使变态症状更为严重。

由于很多变态反应是由遗传因子所决定的,免疫学家就怀疑是某些遗传因子控制了机体内的免疫系统。我们中多数人的免疫反应的基因还停留在它的初级阶段。

现在我们已很少见到像艾滋病那样既危险又流行的致命疾病了。随着疾病的蔓延、传播、艾滋病在短短几年间就夺走了上万人的生命。而这一数字还在增长。尽管艾滋病尚无法与一年内造成46万人死亡的癌症的破坏力相比较,但它的潜在危险是十分严重的。

癌症的一个最明显的矛盾是机体组织成了自身最凶恶的敌人。我们尚不明白,为什么人体细胞会成为机体的“叛逆”。许多研究者认为,潜在的癌细胞在人体内是在不间断地形成着的。它们刚开始生长时,虽然表面的抗原变化微小,但这一微小的变化已足以引起T淋巴细胞的警觉。这时,免疫系统就开始留心这些癌细胞,并伺机摧毁它们。

然而,有时它们被消灭了,有时它们却反过来引起疾病。幸而在与癌症作斗争时,我们已开始制造新的武器,这种新武器是基于利用免疫系统这一原理之上的。

比如,人们已经知道怎样生产由生物指挥的向癌细胞发动攻击的炮弹。研究者不仅能够在实验室里培养被称为杂种的细胞,而且还生产了无数的特殊的单克隆抗体,用以对付类型各异的细菌。

尚有许多问题需要认识

单克隆抗体帮助人们逐个细胞地去研究人体,同时还能追踪癌细胞。如果用放射性同位素对它们进行照射的话,荧屏上能见到病人体内被照亮了的肿块。如果用十分厉害的毒素去武装这些抗体,就能使它们去攻击和消灭大多数健康人体内的癌细胞。

现在,一个疫苗生产的新纪元已经来到了。遗传工程已能成功地从机体内获取遗传因子,并将它用于生产抗病毒素。这些抗病毒素进入人体细胞,随着细胞的繁殖,便产生大量的抗体。抗病毒素是一种无害的疫苗,注入人体后就使机体获得了免疫力。

另一种方法是从细菌中获得致病的基因,这也是可行的。被解除了毒性的基因,能够生成免疫力,而不是致病。

天花疫苗可以固态的形式很好地保存,而无需冰箱和其他专门储藏设备,这一稳定性引起了科学家们的注意。人们运用遗传工程,使抗原转化为抗体,其中包括狂犬病、肝炎和疟疾。

爱德华 · 普列斯特里断言,我们了解免疫系统可能不会比哥伦布在第一次周游世界后对美洲的了解多多少。科学发展的道路开始通向人类细胞核,在那里有使一个细胞变成巨噬细胞,另一个细胞变成T淋巴细胞的脱氧核糖核酸双螺旋线。

人们同样在猜想,免疫细胞的主要功能是传播信息。用一位美国学者的话来说:免疫系统的细胞常常与其他细胞在交流信息,仿佛它们在交谈、互通情报,有时又好像在争论,而防卫可能只是它们的一部分工作内容。

[За Руъежом,1987年第27期]