一、免疫系統(tǒng)的抗原與功能

1.免疫系統(tǒng)排除侵入機體的抗原

免疫系統(tǒng)是生命的衛(wèi)士。免疫系統(tǒng)包括免疫器官、免疫細胞、免疫因子。它的主要功能是特異地或非特異地排除侵入機體的抗原。免疫系統(tǒng)里有雙重的防御組織，即天然免疫系統(tǒng)和獲得性免疫系統(tǒng)。

天然免疫系統(tǒng)通常是指溶菌酶、補體、干擾素等可溶性物質(zhì)，還有作為細胞的巨噬細胞、NK自然殺傷細胞等，它猶如機體內(nèi)的常設(shè)防衛(wèi)部隊。但天然免疫系統(tǒng)經(jīng)過反復(fù)感染后，免疫力變得不強了。而且，具有非常強的毒性物質(zhì)或者受到容易侵入機體內(nèi)的病原菌或病毒感染時，僅靠這個系統(tǒng)是難以起到防御作用的。此時，擔任緊急防衛(wèi)任務(wù)的獲得性免疫系統(tǒng)開始工作。

獲得性免疫系統(tǒng)是指可溶性物質(zhì)如抗體，還有作為細胞的T細胞。它又分為體液免疫和細胞免疫。體液免疫是指當病原菌抗原侵入時，由抗原呈遞細胞（APC）將抗原吸納進來，把抗原的信息轉(zhuǎn)送給T細胞，T細胞再將此信息轉(zhuǎn)送給B細胞，指令其生產(chǎn)抗體。

這些細胞原本都是由骨髓產(chǎn)生的，移動到胸腺處的成為T細胞，而在其他地方的，就成為B細胞或抗原呈遞細胞。

細胞免疫的功能是殺死被病毒感染的細胞，同時使病毒停止增殖。簡而言之，就是免疫細胞與被病毒感染的細胞進行特異結(jié)合后將其殺死。我們的身體用這種功能防御病毒的冒犯。

下面我們以病原菌和病毒為例來說明免疫。

病原菌和病毒是經(jīng)腸道或皮膚傷口等處的黏膜侵入體內(nèi)的。我們的機體通過產(chǎn)生抗體來對付病原菌?？贵w是對外來侵入者起抑制作用的蛋白質(zhì)。不過，對付病毒的辦法與病原菌不同，是將淋巴細胞調(diào)動起來把病毒細胞破壞掉。

一般情況下，是天然免疫系統(tǒng)在起作用，但當它力所不及時，則獲得性免疫系統(tǒng)開始起作用。

侵入細菌時，抗體與它對抗，稱為體液免疫。侵入病毒時，以稱為殺傷T細胞的細胞來與其對抗，此稱為細胞免疫。

當然，也存在有中間性的作用者，但基本上與細菌對抗的是抗體，而病毒是由細胞免疫來對抗的。

再有，獲得性免疫的另一個很大的特點是，將一次得病、再次就不得病的病原菌制成低毒化的疫苗，機體接種后能產(chǎn)生長期免疫記憶。

2.免疫系統(tǒng)的刺激抗原

所謂抗原，即指最初刺激免疫系統(tǒng)的物質(zhì)，病毒或細菌就是抗原群中典型的代表?？乖饕譃橥N抗原（輸血、移植、妊娠等）、異種抗原（寵物的毛等）、植物抗原（花粉、食物等）、合成抗原（合成肽、疫苗等）、微生物抗原（細菌、病毒、真菌、寄生原蟲等）?？傊覀冎苓叴嬖诘臋C體成分以外的非自身的物質(zhì)都可能成為抗原。

如果給抗原嚴格地下定義的話，那么，抗原就是單獨靠它就可以誘生抗體的物質(zhì)。以細菌為例，其結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，是由蛋白質(zhì)、核酸、脂肪以及多糖物質(zhì)構(gòu)成的。值得注意的是，雖然完整的細菌本身可作為抗原，但實際上是細菌的中心結(jié)構(gòu)成分的蛋白質(zhì)才是抗原。蛋白質(zhì)中與抗體結(jié)合的只是其結(jié)構(gòu)的一部分。

由于抗原的分子量不達到一定大小，就不能與抗原呈遞細胞或T細胞結(jié)合，不能刺激抗體生成細胞。因此，只有兩個分子以上的氨基酸進行結(jié)合的化合物（分子量為1000～2000的肽）才可以成為抗原。此外，多糖、核酸也可作為抗原。

也就是說，分子量不達到一定程度，就不能成為誘發(fā)抗體的抗原。再有，脂質(zhì)或低分子化合物不能單獨引起抗體的生成。但若與蛋白質(zhì)等結(jié)合，可以生成抗脂質(zhì)特異的抗體。這樣結(jié)合的脂質(zhì)及其他低分子化合物由于其本身不具有引起免疫反應(yīng)的能力，稱為半抗原，蛋白質(zhì)稱為載體。

當對機體有害的低分子化合物侵入體內(nèi)時，多數(shù)情況下是由肝臟來把它分解掉。

3.免疫系統(tǒng)的排除抗原

免疫中排除抗原的物質(zhì)是抗體，因此，抗體被稱為對付外敵入侵的導(dǎo)彈?？贵w是在由成熟的B細胞受到抗原的刺激分化成漿細胞的過程中經(jīng)合成并分泌出來的物質(zhì)，它是與刺激抗原具有特異結(jié)合的蛋白質(zhì)分子。當抗原侵入時，開始與抗原作用而使其失去功能，稱為排除作用。

例如，細菌進入機體內(nèi)時，就產(chǎn)生與抗原相應(yīng)的抗體，由這個抗體產(chǎn)生排除病原菌的一系列功能。

抗體的外形呈Y字型，其前端部分具有能與各種物質(zhì)相結(jié)合的多樣性，其末端部分總是保持抗體特有的功能，所以是固定結(jié)構(gòu)的。

抗體稱為免疫球蛋白（Ig）。根據(jù)形狀的不同，已知有IgG、IgM、IgA、IgD和IgE等。

抗體通常是在抗原呈遞細胞及T細胞、B細胞等免疫系統(tǒng)細胞配合下生成的。

首先，當細菌等侵入體內(nèi)時，由抗原呈遞細胞收集其物質(zhì)信息。T細胞得到其信息后，而T細胞表面也存在著抗原受體，能與抗原結(jié)合，T細胞吸納了信息后本身活化。接著T細胞又和B細胞相互作用，把生產(chǎn)抗體的指令交給B細胞，后者演變成抗體生成細胞（漿細胞），才開始生成抗體。

事實上，生成抗體的細胞是B細胞。在B細胞的表面上存在有稱為免疫球蛋白的蛋白質(zhì)。

抗體具有識別侵入體內(nèi)抗原的功能。對外來侵入的物質(zhì)（抗原）能特異地結(jié)合，如能與細菌放出的毒素或細菌本身以及血清中的細菌結(jié)合。

細菌毒素是通過各種細胞表面上的受體而進入細胞的。在進入細胞前如果已經(jīng)有抗細菌毒素抗體產(chǎn)生的話，那么當毒素進入細胞的同時，抗體就會與之結(jié)合。徹底與毒素結(jié)合的抗體，使得毒素不能對身體產(chǎn)生傷害作用。

抗體的這種功能是在巨噬細胞協(xié)同作用下進行的。巨噬細胞的表面上具有能與抗體的恒定區(qū)結(jié)合的受體，通過它們把抗原、抗體復(fù)合物吸納進來。巨噬細胞好像體內(nèi)的“清潔工”，將吸納進來的復(fù)合物完全破壞，使其失去功能。

此外，細菌如在細胞外，細菌本身會與抗體結(jié)合。隨后由巨噬細胞表面對抗體特異的受體將這些復(fù)合物吸納進細胞，將其破壞。

再有，如細菌侵入含細菌的血清時也會發(fā)生幾乎相同的作用，只是有一些不同之處，即血清中有補體。補體的作用是當細菌與抗體結(jié)合時有部分抗體與補體結(jié)合，補體的成分與抗體合作在細菌上鉆開小孔，把細菌破壞掉。

總之，具有這種功能的除了抗體之外，還有T細胞的抗原受體，這是在免疫系統(tǒng)中獨特存在的。

二、免疫系統(tǒng)的器官與細胞

1.免疫系統(tǒng)的五道防線

人體的外表

人體對于抗原的第一道防衛(wèi)網(wǎng)，就是我們很少會去注意到的皮膚。雖沒有什么復(fù)雜的構(gòu)造，看起來也毫不起眼，但卻是機體最重要的防衛(wèi)網(wǎng)。一般的病毒與細菌，都沒有辦法直接穿透皮膚，我們也之所以能安然地在充滿各種病毒與細菌的環(huán)境中繼續(xù)生息。對于病毒而言，如果我們跟受到感染的病人接觸，身上沾到了病毒，大多數(shù)不會引起感染。問題是如果我們的手上沾到病毒，然后我們用手去摸眼睛、鼻子、嘴巴等這些沒有皮膚保護的地方，手上的病毒就可能會開始作怪，在這些黏膜組織里面開始繁殖，甚至引起疾病。所以我們一直強調(diào)洗手，除了要預(yù)防將手上的抗原傳染給別人以外，也是在保護自己。

人身體上沒有被皮膚保護的地方，其外表都是濕濕的黏膜組織，這些地方也就是人體防御系統(tǒng)的罩門所在。這些罩門的存在是不得已的事情，因為我們不能將眼睛、鼻子、嘴巴都用皮膚蓋住，否則我們雖然可免除各種抗原的侵襲，但是同時也會變成一個無法與外界溝通的石像。為了加強這些罩門的防御能力，這些黏膜組織都有分泌液體的功能。這些液體可以不斷地沖刷不小心掉在上面的抗原，讓它們沒有很多機會侵入組織內(nèi)部。因為某些特殊病毒有穿透防衛(wèi)在罩門旁邊組織的一些特殊機制，所以要預(yù)防某些特殊病毒感染，不能只靠我們身體自身的防衛(wèi)系統(tǒng)，必須想辦法阻斷其進入罩門的可能途徑。

腸胃道

我們的呼吸道可以藉由表面的黏液與纖毛的運動，不斷地將外來抗原排出。盡管如此，我們的腸胃道也在不停地吃下外來抗原。所以，我們的腸胃道也需要具有抵抗外侵的后備能力，否則就會一天到晚生病。構(gòu)成這第二道防衛(wèi)網(wǎng)的第一道防線，是存在于胃部的胃酸。胃酸的這一道屏障并不是無所不能的，它對于特殊病毒沒有壓制的能力，所以特殊病毒可以輕易地通過這一道關(guān)卡。我們的腸道細胞下面還有一些淋巴細胞，它們可以將一種稱為A型免疫球蛋白的抗體（IgA）分泌到腸道的表面。A型免疫球蛋白擁有抗拒腸道酵素的作用，也可以辨認特殊的病原，是屬于人體特異性防御系統(tǒng)的一員。我們不太清楚腸道上面的這種A型免疫球蛋白可以發(fā)揮多少對抗腸病毒的能力，但是一般認為，這種防御系統(tǒng)對于某些病毒的作用很小。

吞噬細胞

如果外來的病原侵入人體，我們就需要有其他防線來加以抵抗。構(gòu)成人體其他防線的主體，是日夜不停穿梭在血液中巡邏的白血球。其中，嗜中性白血細胞、單核細胞與巨噬細胞都具有吞噬異物的功能，本文將之通稱為吞噬細胞，它們構(gòu)成了人體的第三道防衛(wèi)網(wǎng)。吞噬細胞有能力對抗的東西，通常是個子比較大的細菌與霉菌。吞噬細胞具有辨識敵我的機制，一旦它們認出外敵入侵，馬上會進行吞噬，然后利用細胞里面一些酵素與毒性物質(zhì)，將吞進來的敵人消滅掉。吞噬細胞對抗病毒的能力有限，但是其中的NK細胞卻是對抗病毒感染不可或缺的戰(zhàn)士之一。

體液免疫

我們體內(nèi)的淋巴細胞可以分成很多種，主要有B細胞、T細胞與自然殺傷細胞三種。其中，B細胞可以分泌免疫球蛋白，這就構(gòu)成了人體的第四道防衛(wèi)網(wǎng)。每一種抗體分子，都只能夠辨識一種抗原。能夠認識腸病毒的抗體，對于其他病毒或細菌是完全無效的。所以，漿液性免疫是一種具有相當特異性的防御機制。當人類受到病毒感染以后，1～3天之內(nèi)我們的身體就會出現(xiàn)M型與G型免疫球蛋白（IgM、IgG）。在感染發(fā)生以后的一個月內(nèi)，M型免疫球蛋白占了其中的大部分。雖然G型免疫球蛋白的出現(xiàn)比較慢，但是它們可以在體內(nèi)維持至少幾十年的有效濃度。A型免疫球蛋白也會在血清中微量地出現(xiàn)，但是它們大量出現(xiàn)的地方，主要是它們執(zhí)行任務(wù)的腸胃道。所以，我們可以說A型免疫球蛋白是在外面巡邏的部隊，M型免疫球蛋白是發(fā)生戰(zhàn)事時的前鋒部隊，G型免疫球蛋白則是可以發(fā)揮持續(xù)戰(zhàn)斗力的主力部隊。

細胞免疫

抗體可以在人類細胞的外面巡邏，尋找那些小病毒來加以消滅。但是我們知道病毒是很刁鉆的，如果它們在細胞外面沒有被抗體發(fā)現(xiàn)，偷偷地跑到細胞的里面，抗體就無可奈何了，因為抗體沒有能力隨意進入細胞里面。這時候，就需要第五道防衛(wèi)網(wǎng)來加入作戰(zhàn)，這就是被稱為T細胞的一種淋巴細胞。T細胞具有辨識異常細胞的特異功能，如果有病毒侵入細胞里面，T細胞通常可以發(fā)現(xiàn)這種內(nèi)藏病毒細胞的變化。這種免疫機制是靠T細胞的作用來完成，而不是靠分泌到體液里面的抗體，所以被稱為細胞免疫。

雖然我們把人體的防御系統(tǒng)分成好幾道防衛(wèi)網(wǎng)，但這些防線并不是各自獨立運作的。一旦人體的某部位發(fā)現(xiàn)外敵入侵的時候，這些不同的防御系統(tǒng)會在此部位協(xié)同作戰(zhàn)。

2.免疫器官骨髓生產(chǎn)淋巴細胞

縱切骨骼時周圍有骨膜，內(nèi)部有海綿體和髓腔，髓腔里就是骨髓。身體的免疫器官中最重要的就是骨骼里存在的骨髓。在髓腔和海綿體中間，能夠生成對形成抗體有重要作用的淋巴細胞以及紅細胞的前體——造血干細胞?？梢赃@樣說，如果沒有骨髓，免疫就不可能發(fā)生。

或者說，骨髓可以稱之為淋巴細胞的制造工廠，是重要的免疫器官。骨髓在所有的骨骼中都存在。因為骨髓存在于所有骨骼中，所以有時人們竟意外地看不到這點——骨骼不單純是身體的支架，它還具有生產(chǎn)淋巴細胞和紅細胞的重要功能。

骨髓的造血干細胞經(jīng)過不同的分化途徑成為淋巴細胞系統(tǒng)的干細胞和造血系統(tǒng)的多能干細胞，尤其是與免疫系統(tǒng)有關(guān)的白細胞系統(tǒng)的干細胞。白細胞系統(tǒng)的細胞有淋巴細胞以及巨噬細胞、中性粒細胞、嗜酸粒細胞和嗜堿粒細胞。淋巴細胞系統(tǒng)的干細胞移動到胸腺時，在胸腺中變成T細胞，然后再分化成輔助T細胞（在免疫應(yīng)答中能促進前體細胞分化的T細胞）、抑制T細胞（這是在免疫應(yīng)答時有抑制功能的T細胞）和殺傷T細胞。還有一些不通過胸腺流入機體各處的淋巴細胞，稱為B細胞。

除此之外，還有造血的功能。所謂造血作用，也就是形成我們身體中流動的血液成分，就是說我們身體中流動的血液來源于骨髓。

例如，人或鼠中所有的骨中都充滿稱為造血干細胞的紅細胞和生成淋巴細胞的細胞。這些細胞通過淋巴管等流入機體各處，在所到各處參與免疫活動。

3.免疫場所胸腺形成T細胞

胸腺是機體內(nèi)活躍地生產(chǎn)免疫細胞的場所。胸腺正好在心臟的上邊，是一對似樹葉形狀的器官。成人的胸腺有很多的小葉。小葉由薄的結(jié)締組織包膜包圍著，其內(nèi)為細胞密集的皮質(zhì)和細胞稀疏外觀明亮的髓質(zhì)組成。

在胸腺的皮質(zhì)分裂增殖的淋巴細胞有90%被排除胸腺，其大部分成為識別自身抗原的免疫細胞，余下來的淋巴細胞移行到髓質(zhì)，再分化成T細胞，也就是胸腺對淋巴細胞進行加工，主要是形成T細胞。

胸腺在其他淋巴性器官還未完成的時候就已發(fā)育起來了，因此在機體防御機制中起到中樞的作用。

胸腺的年齡和重量的呈馬鞍形，約15歲（青春期）的胸腺是最大的。皮質(zhì)和髓質(zhì)過了40歲以后就喪失，而為脂肪組織所代替。因此，胸腺是隨著年齡增長而消失。