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戰斗打響

我們已經知道病毒是如何在它們的宿主之間傳播的,但是,找到一個易感宿主只是故事的開始。接下來,它們必須入侵宿主細胞,才能生存下來。在這個過程中,病毒再次展現了它們的足智多謀。正常的細胞都沐浴在化學物質(比如激素和生長因子)的海洋里,這些化學物質在尋找著進入細胞的方式。但是,細胞表面的一系列受體分子攔住了它們的去路。這些受體分子扮演著“鎖”的角色,只有特定的化學分子,即與“鎖”完美適配的分子“鑰匙”,才能將其打開。這種準入限制確保了每種類型的細胞都能保持行為適當——只有神經細胞會對神經細胞生長因子有應答,只有T細胞會對T細胞生長因子有應答,等等。但是,這種機制也為病毒提供了一條可進入的路徑。病毒表面攜帶一種分子“鑰匙”,它們借此就能夠偽裝成正常的機體成分,抓住并進入任何帶有與之互補的“鎖”的細胞。

圖1.3 病毒感染細胞。病毒使用它的“鑰匙”由細胞表面特定的受體分子進入細胞。

因此,病毒只會感染那些有著與病毒的“鑰匙”相匹配的特定分子“鎖”的細胞,這種限制決定了特定病毒會引起的疾病類型。因為有幾百種分子可供選擇,所以病毒會引起各種各樣的疾病。一個著名的例子就是HIV,它所攜帶的“鑰匙”所適配的就是一個叫作“CD4”的細胞分子。因此,HIV會感染并破壞“CD4”陽性的細胞。正如我們將在第四章看到的那樣,這些細胞是免疫系統功能的核心,當它們更新換代的速度趕不上病毒破壞它們的速度時,機體的免疫防御系統就會崩潰,從而引發艾滋病(獲得性免疫缺陷綜合征)。

到目前為止,我們已從病毒的角度了解了感染——它們是如何入侵宿主,穿透細胞,并為了自身利益而霸占宿主。病毒展現出的智慧著實令人驚訝,但它們也并非在打一場一邊倒的戰役。即便是最簡單的生物也有對付病毒的方法,而人類免疫系統的復雜與精巧是無與倫比的。

從降生那刻開始,在生命中的每一天,我們的身體就像城堡被成群的敵軍包圍,它們試圖攻破城墻,闖入城中大肆掠奪。每一個敵人都攜帶一件武器以助自己一臂之力,并嘗試從不同的突破口攻入。但是,就像堅固的城堡一樣,我們的身體生來就是為了抵御攻擊。

第一道關卡就是阻止入內。為此,我們身上覆蓋一層厚厚的皮膚,只要完好無損便牢不可破。它由多層磚狀細胞組成,這些細胞通過連鎖過程連接在一起,上面覆蓋著一層扁平的死細胞[7]。病毒無法感染死細胞,因為后者已失去代謝活性;病毒要進入機體,必須通過注射或傷口,或是身體上的自然孔道。

我們的皮膚與胃腸道、呼吸道以及泌尿生殖道相連,但這些內部的表皮層并沒有死細胞的保護層,而且常常只有一層細胞那么厚。雖然病毒(以及其他有害微生物)可以在這里找到根據地,但我們通常也能先發制人。比如,眼淚和黏液等分泌物中含有殺菌成分,能抓捕并驅逐入侵者;而在陰道和胃部,酸性分泌物會摧毀除最頑強的攻擊者之外的所有敵軍。上呼吸道的細胞層帶有細密的絨毛,以一致的步調擺動著,就像自動扶梯一樣把外來顆粒推上去排出體外。那些成功躲過所有陷阱的入侵者則會被一種名為巨噬細胞(macrophage,意為“大胃口”)的特殊細胞所吞噬。這些巨噬細胞負責巡視身體的各個組織,吞噬并破壞外來顆粒。一旦吞噬了入侵者,這些細胞就會釋放出各種化學信號,增加該區域血流量,并派遣剩余軍力(B淋巴細胞和T淋巴細胞)火速趕往現場。

就跟向組織輸送氧氣的紅細胞一樣,B淋巴細胞和T淋巴細胞沿著動脈和靜脈游走,在身體的各個角落巡邏。與肝臟、大腦或者腎臟等其他器官不同,這些免疫系統的細胞并不會聚集在一個地方。偶爾,它們會在淋巴腺短暫停留以進行相互交流,但其他時候它們都遍布全身各處。淋巴腺被戰略性地安置在最有可能遭受微生物攻擊的危險區域,擔任守衛。扁桃體和腺樣體保護肺和腸道的入口,而腹股溝和腋窩的腺體則有大量淋巴細胞儲備,守衛我們的四肢。

B淋巴細胞和T淋巴細胞在人體的防御系統中發揮著重要作用。它們的重要性充分表現在罕見的基因事故中,在這些事故中,這兩種淋巴細胞里有一個是缺失的或不起作用的。嬰兒若出生時沒有B淋巴細胞就不能產生抗體。這些孩子在對抗病毒方面沒有什么特別的困難,但在抵御細菌方面就有很大的麻煩,除非他們能定期注射抗體。與此相反,嬰兒出生時若沒有T淋巴細胞,雖然不用擔心細菌感染,但會遭受毀滅性的病毒感染;假若沒有進行骨髓移植,他們會迅速死亡。這一自然事故告訴我們,T淋巴細胞對于防御病毒是至關重要的。抗體可以控制病毒在體內的傳播,但這些被稱為“殺手細胞”的T淋巴細胞可以馬上找到并摧毀病毒感染的細胞,不給它們留下一丁點卸下大宗新病毒的時間。

將微生物感染和急性中毒進行比較是件很有趣的事情。舉個例子,過量服用阿司匹林會導致新陳代謝紊亂,直到藥物被肝臟中和為止。一周后,又一次過量服用這種藥物,再過一周重又過量一次,將會有相同的后果;無論你多少次過量服用阿司匹林,你的身體永遠都不會對它產生適應。但感染不是這樣的,因為免疫系統擁有記憶。在你感染了麻疹病毒后,你將會對它產生終身免疫。我們將會在第三章看到,即使是像流感和普通感冒這樣似乎是一成不變地反復出現的感染,也要么是由產生相似癥狀的不同病毒引起的,要么是由相同的病毒引起,但這種病毒為了逃避免疫記憶的影響已發生了輕微的變異。

為了對付大量不同的微生物,人體每天要產生大約50 000 000 000(5×1010)個B淋巴細胞和T淋巴細胞。每一個淋巴細胞只能識別一種特定的外來蛋白,而大多數淋巴細胞注定要過一種短暫而無用的生活,尚未遇到敵人就默默死去。但是,如果一個淋巴細胞碰巧遇到了它的特定蛋白,比如一個被流感病毒感染的細胞表面上的流感蛋白,那么這個特定的淋巴細胞就會被激活。它迅速分裂,形成一個子細胞的克隆——B淋巴細胞克隆能產生抗體,其與流感病毒結合并中和病毒;而T淋巴細胞克隆則會殺死任何感染流感病毒的細胞。當你的機體被某種病毒第一次感染時,建立這些B淋巴細胞和T淋巴細胞克隆需要花5~10天的時間,因此病毒有充足的時間繁殖,并引發癥狀。但是,B淋巴細胞和T淋巴細胞克隆一旦建立,就會終身保存,它們隨時準備著快速響應,在同樣的病毒下一次入侵時阻止疾病的發生。

圖1.4 B淋巴細胞和T淋巴細胞的克隆擴增。接觸病毒后引發特異性B淋巴細胞和T淋巴細胞繁殖。B淋巴細胞產生抗體對抗病毒,而T淋巴細胞可以殺死病毒感染的細胞。

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