本書共分8章。第1-2章介紹人體免疫系統(tǒng)的構(gòu)成和免疫學(xué)的基礎(chǔ)知識; 第3-5章介紹人體抵御病毒等病原體的過程 (從天然免疫到獲得性免疫); 第6-8章介紹一些常見疾病背后的免疫學(xué)真相和防御/治療原理, 包括癌癥、動脈粥樣硬化等。
1. 由工作在科研一線的專家為非專業(yè)人士,特別是青少年,量身打造,所有內(nèi)容均為原創(chuàng)。
2. 內(nèi)容與時俱進,涉及2018年諾貝爾獎獲得者在癌癥免疫新療法方面做出的突出貢獻以及與新冠病毒感染有關(guān)的免疫學(xué)知識。
3. 不僅僅著眼于急性傳染病,還從癌癥等疑難疾病的深層病理生理講解免疫學(xué);幫助人們以更寬廣的視野、更立體的體驗,去認識免疫的功能與效應(yīng)。
4. 不僅介紹科學(xué)知識及其逐漸取得和認識的過程,還介紹20位諾貝爾獎獲得者是如何進行科研工作以及取得科研成就的,進而加深讀者對科學(xué)方法和科學(xué)精神的認識。
這本小書就要與讀者朋友們見面了!
感慨之余,不得不嘮叨一下寫作本書的動機和愿景。為什么要寫這本書呢?很簡單,為了讓更多的人了解免疫學(xué)的奧妙。梁漱溟(1893-1988)曾經(jīng)說過:“恢復(fù)身體健康須完全靠生命自己的力量,別無外物可靠,外力僅可多少有一點幫助,藥物如果有靈,是因其恰好用得合適,把生命力開出來,如用之不當(dāng),不惟不能開出生命力,反而要妨礙生命的!边@是梁先生從讀醫(yī)書中悟出來的。從西醫(yī)角度講,“把生命力開出來”指的就是發(fā)揮人體免疫系統(tǒng)的作用,所以免疫學(xué)是與抗病、防病密切相關(guān)的學(xué)問。譬如,動脈粥樣硬化就是一種由免疫細胞引起的慢性炎癥過程。再如,幾乎每一種腫瘤的發(fā)生和進展都與免疫反應(yīng)脫離不了干系。了解一些免疫學(xué)的知識,無疑會讓我們更加了解自己、更加冷靜地面對疾病。市面上專門介紹免疫學(xué)的科普圖書少之又少,我們寫這本小書,正是出于普及免疫知識的目的。
免疫學(xué)是一門既古老又新興的學(xué)科。說它古老是因為自人類文明誕生以來就有關(guān)于抗病、防病的記載;而現(xiàn)代意義的免疫學(xué)非常年輕,如果從1796年詹納發(fā)現(xiàn)牛痘疫苗算起也就只有兩百多年的時間。由于人類對健康長壽的要求越來越迫切,近幾十年內(nèi)現(xiàn)代免疫學(xué)得以迅猛發(fā)展,形成了許多新分支,如抗感染免疫學(xué)、腫瘤免疫學(xué)、移植免疫學(xué)等。生物在不斷進化,免疫學(xué)永遠有新課題等待一代又一代年青人加入到研究隊伍中。
作為一本啟蒙讀物,本書盡可能回避艱澀難懂的生物學(xué)術(shù)語,代之以發(fā)明、發(fā)現(xiàn)過程中的若干奇聞逸事,以確保普通讀者能夠讀懂。這本書大體上分成兩大部分:第一部分(包括“獲得性免疫”及之前的內(nèi)容)介紹一些與免疫學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)知識和幾種重要的免疫細胞,以及簡單的免疫反應(yīng)機制。第二部分(包括“重新認識癌癥”“免疫反應(yīng)引起的疾病”和“認識新冠”)介紹一些常見的疾病以及這些疾病背后的免疫反應(yīng)“真相”。這兩部分互相關(guān)聯(lián)又彼此獨立,如果讀者朋友覺得第一部分的介紹過于艱澀,或許可以直接閱讀第二部分;而如果讀者朋友還想更加深入地了解免疫學(xué)知識,那就需要找一些專業(yè)書籍系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了。
本書的創(chuàng)作過程可謂漫長且曲折。在此,我們要感謝中國科學(xué)院生物物理研究所秦志海實驗室吳帆、榮麗潔、李瀟等同志的幫助,書中部分圖片由她們幫助采集;還要感謝所有在本書編寫過程中提出寶貴意見、給予無私幫助的同仁!
秦志海,德國柏林自由大學(xué)醫(yī)學(xué)博士,中國科學(xué)院生物物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師,專業(yè)方向為腫瘤免疫
顧漩,清華大學(xué)博士,現(xiàn)在河北師范大學(xué)任教
作者序
1. 免疫與健康
從天花說起
免疫學(xué)的誕生
免疫反應(yīng)的起因
2. 走進微觀世界
多種多樣的人體細胞
一個細胞里的世界
免疫反應(yīng)的重要參與者——蛋白質(zhì)
3. 人體的第一道防線——天然免疫
人體的壁壘:機械性屏障
短兵相接:抗感染性炎癥反應(yīng)
特殊的戰(zhàn)役:無菌性炎癥反應(yīng)
4. 獲得性免疫反應(yīng)的啟動——抗原提呈
讓免疫細胞認識到威脅
從移植排斥反應(yīng)說起
樹突狀細胞的發(fā)現(xiàn)
5. 人體的第二道防線——獲得性免疫
特異性:淋巴細胞的成長史
高效性:淋巴細胞迅速增殖的策略
記憶性:吃一塹長一智
單克隆抗體的故事
6. 重新認識癌癥
母雞的啟示:可以傳染的腫瘤
腫瘤抗原與 CAR-T 細胞
激活自身免疫對抗腫瘤
腫瘤微環(huán)境:癌細胞的溫床
7. 免疫反應(yīng)引起的疾病
自身免疫性肝炎
斑禿與銀屑
動脈粥樣硬化
8. 認識新冠:感染與免疫
什么是冠狀病毒?
病毒的入侵
免疫新冠
附錄:歷屆諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者名錄
從天花說起
民間傳說,明太祖朱元璋長得奇丑無比,臉長如馬,關(guān)鍵是這張“馬臉”上還分布著點點星辰——據(jù)說是他小時候得天花留下的疤。這個傳說是否確切早已無從考證,不過,在明太祖生活的14 世紀(jì),天花的的確確是威脅人類健康的可怕瘟疫之一。一直到清王朝,天花依然是纏繞皇室的夢魘。順治皇帝少年登基,一直致力于拓展大清帝國的基業(yè),然而,也就是這個時候,天花肆虐。為了“避痘”,順治皇帝不僅一度不敢上朝,還不得不躲到荒郊野外,試圖避開天花的“追殺”。即便如此,順治還是染上了天花,去世時年僅24歲。而順治皇帝的兒子玄燁更是出生不久就離開皇宮來到現(xiàn)在的福佑寺“避痘”。但是,玄燁依然在兩歲時候染上了天花。幸運的是,玄燁躲過了一劫。也正因為玄燁強健的體質(zhì),使當(dāng)時已經(jīng)病危的順治下定決心將大清帝國托付給玄燁,于是有了接下來的康熙王朝?滴趸实蹖iT設(shè)立了“查痘章京”一職,致力于防治天花。當(dāng)時流行的免疫方法是“吹鼻種痘法”,就是把良性天花患者的痘痂磨成細粉,加入冰片、樟腦,吹入接種者的鼻子中;這樣接種者會患上輕微的天花,病愈后就會對天花終身免疫。康熙皇帝的這個舉措無疑具有重大意義,至少在后來的一百多年里,令大清帝國惶惶不可終日的天花終于得到了有效的遏制。史學(xué)家將天花流行稱為人類史上最大的種族屠殺事件,可見這種烈性傳染病的兇險。它不僅給后人留下了諸多歷史傳說,還大手筆地改寫了人類歷史。
就在太平洋對面,15 世紀(jì)末,在傳自歐洲人的瘟疫的肆虐下,美洲土著幸存者還不到十分之一。就天花來說,1796 年,英國鄉(xiāng)村醫(yī)生愛德華•詹納(1749 ~ 1823)發(fā)明了牛痘接種法。這種方法被稱為種痘法,比之前的“吹鼻種痘法”更安全、更高效。通過廣泛的預(yù)防接種,人類終于成功消滅了天花。詹納因這項發(fā)明獲得英國國會獎金,該發(fā)明開創(chuàng)了人工主動免疫的先河。
然而,時至今日,傳染病依然是人類社會的一大威脅。相信大多數(shù)讀者都得過流行性感冒(簡稱流感),流感在人類歷史上同樣是赫赫有名的殺手之一,并且直到現(xiàn)在,人類都沒有很好的方法對付它。1658 年,意大利威尼斯發(fā)生流感流行,前后死亡了6 萬人,人們以為這是上帝派來的魔鬼,便將這種疾病命名為influenza(意大利語為“魔鬼”的意思),并沿用至今。1918 年,世界上發(fā)生了一起非常著名的傳染病流行事情——西班牙流感大流行,這次流感是歷史上死亡人數(shù)最多的瘟疫,全世界共有5 億以上的人被感染,造成的死亡人數(shù)遠遠超過第一次世界大戰(zhàn)導(dǎo)致的死亡人數(shù)。較為近期的則是2009 年的甲流暴發(fā),截至2009 年12 月27 日,據(jù)世界衛(wèi)生組織報告,甲流在全球已造成至少12 220 人死亡。這些數(shù)字可謂觸目驚心。
流感看起來更麻煩些—流感病毒的變異性相當(dāng)高,很難像天花那樣找到足夠高效的疫苗來預(yù)防這種疾病的肆虐。不過,人體感染流感之后同樣能產(chǎn)生相應(yīng)的免疫力。著名的例子是1977 年開始出現(xiàn)的俄羅斯流感,引發(fā)這次流感的病毒正是1950 年病毒株的變異體,所以,曾經(jīng)在1950 年病毒流行期生活過的成年人均具有一定的抵抗力,表現(xiàn)為輕微的感染,而青少年則出現(xiàn)了很高的發(fā)病率。
進入21 世紀(jì)以來,我們又遇到了新的挑戰(zhàn),2002至2003年的非典型性肺炎(簡稱“非典”,即第8章所說的SARS)和2019年底出現(xiàn)的新冠病毒感染就是最近的兩個例子。一波又一波的瘟疫激起了大眾對醫(yī)療發(fā)展水平的高度關(guān)注,呼喚更多有志青年投身到這一事業(yè)中去,也讓越來越多的人認識到普及免疫學(xué)常識的重要性。這些正是我們寫作這本書的初衷。