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(shí); 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(dòng)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(shí)俱進(jìn),涉及2018年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者在癌癥免疫新療法方面做出的突出貢獻(xiàn)以及與新冠病毒感染有關(guān)的免疫學(xué)知識(shí)。
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(yàn),去認(rèn)識(shí)免疫的功能與效應(yīng)。
4. 不僅介紹科學(xué)知識(shí)及其逐漸取得和認(rèn)識(shí)的過程,還介紹20位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者是如何進(jìn)行科研工作以及取得科研成就的,進(jìn)而加深讀者對(duì)科學(xué)方法和科學(xué)精神的認(rèn)識(shí)。
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(dòng)機(jī)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(diǎn)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(dòng)脈粥樣硬化就是一種由免疫細(xì)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(jìn)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(shí),無疑會(huì)讓我們更加了解自己、更加冷靜地面對(duì)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(shí)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?yàn)樽匀祟愇拿髡Q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(shí)間。由于人類對(duì)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(jìn)化,免疫學(xué)永遠(yuǎn)有新課題等待一代又一代年青人加入到研究隊(duì)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(shí)和幾種重要的免疫細(xì)胞,以及簡單的免疫反應(yīng)機(jī)制。第二部分(包括“重新認(rèn)識(shí)癌癥”“免疫反應(yīng)引起的疾病”和“認(rèn)識(shí)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(dú)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(shí),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(shí)驗(yàn)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?yàn)槟[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(jìn)微觀世界
多種多樣的人體細(xì)胞
一個(gè)細(xì)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(jī)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(dòng)——抗原提呈
讓免疫細(xì)胞認(rèn)識(shí)到威脅
從移植排斥反應(yīng)說起
樹突狀細(xì)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(xì)胞的成長史
高效性:淋巴細(xì)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(rèn)識(shí)癌癥
母雞的啟示:可以傳染的腫瘤
腫瘤抗原與 CAR-T 細(xì)胞
激活自身免疫對(duì)抗腫瘤
腫瘤微環(huán)境:癌細(xì)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(dòng)脈粥樣硬化
8. 認(rèn)識(shí)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(jiǎng)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(diǎn)點(diǎn)星辰——據(jù)說是他小時(shí)候得天花留下的疤。這個(gè)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(gè)時(shí)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(shí)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(shí)候染上了天花。幸運(yùn)的是,玄燁躲過了一劫。也正因?yàn)樾䶮顝?qiáng)健的體質(zhì),使當(dāng)時(shí)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。康熙皇帝專門設(shè)立了“查痘章京”一職,致力于防治天花。當(dāng)時(shí)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(xì)粉,加入冰片、樟腦,吹入接種者的鼻子中;這樣接種者會(huì)患上輕微的天花,病愈后就會(huì)對(duì)天花終身免疫?滴趸实鄣倪@個(gè)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(xiǎn)。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(duì)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(xiàng)發(fā)明獲得英國國會(huì)獎(jiǎng)金,該發(fā)明開創(chuàng)了人工主動(dòng)免疫的先河。
然而,時(shí)至今日,傳染病依然是人類社會(huì)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(duì)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(bào)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(jìn)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(gè)例子。一波又一波的瘟疫激起了大眾對(duì)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(rèn)識(shí)到普及免疫學(xué)常識(shí)的重要性。這些正是我們寫作這本書的初衷。