增强免疫系统——区分科学与误区

Boosting the immune system – sorting science from myth

最后更新于2019年8月24日下午4点38分

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我从那些庸医群体那里反复听到的最荒谬的伪科学说法之一是,这种补充剂或那种食物对增强免疫系统至关重要——这种说法非常普遍,我觉得自己一天能看到好几次。

这类说法忽略了一个基本的生理学事实:免疫系统是一个由器官、细胞和分子构成的复杂互联网络,每天能阻止成千上万(甚至数百万)病原体入侵人体。无论人们多么试图淡化免疫系统的复杂性,声称服用几片紫锥菊就能增强免疫力以预防感冒(事实并非如此),这都并非科学。

而且事情并非那么简单。

免疫系统科学

现在来看看这篇文章的科学部分。我和其他人总是抱怨,伪科学界极大地简化了免疫系统的机制。他们让免疫系统听起来就像一个可怜、虚弱、几乎没什么功能的小器官,似乎只要喝错水就能将其摧毁。

但事实上,免疫系统是由大量复杂且相互关联的生物分子、细胞、组织和器官组成的,它们通常都能协同工作。而且免疫系统的适应力相当强。如果免疫系统如此脆弱,我们所有人在活到5岁之前就会死于病原体感染了。我们之所以能活过5岁是有原因的,这一点我稍后会讲到。

所以,如果有人说“这能增强你的免疫系统”,你的第一个问题必须是“是成千上万不同部分中的哪一个?”你的第二个问题或许应该是“你有经过同行评审的文章来支持这个大胆的说法吗?”

好的,我们开始吧。基础免疫学:

先天性——这是免疫系统预防或检测异物,然后在没有身体特定生理反应的情况下将其清除的能力。它是身体对侵入我们体内的致病微生物(病原体)做出的快速初始反应。先天性免疫反应要么直接预防感染,要么充分减缓感染速度,让反应较慢但更有效、更具选择性的适应性免疫系统得以激活。但它并非一个简单的系统,先天性免疫系统极为复杂,包括:

  • 解剖学屏障——这些由物理屏障组成。皮肤本身对病原体是不可渗透的,像一堵坚固的墙一样提供防御。我们的鼻腔内布满黏液,这些黏液不断被运送到胃里,捕获病原体并将其杀死。我们的眼睛被具有腐蚀性的眼泪覆盖,口腔内有含有多种酶的唾液。所有这些都确保绝大多数病原体在进入可能造成伤害的区域之前就被杀死。
  • 炎症——这种反应包括我们与炎症相关的症状,如发烧、肿胀、血流量增加以及其他活动,是由于身体对异物或病原体的存在产生的局部反应。其主要目的是提供物理屏障,控制感染的扩散,并修复该区域受损的组织。受损细胞会释放一系列化学因子,这些因子会引起疼痛,并使血管的通透性增加。这种反应随后会吸引吞噬细胞</b0,即能够识别并吞噬异物或死亡组织的细胞。炎症通常是身体对损伤或病原体入侵的一种健康反应,但在某些自身免疫性疾病中,如类风湿性关节炎,炎症可能会带来疼痛并使人衰弱。
  • 补体系统——该系统是一组由肝脏产生的生化物质,有助于或“补充”抗体和吞噬细胞从生物体中清除病原体的能力。它是免疫系统的一部分,不具有适应性,在个体的一生中不会发生变化。不过,它可以被适应性免疫系统调动并投入行动。
  • 细胞——大多数白细胞(WBC)参与先天免疫系统:
    • 肥大细胞——一组介导炎症反应的细胞。尽管它们常与过敏相关,但却是免疫反应的关键组成部分。
    • 吞噬细胞——像变形虫一样移动的大型细胞。它们通过用细胞膜包裹其他细胞来“吞噬”这些细胞,形成“气泡”,在其中可以安全地释放酶,而不会损伤其他细胞。它们还具有“清理”作用,负责清除体内死亡和濒死的细胞。
    • 巨噬细胞——大型吞噬细胞,能高效吞噬多种病原体。它们具有高度的运动性,能主动从血流进入组织以追捕病原体。它们通过在局部产生并释放氧自由基来杀灭病原体。
    • 中性粒细胞/嗜酸性粒细胞/嗜碱性粒细胞——一类相似的细胞,是迁移到炎症部位的“首批应答者”。它们在创伤发生后的几分钟内就会出现在伤口处。
    • 自然杀伤细胞——这些细胞能识别体内被病毒感染或发生癌变的自身细胞。然后,它们会诱导受调控的细胞死亡,以阻止受感染细胞或癌细胞的扩散。近期研究表明,自然杀伤细胞在适应性免疫反应中也发挥着作用。
    • 树突状细胞γ/δ T细胞——它们是先天免疫系统和适应性免疫系统之间的桥梁,主要作用是抗原呈递。它们从受损的病原体中获取抗原蛋白,并将其呈递给T细胞,使T细胞能够找到并攻击病原体。
Visual depiction of the innate immune system.
先天免疫系统的视觉描绘。

适应性——来自先天免疫系统的树突状细胞会激活人体的适应性(或获得性)免疫系统。适应性免疫系统由高度特化的全身性细胞和过程组成,这些细胞和过程能清除病原体或阻止其生长。在获得性免疫中,病原体特异性受体是在生物体的生命周期中“获得”的(而在先天免疫中,病原体特异性受体已编码在种系中)。获得性免疫反应被称为“适应性”的,是因为它能让人体免疫系统为未来的病原体侵袭做好准备。在某些情况下,当获得性免疫反应引发自身免疫</b4时,它可能具有适应不良的特性。由B淋巴细胞产生的抗体是人体免疫系统对抗病原体的主要武器。与先天免疫相比,这是一种更强大的反应,一旦对某种抗原敏感,适应性免疫系统往往能在我们出现疾病症状之前就将疾病击退。免疫接种会将病原体的抗原引入适应性免疫系统,使其形成那些病原体特异性受体,从而能够快速有效地应对病原体的侵袭。

  • 涉及的细胞——参与适应性免疫反应的细胞有三种:

T淋巴细胞(也称为T细胞)——这种细胞的主要作用是识别被病毒感染的细胞,并触发凋亡途径</b1,以破坏受感染细胞及其携带的病毒。由于病毒只能通过劫持细胞的制造过程在细胞内复制,因此这种凋亡会杀死病毒(以及宿主细胞),随后吞噬细胞会涌入并吞噬被破坏的细胞碎片,消化其内容物。T淋巴细胞表面的抗体能够识别病毒细胞的抗原,从而激活自身。此外,还有辅助性T细胞</b2,其作用是控制和组织针对受感染细胞的凋亡反应。

B淋巴细胞——这些细胞的主要作用是产生体液(游离)抗体,这些抗体能识别病原体并标记它们,以便其他细胞将其破坏。这一过程是通过激活补体系统以及使病原体变得“具有粘性”(但仅对其他病原体如此)来实现的。这会导致病原体聚集在一起,从而更容易被T细胞杀死。

记忆细胞——感染结束后(大部分T细胞和B细胞已经死亡),会有少量细胞留存于循环系统中,以记住曾发起攻击的病原体的抗原。在未来再次感染时,这些记忆细胞会被迅速激活,产生体液免疫反应,甚至能在新的感染引发任何症状之前就将其快速消灭。这类细胞有两种类型:记忆B细胞</b0,它们会产生识别病原体的抗体;以及记忆T细胞</b1,它们能记住感染细胞的病毒抗原。

注意:在婴儿体内,存在一种名为被动免疫的免疫系统形式。特定类型的抗体能够穿过胎盘屏障,并且可以通过乳汁(尤其是初乳,即第一份乳汁)被吸收。这些抗体为新生儿提供了与母亲相同范围的保护。然而,婴儿的免疫系统并不能通过这些抗体产生自身的适应性免疫反应,因此最终必须接触到它每天吸入的数百万种抗原中的一种,以形成自身的适应性免疫系统。

T-cell activation.
T细胞激活。

B-cell activation
B细胞活化

先天免疫系统和适应性免疫系统非常强大,但并非完美无缺。病原体在大约十亿年的时间里,为了应对其他生物的免疫系统而不断进化,因此它们已经发展出各种各样的策略来避免被人类免疫系统消灭。

流感病毒是快速进化的高手之一,它几乎每年都会发生变异以躲避免疫系统。人乳头瘤病毒(HPV)则通过将自身整合到人类DNA中来逃避免疫系统的攻击。

所以,我们本身就拥有一个高效且极具攻击性的免疫系统。那么显然,有办法可以增强这个系统,对吧?

增强免疫系统的科学证据

所以,免疫系统的复杂性令人惊叹。免疫系统涉及大量相关细胞,每种细胞在身体的不同部位产生,各有不同的职责。其中一些细胞实际上能产生数百万种不同的抗体,每种抗体都有专门攻击疾病的职责。

那么,究竟是什么物质能让这个高度复杂的系统运转得更好呢?一般来说,免疫系统是一种开关式的网络。它要么运转得非常好,要么就不行,而且我们知道可能导致免疫系统运转不佳的确切条件。

根据美国国家过敏和传染病研究所、哈佛医学院、欧洲免疫学会联合会、罗切斯特大学医学中心以及循证医学,我们可以得出以下结论:

  1. 一些慢性疾病,比如压力和营养不良(我说的不是橙子吃不够,而是长期严重的热量摄入不足),会降低免疫系统的功能。
  2. 有几种慢性疾病会影响免疫反应的质量,糖尿病是其中较为常见的一种,但还有许多其他疾病。
  3. 有些人天生免疫系统受损。有些人可能因某些疾病而患上免疫缺陷(艾滋病是最著名的例子)。甚至一些医疗手段,如化疗或免疫抑制疗法,也会削弱甚至破坏免疫系统。感染并不会削弱免疫系统;事实上,你在感冒或患其他疾病时感到的不适,可能是免疫反应的一部分。
  4. 几乎每个人都拥有一个完美且高效的免疫系统——没有办法让它变得更好。好吧,或许有一个方法,但需要好好思考才能弄明白。
  5. 事实上,我们的免疫系统不宜过于强大是有原因的。例如,过度活跃的免疫系统会引发哮喘、湿疹等过敏性疾病。还有一种被称为“细胞因子风暴”的失控免疫反应,它是导致严重流感大流行中死亡病例出现的原因。
  6. 免疫系统可能会出现失调,开始攻击宿主自身的细胞。这种免疫系统的错误会引发自身免疫性疾病,如关节炎1型糖尿病
  7. 没有什么证据表明,正常运作的免疫系统可以被“增强”。
  8. “增强”免疫系统可能不是个好主意。过敏反应让我们了解到免疫系统过度活跃时会发生什么。
  9. 有一些方法可以预防癌症等疾病。但这与增强免疫系统毫无关系。

疫苗能增强免疫系统

所以我们需要的是一种以彼之道还施彼身的方法来战胜疾病。一种不用感染疾病就能获得对疾病免疫力的方法。让我想想办法,我会想出来的。

这种方法就是接种疫苗。尽管先天免疫系统和适应性免疫系统十分复杂,但疫苗接种是有史以来最简单的医疗程序之一:我们提取已知的抗原并将其注射到体内。人体的适应性免疫系统会识别这些病原体的抗原颗粒,并产生免疫反应,就好像存在真正的威胁一样。随后,记忆细胞会留存下来,以抵御后续的感染。实际上,免疫系统阻止的每一次感染都会提高免疫反应的质量和速度。

只要我们接种了疫苗,适应性免疫系统就能在病原体对身体产生长期有害影响或具有传染性并传播给他人之前,迅速对其做出反应。没有人声称疫苗是100%有效的,但只要绝大多数人对一种疾病具有免疫力,这种疾病的传播几率就会降低。

长话短说版

  • 免疫系统是器官、细胞、蛋白质、其他生物化学物质和组织之间的复杂相互作用。
  • 免疫系统由于十亿年的进化,基本上能很好地发挥作用。只有慢性疾病或慢性营养不良才会使其功能下降。
  • 不,我们不能靠几片补充剂或吃有机食品来增强免疫系统。
  • 我们增强免疫系统功能的一种方法是借助疫苗接种这一科学原理,它让我们的身体误以为已经战胜了某种疾病,而实际上并没有。这样,当这种疾病真的出现时,身体就做好了战斗准备。
  • 放轻松。你的免疫系统非常强大,你真的不必为此担心。

编者按:本文最初发表于2013年9月。现已完全修订(精简)并更新,新增了更全面的信息,提升了可读性,还补充了最新研究成果。

主要引文:

:我毫无愧疚地从澳大利亚博主格雷厄姆·科吉尔那里大量借鉴了这篇文章的创意以及部分辅助信息,他运营着非常出色的博客《科学与否》。

Michael Simpson
SkepticalRaptor首席执行官
我一生都热爱科学,尤其是生物医学研究。我在学术界、业务开发、研究领域工作多年,还曾为大型制药公司在全球各地奔走宣传。我喜欢体育运动,主要是大学篮球、橄榄球、曲棍球和棒球。我享受美味的食物和有智慧的交谈,还有一杯香醇的晨间咖啡!

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