第2部分 惨重损伤
5 认识你的敌人
要了解防御系统,首先要弄清楚敌人是谁。就像前面讲的,在生命界的主体——微生物——眼里,人体是一片由资源丰富的森林、沼泽和海洋所覆盖的地域,有广阔的空间适合它们成家并且安顿下来。对它们来说,人体就是一个星球,一个家园。
大部分无意中闯入人体的微生物,并没有准备好面对人体的酷烈防御措施,很快就被处理掉了。因此环境中的大部分微生物对免疫系统而言都只是小麻烦。
真正的敌人,是能够更有效地攻破人体防线的精锐部队。其中有些甚至专门感染人,或是把寄生人体作为其生命循环的重要部分——比如麻疹病毒,就一直专让人类特别困扰;还有结核分枝杆菌,它们和人类共同演化了7万年,至今每年仍造成约200万人死亡。另一些微小生命,比如引发COVID-19的新型冠状病毒,是偶然传播到人类中间的,连它们自己都不信能这么走运。
在现代社会,我们提到致病的微生物,想到的往往是细菌和病毒。但在发展中国家,单细胞的“原生动物”依然是严峻的问题,它们会引发疟疾等病,而疟疾每年会夺去多达50万人的生命。
任何能激发免疫系统反应的入侵者,都叫“病原体”(pathogen),词源的字面意思就是“痛苦制造者”,这个名字恰如其分。也就是说,所有能致病的微生物都叫病原体,不管它是哪种生物,也不管它多大多小。在合适的条件下,几乎所有微生物都能成为病原体。比如,长期、大量生活在皮肤表面的细菌原本不会惹任何麻烦,可要是你正在接受化疗,或是免疫功能受损导致抵抗力下降,那么这些细菌也会成为病原体。所以任何时候看到“病原体”,只要记住它们就是“让你生病的东西”就可以了。
免疫系统“知道”病原体有很多种,需要非常不同的方法来对付它们。它随之演化出了针对每种敌人的武器系统,能对各种类型的外敌入侵做出响应。要一下子把它们全讲完,可就有点太多了,也会让原本就很复杂的免疫系统更难理解。为简单起见,我们会借助不同的病原体来讲复杂的免疫机制,一个一个来讲。接下来我们会讲一些具体的病及其具体危害,最后我们会讲癌症、过敏和自身免疫性疾病等内源性疾病。
在本书第2部分,我们会讨论人们熟知的病原微生物:细菌。细菌是地球上最古老的生物之一,已经热热闹闹地活了几十亿年。它们是我们能毫无困难地认定的最小“生”物。像前面打的比方,如果把细胞看做一个人大小,那细菌平均而言就相当于一只兔子。和人体细胞一样,细菌也是单细胞的蛋白质机器人,形状和大小的区别非常大,同样受生化反应及自身遗传编码的控制。
人们往往误以为细菌很原始,就因为它体积小,没有人体细胞复杂。实际上细菌经历了悠久的演化,复杂程度刚刚好,在地球上超级成功!它们是生存大师,有养分的地方基本都能找到它们的踪影。要是实在没有营养物质,它们有时也可以通过吸收辐射或摄入其他一些通常不能消化的东西来自产养分。细菌遍布于你脚下的泥土、你的桌面,也飘在空气当中。你正在读的这页书上也有细菌。有些细菌生活在最恶劣的环境中,比如海底上千米深的热泉喷口附近;有些则生活在更舒适的地方,比如你的眼皮上。
关于地球上所有细菌的总生物量有多少,一直有些争议,不过哪怕根据最保守的估计,至少也是所有动物生物量的10倍。1克土壤中生活着5000万细菌,1克牙菌斑上的细菌比地球上所有的活人都多(这倒可以很好地激励孩子们刷牙,不过也可能让他们做噩梦)。
在适宜的环境下,细菌每二三十分钟就能分裂增殖一次。那么经过4小时的裂殖后,一个细菌就可能变成8000个,再过几小时就是几百万,几天之后数量就会多得足以填满全球所有海洋。幸好现实并非如此,因为没有足够的空间和营养让它们如此繁殖,而且也不是所有细菌都能这样快速裂殖,但理论上这是可能的。
我想说的是,细菌极高速的繁殖潜力会给免疫系统带来很大的挑战。细菌在地球上无处不在,你几乎无时无刻不是盖满了细菌,根本不可能摆脱它们。所以身体必须面对现实,善加利用环境。没有细菌的生命是无法想象的。事实上,大部分细菌对人不但无害,反而有益,人类的祖先早早就和它们达成了合作。数万亿细菌是人类友好的邻居、伙伴,它们赶走有害的细菌,帮人类分解食物的特定部分,而作为回报,它们也得到家园和免费的食物。不过这些细菌不是本书的重点。
也有许多有害的病原细菌想要侵入你体内,让你害病。它们会引发一系列可怕的疾病,从腹泻及各种肠道不适,到结核、肺炎,乃至真正恐怖的疾病如黑死病(鼠疫)、麻风病、梅毒等。一旦有可乘之机,你受伤了,让身体内部暴露在了环境之中,它们就会想方设法感染伤口,因为环境中的细菌无所不在。在抗生素问世以前,很小的伤口感染都可能引起严重病症,甚至死亡。[1]
即使有了现代药剂的神力,每年仍有不少人死于细菌感染。那么,从细菌开始讲免疫系统,就再合适不过了。我们来看看,细菌成功入侵人体后会发生什么。它们要成功抵达,先要跨越一道强大的屏障:“皮肤”这片荒漠之国。
[1]就此我们可以多说两句,也提醒我们自己,祖辈的生活的确比我们艰难得多。1941年波士顿医院的数据显示,血液受细菌感染后,82%的病例以死亡告终。我们很难想象这一数字代表了怎样的恐怖景象:小小的擦伤接触一点点污秽,可能就意味着丧命。现今在发达国家,这种感染的死亡率不到1%。我们很少真正想到这些,这说明人类有多健忘,生活在当下而非过去又有多幸福。