免疫大軍與病原體的戰鬥,永恆的軍備競賽讓兩者都在進化、強大

人體內好像是一個龐大的宇宙,共有120萬億個細胞在這裡生存,每個種類的細胞就相當於一個龐大的王國,負責不一樣的任務,像紅細胞,它負責通過血液運輸氧氣。而為了防止血管破損,那麼就需要有維修工,血小板就是頂級的維修工,它們在修補破損血管上具有獨門秘笈。

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紅細胞在運輸氧氣


這些細胞各盡其責,細胞王國每天都在消亡、誕生的無盡循環之中,然而和平並不是永久的,總會有邪惡分子妄圖摧毀細胞王國,佔領人體。

所以在人體之中,就有專門負責消滅病原體(細菌,病毒,癌細胞等)的免疫大軍,它們修建了一道厚厚的長城—皮膚,用來將敵人阻擋在千里之外,皮膚構建了一道完整的排汗系統,當有病原體想要入侵的時候,它們就會分泌出黏液,將病菌的行動封鎖,然後把病原體請出去。

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獵手總是很難鬥過狡猾的狐狸,總會有漏網之魚,混入了人體之中,免疫系統中的巨噬細胞時刻遊走在人體內的各個角落,搜尋著可能進犯我們的病原體,它們一旦發現病原體,就會將其緊緊銬住,巨噬細胞體型龐大,只要病毒沒有成功入侵人體,單打獨鬥,沒有病毒會是它的對手,而他們的養料就是病毒,它們在抓住病毒之後將病原體吞食。

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巨噬細胞在巡邏


在千百年的鬥爭之中,免疫系統在不斷訓練,進化,而病原體也並沒有鬆懈自己,它們擁有一套成熟的侵略細胞的方法,它們首先會躲過細胞王國城牆——細胞膜的人臉識別,然後躲避掉時刻在巡邏的大軍溶酶體,然後成功忽悠策反唯一能夠到達細胞王國王宮也就是細胞核的動力蛋白,動力蛋白負責給國王運輸養料,然後將國王的聖旨傳達出去。它們是細胞王國內最勤奮的存在,每分鐘可以運動3000步,不眠不休,就是為了被分解成碎片的營養物質前往細胞核。可以說是細胞王國內最忠誠的士兵,可惜它們智商不太夠,容易被病原體給忽悠。

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被忽悠了還興沖沖運輸病原體的動力蛋白


在前往王宮的過程中,許多的病原體都會被發現和被消滅,然而只要有一個病毒成功到達細胞核,它就可以劫持國王——DNA,命令它讓整個細胞內部為自己繁殖病毒。

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病原體挾持國王


這個時候醒悟的動力蛋白就會出去叫救兵,巨噬細胞就會努力趕來,然而也有的動力蛋白沒有辦法成功傳達求救信號,這個時候免疫大軍的T細胞就會登場了。

免疫大軍中的T細胞是一個龐大的家族,它們從出生以後就在胸腺這個訓練營中訓練,它們是能夠進化的,一開始是初始T細胞(Naïve T Cell),等到有一天,它們真正殺死過病原體之後,就會進化出效應T細胞(Effector T Cell)。

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它們擁有好幾個派系,為其他T細胞加血,幫助B細胞製造武器“抗體”的“奶媽”輔助性T細胞,它們的大招CD4+可以為其他免疫細胞進行加持;以及負責調度全局、指揮其他免疫細胞,以免誤傷友軍的調節/抑制T細胞,它們還負責查看有沒有免疫細胞充當了漢奸,及時鋤奸。

調節/抑制T細胞即使退休以後,也不閒著,只要是自己當初戰鬥過的“病原體”(細菌,病毒,癌細胞等)再次出現在人體,它們立馬就可以感知到,與抗原決一死戰。

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最後就是擁有有CD8+炸彈的細胞毒T細胞,它們負責巡視人體,天生練就一對火眼金睛,可以分清楚哪些是被病原體“附身”的細胞,它們殺伐果決,甚至殺起癌細胞來也是不在話下。

在查看過細胞身份證“MHC蛋白”後,就會毫不猶豫的投擲CD8+炸彈,分泌“穿孔素”和“顆粒酶”能夠直接穿過細胞的身體(細胞膜),將整個細胞都溶解,可以說死相實在慘不忍睹。

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細胞毒T細胞在戰鬥


而在被附身細胞附近的健康細胞王國在發現了領國被附身之後就會毫不猶豫地自爆,擔心有病原體侵入,可以說覺悟非常高。

但是有些病原體繁殖速度太快了,它們早已從“附身”的細胞跑出,想要感染其他的細胞,這個時候光靠細胞毒T細胞是無法消滅它們的。這個時候,中性粒細胞就會拼命自爆組織,和病毒同歸於盡。

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中性粒細胞


而B細胞拼了老命記憶病毒信息並傳達給指揮室——淋巴系統,讓它們儘快作出決策,淋巴系統會資料庫,看看有沒有這種病原體的資料,如果有,它們就可以輕鬆解決這些病原體,如果沒有,那麼整個免疫大軍就做好了同歸於盡的準備,來一場白刃戰了。

在接到指令以後,白細胞能通過變形而穿過毛細血管壁,集中到病原體入侵部位。這就像在穿越時空隧道。

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無論是巨噬細胞、T細胞、B細胞、中性粒細胞等等,它們會使勁渾身解數與病原體決鬥,它們也會把訊息傳達給人體,比如發熱、嘔吐等等症狀就是免疫大軍發出的求救信號。

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戰鬥中的巨噬細胞


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標記了不同蛋白的細節圖


而醫生就會做出兩項抉擇,一是為免疫大軍輸送給養、給它們加油,然後捕獲病原體,來製作疫苗,疫苗並不是戰鬥的武器,而是把消滅病毒的方法加載在了疫苗上面,告訴免疫大軍,疫苗就相當於免疫大軍的靶子,幫助它們訓練,掌握了病原體底牌的免疫大軍就會迅速克敵制勝。

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圖片來自中科院物理所


而且從此之後,此類的病原體就算再次入侵人體,免疫大軍就可以迅速識別,作出反應,將它們消滅。然而很多時候,免疫大軍根本堅持不到疫苗的到了,為了能夠消滅病原體,它們不惜拼死一戰,而這將會導致人體器官嚴重損傷,危及生命,這次的新冠病毒就是如此,太擅於偽裝,等到免疫大軍發現,已經為時已晚。

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當然有些人體內免疫大軍戰鬥力太強,而入侵的新冠病毒發育不太好,比較弱,免疫大軍就能輕鬆把它們消滅,或者在補充給養之後,就可以把它們消滅。

可以說,每一場病毒的入侵,都包含著無數細胞的犧牲和奉獻,免疫大軍為了能夠消滅病毒,從來都敢於亮劍,即使戰鬥到最後一刻,也會與敵人同歸於盡。

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病毒與細胞在體內的激烈戰爭

這是一場在人體的持久性戰役,細胞在進化,病毒也是,在這場“貓和老鼠”的追擊中,兩者適應、改變,然而很多時候,病原體細胞太過於強大,細胞所作出的戰鬥宣告失敗。

這個時候免疫大軍在作出了仔細的商量之後,上報給大腦,啟動最後的指令——死亡,與病原體同歸於盡。

病原體中病毒的目的本來是為了與人體共存,然而它們無節制的慾望引起了免疫大軍的殊死一博,不惜用死亡來消滅它們。

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而癌細胞就是一個二愣子,它們的目的就是乾死人體,其中艾滋病毒非常狡猾,它們一開始侵略的目標就是T細胞,這樣人體在失去來T細胞的保護之後,就會很容易被其他病原體侵略,在多重病原體的侵蝕下死亡。

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瘋狂的癌細胞


當然,在大部分時候,免疫大軍會取得最終的勝利,戰役結束之後,健康的細胞王國就會迅速繁衍,來替代戰死的細胞王國。因為每個細胞王國的國王-DNA,說起來都是孿生兄弟,具有一樣的遺傳物質。

免疫大軍與病原體的大戰是一場漫長的如史詩般的戰役,發生在人類無法觀察到的角落。

病原體和我們一樣古老,它的進化與我們同步進行。迫使我們在致命的“貓捉老鼠”遊戲中適應、改變和死亡。這一永恆的軍備競賽已驅使我們進化,讓我們二者都變得更強大。如果不是因為與我們的古老敵人進行的這場戰役,人類也就無法進行成現在的人類。

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人體內的各種細胞



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