多年之后，面對(duì)病毒實(shí)驗(yàn)室的層層把守，天花病毒將會(huì)想起1796年第一次見(jiàn)到詹納醫(yī)生的那個(gè)下午。

那是18世紀(jì)的歐洲，天花在城市和農(nóng)村橫行肆虐，隨便是誰(shuí)都可能是下一個(gè)感染者，連皇帝、國(guó)王和資本家也不例外。但是詹納醫(yī)生發(fā)現(xiàn)擠牛奶的女工卻很少感染或者死于天花——雖然她們也會(huì)得一種稱作“牛痘”的病，但癥狀比較輕微，也不會(huì)致死。

詹納醫(yī)生認(rèn)為，牛痘病或許會(huì)激發(fā)人體產(chǎn)生一種具有抵抗力的物質(zhì)，這種物質(zhì)可以抵抗天花。據(jù)稱，詹納用一個(gè)小男孩做了實(shí)驗(yàn)，先給他接種了牛痘，待他康復(fù)后，又給他接種了天花，結(jié)果小男孩并沒(méi)有發(fā)病。于是用牛痘預(yù)防天花的方法被詹納醫(yī)生推廣到了全世界，這就是疫苗（vaccine，來(lái)自于拉丁語(yǔ)表示“牛”的單詞vacca）的由來(lái)。

雖然這個(gè)實(shí)驗(yàn)可能只是個(gè)傳說(shuō)，而且用天花病人的膿血來(lái)接種的方法早在公元前就在印度出現(xiàn)了，但是詹納的工作確實(shí)敲響了天花病的喪鐘，一是因?yàn)榘退沟�、科赫等人受到詹納的啟發(fā)，開(kāi)展了疾病和免疫的相關(guān)科研工作，促進(jìn)了人類健康事業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展；二是因?yàn)榕６活A(yù)防天花的方法迅速傳播到了亞洲和美洲，后來(lái)又被改良為更安全的痘苗。過(guò)了不到兩百年的時(shí)間，天花這一多次掃蕩舊世界，并且差點(diǎn)殺死全部新世界原住民的疾病，在1980年宣告滅亡。【注1】

電子顯微鏡下的天花病毒（圖片來(lái)源：維基百科）

通過(guò)天花病毒的案例我們可以看到，疫苗在人類戰(zhàn)勝病毒的過(guò)程中起到了非常巨大的作用。但是，天花疫苗非但不能直接殺死天花病毒，反而其本身就是一類病毒物質(zhì)。它能夠起作用，必須要依賴于人體自身的免疫系統(tǒng)（immune system），這也是人類在與病毒上百萬(wàn)年戰(zhàn)爭(zhēng)中的主力軍。

病毒與免疫系統(tǒng)：知己知彼

要了解這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)，首先要了解一下作戰(zhàn)雙方：病毒和免疫系統(tǒng)。

導(dǎo)致人類疾病的病原（pathogen）生物主要有三類：病毒、細(xì)菌和真菌【注2】。病毒（virus）是地球上最小的生物（也有很多科學(xué)家主張病毒不能算是“生”物），它的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，一般是一個(gè)特定形狀的蛋白質(zhì)外殼，殼里包著一段核酸，有些種類在外殼的外邊還有一個(gè)包膜。離開(kāi)活細(xì)胞之后，病毒不會(huì)表現(xiàn)出任何生物活性，與石頭或者塑料沒(méi)有不同。

但是一旦它進(jìn)入細(xì)胞，就會(huì)開(kāi)啟自己的生活史：按照自己的核酸來(lái)復(fù)制生產(chǎn)新的核酸，同時(shí)生產(chǎn)新的蛋白質(zhì)外殼，然后把新的核酸和外殼裝配成新的病毒。新生成的病毒釋放后，再去侵染其他細(xì)胞，進(jìn)而摧毀組織和器官。

流感病毒的生活史（圖片來(lái)源：維基百科）

而免疫系統(tǒng)是動(dòng)物特有的一套器官，對(duì)人類來(lái)說(shuō)，肩負(fù)著防御入侵病原以及篩查人體變異細(xì)胞的功能。一般來(lái)說(shuō)，免疫系統(tǒng)發(fā)揮功能依賴兩種途徑。

第一種稱為非特異性免疫，也叫做自然免疫（innate immunity），這種免疫方式可以針對(duì)多種不同的病原，無(wú)論何種病原都會(huì)受到打擊，頗有“在座的各位都是垃圾”的意味。人體的皮膚和粘膜就是自然免疫的例子。

皮膚通過(guò)角質(zhì)層隔離來(lái)保護(hù)人體內(nèi)部的組織不會(huì)受到皮膚表面附著病原的侵染，粘膜可以用粘液將病原黏住并排出，這些方法都不針對(duì)某一類特定的病原。另一個(gè)自然免疫的例子是巨噬細(xì)胞，見(jiàn)到任何入侵者都會(huì)嘗試吞噬；再比如我們的唾液中含有溶菌酶，也是能夠廣泛殺死各種細(xì)菌的物質(zhì)，并不具有特異性。

第二種途徑稱為特異性免疫，也叫做后天免疫或者獲得性免疫（adaptive immunity）。如果說(shuō)非特異性免疫是警察，那么特異性免疫就是正規(guī)軍，能夠精準(zhǔn)識(shí)別入侵人體的病原物質(zhì)，并產(chǎn)生效應(yīng)物質(zhì)“逮捕”這些病原。經(jīng)典教科書(shū)將特異性免疫分為三個(gè)階段：感應(yīng)、反應(yīng)和效應(yīng)。

感應(yīng)階段指的是特異性免疫識(shí)別出“異己”的過(guò)程；反應(yīng)階段指的是針對(duì)這種異己設(shè)計(jì)專門的作戰(zhàn)計(jì)劃，并產(chǎn)生記憶細(xì)胞記住這類異己特征的過(guò)程；效應(yīng)階段指的是按照制定的計(jì)劃進(jìn)行作戰(zhàn)的過(guò)程，各種免疫細(xì)胞和抗體發(fā)揮其功能，將入侵的該類異己從人體中清除掉。

第一場(chǎng)戰(zhàn)役：非特異性免疫

非特異性免疫雖然通常比較溫和，但并不意味著它的作用不大。因?yàn)槿梭w所處的環(huán)境中遍布著各種各樣的病原。調(diào)動(dòng)特異性免疫正規(guī)軍是需要消耗很多能量的，就好像抓小偷和騙子不能動(dòng)輒出動(dòng)軍隊(duì)，而是應(yīng)該交給警察來(lái)處理。

由于個(gè)頭非常小、數(shù)量非常多，病毒時(shí)常能“溜”進(jìn)人體。一旦病毒成功入侵，可就不容易掃除了。一個(gè)原因是病毒確實(shí)太小，想要抓住它不容易；另一個(gè)原因是病毒是要鉆到人體正常細(xì)胞里進(jìn)行繁殖的，一般的免疫細(xì)胞和免疫物質(zhì)都無(wú)法去細(xì)胞內(nèi)部發(fā)揮作用。

但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)化，非特異性免疫系統(tǒng)擁有了能夠?qū)Ω恫《镜男滦臀淦�。其中之一被稱為自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell），名字聽(tīng)上去比較冷酷，實(shí)際上也是毫不留情的冷血?dú)⑹�。這種細(xì)胞在人體內(nèi)“陳利兵而誰(shuí)何”，能夠識(shí)別出體細(xì)胞是否被病毒侵染。這是因?yàn)轶w細(xì)胞像是西游記里的小妖精一樣各自有一個(gè)“腰牌”作為通行證，自然殺手細(xì)胞的工作就是檢查腰牌。

被病毒侵染后，有些細(xì)胞會(huì)失去腰牌，自然殺手細(xì)胞發(fā)現(xiàn)后，就會(huì)迅速出手，直接將其殺死，從而使其中的病毒被撲滅�！咀�3】

自然殺傷細(xì)胞（圖片來(lái)源：httpsdoctorsubstitute.com）

另一種武器被稱為RNA干擾（RNA interference）現(xiàn)象，英文簡(jiǎn)稱RNAi。RNA干擾現(xiàn)象廣泛存在于各種生物的細(xì)胞中。我們前面提到，病毒的結(jié)構(gòu)跟湯圓差不多，一層蛋白質(zhì)外皮，里面是核酸構(gòu)成的餡。不同的病毒，其核酸也不同，有的是RNA，有的是DNA。對(duì)于RNA病毒來(lái)說(shuō)，想要繁殖必須以RNA為模板來(lái)合成新的RNA分子。

要做到這一點(diǎn)，就必須涉及到兩條RNA分子形成雙鏈RNA的過(guò)程。而細(xì)胞中有一類蛋白能夠?qū)ｉT識(shí)別雙鏈RNA分子，只要它們識(shí)別到雙鏈RNA，就會(huì)將其剪斷。這樣一來(lái)，病毒的繁殖就無(wú)法進(jìn)行，因此這是一種細(xì)胞內(nèi)部對(duì)抗RNA病毒的有效方式。【注4】

雖然非特異性免疫能夠?qū)�抗大多�?shù)入侵者，但是仍會(huì)有一小部分病毒還是能夠逃出生天，在人體內(nèi)肆虐。自然殺手細(xì)胞的數(shù)量畢竟有限，而RNAi的有效性也比較局限。這時(shí)候，就必須請(qǐng)正規(guī)軍——特異性免疫系統(tǒng)出馬了。

第二場(chǎng)戰(zhàn)役：特異性免疫

特異性免疫最大的特征，是它能夠針對(duì)特定的每一種不同的病原體來(lái)定制不同的“武器”，這些武器的本質(zhì)是能夠與病原特異性結(jié)合的小分子蛋白，被稱為抗體。

生產(chǎn)這些抗體的細(xì)胞稱為B細(xì)胞。B細(xì)胞能夠獨(dú)立完成抗體的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，但它需要它的上級(jí)向它傳遞病原體的具體特征信息作為參考，這些上級(jí)細(xì)胞稱為T細(xì)胞。病毒入侵人體后，會(huì)在非特異性免疫中被“巡邏兵”巨噬細(xì)胞吞噬，并向T細(xì)胞匯報(bào)該病毒的特征。

T細(xì)胞將病毒特征傳遞給B細(xì)胞，B細(xì)胞的一部分成長(zhǎng)為效應(yīng)B細(xì)胞，制造大量抗體來(lái)抓捕病毒；另一些B細(xì)胞會(huì)成長(zhǎng)為記憶B細(xì)胞，能夠在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)記住該病毒的特征。

如果人體第二次被這種病毒入侵，那么這些記憶B細(xì)胞就會(huì)迅速而大量地成長(zhǎng)為效應(yīng)B細(xì)胞，產(chǎn)生毀滅性數(shù)量的抗體來(lái)快速清除病毒。這就是主動(dòng)疫苗的原理：先將減毒性或滅活的病原注入人體，激發(fā)人體產(chǎn)生記憶B細(xì)胞，這樣當(dāng)真正病原再次入侵的時(shí)候就會(huì)激發(fā)記憶B細(xì)胞，使病原被快速清除。

抗體的產(chǎn)生過(guò)程示意圖

比如，大部分新冠肺炎患者經(jīng)過(guò)治療康復(fù)后，身體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生針對(duì)新冠病毒的特異性抗體，可殺滅和清除病毒。目前在缺乏疫苗和特效治療藥物的前提下，采集康復(fù)者的血漿，制成新冠特免血漿制品，用于新冠肺炎危重患者的治療，已經(jīng)取得了一定療效。

除此之外，針對(duì)已經(jīng)寄生在細(xì)胞內(nèi)部的病毒，特異性免疫也有辦法。原來(lái)人體細(xì)胞在被病毒入侵后，會(huì)在自己的表面留下一個(gè)“危險(xiǎn)信號(hào)”，上面帶有病毒的特征。有一類T細(xì)胞能夠識(shí)別出這些信號(hào)，一旦識(shí)別成功，會(huì)分泌細(xì)胞毒素將這個(gè)細(xì)胞殺死，從而消滅其中的病毒。

還需要友軍……

讀到這里你可能有這樣一個(gè)想法：這免疫系統(tǒng)似乎也不能保證清掉所有病原啊？是的，沒(méi)有永遠(yuǎn)勝利的將軍。免疫系統(tǒng)確實(shí)沒(méi)有強(qiáng)大到會(huì)堵住所有病原的入侵。此外，人的免疫系統(tǒng)效應(yīng)的強(qiáng)度也會(huì)受到體質(zhì)、遺傳、情緒等因素的影響。更要命的是，特異性免疫中的“指揮官”——T細(xì)胞需要在人的胸腺中發(fā)育成熟，但人免疫力逐漸下降。所以人還是會(huì)被感染，會(huì)得流感以及各種傳染病。我們的身體可以戰(zhàn)勝病原千百萬(wàn)次，但是病原戰(zhàn)勝人體只需要一次。戰(zhàn)敗的代價(jià)就是死亡。

因此，為了幫助人體在對(duì)病原的戰(zhàn)爭(zhēng)中最大程度地減少傷亡，科學(xué)家進(jìn)行了大量的研究。其中的兩種發(fā)明發(fā)揮了重要作用：一是利用人體免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用的疫苗，另一個(gè)是能夠直接殺傷病原的藥物，例如抗生素和抗病毒藥物。那么，疫苗的種類有哪一些？為什么不能濫用抗生素？為什么抗病毒藥物非常難以研發(fā)？

請(qǐng)聽(tīng)下回分解。

注釋：

注1：在美國(guó)和俄羅斯的一些生物實(shí)驗(yàn)室還保留了一些實(shí)驗(yàn)用的天花病毒樣本。但經(jīng)過(guò)前段時(shí)間的天花病毒實(shí)驗(yàn)室爆炸事件之后，越來(lái)越多的科學(xué)家主張徹底毀滅這些樣本。

注2：其他因素例如類病毒、朊病毒、寄生蟲(chóng)、污染物等也可以成為病原。

注3：自然殺傷細(xì)胞可以識(shí)別MHC蛋白含量過(guò)低的細(xì)胞。細(xì)胞被病毒侵染后，其表面上的MHC會(huì)將病毒的特征呈遞出來(lái)交給T細(xì)胞，從而啟動(dòng)特異性免疫。因此，有些病毒進(jìn)化出了抑制細(xì)胞產(chǎn)生MHC以逃避特異性免疫的能力。此時(shí)，自然殺手細(xì)胞就會(huì)發(fā)現(xiàn)這些沒(méi)有MHC的細(xì)胞并將它們殺死。因此病毒如果抑制MHC就要被自然殺手細(xì)胞做掉，不抑制MHC就要被T細(xì)胞做掉，實(shí)在悲慘。

注4：RNAi現(xiàn)象除了免疫之外，還有調(diào)節(jié)基因表達(dá)的功能，這是一種非常重要的細(xì)胞精細(xì)調(diào)節(jié)機(jī)制，該現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者獲得了2006年的諾貝爾獎(jiǎng)。

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