這是一支在生命狂歡節(jié)里時刻保持警惕、無處不在的維和部隊。
或許可以說,免疫學(xué)研究起源于一只雞。
故事發(fā)生在16世紀末意大利北部的帕多瓦大學(xué)。有一個名叫法布里修斯的年輕研究員很喜歡解剖——他解剖眼睛、耳朵、動物胚胎,偶爾也解剖人類,不過他卻是因為解剖一只雞才被歷史銘記的。
一天,法布里修斯在解剖一只家雞時,注意到了雞尾部下方有一個奇怪的區(qū)域。他發(fā)現(xiàn)了一個囊狀的器官,于是把它命名為囊(bursa),這個詞在意大利語中與“錢包”(purse)一詞同源。從此,這個器官被稱為法氏囊。
這件事看似毫無意義,但我們?yōu)槭裁匆崴??上帝(此時是16世紀)為什么會給一只雞留下一個囊狀的“錢包”,卻不賦予它相應(yīng)的用途呢?
不知道法布里修斯是否相信,這小小的器官竟然是理解我們?nèi)祟悶楹文軌蛐掖嫦聛淼年P(guān)鍵。他會不會知道,這簡單的發(fā)現(xiàn)在將來竟然能夠拯救數(shù)百萬人的生命?
事實上,除此之外的許多其他發(fā)現(xiàn),盡管似乎毫無關(guān)聯(lián),卻構(gòu)成了我們理解免疫系統(tǒng)的基石。
1622年7月23日,一位名叫加斯帕雷·阿塞利的意大利科學(xué)家進行了一場開創(chuàng)性的手術(shù),他解剖了一只“吃飽喝足且活得很好的狗”。在狗的胃里,他觀察到了一種“乳白色的脈絡(luò)”。這一觀察結(jié)果與我們對運輸紅色血液的循環(huán)系統(tǒng)的理解并不一致。更奇怪的是,這些乳白色的脈絡(luò)看起來還含有白色的血液。阿塞利的解剖開啟了一段歷史上被稱為“淋巴狂熱”的探索時期,為了研究這種我們了解甚少的叫作淋巴的體液,數(shù)百只動物被解剖。
多年來,人們對這種乳白色脈絡(luò)的作用依舊不清楚。正如英國《自然》雜志在幾個世紀后所寫,阿塞利的發(fā)現(xiàn)“被遺忘在角落里長達幾十年”。那么,這個特殊的循環(huán)系統(tǒng)究竟是什么呢?
1882年夏天,意大利西西里島東北部,埃利·梅契尼科夫正透過顯微鏡觀察樣本。梅契尼科夫是一名來自烏克蘭敖德薩(當時在俄羅斯帝國統(tǒng)治下)的動物學(xué)家,在俄國動亂初顯時,他和妹妹及其家人一起去了意大利。梅契尼科夫把他的顯微鏡帶到西西里島,也正是在那里,他靈光一閃:“我的科學(xué)生涯中最重要的事件發(fā)生了。”
一天,當他的家人在馬戲團觀看猩猩表演時,梅契尼科夫把顯微鏡對準了透明的海星幼蟲。他注意到一些細胞在這小小的生物體中移動,他將這些細胞描述為“游走細胞”。就在此時,啟示從天而降。
“一個新的想法突然在我的腦海里閃過。我突然想到,類似的細胞可能會在生物體抵御入侵時起到防衛(wèi)作用。”梅契尼科夫?qū)懙馈?/p>
他想到了一個驗證的辦法——如果把一小塊異物插入海星體內(nèi)會怎么樣呢?在這種情況下,這些細胞是否會以某種方式蜂擁而至,就像前來救援一樣?
我們的住所有一個小花園,幾天前我們把一棵橘子樹裝扮成了圣誕樹;我從上面掰下一些小刺,扎入了美麗、透明如水的海星幼蟲的皮膚。那天晚上我興奮得無法入眠,整夜都在期待著我的實驗結(jié)果。第二天一大早我就迫不及待地去觀察結(jié)果并確認,實驗大獲成功。確實,有一群游走細胞聚集在異物周圍,看起來是在吞噬那些正在入侵、造成麻煩的組織。這一實驗奠定了吞噬細胞理論的基礎(chǔ),我將我此后25年的時光都獻給了這一領(lǐng)域。
梅契尼科夫的妹妹為他書寫了傳記,并概括了他的理論要點——一個科學(xué)家們花了數(shù)年時間才完全接受的理論。她寫道:“這個非常簡單的實驗讓梅契尼科夫感到震驚,因為它與膿皰形成的現(xiàn)象十分相似,而正是游走細胞導(dǎo)致了人類和其他高等動物的炎癥。”在傳記中,她將炎癥定義為“機體的一種治療反應(yīng),而病癥主要表現(xiàn)為中胚層細胞與微生物的斗爭”。
換言之:在被入侵的那一刻,身體會有一個最初的反應(yīng),包括吞噬細胞的聚集,這種過程并不總是愉快的,而這就是我們所說的炎癥。
9年后的1891年,與梅契尼科夫同時代的保羅·埃爾利希——來自德國柏林的免疫學(xué)之父,開啟了對“魔術(shù)子彈”(靶向劑)的搜尋。埃爾利希希望能夠闡釋所有免疫學(xué)問題中最讓人捉摸不透的一個:我們的免疫系統(tǒng)究竟是如何識別并攻擊像病毒、細菌和寄生生物這樣的外來病原體的呢?而像海星體內(nèi)那樣的細胞,又是怎么知道要奮起并吞噬異物的呢?
埃爾利希有一個理論,這個理論雖然存在錯誤,卻十分絕妙。他認為,也許人類的防御系統(tǒng)是建立在一個鎖—鑰機制上的。當某種疾病發(fā)生時,體內(nèi)的某種特殊細胞會與病毒或細菌接觸并與之附著在一起。埃爾利希給這些附著物起了個名字,叫作“抗體”。
他的想法是,抗體會附著在被稱為抗原的致病物上??贵w是鑰匙,抗原是鎖。隨后,抗體將摧毀細胞。埃爾利希的理論雖然先進,但也存在一些問題。首先,他認為免疫細胞攜帶著一系列被稱為“側(cè)鏈”的鑰匙,若這些鑰匙形狀正確,便可以插入鎖里。這雖然后來被證明是不對的,但仍然是一個了不起的猜測,而他的想法也確實催生出免疫系統(tǒng)語言中最重要的一個詞——抗體。
埃爾利希還發(fā)現(xiàn)了許多其他類型的細胞,它們具有不同的邊緣、形狀和看似不同的功能,他將這些細胞命名為嗜堿性粒細胞和中性粒細胞等。那么問題來了,這些細胞屬于我們的防衛(wèi)系統(tǒng),還是說它們另有他用呢?
隨著時間的推移,問題和觀察也堆積如山。這也不奇怪,畢竟免疫系統(tǒng)是世界上最復(fù)雜的有機系統(tǒng)之一,其起源遠遠早于人類的演化歷程,也許只有人腦的復(fù)雜度才能與之匹敵。
免疫系統(tǒng)的起源可以回溯到35億年前,大約是在細菌——第一個細胞有機體出現(xiàn)的時候。利用先進的化學(xué)和分子工具,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),一些細菌似乎擁有精細的免疫系統(tǒng),能夠識別特定的外來威脅并對其進行記憶編碼,以便在遭到入侵時消除這些威脅。
我們的免疫系統(tǒng)已經(jīng)存在了那么久,這一事實足以說明它的強大力量,因為演化不會讓沒有用的功能留存那么久。
這是一支在生命狂歡節(jié)里時刻保持警惕、無處不在的維和部隊。
(摘自中信出版集團《優(yōu)雅的守衛(wèi)者》)