沼泽王国
你小时候搭过 “枕头堡垒”吗？ 在床上四面垒起枕头，顶上铺条被单，人钻进去，感觉就把世界挡在了外面。长大后，你可能会沉溺于电脑游戏，躲进虚拟空间，想忘记现实生活中的烦恼。其实你知道，人要生存，必须跟世界发生关系，至少得吃饭吧？
你的身体也是如此，外面的氧气和营养要吸收进来，维持细胞运行，里面代谢出的垃圾要丢到外面去，以免毒害组织。所以，你的身体不能是一个封闭的系统，而必须有一些地方，让内部与外部沟通。人体像一根管子，从嘴巴开始，到肛门结束。这根管子的内壁都是内部与外部接触的地方。 前面说过，你的肺、内脏、嘴巴、呼吸道和生殖道，虽然在体内，其实跟外界直接接触，属于 “外部”，只不过被包裹到了 “内部”。 这些地方都衬有 “内部皮肤 ”—— 粘膜。我们不妨把这些地方叫作 “粘膜沼泽王国”。
粘膜这个沼泽王国，是人体连接外界的的口岸，各种来往频繁：需要吸收的食物，难以消化的碎片、 友好的肠道细菌、空气中的微粒。还有无数不速之客前来，试图混入关口，包括迷了路的无害细菌，更有专门害人的病原体。于是，沼泽王国需要解决一个大难题：一方面，运进营养和运出垃圾时，要一路通畅；另一方面，病原体想进来时，要拒于国门之外，或者干脆消灭它。因此，沼泽王国和它周边的免疫系统要与众不同，操作要平衡，要刚柔并济。
在你身体的大部分地方，免疫系统的眼里容不得一粒沙子。比如在脚趾战场上，细菌侵入你的软组织后，免疫系统马上以最大的愤怒和暴力做出反应，不让皮下肉里有一个细菌。无论代价多大，一定要剿灭之而后快。 然而，你的粘膜王国不可能做到那样。 想想看，如果你嘴里的免疫细胞像在脚趾战场上那样狂怒，猛烈地攻击你口中食物上每一个人体不需要的细菌，或者你鼻子里的免疫细胞对吸入的每一粒尘埃都作出剧烈的反应，哪将会发生什么事？
如果沼泽王国的免疫系统攻击性那么强，它就会把那些内外交接地区轰得稀烂，让你痛苦不堪，甚至死去。（对于许多患有自身免疫性疾病或过敏症的人来说，情况就是这样，后面再详细介绍。）在粘膜王国中，免疫系统必须学会举重若轻，更轻松地治疗，尽可能采取局部性的行动。
不过，粘膜是全身最脆弱的部位，所以免疫系统在这里也不能太冷静了，以至于冷漠寡淡，无所作为。粘膜王国采用了许多不同的防御措施。
如果说，皮肤像一片广阔的沙漠，或像一道难以逾越的墙，用来保护血肉大陆的边界，那么粘膜就像一片广阔的沼泽地。沼泽本身就是沼泽王国的第一道防线，到处设下了致命的陷阱，还有成群结队的守卫者在巡逻。比起沙漠和边界墙来，它显得柔软，却是绵里藏针，也不容易通过。
粘膜上有粘液层。粘液是一种光滑而粘稠的物质，有点像水凝胶，你对它再熟悉不过，就是你鼻子里面粘糊糊的东西，当你感冒时就变得特别明显和恶心。在你的身体里，粘液无处不在——在消化道、气管、肺部、嘴巴、眼皮内侧等等。它涵盖了你身上内外连接部位的所有表面。 粘液由杯状细胞不断产生，杯状细胞的样子很有趣，像高脚杯。它们又像被压扁的蠕虫，不断地吐出粘液，形成了粘液层。
粘糊糊的粘液有很多用处。首先，它是一个物理屏障，让入侵者很难到达粘液下面的细胞。假设你在一个充满粘液的游泳池中游泳，池子有 300 英尺深，而你想潜到底部。想象一下那个场景，你会不会身上起鸡皮疙瘩？粘液不仅是一种粘性的屏障，它也像沙漠王国那样，里面充满了令细菌难受的东西，有盐，有做成武器的酶，能溶解微生物的外表，还有一些特殊的物质，可以吸光细菌生存所需的关键营养物质，让它们在粘液中饿死。在大多数地方的粘液里，还充满了致命的抗体。
这片粘糊糊的沼泽地，保护着你的身体，不仅免受入侵者的伤害，也免受来自你自身的侵害。比如，当你反胃呕吐时，喉咙会被胃酸烧得火辣辣的疼。你可能会想：“我的胃里怎么能盛得住这么厉害的酸？” 那多亏了胃里的粘膜层，它屏蔽了胃酸，保护了胃壁的细胞。
粘膜的最外面一层叫作 “上皮细胞”，可以算是你 “内部皮肤” 的细胞。不过，上皮细胞不像皮肤那么奢侈，由数百个细胞相互层叠起来。一些地方的上皮细胞非常薄，甚至只有一层细胞厚，但是它们都是硬汉子，守得住阵地。它们虽然不是免疫细胞，却特别擅长于激活免疫系统，发送特别的细胞因子来寻求帮助。 它们像民兵，不参加正规战斗，却在防御战中起到重要作用。
比如，上皮细胞层长有密密的纤毛，有点像头发。一些微生物用纤毛来游动，上皮细胞则用纤毛来移动覆盖在它们上面的粘液。纤毛动起来一跳一跳的，节奏同一，像龙舟比赛的多人划桨，把粘液划向某一个方向。粘液移动的方向取决于它们的位置。在你的呼吸道、鼻子和肺里，粘液通过你的嘴或鼻子排出体外，或者稍微绕点道，被吞下而进入胃中，让胃酸杀死粘液里的病原体。 在肠道里的方向毋庸多说，你嘴里吃进去的东西最终都得从肛门离开。
其实，粘膜沼泽王国并不是一个单一的王国，而更像是一个由不同王国组成的联盟，彼此间非常不同，为了一个共同目标而合作。比如，肺部粘膜和胃部粘膜的工作截然不同，肠道粘膜跟女性生殖道粘膜的的作用也大相径庭。这种专业化的不同，使得它们各自免疫系统的工作方式各有千秋。
接下去，让我们来看看你的肠道王国。这个王国有点怪，里面常年住着数万亿个细菌呢！
图7.1 肠道粘膜
维和部队
你的肠道是个开放的国度，有几分盛唐的精神，多元而包容。那里居住着一个庞大的微生物群，有近千种不同的细菌，总数有30 到 40 万亿个，另外还有数万种的病毒。成员既多又杂，管理起来不容易。
肠道的免疫系统基本上自成一体 。打个比方，它有点像瑞士，被欧盟国家包围着，属于欧洲的一部分，却又与众不同。不是它不合群，而是自己的环境特殊，任务繁杂，手段必须灵活才行。比如，肠道的防御边界很不稳定，经常受到破坏，侵犯者有敌人，也有朋友。这个挑战很大，肠道免疫系统得时时小心，做出恰当的反应。
你的肠子真忙，除了管理那数万亿个微生物，还要处理你吃进去的食物。食物进到你嘴里，消化马上开始，被牙齿磨碎，让唾液浸透，由唾液中的酶作初步分解。磨碎的食物被吞下，在胃里的酸海中浸泡片刻。胃酸不仅有助于消化，能分解坚韧的肉类和纤维状植物，也杀死了食物中大部分的微生物，让免疫系统工作轻松些。
从胃出来，食物进入你的肠道。肠道有 10 到 23 英尺长，九曲十八弯，是消化道中最长的一段。你生存所需的营养物质，90% 以上都在这里被吸收。肠道里有你的细菌伙伴，一生住在那里，帮你分解食物和吸收其中的营养。数百万年前，你的祖先与一群微生物握手言和，达成了一项脆弱的交易——人类提供一条温暖的长廊，供它们居住，并提供源源不断的食物饮料，让它们吃喝。这些微生物住了房子，就应该付租金，那就是要分解人类无法消化的碳水化合物，并生产一些人类无法制造的维生素。这些细菌被称为 “共生细菌” ，是你的朋友。肠道细菌生活在肠道的粘液层上，就像细菌的野蛮部落住在皮肤沙漠王国城外【1】，只要它们尊重协议，不越过疆界，免疫系统就不动干戈，于是边境安定，岁月静好。
当然，这些细菌并不真是你的朋友，它们也不知道任何交易，不会尊重任何边界协议。如果它们进入你的内部，进到你的血液里，就会造成可怕甚至致命的伤害。为了防止这种情况发生，你的肠道粘膜建立了三道防线。
第一道防线是粘液层，里面充满了抗体、防御素、和其他特别的蛋白质，可以杀死或破坏细菌。肠道中的粘液层必须非常薄，并且多孔，以便让食物中的营养物质穿过去，到达你的内部。如果这道保护层太厚实，你就会饿死。
在粘液层下方，是第二道防线——肠道上皮细胞层，那是你内部和外部之间的主要屏障。跟在肺部相似，肠道的上皮细胞层只有一个细胞厚。 为了更好地保护你的内部，有一些特殊的蛋白质，把上皮细胞们牢固地粘合在一起，像一道城墙。免疫系统严密监控这道墙，有细菌想爬上来，马上被驱逐或消灭。
上皮细胞层的下方，是肠道粘膜的第三道防线，被称为 “固有层” 。那是肠道大部分免疫细胞的主阵地。实际上，每分每秒都有一群群共生细菌穿过前两道防线。在固有层里，特殊的巨噬细胞、B 细胞和树突状细胞正严阵以待，迎接这些不速之客。
守护肠道的巨噬细胞有两个特点：首先它们非常擅长吞食细菌，其次它们不放出细胞因子去调用中性粒细胞，不引起炎症。它们像是些沉默的杀手，时时刻刻在吞吃越界的细菌，却不为之大惊小怪。这些巨噬细胞的冷静，是因为肠道免疫系统不愿意轻易引起炎症。 炎症会给肠道带来大量液体，造成腹泻，而吸收食物营养的细胞层又薄又敏感，很容易被腹泻损伤，从而造成病人迅速脱水，危及生命。如今，每年依然有大约 50 万儿童因腹泻而死亡。 数百万年以来，我们的免疫系统已经学会，在肠道发炎上要谨慎行事。
肠道的树突状细胞也有特点。它们常常紧贴在上皮细胞的下方，伸出长臂，在上皮细胞之间挤过去，伸到上面的粘液中，对越界的细菌进行采样。免疫学在这一点上，有一个巨大谜团：树突状细胞在肠道中取样后，如何知道哪些是危险的病原体？哪些是离家出走的共生细菌？如果它们把共生细菌的抗原带去淋巴城上报，T细胞和B细胞就要来杀共生细菌了。谁要是能解开这个谜底，会得诺贝尔奖呢！
肠道周围的B 细胞也与众不同，它们只会产生IgA抗体【2】。前面说过，这种抗体在粘液中特别有效，可以直接穿过上皮细胞的屏障，大量集中到肠道粘膜中。IgA抗体有四个钳子，指向相反的方向，所以很会抓细菌，把它们聚拢起来。这些细菌动惮不得，就成为粪便被排出体外。大约三分之一的大便是细菌，其中一半还活着呢。便后千万要洗手。
你的肠道免疫系统悄悄地执行任务，检查访客，制止不法分子进入，反应有理有利有节，像一支联合国的维和部队。
前面说到，你的肠道里有数万种的病毒，其实它们中的绝大多数对你不感兴趣，而是在猎杀那里的细菌。但是，许多病毒是人类的大敌。它们不仅侵入身体，而且更进一步，能钻进细胞里，避开免疫战士，去干它们肮脏的勾当。对于如此狡猾的敌人，免疫系统不得不使用新的策略和武器。
接下来，让我们来看看这个险恶的敌人。
可怕的小蜘蛛
病毒是世界上最简单的生物。
我们曾经说，细胞和细菌只是些蛋白机器人。它们没有自我意识，只按着自己内部的遗传密码和生化反应去做事。不过，它们有生命体的三项基本特征：能新陈代谢，对刺激有反应，会自我繁殖。
可这三件事，病毒连一件也做不到。 它们只有一个小小的外壳，里面装了几行遗传密码和一些蛋白质。因为太简单了，它们无法主动去做任何事情，而是像漂浮在空中的微尘，到处乱撞，只等着瞎猫碰上死耗子，撞上受害者——合适的细胞或细菌，然后利用它们来生存和繁殖。因为是 “寄生虫” ，万一将来有一天，地球上所有其他形式的生命都灭绝了，那么病毒也会随之消失。
图7.2 长相奇特的各种病毒
病毒极其古老。数十亿年前，当地球上所有生物最后的共同祖先还活着的时候，病毒就存在了。一些科学家认为，病毒是生命出现的必要步骤。另一些人则认为，大约 在15 亿年前，一种古老的细菌决定躺平，不求复杂，只要简单。它们收缩功能，减少努力，退出了生命的常规游戏，转而依赖其他生物，替它们去完成生命的大部分艰苦工作。这些细菌懒成了病毒。
不管真相如何，病毒被证明是成功者，甚至可以说是地球上最成功的家伙，真有点懒人得福。 据估计，地球上有一万亿亿亿个病毒。如果把这些病毒拿来，平均分配给地球上所有的沙子，那么在每个沙粒上，会爬着两百万只病毒！
那么，病毒是如何获得成功的呢？ 病毒要想茁壮成长，就要进入细胞内部。细胞当然不想被它们感染，于是病毒都就搞偷袭，攻击细胞的弱点——受体。
我们知道，受体是细胞外表的蛋白质识别器，覆盖了细胞表面的一半。它们的功能很多，除了识别蛋白质，还参与跟环境的互动，比如细胞内外的物质交流。没了受体 ，细胞等于闭关锁国，就活不了。病毒利用这一点，在外壳上长出特殊形状的蛋白质，能连接到受害细胞表面的受体上，从而入侵细胞。不过，病毒不能随便连到哪种细胞上，只有当它的蛋白质拼图对上了细胞的受体拼图，才能连得上去。所以，病毒是专业人员，不是通才，有自己喜欢的猎物。这一点对我们很幸运。世上有无数种病毒，但只有大约两百种病毒会感染人类。
一旦病毒连上了它的目标细胞，就会悄悄地接管它。接管的方法，因病毒的种类而异。通常，病毒会把自己的遗传物质塞进细胞核，给细胞 “洗脑”，使它停止制造细胞的物质，转而生产病毒。 有些病毒让受害细胞变成长命的病毒工厂，另一些病毒则尽可能快地用完细胞的资源。 一般经过 8 到 72 小时，细胞的资源就被转化为病毒的部件，再组装成新的病毒，一直到细胞从上到下被数百到数万个新病毒填满。
封装好的病毒离开时，有的就像从细胞里发出的芽。它们鬼得很，会剪下一点细胞膜包在身上，作为额外的保护层，避免被免疫细胞发现。 其他的病毒则更直接，会逼迫受感染的细胞溶解，吐出内部的一切，包括造出来的新病毒大军，让它们去感染更多的细胞。
图7.3 病毒感染细胞
如果细胞有意识，会觉得病毒很可怕。 想象一下，蜘蛛不在墙上爬行，而是漂浮在空中，趁你一不小心，就钻进你嘴里，再爬进你的大脑，命令你的内脏产生出几百只新的小蜘蛛，直到你的全身被小蜘蛛充满。然后你的皮肤裂开，这些新蜘蛛冲出来，再去祸害你的家人和朋友。对细胞，病毒就是这样做的。
致病的病毒很会躲避免疫系统，因为它们能快速繁殖，又快速变异，这在微生物界举世无双。它们在繁殖后代时，既马虎又粗心。细胞内部有许多复杂的保护机制，去防止自身的突变。而病毒体内就那么仨瓜俩枣，根本没有那些保护机制，于是就在不停地突变。
一般来说，大多数突变对生物体有害，但病毒并不在乎。它每感染一个细胞，可以产生那么多的新个体，而在几千个突变中，很有可能有一个对病毒有利，让它更适合生存，于是它就赚了。这是一种蛮力的进化，好像把狗屎不断往墙上扔，有一块粘住，就成功了。 这种方法低级，却非常有效。
病毒跟细菌大不相同，所以你的免疫系统就得使用新的武器来对抗。病毒比细菌更小，也更难检测，因为它没有新陈代谢，不会释放出垃圾物质让免疫细胞发现。而且，它生命周期的大部分时间都躲在细胞内，还会操纵受感染的细胞去欺骗免疫系统。此外，它的繁殖速度比细菌快得多，一个病毒一天内可以变成一万个，达到指数级的增长。 致病性病毒是人类的大敌，难怪在对病毒防御上，你的免疫系统花上了大力气。
在了解对付病毒的新武器之前，我们先去看看另一个粘膜王国——呼吸道粘膜王国。大多数入侵的致病病毒，都是通过那里进来的。病毒想要从你的皮肤沙漠王国入侵，穿过那一层又一层死皮细胞，那是难于上青天。相比之下，对病毒而言，你的肺粘膜是一个非常诱人的入口。 不过病毒不要高兴得太早。像在皮肤上一样，你的身体在那里也建立了一条强大的防御线。
海绵王国
有人把肺想象成一个大气球，其实肺更像一块密实的海绵，里面有无数的小隔间。这些小隔间的表面积加起来有120 平方米，是皮肤表面积的 60 多倍！人体透过这个广阔的空间，不断与外界交流。因此，你的肺部是体内向外部暴露最多的地方之一。
你每一次呼吸，会吸入大约半升的空气，一天加起来有几千加仑。 这些空气中，有你需要的氧气，也有其他气体，还有许多小颗粒。在寒冷的南极，你吸入的是新鲜干净的大气，而在大城市繁忙的街道上，你会吸入大量有毒气体和腐蚀性颗粒，比如汽车排出的废气、轮胎上磨下来的橡胶微粒、老房子里飘出来的石棉微纤维等等。除了这些人为的污染，空气还可能携带大量的过敏源，例如各种植物的花粉、还有家中的灰尘、里面夹杂着螨虫的便便。
细菌、病毒和真菌的孢子也来凑热闹。它们骑在这些小颗粒或小水滴上，或者就自身漂浮在空气里，为自己寻找新家。 因此，你的肺部细胞不断地受到有害物质和微生物的猛烈攻击。要是在身体的其他部位，遇到这种爆炸性的混合物，免疫系统就会做出强烈反应，而且不会太多顾及对组织的附带性破坏。但是在肺部可不能那么做。无论做什么，万万不能影响呼吸，呼吸片刻都停不得。所以免疫系统在这里倍加小心，既要宽容，又得两碗水端平：必须抵御入侵者并清除污染，同时允许气体交换。
呼吸系统的防御从鼻子开始，那里有鼻毛做过滤器，对小东西没有用，但可以挡住大东西，比如大的灰尘或者花粉。 同时，在呼吸道粘膜王国里，到处有粘液的覆盖。如果有大的脏东西，肺就爆发一个喷嚏，把它一下子排出去。像前面所说，呼吸道粘膜上的粘液不断地被移出来，或着被吞咽下去。
然而，在你的肺部深处，这些机制都没有用。呼吸用的肺泡，是充满空气的小囊，它们不能被粘膜覆盖，否则就没法交流气体了。所以，在你肺部最深处和最脆弱的地方，实际上只有一层上皮细胞，把你的内部和外部隔开，没有别的遮拦。这么一个暴露的区域，就成了各种病原体最好的进攻目标。
为了保证这个地区的安全，这里驻扎着一种非常特殊的巨噬细胞——肺泡巨噬细胞。 它的主要工作，是在你的肺表面巡逻，同时也捡拾垃圾。大多数碎屑和其他脏东西都被困在上呼吸道的粘膜中，但其中一些会到达更深的地方。 肺泡巨噬细胞样子酷酷的，比它在皮肤中的兄弟要冷静得多，很难被激活，而且还可以影响其他免疫细胞，比如嗜中性粒细胞，降低它们的攻击性。 最重要的是，它们可以降低炎症。要知道，肺部最不想要的东西，就是液体。
图7.4 呼吸系统
在你的肺里面，可能有一个微生物群落，常住或是短居。不过，与在肠道相比，细菌在肺部谋生要困难得多。在微观世界里，呼吸就像一场吹个不停的台风，同时肺里也不提供什么免费的食物。这些都不利于共生细菌的生存。同时，从肺的深部收集微生物的样本很不容易，样本一路取出来还不能受到污染。比较起来，从肠道中收集样本多么容易，每天都会有一个样本从你的屁股里高高兴兴地出来。肺不可能那么合作。所以，关于肺部微生物组以及它们与肺部的相互作用，人们依然了解不多。
好了，我们已经了解了你肺部的环境，那就来看看如果肺部被感染时会发生什么，免疫系统又是如何应对的。
【1】：见 “趣谈人体免疫(二)” 中 “沙漠王国” 一节的末尾。
【2】：见 “趣谈人体免疫(六)” 中的图6.5。
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