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生命的狂欢:维和与守卫的免疫系统 | 湃客Talk

湃客Talk 湃客工坊 2021-03-27

“书里的科学故事不是遥远的过去,我们正在时刻书写这些故事。”进入后疫情时代,免疫系统始终是人类的守卫者,帮助人们在与病毒的斗争中幸存下来。免疫的过程、疫苗的研制就像人类获取知识一样,不断地学习积累是科学进步的动力。

「湃客Talk」第10期请来了本书的中文译、校者——秦琪凯和林之,他们在「湃客读者群」内分享了自己对免疫系统和免疫力的见解。免疫学并非深奥不可接近,它是一门活泛的学问,相伴于人生每一个阶段,相比于“强大”的免疫系统,维持免疫系统的平衡更加重要。 


人类能繁衍至今,

靠的是优雅而强大的免疫系统

 

“免疫力”这个词几乎伴随我们的每一个人生阶段。

从小,妈妈就担心自家的小孩子免疫力不够,在幼儿园里得上流感;上了小学,又该担心玩泥巴的健康隐患;职场中的青年总是给自己补充各类维生素,预防疾病;等到老年,最常收到的礼品就是各种补品保健品。所有的这些,目的都包含“提高免疫力”。 

可是当我们回过头一想,我们的免疫系统有这么脆弱么?如果真的这么脆弱的话,那任何一场疫情都可能断送人类的文明。但人类活到了现在,这很大程度上靠的是我们优雅、精细却又格外强大的免疫系统。 

人体免疫系统由免疫器官(包括骨髓、淋巴结、扁桃体等)、免疫细胞(淋巴细胞、中性粒细胞等),以及免疫活性物质(抗体、免疫球蛋白、干扰素、白细胞介素等)组成。我们的免疫系统能够识别、清除外来入侵的抗原,如病原微生物等。这种防止外界病原体入侵和清除已入侵病原体及其他有害物质的功能被称之为免疫防御。另外,免疫系统还能识别和清除体内发生突变的肿瘤细胞、衰老细胞和死亡细胞。这种随时发现和清除体内出现的“非己”成分的功能被称之为免疫监视。

除了监视、防御的作用外,免疫系统还有调节身体内稳态的作用。随着对免疫系统的深入研究,一些可能的新作用也被科学家提出。举个例子,有研究指出大脑存在着一种类淋巴系统,就可能对人们睡觉时清除大脑代谢废物有着重要作用,对保持大脑的健康状态至关重要,更值得注意的是,糖尿病有可能会干扰这一过程。这也仅仅是关于免疫系统最新假说的冰山一角,如果大家看了《优雅的守卫者》这本书,就会有一种既视感——书里的科学故事不是遥远的过去,我们正在时刻书写这些故事。 

正是这样强大的免疫系统,让人们在许多次疫情中幸存下来。比如,人类最终战胜了天花,终结了鼠疫造成的欧洲黑死病疫情。对于一个人来说,免疫系统战胜了病原体就算胜利;但对于一个种群来说,只有感染人数不再上升,患者全部痊愈才算胜利。这里就不得不提到“群体免疫”的概念。 

所谓群体免疫,就是人群对病原体产生了免疫。如果一个群体中70%左右的人都对病原体产生了免疫,那么这种疾病就基本上无法再继续在这个群体中传播了。因为传染链已经无法串联起来。如果一个患者身边70%的人都是具有针对这种病原体免疫力的人,那么他很难有机会把这种疾病传染给那30%没有免疫力的人。即使不幸传染上了,那些新感染的患者也很难把疾病传染给更多的人,因此,大规模的爆发被遏制了。这也是英国提出用“群体免疫”的方法来应对新冠疫情的背景。

但是,为什么“群体免疫”遭到了众多科学家的反对呢?因为时间。

想要阻止新冠疫情,要争分夺秒。在这种没有疫苗的情况下实现群体免疫,就意味着60%~70%的居民要通过感染病毒并最终康复来获得对新冠病毒的免疫。这就势必造成患者数量激增,挤兑医疗资源,导致整个国家医疗体系崩溃。

幸运的是,疫苗研发方面的好消息不断。而且总体来说,我国的疫情控制的还算不错。但我们也非常关注全球疫情什么时候才能终结。只要世界上还有国家存在疫情,那么谁都不能独善其身。

VCG

我以天花为例,介绍人类战胜一种病毒的过程。大家或许听说过“牛痘”的故事,即人类主动接种牛痘疮里的物质,这可以说是原始的疫苗,但这只是故事的开始。随着上世纪50年代冻干天花疫苗的发展,疫苗成为了抗击天花真正的主力武器。

有了冻干疫苗这一希望,世卫组织决定启动一项雄伟的计划:让全球80%的人口接种疫苗以消灭天花疫情。尽管当时欧美国家的天花疫情已经得到有效控制,但输入性病例一直不断。遗憾的是,大部分国家并没有能意识到问题的严重性,采取的措施也十分有限。结果可想而知,不到十年间,全球40多个国家爆发了超过千万天花病例,200万人死亡。 

教训是惨痛的,世卫组织再次发起消灭天花的计划,这次强调所有成员国都要积极参与。人类吸取了经验教训,天花疫苗的捐赠和使用量大大增加,逐渐疫情得到了控制。1977年,最后一例天花病例出现在索马里,至今,我们再也没有在野外发现天花病毒。

天花的例子告诉我们,人类想要战胜一场全球性的疫情,必须依靠紧密的合作,既包括疫情信息的及时沟通,也包括物资的供给和捐赠。没有一个国家可以从全球性的疫情里全身而退,合作是人类演化到现在最重要的技能之一。


过于干净的环境,

反而不利于免疫系统的发育


未雨绸缪总是没错的,之前我们总是想尽一切办法防止病毒的扩散、治疗患者。那么在后疫情时代,我们应该怎么办呢?

我们目前所采取的防疫措施,包括人人戴口罩、按电梯按键后喷酒精消毒、使用消毒液洗衣服等等,这些防疫措施在疫情期间是十分必要的。但当疫情完全过去后,我们也需要思考,这些日常的消毒措施是否太严格了?

有一种叫做“卫生假说”的观点,虽然目前仍存在争议,但支持这一假说的证据还是比较多的。它的主要内容就是,一个儿童如果在早期感染病原体次数越少,之后患有过敏性疾病的可能性就越大。而过敏往往和免疫系统过于活跃、敏感有关。我们的免疫系统是需要“锻炼”才能正常工作的。过于干净的环境,并不利于免疫系统的发育。

另一方面,“增强免疫力、提高抵抗力!”这样的口号式广告更值得我们警惕。这些我们从小就能接触到的形形色色的药品、保健品广告,足以让人产生一种错觉:大家的免疫力都很低下,增强免疫力就是通往健康的康庄大道。 

但是,人类的免疫力真的很低下吗?我们每个人都需要增强免疫力么?人类演化至今,这一堪称优雅的防御系统其实已经非常发达了。我们之所以会觉得免疫力低下,除了商业广告的因素,主要还是因为病原体也处在演化的洪流中,获得了突围人类免疫系统的能力。环境、生活习惯等的改变,也让一切变得复杂起来。但对大多数普通人来说,无需担心免疫力低下的问题。 

对免疫系统的评价更应该是“平衡与否”,而非“强大与否”。免疫系统为我们的身体提供持续而低调的警戒,它就像是我们的贴身保镖,外防病原体,内防细胞癌变,保障着我们的整体健康。但免疫系统并不是一台战争机器,它是一支维和部队,比任何势力都更追求和睦共处。

这样的情况之下,一味想要提高免疫系统的“活力”意味着什么呢?矫枉过正的结果是可怕的,一个不受控制的免疫系统可以变得异常疯狂,以至于像一种外来疾病一样危险。这就叫作自身免疫(autoimmunity),它的发病率正不断上升。近20%的美国人口都患有自身免疫性疾病。

对生活水平良好的现代人来说,与其担心免疫力低下的问题,不如多关注一下免疫系统过分活跃的问题。典型的自身免疫疾病包括类风湿性关节炎和狼疮。在这些患者体内,免疫系统开始攻击自身,最应该保护我们的守卫者,成为了六亲不认的杀手。 



疫苗从研发到上市,

远比你想象得复杂

 

2020年注定是要在历史上要留下一笔的一年,绕不开的话题就是新冠肺炎。新冠的危险程度因人而异。除了基因决定的因素以外,年龄、身体状况乃至胖瘦程度,都可能使一些人成为感染新冠的高危人群。关键环节之一,就是每个人的免疫力。但当我们讨论所谓的免疫系统,我们到底在讨论什么呢?

       

“免疫”这个词出现的可能比你想的要晚许多。人类踏入20世纪后才开始系统地研究免疫学。分水岭就是俄国科学家梅契尼可夫于1882年在细胞层面上发现了胞吞作用,而在这之前的研究,大多数都是基于所谓解剖学或者更笼统的临床医学,比如我国古代的郭子章、李时珍使用一些食补药物防治天花。

免疫系统是一个相对比较新的概念,而且在生物学中,或者至少在研究机构的设置上面,免疫学很难归类,它本身包含了细胞生物学、分子生物学,甚至医药学。免疫学是多个领域纵向发展的集合,这也导致免疫学的发展永远不是单方向的线性发展。免疫学的知识框架本身就是一个活的领域。

而免疫学螺旋性的上升过程,则是整个科学领域的一个缩影。2019年,美国导演托德·海因斯执导的电影《黑水》上映。《黑水》由纽约时报的一篇新闻报道改编,主人公是美国俄亥俄州辛辛那提的一名律师,名叫罗伯特·比洛特,他发现杜邦公司投放大量的化学污染,对其进行诉讼。大家看完以后会激情澎湃,感慨小人物对抗垄断大公司的不容易。但是本片其实在原本的报道上进行了艺术加工,牺牲了一定的真实性。

 

影片中故意搞混了PTFE和PFOA这两个化合物。PTFE是聚四氟乙烯,也就是特氟隆,是长碳链的高分子材料,可以用于很多不同的涂料,比如不粘锅的涂层。而PFOA是这部影片主要想说的东西——全氟辛酸,它是一个相对短的碳链,当时被用作分散剂来生产特氟隆。不粘锅涂层本身并不会有问题,但如果这个分散剂PFOA本身没有被过滤完全,或者还有PFOA的废料直接投放到自然里面,就会出现问题。

一个新的化合物,甚至一个新的药物能够上市,要经历一系列的临床测试,而这个测试系统本身也是不断完善更新的,前些年《我不是药神》也是在侧面讲述国内医疗体系的困境和发展。新冠期间,大家翘首相盼新冠疫苗能够上市,但这个过程远不只简单测试一下就可以。历史上最快推出的疫苗是针对流行性腮腺炎的疫苗,从研发成功到出现到市面上花了整整四年的时间。      

疫苗研发过程平均花费的时间长达10到15年,全球有将近150种新冠疫苗正在同步研发中,第一关就是要知道细胞层面或者动物模型上的反应,还要对人体是否有毒性、抵抗病毒的效果以及副作用等等。这些都需要我们研究透彻后才能出现在老百姓的手上,因此才会有我们所说的临床的一期、二期、三期测试。

其实,每个人跟科学进步的距离并不远,促进科学进步的研究本身有一些就来自于日常生活。例如,尤里乌斯·麦尔医生在1841年作为随船医生跟随船队出海,到了气温较高的印度尼西亚。

那个时候,针对很多病症,一个被视作包治百病的老办法就是放血治疗。所以,当麦尔医生船上的船员水土不服时,麦尔也对他们进行放血。他发现不同于气温较低的德国,在炎热的印度尼西亚,流出来的静脉血依然是鲜红的,而在德国看到的是黑红色。他想到,如果血偏黑,是不是意味着人在德国消耗的能量比较多。所以他推断这两个地方的人血液颜色不一样的原因可能是气温的差别。在气温低的地方,你需要更多的能量保持体温。这种联想能力,或者说其背后的理性思维和辩证能力,都是科学进步必不可少的。


真伪信息洪流中,

你拥有知识的“免疫力”吗?

 

随着人类知识的拓宽,理解科学的门槛越来越高,但从一个发现本身到发表这个过程可以耗费几年甚至十几年。非专业人士想要了解,往往要通过一些转述的文章,所以在科研前沿和日常生活中出现了科普书籍和相关报道,以架起沟通的桥梁。 

同步出现的还有各大社交网络平台,比如说现在的学术圈中,大家很喜欢用Twitter、微博、微信,在这些平台上用大白话讲科学。但媒体网络上充斥着各类信息,有些言论本意都是好的,但语言有一点夸张的时候,产生的结论可能就会大相迳庭。 

比如针对心脏肺炎的“明星药物”瑞德西韦,自从三月份申请临床测试以来,一直备受关注。七月时有一个芝加哥的医生声称瑞德西韦有效。网上开始泄露出一些仿佛是内部资料、讨论药物有效性的视频,这些结论一度得到很多人的背书,其公司股票随之上涨了16个百分点。

但这些新闻背后所设计的实验,样品量太少,时间太短,差别也不是很显著,所以短短几天之后,很多评论文章就指出,这个芝加哥医生的文章需要进一步进行探究。对于新冠的治疗,我们当然是以最乐观的心态去对待,药物有效与否,我们也静候佳音。在许多新闻媒体中,怎么样能够分辨出来什么是对的,或者什么是有导向性是非常重要的。所以我想称之为获得“知识的免疫力”。

之所以把它叫做知识的免疫力,是因为无论你是否在意,我们每个人其实都被裹挟在各种信息的洪流之中,你要识别什么是对的,什么是不严谨或者错误的,就像一个细胞识别细胞外的各种因子,要识别哪些是可能攻击自己的抗原,要做出免疫反应进行抵抗。

我们说活到老学到老,其实也是在不断给自己储备一些知识,让我们能够辨别是非,这些知识本身不见得当场就有用,就像细胞的受体,不见得一合成出来就能够识别毒素一样,但它会进入我们的知识库,让我们之后可以辨别真伪科学及信息本身的可信度。

以下为读者群问答: 

@林世贤:哪一种疫苗产生的抗体可能能够提供更长久的免疫力?媒体报道的新闻普遍担心疫苗的保护期只有几个月,有科学依据吗? 

林之:对于新冠抗体的有效期,像减毒疫苗和灭活疫苗中,减毒活疫苗可以引起更长的免疫反应。有些种类的疫苗本身就不容易形成很长时间的记忆细胞。

有些疫苗针对96%的人群都能提供终身免疫,也有另外一些疾病,比如HPV,它的疫苗本身可能需要接连去种新,有效期可能少于30年。因此,对于新冠疫苗的抗体有效期,应该逐案而定,需要进一步去验证。 

@一丝:适当接触大自然和接触细菌能够完善免疫系统,增强免疫力,这个“适当”应该如何把握好呢?能否举例一下,哪些是可以做的,哪些是不可以的? 

秦琪凯:我觉得做到遵照一些常识就可以了,像饭前便后要洗手。至于需不需要每一次洗完手之后都用消毒剂来喷手,或每天用消毒剂去洗衣服,只要是在没有重大疫情发生的情况下,这些措施可能不是那么必要。还需要注意的就是抗生素使用的问题,没有什么重要的问题,或在没有医生处方的情况下,尽量不要自行服用抗生素。 

@桥声:想问林之老师 ,您觉得《黑水》这部电影出现后对美国有什么现实意义呢?我们有哪些可以借鉴的地方呢? 

林之:自从《黑水》电影上映以来,引发了很多讨论,回顾这段历史,杜邦公司有做的很多不对的地方,包括它并没有真正的和官方或监管机构合作。大家可以看到近几年美国的体系还是有很大的发展的,尤其是在资金的裹挟之中,产生一套尽可能独立于资金本身的监管和诉讼体系是比较重要的。 

@低端人口Captain:最近在读营养学相关的书,里面讲了调整omega3和omega6的摄入比例有助于降低体内炎症反应,就很好奇:降低炎症反应到底是好还是坏? 如果需要适当地训练免疫系统,那炎症反应是不是应该保持在一定水平比较好呢?

林之:我自身的理解是,不论是调整omega3还是omega6的摄入量,去降低或者提高你体内的炎症反应,本身就是在间接影响你的免疫系统。你的身体如果已经被训练的很好了,能够熟悉外界的环境,做出正常、适当的反应,这已经就够了。

从这个意义上来说,不论是降低炎症反应,还是增加炎症反应,这两个过程,都不应该是我们有意为之的一个过程。大家可能也会听到过“不干不净,吃了没病”,在某种程度上它其实就是在说,你要训练你自己的免疫系统如何能够控制不被病毒或者病菌感染。另外一个层面,是抗生素的滥用,是否使用越多的抗生素就能够对杀死病毒病菌、提高免疫力有帮助?这就像在天平的两端,需要一个平衡。在不破坏身体稳定性的情况下,将炎症反应保持在一定的水平,尽可能保护免疫系统是比较重要的。 

@飞常道:新冠刚发生后,网上一片都在说中国人(东方人)基因差,容易得类似的疾病(如前几年的非典)。后又说中国人自古以来乱吃,不敬畏自然(如蝙蝠女孩等得到莫名的攻击)。随着疫情的发展,这些都在网上淡化了。 想请问东方人的基因会比西方人差吗?有没有理论依据? 类似蝙蝠的动物,是否起到传播病毒的主因?

林之:事实上,人类和大猩猩之间在DNA上的差别可能也就只有一个百分比,那东方人的基因跟西方人的基因之间的差别可能就更小了。差别是一定会有的,但哪种人更容易受到病毒的感染,应依据临床试验以及更大规模的人口普查的信息,才能做出结论。

外国人或者非东方人患类似疾病的情况也非常多,比如说,曾经席卷整个欧洲,但事实上来自于美国的”西班牙流感“,就是从非东方人的地方发展而来的。所以并不是说容易发生,而是可能更多的是因为我们身处其中,比较容易看到更多相关的例子出现。

对于另外一个问题,类似蝙蝠的动物,是否起到传播病毒的主因。蝙蝠本身是很好的一个病毒存储器,所以本身有可能成为传播源。针对新冠肺炎的传播源,蝙蝠或者一些野生动物本身是有可能携带,但也有文献是说它可能来自穿山甲、一号病人、海鲜水产等。因此,我们还是要等到官方或者研究人员能够有更多的数据告诉我们,谁是这次病毒传播的主因。


本期嘉宾 / 秦琪凯 林之

整编 / 胡雅婷 实习生 吴雨晴


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