战斗细胞(人体免疫系统奇妙之旅)

6 荒漠之国 ： 皮肤 皮肤包裹着身体内部，覆盖了几乎所有你认为是体表的地方。它和身体各部分所面对的世界都有*直接的接触。这样一来，皮肤也必须成为绝佳的屏障，来阻挡所有试图入侵的微生物。另外，在一生中，皮肤会不断地受到损伤，因此需要持续地再生。幸运的是，这些任务对皮肤这片荒漠之国来说都不在话下。它有一些巧妙的防御策略，入侵者几乎无法破解。首先皮肤细胞会不停地死去。你可以想象它们是一条死亡传送带，而不是一道铜墙铁壁。要理解个中情形，我们得深入皮肤的底层，这个皮肤细胞发源和生长的地方。 皮肤是从约 1 毫米深的“基底层”开始生长的。这里是皮肤合成工厂的所在地。基底层的干细胞什么都不干，只顾闷头增殖，它们夜以继日地自我克隆，产生的新生细胞再踏上从内部到表层的旅程。 这里产生的新细胞很特殊，因为它们担负着艰巨的任务。皮肤要很坚韧（不是比喻性说法），因此皮肤细胞会生成大量的角[质化]蛋白，这种蛋白质强度很高，是皮肤表层、指甲和毛发的组成部分。皮肤细胞是一群强硬的家伙，因为含有特殊蛋白质，所以很难被攻破。 新的皮肤细胞一出生就要离开家门。皮肤干细胞不停增殖，新生代不断推动旧细胞朝表层移动。因此皮肤细胞是一直被下层的新生细胞推动着的。越靠近表面，就越要准备好承担防御的职责。皮肤细胞在发育成熟的过程中，会形成长长的突起，借此与周围的细胞连锁在一起，形成一道牢不可破的坚固屏障。随后皮肤细胞会制造出“板层小体”，这是一种囊泡样结构，可以分泌脂质，在细胞上和细胞间的微小空隙中，覆盖上防水、防渗的“膜衣”。 这层膜有三项作用 ：形成另一重难以穿越的物理屏障 ；便于后续处理死去的皮肤细胞 ；富含名为“防御素”的天然抗体，有直接杀菌的功能。在短短 1 毫米的神奇旅程中，皮肤细胞就从一无所知的婴儿成长为了训练有素的卫士。 在向表层不断迁移的过程中，皮肤细胞会开始准备迎接它们的终极使命 ：死亡。细胞会变平、膨大，更紧地粘在一起，直至融合成不可分割的一团，*后脱水并死去。 人体内的细胞自然死亡很常见，每秒钟就有至少 100 万细胞正经历着某种形式的程序性死亡。通常，细胞自然死亡后，其残骸会很好清理。不过死去的皮肤细胞还能派上大用场。你甚至可以说，皮肤细胞活着就是为了在合适的地方变成齐整的尸体。融合后的死亡皮肤细胞会被不断推向表层。足足有 50 层死细胞叠在一起，形成皮肤那“死去”的表层，覆盖整个身体。 所以你照镜子的时候，看到的其实是薄薄的一层死细胞，覆盖着身体活着的部分。死皮会随着磨耗和损伤不断脱落，并不断被从深层胞产生。 它们的作用？ 扎洞。 你可以把它想象成专门针对细菌、 真菌等特定入侵者的小小干细胞生发而来的新细胞代替。根据年龄的不同，皮肤细胞全部翻新需要 30 到 50 天。人体每秒会脱落约 4 万个死皮细胞。人体的外层屏障在不停地经历生发、涌现和丢弃的过程。想想这道防线有多聪明，多神奇。“边境之国”皮肤的屏障层，不仅仅会被不停地更替和修复，它在向上迁移时，也会被裹上一层脂质的天然被动“抗生素”。此外，就算敌人成功安家，开始吃死皮细胞，它们也会随死细胞一起不停地脱落，要想在皮肤表面立足是难上加难。 （本书第 3 部分会详细讨论病毒。 不过既然这里讲到了， 我们应该提一下 ： 皮肤的构造使得它对病毒几乎免疫。 因为病毒这种微小的寄生体只能感染活细胞， 而皮肤表层只有死细胞， 没什么可被病毒感染的。 只有极少数病毒演化出了一些办法可以感染皮肤。 因此细菌和真菌造成的麻烦会更大。） 天热的时候，人会大量流汗，在给人降温的同时，也把大量盐分带到体表。大部分盐分会被重新吸收，不过还有一些会留在皮肤上，这样一来，皮肤表面就变成了一片盐碱地，而许多微生物不喜欢这种环境。要是这还不够，那汗液中还有更多的天然抗生素，也能被动杀灭细菌。 所以，皮肤是在想方设法让自己变成阴曹地府。在细菌看来，这是一片干燥的盐碱荒漠，上面遍布着能喷出毒液把敌人冲走的间歇泉。 这还不够，皮肤还有一重被动防御。皮肤的表面覆盖着一层非常薄的酸性膜，叫“酸罩”，它由汗液和皮下腺体的分泌物混合而成。酸罩的酸性并不太强，不会损伤身体，它只是使得皮肤的 pH 值微微小于 7，呈弱酸性，这样很多微生物就不喜欢了。想象一下你在洒满了电池酸液的床上睡觉。你很可能不会死，但会被灼伤，你也不会喜欢这种处境。细菌也是这么觉得的。 酸罩还有一重了不起的被动防御作用，主要针对细菌 ：体表和内部 pH 是有差别的。如果某细菌适应了体表的酸性环境，并通过适当的机会（比如开放性伤口）进入了血液，那么它将马上面临挑战 ：血液的 pH 要高一些。细菌会发现自己突然置身于不适应的环境当中，且留给它去适应的时间也很少，这对一些菌种来说可是个大麻烦。 好，我们现在知道，皮肤就是一片被酸、盐和防御素覆盖着的荒漠，“地表”就是死细胞的坟场，不幸落到上面的微生物会随着死细胞不停地脱落。听到这里，你可能会觉得细菌无法在皮肤上生存。事实远非如此。在浩瀚的微生物世界里，就没有不适合居住的地方。不管条件多恶劣，处处都是好家园。但人体也正利用了这一点，进一步加强了防守。肠道几乎是专为受邀前来的细菌而打造，并被后者统治着。在肠道之后，皮肤表面是微生物数量第二庞大的地方，这些微生物虽然不是你本身，但也是真正受欢迎的客人。健康人的皮肤上生活着多达40 种微生物，而不同位置的皮肤也有独特的气候和温度，形成了迥异的环境。腋窝、手、脸和屁股这些位置都很不一样，生活的微生物种类都不同。总体而言，每平方厘米的体表平均生活着 100 万细菌。此刻你的体表总共就生活着 100 亿有益的细菌。你可能不愿意想这一点，但你很需要它们！ 皮肤表面的细菌就像一群“门口的野蛮人”。皮肤筑起高高的城墙，邀请细菌部落在城外安家。尊重边境的细菌可以在这片土地上生活，享用免费的资源和空间。只要维持平衡，皮肤这片“边境之国”和细菌的各个“部落”不但能和谐共处，甚至还会合作共生。如果皮肤因受伤而破损，于是这些细菌想要侵入体内，免疫系统的士兵就会毫不留情地攻击、消灭它们。那么，这百亿细菌对人有什么好处呢？*主要的就是把位置占住 ：要强占有住户的房子，就要难上很多了。 皮肤上的“微生物组”对自己的居住环境很满意，可不想和陌生人分享。它们不光利用资源，占据地方，它们还会和边境部队以及体内的免疫细胞互相沟通、直接互动，起到调节后两者的作用。比如，有些细菌卫士能产生消灭有害的不速之客的物质。它们甚至能调节皮肤之下的免疫细胞，告诉免疫细胞要生产哪些抗菌物质、生产多少。 成年后，人体皮肤表面微生物的组成就相对稳定了，余生都不会有大的变化，这也意味着对细菌部落和人体来说，找到平衡、和平相处对双方都有利。双方都想维护这份约定。科学家们现在还没完全弄清楚细菌和人体怎样达成的一致，免疫系统怎样决定哪些细菌可以住下，细菌又是怎样对免疫系统表明自己意图的。不过我们知道双方确实有这样的关系，而且这种关系很重要。 哪怕拥有这层层的杰出防护，国家仍然可能被攻破。皮肤细胞是很强硬，但外面的世界更强硬。只要有机会，总有细菌要碰碰运气。下面我们就来看看，免疫系统是怎样出击的。 在讲故事之前，我必须指出 ：我们会用理想化的方式来讲述感染和免疫反应。理想状况下，事情是一步步、有条不紊地发生的，免疫应答是层层升级的，每一层都明确地由上一层的应答所激发。但你得记住 ：现实情况复杂得多。我们会做出简化，不牵涉太多细节，好让后面的讲述直接明了。好，这一点讲明白了，现在就让我们化身细菌，破坏你的皮肤防线，向免疫系统宣战！