如果每个细菌都在同一时间袭击你怎么办?

如果每个细菌都在同一时间袭击你怎么办?

What if every germ hit you at the exact same time? An immunologist explains

如果每个细菌都在同一时间袭击你怎么办?一位免疫学家解释道

您的免疫系统通常能够抵御以前从未见过的病原体。但是,同时保护您的身体免受所有这些攻击是一项艰巨的挑战。

  • 二零二四年二月二日
  • 您的免疫系统每天都会遇到大量潜在的病原体。图片来源:Klaus Vedfelt/DigitalVision via Getty Images
您的免疫系统每天都会遇到大量潜在的病原体。图片来源:Klaus Vedfelt/DigitalVision via Getty Images

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如果世界上所有的疾病都在同一时间袭击我们,会发生什么?

– Gabriella,12 岁,德克萨斯州欧文

小时候,放学后我会在黑白电视上看《蝙蝠侠》。通常,蝙蝠侠会面对小丑、企鹅、拼图者、猫女或他通常的对手中的任何一个。然而,在某些情况下,蝙蝠侠将不得不同时面对他们。

如果像蝙蝠侠一样,免疫系统必须同时面对所有对手,会发生什么?

我是一名免疫学家,向大学本科生教授免疫学基础知识。我的研究通常集中在调节免疫反应和预防自身免疫性疾病的因素上,这些疾病是免疫系统攻击你自己身体的条件。作为一名研究我们如何建立对病原体(例如导致 COVID-19 的病毒)的免疫力的科学家,了解免疫系统如何同时对抗多种威胁对我来说非常重要。

没有理由不能在感冒的同时患上链球菌性咽喉炎。事实上,有时击退一个敌人会在你的防御中留下一个漏洞,另一个机会主义病原体可以利用。

砰!了解竞争对手

首先要考虑的是你的免疫系统保护你免受什么伤害。潜在的坏人包括引起感染的癌细胞和危险微生物,包括细菌、病毒、真菌等。免疫系统也必须小心,不要损害生活在您身上和体内的健康细胞和有益微生物。

你每呼吸一口空气,就会与成千上万的微生物互动。免疫系统是否与所有这些人对峙?算是吧。

一旦对手在你的血液或组织中站稳脚跟,打一场仗就需要大量的能量,所以你的免疫系统首先会阻止它进入体内。你的皮肤、鼻涕、唾液和眼泪构成了关键的第一道防线。这就是为什么失去太多皮肤的烧伤患者经常死于压倒性的感染——他们的防御屏障太弱,病原体涌入。

免疫系统非常喜欢在鼻涕中捕捉微生物并将其从鼻子里吹出来,或者给你时间将其从手上的皮肤上洗掉,而不是发动细胞战争。聚集一大批免疫细胞来对抗病原体需要大量的能量,让你感觉很糟糕。

例如,免疫系统会提高你的体温,使它成为微生物生存和生长的不舒服的地方,但发烧也会让你想躺下好几天。

繁荣!他们的弱点在哪里?

当蝙蝠侠面对多个对手时,他会发现所有对手都有的弱点,并瞄准它来挫败他们的计划。免疫系统使用完全相同的策略。

某些微生物被认为是病原体,主要是因为它们在错误的地方——例如在体内而不是在皮肤上——并造成损害。病原体的表面有特定的部分,称为病原体相关分子模式或PAMP。

非常重要的是,你的身体不会产生PAMPS。这意味着,如果你的免疫系统遇到PAMP,它知道它不应该在那里,并会发动攻击。由于相同的 PAMP 存在于许多不同的病原体上,因此对抗一种 PAMP 的策略可以击败许多病原体。

你全身的细胞中都有分子可以识别PAMPS并破坏这些PAMPS所在的任何东西。就好像你的免疫系统设置了只能攻击你的敌人的诱杀装置。

这些诱杀装置中有许多是类似收费的受体。这个分子家族位于许多细胞的表面和内部。一旦微生物接触到这些诱杀装置,它们就会触发警报,警告其他细胞潜在的危险。从技术上讲,这种警报称为炎症

啪!组建一支捍卫者军队

虽然蝙蝠侠需要想出一种新的策略来对抗小丑、企鹅和猫女,但你的免疫系统很久以前就制定了一个计划。

当导致 COVID-19 的病毒在 2019 年出现时,人们的免疫系统可能从未见过这种情况。然而,有些人已经有了可以靶向病毒成分的免疫细胞。这怎么可能?

免疫系统会产生许多对抗原特异性的免疫细胞,或者癌症和微生物的独特和可识别的部分,这是它以前从未遇到过的。这是通过DNA片段随机重组以形成独特的免疫细胞受体的过程发生的。这些免疫细胞中的DNA与体内任何其他细胞中的DNA都不同。研究人员认为,每个人都可以产生至少一万亿种不同的免疫受体组合,这比普通人一生中面临的病原体数量还要多

您的免疫系统可以产生数十亿种独特的抗体。

尽管免疫系统会产生大量免疫细胞,但其中大多数都没有被使用,因为您没有接触到它们所识别的抗原。然而,当免疫细胞识别抗原时,它会迅速复制自身的许多副本。由于病原体也可以迅速繁殖,因此克隆选择可以让您快速组建一支军队来对抗它们。

通常,这种策略适用于一种或两种合并感染,例如如果您同时患有普通感冒和眼部感染。但是,如果您同时感染了一万亿种病原体怎么办?同时建立一支针对每种微生物的适当军队需要大量的精力和时间。不幸的是,免疫系统可能会被这种挑战所淹没,你可能会死亡。

幸运的是,你的免疫系统——就像蝙蝠侠一样——通常会找到最好的方法,将与对手的战斗转向对它有利,在剧集的最后几分钟取得胜利。


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