免疫反应

人对于某种疾病有天然的抵抗力,这是很明显的。例如,面临同样严重的传染病,有些人只轻微发病,也有些人会生场大病,而另外有些人则会因此丧命。人类对某些疾病也可能具有完全免疫的能力,这种能力可以是先天的,如白血球吞噬病毒的事情,也可以是后天获得的,比方说,一个人只要患过一次麻疹、流行性腮腺炎或水痘,就可以终身免疫。

上述三种病症碰巧都是由病毒引起的,但它们只引起比较轻微的病症,很少使人死亡,即使其中最厉害的麻疹,通常也只是使小孩产生轻微的不适而已。人体是如何战胜入侵病毒的呢?战胜后又是如何加强自身的防卫力量使战败的病毒不再入侵的呢?在解决这些问题的过程中,发生了一段感人肺腑的现代医学科学插曲。叙述这个故事之前,我们必须先追溯人类征服天花的历史。

18世纪末,天花是一种令人闻风丧胆的疾病,不仅因为它会夺取人的生命,而且因为它还会在病愈者的脸上留下永不消退的瘢痕。

早在17世纪时,土耳其人就开始故意用温和型天花感染自己。他们的作法就是在自己的皮肤上抓出伤口,再从感染轻微天花者身上的水泡里取出液体,涂在伤口上。土耳其人的这种作法虽然冒险,一不小心便会面目全非甚至死去,但天花实在太恐怖,人们只好冒险一试以免受其害。

在英国格洛斯特郡,某些乡下人对于如何躲避天花另有一套办法。他们相信:感染牛的牛痘会使人同时对牛痘和天花具有免疫力。当地一位名为琴纳的医生认为乡下人的“迷信”有一定的道理。他注意到:挤牛奶女工特别容易感染牛痘,但特别不容易感染天花。

会不会是因为牛痘与天花很相像,所以人体具有抵抗牛痘的能力之后能抵抗天花呢?琴纳为验证这个想法做了一个非常著名的实验:他从一位牛奶女工手上的牛痘水泡取出汁液,给一名8岁儿童接种,2个月后,再将天花接种到该孩子身上。这个孩子果真未患病,他对天花免疫了。

琴纳称这个方法为种痘。种痘立即如野火般地传遍整个欧洲。

在种牛痘成功后的一个半世纪里,人类一直在努力寻找类似的治疗方法,以对付其他严重疾病。可惜的是,人类在这条道路上并无任何进展。直到巴斯德在多少有点偶然的情况下,也发现将微生物毒性减弱可以使一种原本严重的疾病变得轻微,人类才又向前跨出一大步。

巴斯德用一种引起鸡霍乱的菌为实验材料。他将菌液加以浓缩,使它的毒性加剧,只需在鸡的皮下注射一点菌液,就可使鸡在一天之内死亡。有一次,他用已经培养了一星期的培养液注入鸡体内,出乎意料之外,鸡的病情轻微而且很快就复原了。巴斯德认为那次的培养液已坏了,于是他重新制备了一批剧毒培养液。但是,这次新的培养液却未能使那些注射过“失效”培养液的鸡得病。很明显,鸡在感染毒性减弱的细菌之后,已具有抵抗未减毒细菌的能力。

就某方面来说,巴斯德是为鸡的“天花”制造了人工“牛痘”。虽然这个实验与牛痘毫不相干,但巴斯德仍然称它为种痘,以表明琴纳的理论对他的帮助。从那时起,人们就普遍地用种痘来表示对任何疾病的接种,而把用来接种的物质称为疫苗。

疫苗究竟是怎样抵抗疾病的呢?这个问题的答案可能会给我们一把了解免疫的化学过程的钥匙。

半个多世纪以来,生物学家早已知道抗体是人体能抵抗感染的最主要因素。病毒,实际上几乎任何一种异物,一旦加入机体的化学过程就称为抗原。抗体是人体制造的一种抵抗特定抗原的物质,即抗体与抗原结合,使抗原无法发生作用。

一种抗原究竟怎样引起一种抗体的呢?皮·埃尔利希认为,身体内平时有少量的各种可能需要的抗体存在,只要入侵抗原与合适的抗体产生反应,通过结合,抗体能够将毒素中和,使毒素不能参与任何有害于身体的反应,身体就会供给更多的这种抗体。虽然某些免疫学家仍笃信这一理论或其修正版,但这种说法颇令人怀疑。因为动物似乎不可能准备好千千万万种抗体以对抗各种抗原。

另外有些人则认为,身体内存在着一般性蛋白质分子,这些蛋白质分子可以改变形状与抗原结合。也就是说,抗原充当了抗体成型的模板。1940年,泡令提出了这种理论。他认为,各种抗体只不过是同一基本分子的各种不同形式而已,所不同的是折叠的方式。换句话说,抗体会随抗原而改变它的形状,就像手套可随手形改变一样。

随着蛋白质分析技术的进步,1969年,由埃德尔曼所领导的科学家小组终于研究出由1000多个氨基酸组成的一种典型抗体的结构,埃德尔曼因此获得1972年诺贝尔医学与生理学奖。

通过结合,抗体能够将毒素中和,使毒素不能参与任何有害于身体的反应,抗体也可以与病毒或细菌表面上的一些区域结合。假如一个抗体能够同时与两个不同的点结合的话,那么抗体就可以引起凝集反应,使两个微生物粘在一起而丧失繁殖或入侵细胞的能力。

抗体的结合会对参与结合的细胞产生标记作用,使吞噬细胞比较容易将它吞食掉。此外,抗体的结合可能促使补体系统更活跃,因而使补体系统能够利用酶在入侵细胞的壁上穿孔,将入侵细胞消灭。