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新冠、肿瘤、疫苗:免疫学无处不在的身影,以及它启发的哲学思考[1]
为什么免疫学在我们的科学和日常生活中变得如此重要——为什么会启迪我们哲学的思考?
免疫学是当今生物和医学科学中最核心和最具活力的领域之一。事实上,它构成了基础生物学和医学之间的关键桥梁。
免疫学通常被定义为研究生物体如何抵抗病原体,但其范围实际上要广泛得多。癌症、传染病、疫苗、器官移植、自身免疫性疾病、慢性炎症性疾病、代谢性疾病、发育、衰老、修复和再生以及宿主-微生物群相互作用等多个主题都与免疫直接相关。
此外,免疫系统涉及动物、植物和原核生物,涵盖几乎整个生物界。事实上,几乎生物学和医学的所有领域都与免疫学相关,翻阅最新顶尖科学或医学期刊时,我们会产生免疫学无所不在的印象。
为什么免疫学在我们的科学和日常生活中变得如此重要——为什么会启迪我们哲学的思考?
为此我们为读者推荐一篇名为免疫哲学(Philosophy of Immunology)文章[1],作者为法国国家科学研究中心和波尔多大学(CNRS & University Of Bordeaux)教授Thomas Pradeu。他关于免疫系统与微生物、肿瘤、神经系统等微妙关系的描述非常精彩,并富于哲学思考,强力推荐感兴趣的读者可以下载原文阅读(下载链接为:https://www.cambridge.org/core/elements/philosophy-of-immunology/06F0C341035299674EECF0406E5D8E31)。我们会将这篇文章的概述和肿瘤相关内容分二期,翻译分享给大家。
Philosophy of Immunology 图书封面
"我是一名科学哲学家,在法国波尔多大学医院附属的免疫学实验室工作。多年来,我越来越意识到免疫系统在几乎所有类型的疾病的病因学、诊断和治疗方面中发挥的关键作用。
如果您接受移植手术,最大的挑战是移植器官的免疫排斥反应,这就解释了为什么您需要服用免疫抑制药物。
如果您患有癌症,根据肿瘤的类型,您可能会接受一种现在被广泛讨论的免疫疗法,这项进步获得了 2018 年诺贝尔生理学/医学奖,并为全世界的医生和患者带来了巨大的希望。即使您没有接受免疫疗法,我们也会定期检查您免疫细胞的不同种群数量,以选择和调整您的治疗方案。
免疫学自然也是我们理解自身免疫性疾病的核心:
例如,在 1 型糖尿病中,免疫学家试图解释为什么免疫系统会选择性地破坏胰腺 β 细胞(分泌胰岛素),以及如何控制这一过程。
如果你碰巧从另一个国家回来,患有严重的病毒或细菌感染,医生的主要目标将是引导你的免疫系统如何特异性地应对感染原,而不严重扰乱免疫系统与其它免疫原的平衡。
此外,疫苗接种原理也依赖于提高免疫系统针对某一特定病原体的免疫反应的想法。
免疫系统还在心血管疾病、神经退行性疾病和肥胖等多种病理学中发挥重要作用,如何在临床诊断或治疗中应用免疫学是未来重点。
因此,无论是健康还是疾病,免疫学在我们的日常生活中几乎无处不在。其实免疫学对哲学家也至关重要。
免疫学对哲学的最核心贡献可以说是对生物个体性的理解。 从 19 世纪末开始,人们已经认识到免疫学提出了以下关键问题:生物个体是什么,是什么让它独一无二,它的边界是如何建立的,以及是什么确保了它的同一性"。
以上就是概述部分,下周我们会发布癌症和免疫相关关系的部分,敬请您们到时阅读。
为了帮忙您们的理解,我们还特地准备了以下科普来介绍免疫系统。
免疫系统如何抵御病原体小科普
第一道防线
免疫系统不分昼夜的保护我们的身体免受病原体威胁,维持身体正常运行。这里病原体指很多东西,包括病毒、细菌、真菌、原生生物、蠕虫等。我们的身体有外部保护屏障来抵御病原体,比如皮肤,我们称之为第一道防线,可以阻止这些病原体进入我们体内。第一道防线是非特异性的,因为它不是选择性的阻止什么进入你的身体。
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第二道防线
但皮肤的保护并非万无一失,有时这些病原体还是能进入到我们身体。一旦病原体突破了我们的第一道防线进入体内,我们的免疫系统会有各种各样的方法来应对病原体的入侵,开启第二点防线,比如炎症反应。
简单地解释一下,假设你踩到了一根锋利的棍子,棍子上有许多细菌,这根棍子的初始损伤会导致某些类型的细胞的反应,比如肥大细胞。这些细胞会产生引起过敏反应和炎症反应的物质,其中一种是组胺,组胺的释放会导致血管扩张,渗透性增加,这使得多种类型的白细胞(如巨噬细胞)到达该区域。巨噬细胞最擅长的就是吞噬和消化病原体。
此外,身体里存在补体系统,它帮助或者补充免疫系统的作用。它可以和非特异性或特异性反应一起发挥作用。在上述情况下,补体因子的释放可以进一步吸引巨噬细胞到该区域吞噬病原体。当所有信号停止时,受损区域恢复正常,病原体已经被消灭。然而,这也是一种非特异性反应。
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第三道防线
当我们的第一道防线和第二道防线都不能消灭病原菌时,就需要启动第三道防线。假如感冒病毒在我们体内传播,需要针对这种病原体的反应,也就是特异性免疫,是对抗原的特殊反应。抗原是被身体识别为非我的物质。接下来我们将集中介绍两种基本的特异性免疫反应,分别是细胞介导的特异性反应和体液介导的特异性反应。
- 细胞介导的特异性反应
细胞介导的特异性反应包括细胞毒性T细胞,毒性T细胞是一种白细胞,通过释放细胞凋亡信号,一种细胞自毁程序,杀伤被病原体感染的细胞。细胞凋亡信号包含一种叫作穿孔素的蛋白,这种蛋白在细胞膜上钻出一个孔,导致水和离子流入其中破坏细胞。当细胞被病原体感染后被摧毁,这也可以摧毁病原体,至少病原体不能在被感染者体内复制,这个反应是否有效取决于是否激活了细胞毒性T细胞。细胞毒性T细胞的激活需要受感染的细胞呈递抗原到细胞膜。有点像细胞举个小旗子说他们都被感染了,细胞毒性T胞的与被感染的细胞结合,激活并释放细胞凋亡信号。
但还有另一种激活细胞毒性T细胞的方法是通过抗原呈递细胞将病原体呈递给T细胞进而激活T细胞。前面提到巨噬细胞可以吞噬病原体,当他们消化病原体是会有病原体的抗原转移到巨噬细胞表面,一种被称为T辅助细胞的白细胞与吞噬细胞结合后,导致辅助T细胞释放化学信号,激活细胞毒性T细胞。细胞毒性T细胞会寻找并消灭受感染的细胞,阻止病原体的扩增,同时也会刺激继续增强免疫反应,这就是简化的细胞介导的特异性反应。
- 体液介导的特异性反应
辅助性T细胞不仅有助于细胞介导的特异性反应,也有助于体液介导的特异性反应。当巨噬细胞吞噬掉病原体后,病原体的抗原运输到细胞膜表面,然后它与辅助T细胞结合,辅助T细胞也可以刺激B细胞。B细胞是白细胞,有产生抗体的能力。
抗体具有特异性,能够与特定的抗原结合。当抗体与抗原结合时,可以影响病原体移动或复制能力或直接造成伤害。抗体的结合也可以像信号一样告诉巨噬细胞它在这里,来吃它,所以激活B细胞产生抗体是体液免疫反应的一部分。B细胞可以被T辅助细胞激活,也可以被游离抗原本身激活。
记忆细胞
接下来要介绍的是在体液免疫和细胞免疫都会存在的细胞—记忆细胞。记忆细胞分为记忆B细胞和记忆T细胞。记忆B细胞可以激活能够产生抗体的浆B细胞。记忆T细胞可以激活细胞毒性T细胞。细胞保持记忆力是非常重要的,这也是疫苗能够发挥作用的原因。疫苗利用灭活或者非常弱的病原体注射到体内,引发机体免疫反应,通过启动免疫反应最终会有记忆性免疫细胞产生,当再次有同样病原体入侵时,机体将对其发动及时有效的攻击。
本文仅作信息分享,不代表礼进生物公司立场和观点,也不作治疗方案推荐和介绍。如有需求,请咨询和联系正规医疗机构。
参考文献
1. Pradeu, T., Philosophy of Immunology. 2020, Cambridge University Press: Cambridge.
礼进生物(Lyvgen Biopharma)的网站(中文)
礼进生物创建于2016年,以其全球创新的肿瘤免疫激动性抗体管线为核心,凭借其世界级的研发团队,最前沿的药物研发项目,以及开放式创新的策略, 有望引领国内新药研发行业走向全球。
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