【名醫開講】張金堅:解析捍衛身體的免疫軍團
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文/張金堅(乳癌防治基金會董事長)
人體的免疫軍團又稱「免疫系統」,是人類為了抵禦病原體(包括細菌、病毒、寄生蟲、黴菌和其他病原體)的入侵,演化出來的防禦體系。
此等防禦體系遍佈全身,它包括許多層次,系統、組織、器官,不侷限於特定部位或組織,當病原體入侵身體會經過層層關卡的防衛;此等免疫軍團可分為特異性和非特異性防禦,總之免疫系統是一個非常繁雜的系統,為使讀者充分了解,以下分段闡述。
人體免疫系統的第一道防線
人體抵禦病原的第一道防線,是皮膚、上皮組織、黏膜等物理屏障,眼淚能沖洗角膜,移除附上的細菌,呼吸道黏膜的纖毛細胞,不停擺動其纖毛,以移除黏液及上附的異物。
除了具備屏障及掃除物理功能之外,此第一道防線也有化學功能,如眼淚、唾液及黏膜內的融菌酶,可溶解細菌的細胞壁,而皮膚的油脂腺分泌脂肪酸,幫助殺菌,汗水中的鹽分亦可在皮膚上營造高鹽環境,防止細菌生長。其他如腸道及陰道中,寄生人體的正常微生物菌叢,可以保護人體免受感染;另外可分泌一些水解酶、分解酶黏液或消化液,可抑制有害的微生物生長(如圖一)。
參與免疫反應的淋巴器官及細胞
參與免疫反應的細胞如:淋巴細胞及白血球等,主要分布在血液及淋巴器官中,茲簡述如下:
❶淋巴器官
淋巴器官屬於中樞者稱為「原發性淋巴器官」(primary lymphoid organ),包括:肝臟、骨髓(bone marrow)、胸腺(thymus),其功能是參與淋巴組織及淋巴細胞的成熟;位在身體周邊者稱為「繼發性淋巴器官」(secondary lymphoid organ),包括:淋巴結(lymphoid nodes)、脾臟(spleen)、黏膜相關淋巴組織(mucosa-associated lymphoid tissue, MALT)、扁桃腺(tonsil)及皮下免疫系統(cutaneous immune system)等。
❷免疫細胞
參與免疫反應最主要的免疫細胞是淋巴球(lymphocyte)。人體每天製造大約10億個淋巴球,其在原發性淋巴器官(如骨髓或胸腺)中發育成熟後,再由血液送往繼發性淋巴器官,然後經由輸出淋巴管回到血液中,約1~2天後再經由輸入淋巴管回到繼發性淋巴器官,完成淋巴球的循環。
參與免疫反應的細胞包括:B淋巴球(B lymphocyte)、T淋巴球(T lymphocyte)、自然殺手細胞(natural killer cell, NK cell)、樹突狀細胞(dendritic cell)、屬於單核吞噬細胞類的血液中之單核球(monocyte)和組織中的巨噬細胞(macrophage)以及嗜中性白血球(neutrophil)、嗜鹼性白血球(basophil)、嗜酸性白血球(eosinophil)、肥大細胞(mast cell)與血小板等(如圖二)
人體免疫系統的第二道防線
第二道防線即所謂「先天性免疫系統」,又叫「非特異性免疫」,此第二道防線是指免疫系統會對所有外來病原體或自體老廢細胞,加以吞噬、消化、破壞和殺死,並非針對某一特定病原體抗原才會發生,因此無需事先記憶,也無法藉由事先記憶來增強免疫力。此等第二道防線,又叫「先天性免疫力」,當其正常運作,具備有三大功能:
❶辨識敵我:分辨正常細胞或病原體。
❷抵抗消滅病原體:把確認的入侵者消滅排除,以保護身體不受侵犯。
❸監視正常細胞是否變性或癌化:若正常細胞有變性的可能時,免疫相關的細胞,會加以辨識,並進行防禦。
此等先天性免疫力不會侷限於特定器官或組織,是一到處移動的多核性白血球(又叫「顆粒白血球」)及吞噬細胞,自然殺手細胞,藉由血液及淋巴球系統在體內移動,這些亦可分泌許多化學物質,如干擾素、細胞素、介白質及一些發炎物質,亦可參與免疫反應這些非特異性的細胞(多型核白血球、吞噬細胞、自然殺手細胞),就像軍團中的一般部隊,主要負責先天性免疫(非特異性免疫)。
說到先天性免疫力就要提到2011年的諾貝爾生理醫學獎由三位免疫學家共同獲得:美國洛克斐勒大學教授史坦曼(Ralph M. Steinman)、斯克里普斯研究院教授比特勒(Bruce Beutler)和法國國家科學研究院研究員霍夫曼(Jules A. Hoffmann)。
三位科學家在先天免疫系統上有突破性的發現,史坦曼發現樹突細胞(dendritic cell)為啟動人體免疫系統的關鍵,解開先天性免疫與適應性免疫連結之謎;比特勒與霍夫曼從基因研究發現,在果蠅與哺乳類免疫細胞表面的特殊受體鐸受體(toll receptor)與類鐸受體(toll-like receptor, TLR)對於偵測與辨識外來病原體、啟動非特異性免疫防禦扮演十分重要的角色。
這些研究結果有助於多種疾病疫苗的研發,如過敏、感染,乃至癌症等,讓未來的疾病治療與預防醫學展露曙光;遺憾的是,史坦曼因罹患胰臟癌,在公佈得獎前三天往生,留下偉大的醫學貢獻(如圖三)。
人體免疫系統的第三道防線
先天性免疫力動作快,外敵入侵當下,於四小時之內,即發動防禦,但倘若失守招架不住,就會啟動下一層防禦體系,稱之為「後天性免疫」、「適應性免疫」,甚至稱之為「特異性免疫」。此等後天性免疫就像軍團中的特種部隊,主要由具有記憶功能的T細胞、B細胞兩類淋巴細胞組成,是人體最重要的保衛軍隊,亦即所謂第三道防禦。
T細胞:T細胞會親自參與免疫作用,被稱為「細胞免疫」,可以根據功能細分為輔助T細胞、細胞毒性T細胞、記憶T細胞等。輔助T細胞會藉由分泌激素,誘發細胞毒性T細胞產生毒殺性物質殺死病原體,同時分泌信號分子活化認識相同抗原的B細胞。
病原體死亡後,輔助T細胞與細胞毒性T細胞會將病原體特徵存檔,轉化成記憶T細胞,當下次有相同外來物質入侵時,就可以快速進行防禦。
B細胞:一旦先天免疫性系統失守,B細胞會發動「抗體免疫」,變成漿細胞並產生抗體,讓抗體像飛彈般針對敵人進行遠程攻擊。作戰結束後,B細胞也會分化為可以記憶病原體特徵的記憶B細胞。
總之,在後天免疫系統裡,T和B細胞構成人體免疫記憶庫的基礎。B細胞針對抗原產生和釋放抗體及此等B細胞產生之抗體可分初次與再次免疫反應,其不同處(如表一及圖四)所示。
記憶性T細胞則是在先前的攻擊中存活下來的細胞,對已知的病原體能快速而有效地反應。兩者共同幫助免疫系統有效地破壞已知的細菌、病毒或其他病原體(如圖五及表二)。
如何保衛您的免疫系統?
我們了解了人體的免疫系統,但這些免疫系統可能受到您的環境、飲食、壓力、睡眠、情緒和其他生活因素的影響。以下簡介一些提升免疫的方法:
❶每晚至少睡7小時,並避免熬夜不睡。
❷定期運動以增強記憶性免疫細胞、強化皮膚免疫力,並活化免疫細胞。
❸盡量紓解壓力,或施行一些促進健康的應對策略,例如運動或瑜伽等。
❹吃含大量水果、蔬菜和瘦肉蛋白的健康均衡飲食,以提供必要的微量與巨量營養,以及重要的植物營養素。健康飲食(包括健康含量的纖維)也能為您提供所需的微生物,來保持良好的腸道屏障功能。
❺遵行良好的衛生習慣,包括勤洗手, 好讓您的身體不必一開始就要處理許多病原體。
結論
免疫力是人類天生具有避免及防治疾病的最佳利器,人體的免疫系統就像駐紮在身體裡的「軍團」,每個器官都有自己的部隊、將官及士兵,負責抵禦外來的入侵者如細菌、病毒;負責監督身體內部的「叛軍」,如不正常增生的細胞或癌細胞;有些則負責調控各個免疫細胞,讓免疫系統不致因為失靈而紊亂。
免疫系統主要的功能之一就是「辨識敵我」,區別正常細胞和外來入侵者,並將入侵者殲滅。但是當免疫系統失靈時,會變成敵我不分,自己攻打自己,而造成自體免疫疾病如紅斑性狼瘡、類風溼性關節炎、僵直性脊椎炎等疾病。
免疫力太強或過低都不好,所以不論免疫力過強或過低,最好都不要隨便服用號稱可以提升免疫力的藥物或健康食品,以免導致免疫系統的失衡,只要遵照上述的方法,養成良好的生活習慣,才是提升免疫力最有效的方法。
文章授權提供/常春月刊
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