鸡、狗、海星与魔术子弹

来源：原理

或许可以说，免疫学研究起源于一只鸡。

故事发生在16世纪末意大利北部的帕多瓦大学。有一个名叫法布里修斯的年轻研究员很喜欢解剖——他解剖眼睛、耳朵、动物胚胎,偶尔也解剖人类，不过他却是因为一只鸡才被历史铭记的。

一天，法布里修斯在解剖一只家鸡时，注意到了鸡尾部下方有一个奇怪的区域。他发现了一个囊状的器官，于是把它命名为囊（bursa），这个词与“钱包”（purse）一词同源。从此，这个器官被称为法氏囊。

这件事看似毫无意义，但我们为什么要提它呢？为什么一只鸡身上有一个囊状的“钱包”，却看不出它相应的用途呢？

不知道法布里修斯是否相信，这小小的器官竟然是理解我们人类为何能够幸存下来的关键。他会不会知道，这简单的发现在将来竟然能够拯救数百万人的生命？

事实上，除此之外的许多其他发现，尽管似乎毫无关联，却构成了我们理解免疫系统的基石。

1622年7月23日，一位名叫加斯帕雷·阿塞利的意大利科学家进行了一场开创性的手术，他解剖了一只“吃饱喝足且活得很好的狗”。在狗的胃里，他观察到了一种“乳白色的脉络”。这一观察结果与我们对运输红色血液的循环系统的理解并不一致。更奇怪的是，这些乳白色的脉络看起来还含有白色的血液。阿塞利的解剖开启了一段历史上被称为“淋巴狂热”的探索时期，为了研究这种我们了解甚少的叫作淋巴的体液，数百只动物被解剖，甚至被活体解剖。

多年来，人们对这种乳白色脉络的作用依旧不清楚。正如《自然》杂志在几个世纪后所写，阿塞利的发现“被遗忘在角落里长达几十年”。

那么，这个特殊的循环系统究竟是什么呢？

1882年夏天，意大利西西里岛东北部，埃利·梅契尼科夫正透过显微镜观察样本。梅契尼科夫是一名来自敖德萨的动物学家，在俄国动乱初显时，他和妹妹及其家人一起去了意大利。当时，犹太农民面临着来自政府和当地农民更大的迫害。一次，当地农民甚至谋杀了一个犹太农民。梅契尼科夫把他的显微镜带到西西里岛，也正是在那里，他灵光一闪：“我的科学生涯中最重要的事件发生了。”

法布里修斯这个名字将永远与鸡囊联系在一起。而对梅契尼科夫而言，他会与海星幼虫结下不解之缘，因为这是他伟大发现的媒介。

一天，当他的家人在马戏团“观看猩猩表演”时，梅契尼科夫把显微镜对准了透明的海星幼虫。他注意到一些细胞在这小小的生物体中移动，他将这些细胞描述为“游走细胞”。就在此时，启示从天而降。

 埃利·梅契尼科夫在观察免疫细胞方面，领先他所处的时代许多年。| 图片来源：英国惠康基金会

“一个新的想法突然在我的脑海里闪过。我突然想到，类似的细胞可能会在生物体抵御入侵时起到防卫作用。”梅契尼科夫写道。

他想到了一个验证的办法——如果把一小块异物插入海星体内会怎么样呢？在这种情况下，细胞是否会以某种方式蜂拥而至，就像前来救援一样？

我们的住所有一个小花园，几天前我们把一棵橘子树装扮成圣诞树，我从上面掰下一些小刺，扎入了美丽、透明如水的海星幼虫的皮肤。

那天晚上我兴奋得无法入眠，整夜都在期待着我的实验结果。第二天一大早我就迫不及待地去观察结果并确认，实验大获成功。

确实，有一群游走细胞聚集在异物周围，看起来是在吞噬那些正在入侵、造成麻烦的组织。

这一实验奠定了吞噬细胞理论的基础，我将我此后25年的时光都献给了这一领域。

梅契尼科夫的妹妹为他书写了传记，并概括了他的理论要点——一个科学家花了数年时间才完全接受的理论。她写道：“这个非常简单的实验让梅契尼科夫感到震惊，因为它与脓疱形成的现象十分相似，而正是游走细胞导致了人类和其他高等动物的炎症。”在传记中，她将炎症定义为“机体的一种治疗反应，而病症主要表现为中胚层细胞与微生物的斗争”。

换言之：在入侵的那一刻，身体会有一个最初的反应，包括吞噬细胞的聚集，这种过程并不总是愉快的，而这就是我们所说的炎症。

关于梅契尼科夫，有一点我们需要明白：这个人远远领先于他的时代。

9年后的1891年，与梅契尼科夫同时代的保罗·埃尔利希——来自柏林的免疫学之父，开启了对“魔术子弹”的搜寻。埃尔利希希望能够阐释所有免疫学问题中最让人捉摸不透的一个：我们的免疫系统究竟是如何识别并攻击像病毒、细菌和寄生生物这样的外来病原体的呢？而像海星体内那样的细胞，又是怎么知道要奋起并吞噬异物的呢？

 免疫学之父保罗·埃尔利希在实验室。| 图片来源：英国惠康基金会

埃尔利希对组织染色的科学技术有一种痴迷。通过这种方法，他可以看到一些化学物质对身体的某些特定部位有“明显的亲和力”，《药理学》（Pharmacology）杂志上的一篇引述历史的文章写道。例如，历史记载，化学物质亚甲蓝似乎能进入神经系统。难道说是神经系统吸引了这种化学物质？

是否存在“魔术子弹”或其他物质、过程，能让防御细胞攻击入侵者呢？这个问题的答案是如此之宽泛，令科学家困惑了许多年。不过这也说明，这个问题在科学上是对的。

埃尔利希有一个理论，这个理论虽然存在错误，却十分绝妙。他认为，也许人类的防御系统是建立在一个锁钥机制上的。当某种疾病发生时，体内的某种特殊细胞会与病毒或细菌接触并与之附着在一起。埃尔利希给这些附着物起了个名字，叫作“Antikörper”，用英文说就是“antibody”（抗体）。他的想法是，抗体会附着在被称为抗原的致病物上。抗体是钥匙，抗原是锁。随后，抗体将摧毁细胞。埃尔利希的理论虽然先进，但也存在一些问题。首先，他认为免疫细胞携带着一系列被称为“侧链”的钥匙，若这些钥匙形状正确，便可以插入锁里。这虽然后来被证明是不对的，但考虑到他当时的技术条件，这仍然是一个了不起的猜测，而他的想法也确实催生出免疫系统语言中最重要的一个词——抗体。

埃尔利希还发现了许多其他类型的细胞，它们具有不同的边缘、形状和看似不同的功能。他将这些细胞命名为嗜碱性粒细胞和中性粒细胞等，而这也丰富了免疫学的独特语言。那么问题来了，这些细胞属于我们的防卫系统，还是说它们另有他用呢？

随着时间的推移，问题和观察也堆积如山。这也不奇怪，毕竟免疫系统是世界上最复杂的有机系统之一，其起源远远早于人类的演化历程，也许只有人脑的复杂度才能与之匹敌。

免疫系统的起源可以回溯到35亿年前，大约是在细菌——第一个细胞有机体出现的时候。利用先进的化学和分子工具，科学家发现，一些细菌似乎拥有精细的免疫系统，能够识别特定的外来威胁并对其进行记忆编码，以便在遭到入侵时能够消除这些威胁。

大约在5亿年前，物种分化，脊椎动物演化为具有不同免疫系统的两种亚门。第一个谱系属于无颌脊椎动物，如七鳃鳗和盲鳗。它们演化出了一个与我们人类有着本质上的不同，却几乎同样复杂的防御网络。与人类的免疫系统相比，它们的免疫系统就像是一种使用着不同字母的古老语言，是遗传密码的另一种版本，但仍具有许多与我们相同的防御优势。

两千万年后，也就是大约4.8亿年前，另一个免疫系统谱系也得到了发展。我们之所以知道这一点，是因为鲨鱼这种活化石在那时就已经出现了，它们就依赖于第二种免疫系统，人类也是如此。从最基本的层面上说，我们与鲨鱼以及其他有颌脊椎动物拥有共同的免疫系统。

我们的免疫系统已经存在了那么久，这一事实足以说明它的强大力量，因为演化不会让没有用的功能留存那么久。

这是一支在生命狂欢节里时刻保持警惕、无处不在的维和部队。