演化的历史
我们还没有死掉,是因为我们的免疫系统已经演化了数亿年,从我们的祖先还是一个小不点动物的时候开始,通过与周遭不断演化的环境进行互动,我们的免疫系统逐渐形成。
我们不妨考虑一下那个非常险恶的病毒:感冒病毒。
它实际上并不是“一种”病毒,而是超过200种能够引起类似症状的一系列病毒。[1]但是,感冒病毒本身几乎不会直接导致这些症状。大多数的喷嚏和流鼻涕都是自身免疫系统对这种几乎无害的病毒做出的炎症反应。
虽然感冒的感觉很糟糕,但这还只是免疫应答出错的相对无害的例子。更严重的一些,比如自身免疫疾病,让不少人吃尽了苦头。免疫系统对无害的感染过度反应,甚至对环境中无害的物质过度反应,或者更糟的是,它受了误导去攻击体内的其他细胞。(https://www.daowen.com)
这可能是由三个因素导致的。第一,现如今大部分人生活的环境里基本没有传染性疾病了。但是,在人类历史上的绝大多数时间里,感染性疾病是夺走大多数人类生命的罪魁祸首。我们已经采取了一些措施来清除它们(稍后我们还会展开讨论),这意味着,那些以前也许会死于黑死病、肺结核、天花等疾病的人,现在会存活下来了,并有更多的机会患上自身免疫病(以及癌症、心血管疾病,等等)。
第二,我们的免疫系统已经在充满病菌的环境里演化了数千年,而这些病菌的突然消失(从演化的尺度而言,这的确是突然的,因为只有几代人而已)让免疫系统陷入了混乱。
第三个因素也很简单,但如果你不习惯用演化的思路思考,也许会发现有点难以接受。其实,我们对于免疫系统并不完美这个事实本不必惊讶;如果你这么期待,那是你自己的问题。人类的免疫系统是缓慢演化的,除了变动不居的环境条件,并没有受到任何其他因素的指引。免疫系统的演化目标是足够好,而不是完美。它的任务是,在不耗费太多资源的情况下,确保身体有相当大的把握顺利度过婴儿期、儿童期、青春期并进入成年,进而繁衍更多人类,如是生生不息。
当研究人员试图回答免疫系统如何变成今天这副模样的时候,他们并没有太多的实质性证据可以依靠。因为免疫系统的成分,即使是较大的部分,也不像骨骼那样是固态的,这为研究免疫系统的演化带来了许多困难。它们较柔软,而且容易变形,也不会形成化石,因此,化石记录不会提供任何关于我们祖先免疫系统的证据。我们无从得知它们以前是什么样子,我们只能从现存的其他物种里寻找旁证,这是我们唯一的依靠。我们可以仔细观察不同系统之间的异同,从而对共同的祖先做出最合理的推演。通过这种方式来发现事实并不容易,我们目前得到的图景并不完整,而且在可见的未来也依然如此。即使是我们自身的免疫系统,我们仍在探索、发现它的组分与工作机制。而对其他物种免疫系统的研究,我们目前也只是知道皮毛。尽管如此,我们当前了解到的内容已经非常具有启发性了。
在演化的过程中,我们跟其他物种渐行渐远,各自在不同的环境下发育出了不同的体型,形成了不同的生活方式,当然,也形成了与此配套的各不相同的免疫系统。我打算重新追溯这个演化的进程,做一次时间旅行,探讨不同物种的免疫系统:它们是如何应对感染的?它们的防御系统跟我们的有哪些异同?不同系统之间是否有共同特征?
(剧透提醒:没错,存在共同特征。)
稍后我们会谈及关于免疫与演化的一些更有趣的侧面:免疫逃逸(病原体试图躲避宿主的免疫应答)、卫生假说(Hygiene Hypothesis,试图解释为什么在目前更干净、更安全的世界里,过敏的人越来越多),最后,我还会谈到行为免疫—生物体通过改变行为,而不是通过抗体、杀伤细胞或者我们讨论过的任何免疫机制,来应对感染。