细胞vs体液

细胞vs体液

1908年的诺贝尔生理学或医学奖由埃黎耶·埃黎赫·梅契尼可夫(Ilya Ilyich Mechnikov)和保罗·埃尔利希(Paul Ehrlich)获得,这很公平,因为他们两人代表了免疫学研究里两个相互冲突的学派。

我们先来看看梅契尼可夫,他的胡子要更加有型。他是一位俄国动物学家,在西西里安安静静、勤勤恳恳地研究海洋无脊椎动物的消化系统。1882年的一天,他正在显微镜下观察海星的幼虫,忽然想到了一个主意:在幼虫内的那些游动的细胞也许可以帮助海星抵御感染,就像人体内的白细胞可以在身体受感染的部位聚集。于是他把一些刺扎到了幼虫体内,第二天早晨,他观察到那些本来游动的细胞已经停止游动,并在被刺的部位聚集了起来。随后,在对无脊椎动物和兔子所做的实验中,他确认了自己的发现:某些白细胞在特定的条件下会攻击、吞噬、消化外源入侵者,从而保护身体免受感染。于是,他把这些细胞称为“吞噬细胞”。

梅契尼可夫的贡献不仅仅是观察到了这种现象,在此之前,人们也观察到细胞内有细菌,但从来不知道它们在那里做什么。梅契尼可夫的吞噬细胞理论把这些不同的观察联系了起来,从而为免疫学问题提出了一个统一的解释,这是巴斯德和前人所没能实现的。免疫系统从此被理解为全身的特征,而不再是只在感染发生部位的局部特征—这种观念一开始并不明显。免疫学能够成为科学,而不仅仅是医学的一个分支,梅契尼可夫功不可没。

不仅如此,他还是对炎症现象提出合理解释的第一人。在此之前,炎症被视为一个“有毒”的过程,是一个需要解决的问题。梅契尼可夫意识到,也许炎症本身不是问题,而是一段自愈的过程。当然,炎症可能成为问题—我们仍然需要使用抗炎症药物—但这并不是因为炎症本身是坏的,而是因为它偶尔会失控。

科学家在提出一套新的理论后,往往会由于激动而过度使用这些理论来解释不同的现象,梅契尼可夫也不例外。他利用他的理论来解释了很多现象,比如,他认为,炎症是人体对各种问题的一般性反应。此外,他也提出,吞噬细胞会吞噬神经元,从而引起神经退行性疾病;吞噬细胞吞噬头发中的色素,从而使头发变得灰白。

梅契尼可夫的观念依赖的是菲尔绍提出的“疾病的细胞基础”理论,然而,一种古代医学理论—体液说—的现代更新版对其发起了挑战。(https://www.daowen.com)

曾经主宰了医学好几百年的“四体液说”,已经是明日黄花。取而代之的理论认为,血液中的非细胞成分可以保护身体免受感染。1886年,约瑟夫·福多尔(Joseph Fodor)发现,人体的血清可以杀死细菌;1890年,埃米尔·冯·贝林发现了血清里的有效成分—我们后来称之为“抗体”。

在此之后,研究人员又做出了更多的发现,也引发了一些争论。一个阵营是细胞学派,以梅契尼可夫(他当时在巴黎的巴斯德研究所工作)和他的多数法国学生和同事为代表,他们认为,细胞是人体免疫应对外源抗原的主战场;另一个阵营是体液学派,大多数是德国人,他们认为,免疫的主力是血清里的成分,包括抗体和我们今天叫作补体的成分。

这两个学术阵营恰好也分别属于两个国家:法国和德国(补充一点,当时的德、法两国可不太友好)。粗略地说,细胞学派是从生物学的角度立论,在他们看来,免疫来自活细胞与外源抗体的相互作用。与此相反,体液学派则是从化学的角度立论,核心是抗体。抗体从哪里来?它们是怎么形成的?抗原的特异性是从哪里来的?在当时,蛋白分子(特别是酶)的特异性是一个研究热点,而抗体只不过是一个重要的例子。

免疫生物学家和免疫化学家对问题的理解不同,采取的方法也有差异。两个阵营在理解身体免疫的机制以及把这种理解用于临床上都取得了长足的进展。第一届诺贝尔医学奖(1901年颁发)颁给了埃米尔·冯·贝林,以表彰他开发出了针对白喉的血清疗法。事实上,这并不是诺贝尔奖最后一次青睐免疫学。进入20世纪,人们逐渐意识到,细胞学派和体液学派的方法各有千秋—于是他们共享了1908年的诺贝尔奖。免疫学是一个热门学科,不过,体液学派似乎更受青睐。

体液学派的方法更有声有色一些。很长一段时间,体液免疫占据了主流,而细胞免疫退居幕后。部分原因在于,抗体要比细胞更容易开展研究工作。它们更容易合成、分析和定量,因而更易于研究。细胞有一个复杂的、自动化的构造,而抗体虽然很大,但毕竟是单分子,因此在几十年里,抗体研究出现了许多有趣的结果。

我们现在知道,细胞免疫和体液免疫是相互补充的。正如“盲人摸象”的故事所讲的,早期的免疫学家只是“摸”到了免疫系统的不同部位。不过,我们至今也没有了解到大象的所有细节,当然,也有可能,它根本不是一头大象。