抗体是免疫系统最厉害、针对性最强的武器之一。它们由B细胞生成,本身杀伤力并不大,不过是能黏附抗原的蛋白质小块而已。但它们黏附抗原的效率极高。
你可以把它们想象成死亡标签。常见的抗体长得像有两只钳子的小龙虾,体积真的很小:把免疫细胞比作人体,抗体就相当于一颗藜麦那么大。某种意义上,抗体和补体有点像,都是游离的微小蛋白质;不过两者有一项巨大的区别:补体蛋白没有针对性,而抗体有。
这种针对性使得病原体在相应的抗体面前无所遁形。抗体就像磁铁,会把相应的病原体都吸出来,再用小钳子牢牢抓住它们。抗体一旦和抗原结合,就再也不会放手——抗体就是小龙虾形状的微小蛋白,特别擅长抓住其所针对的敌人不放,因为,就像上一章简单提过的,它们就是B细胞受体,所以在人体内有着最强的抗原结合力。
抗体的构造决定了它们和病原体的结合非常高效。每个抗体都有两只钳子,可以牢牢地钳住特定的抗原。而抗体尾端又可以很方便地结合到免疫细胞上。钳子用来御敌,尾端用来结盟。
有了这些装备,抗体就可以发挥许多作用。首先,和补体一样,抗体也可以“调理”病原体。也就是说,抗体可以围住、攫住敌人,这会让免疫细胞觉得敌人更加美味。就像受到惊扰的小龙虾会牢牢地夹住人一样,抗体也会抓住病原体不放。要是你身上满是扭来扭去、乱作一团的小龙虾,怎么甩也甩不掉,那你还怎么愉快地生活?简直就像恐怖片里的场景一样。
抗体部队赶到感染的脚趾附近时,那里的细菌也是这样凄惨和无助。抗体不光会抓住病原体,还可以攻击后者,令其动弹不得。如果是病毒感染的话,抗体会直接中和病毒,让它们无法再感染细胞。[1]
更厉害的是,抗体有两只钳子,所以就能同时抓住两个敌人,这样一来,这两个病原体就被绑在了一起。几百万抗体涌入战场的话,可以把大量的病原体黏成一大堆,巨噬细胞和中性粒细胞就更容易发现这些病原体,并吞食或用酸液喷淋它们,让它们越发无助和惊惶。试想一下,你想去袭击敌人,结果和几十个同伴一起被小龙虾钳兵捆成了一团。你动弹不得,无计可施,敌人则狂笑不止,拿着火焰喷射器走了过来。
和补体蛋白一样,抗体也可以直接支援免疫细胞。细菌肯定不想被抓去投入强酸池中惨死,于是演化出了逃脱巨噬细胞和中性粒细胞魔爪的机制:它们就像受惊逃窜的小猪,身上油汪汪的、滑溜溜的,可不好抓。而抗体就像特殊的强力胶——免疫细胞,特别是吞噬细胞,很容易就能和抗体尾端结合。没有抗体,就像用湿漉漉的手去拧泡菜罐头瓶一样;有了抗体,就相当于把手擦干了去拧。
在此过程中,免疫系统还另有一层安防机制。抗体兀自漂浮时,用来黏附免疫细胞的尾端处于“隐身模式”,免疫细胞无法从淋巴液中拾取抗体。而一旦抗体的小钳子捕获到病原体,其尾端就会变形,并能与免疫细胞结合。这种机制很重要,因为每时每刻体内都存在大量抗体,如果免疫细胞可以随意和抗体结合,会引发各种各样的混乱。
抗体的尾端还有一个功能就是激活补体系统。尽管补体和细菌的结合很高效,杀伤力也很大,但只有补体的话,它就不能充分发挥作用,要发现敌人全凭运气。因为它只是在淋巴液中随波逐流。有些细菌可以躲着补体系统,补体也不能去主动接近它们。而抗体能激活补体系统,将补体引向细菌,大大增加其杀伤力。从中我们能再次看到免疫系统两部分的原理:先天性免疫系统负责作战,而适应性系统让进攻更快、更准、更狠。
而且抗体可不仅仅是小龙虾。它们种类多样,功能各异,施用环境也五花八门。它们的名字当然也很拗口,很难记,我们只作一番简单介绍。后面如果再提到抗体,且具体分类也很重要的话,我们会再简要复习它们的功能,所以你要是想看后面的故事,下面的部分原则上可以跳过。
题外话 四类抗体[2]IgM——第一道防线
B细胞活化后,生成的抗体大部分是“免疫球蛋白M”(IgM)。它们很可能是几亿年前就出现的最早一批抗体。IgM基本是5个抗体将尾端连在一起而形成的,有5个尾端结构也成了它的优势:其中两个联合起来,可以激活额外的通路——补体旁路。活化的补体蛋白越多,被吸引到病原体周围的免疫细胞也会越多。在感染早期,这有积极的作用,因为此时适应性免疫系统还在启动过程中,没有完全进入战斗模式,而IgM已经可以提升先天性免疫系统的攻击力和精准度。在病毒感染早期,IgM尤其还是强效武器,可以延缓感染的进展——它的10个钳子可以轻松地把病毒抓到一起。因此,IgM是上阵最早的——同时也是受突变、B细胞与T细胞共舞等的修饰改造最少的。这也没关系,因为它们最主要的任务就是在更有效的抗体就绪之前拖延时间。[3]
IgG——专才
IgG有几种不同的类型。我们不用详细了解每种亚型,就当它们是同一种冰激凌的不同口味好了。第一种口味的IgG有点像补体,也很擅长调理病原体,它们会像一群果蝇似的覆盖在细菌表面,扰乱它的正常功能和行动。IgG的尾端像特殊的胶水,吞噬细胞可以轻易将其抓牢,进而吃掉无力还手的敌人。总体而言,IgG激活补体的能力远不如IgM,但也还不错。
抗体
抗体本身威力并不是很大。它们只不过是能和抗原结合的没头脑蛋白束。你可以把它们想象成某种死亡标签。

另一种口味的IgG,在慢性感染中能发挥重要作用。此时,许多免疫系统激活物很可能已经引发了大量的炎症。就像我们前面讲的,炎症尽管在抗感染过程中很重要,但对正常细胞和身体有不利影响,特别是慢性炎症。因此这一亚型的IgG专为感染后期而设,它们不会激活补体系统,这就能限制炎症进一步发展。
IgG的另一个特色是,唯有此种抗体能经胎盘由母体传入胎儿的血流。这能保护胎儿免受母体遭遇的病毒感染,而且这种保护作用还能持续到出生以后。IgG是衰减最慢的抗体,它能给新生儿建起抵抗病毒感染的被动免疫屏障,在出生后的头几个月里保护婴儿,直到婴儿自身的免疫系统获得充分发展壮大的机会。
IgA——制造粪便,保护婴儿
IgA是体内数量最丰富的抗体,职责主要是清洁黏膜。换句话说,它在呼吸道、性器官特别还有包括口腔在内的消化道里大量存在。在这些部位有大量特殊的B细胞生成IgA。IgA就像门卫,守护着眼睛、口鼻等通往身体内部的入口。它可以中和病原体,把敌人拒之门外,不让它们有机会入侵和立足。
它们是唯一一种可以从体内自由穿出黏膜屏障,铺满黏膜外表面的抗体。重感冒的时候,鼻涕里面就饱含IgA,它们会让病毒和细菌的日子不好过。
IgA和其他抗体有一个主要区别:IgA的各个尾端是融合在一起的,因此完全不能激活补体系统。这并非偶然:补体系统一旦活化,就意味着会有炎症。而肠道又会不停地生成IgA。要是IgA能激活补体,肠道就会一直处于炎症状态之中。这会造成疾病,让人腹泻,严重影响生活。像是克罗恩氏病等会导致肠道慢性炎症的疾病,会给患者带来极大的痛苦和伤害,可不是闹着玩儿的。
IgA擅长攻击多个目标,并把它们黏成一团,这样这些细菌就会被鼻涕、黏液或粪便等带走。粪便的1/3其实都是细菌,都是在废物向远端移动中被裹挟进来的。一旦被裹进大便,细菌就无处可逃了。除了保护和清理肠道,IgA也能够保护婴儿。妈妈在喂养母乳时,会经奶水给孩子提供大量的IgA抗体。这些抗体随后会覆盖新生儿的肠道,让他们还很脆弱的肠道免受感染。
IgE——很有用,但让人爱不起来
说实话,IgE看起来很普通,你可以把它们想象成是在用小钳子对你竖中指。要是你曾发作过敏性休克,罪魁祸首就是IgE。没那么要命的、对无害物质的过敏反应,也是IgE造成的。花粉、花生、蜂螫等,都可能造成过敏。当然,IgE不是为了让你无缘无故地过敏而演化出来的,它原本的目标是抵御寄生虫、特别是蠕虫这样的巨型敌人造成的感染。在关于过敏的章节中,我们会详述过敏的原因和机制,现在就先把它放在一边,只表达一下我们对它的不满好了。
B细胞怎么知道要生成哪种抗体?
现在你可能纳闷:有这么多类型、亚型的抗体,B细胞怎么知道需要的是哪一种?毕竟,每一类抗体都有专擅的任务,换岗可不行。
前面我们讲过,树突状细胞会携带着反映战场情况的快照,把相应的信息传递给辅助性T细胞。随着时间的推移,会不断有来自战场的新树突状细胞,带来反映新战况的快照。感染情况在不停变化,一种抗体在某个阶段可能适用,随后可能就不适用了。
因此B细胞不会固定只生成一类抗体——它们总是先生成IgM,而在辅助性T细胞的请求和鼓励下,会改产其他类抗体。得了重感冒或者肠炎,需要大量抗体?那就生成IgA!肠道有寄生虫?生成IgE!伤口有大量细菌感染?生成一型IgG!病毒感染了大量细胞?生成三型IgG!(不过抗体种类变过之后,就不能再变回去了。)
免疫系统能够如此神奇地采集和沟通信息,其协调程度实在是精彩和美妙:所有组成部分都通力合作,又随时调整,而这一切全都是无意识地进行的。
好了,你已经读完了这本书的前一半!你已经对身体的许多部位都有了大量知识,也学完了本书最难的部分!现在让我们好好回顾一下前面讲过的内容。
我们讲了身体的疆域,讲了细胞,还有常见的敌人——细菌。我们讲了守卫身体内部的细胞,其发现和杀灭入侵者的机制,以及它们如何利用炎症为人体开辟好战场。我们讲了细胞怎样识别不同的对象,又怎样彼此交流。我们介绍了遍布血液和体液的补体系统。我们讲了能在必要时召唤援军的哨兵细胞。我们讲了身体的内部结构,讲了人体是怎样重组出几十亿种不同的武器,这些超级武器又是被怎样使用、怎样经突变获得改良的。当然,我们还讲到了人体的第一道防线——皮肤,那是怎样一个不适合生存的地方。
不过想一想,和其他情况相比,你很少听到说有人因伤口感染或皮肤感染而患病吧?皮肤是非常有效的边防,基本能轻易地驱逐病原体。生活中需要特意医治的感染,往往是自其他部位、另一片国土入侵的。这个王国要面对整套防御网中最棘手的问题。而最危险的敌人也是从这儿发起攻击的。
[1]抗体“中和”病毒是指什么?可以把细胞想象成地铁,病毒则是想上车的乘客。对病毒来说,这通常都很简单,穿过自动检票口、从车门上车就可以了。而抗体会抓住病毒的车票,把车票盖满,从而将病毒挡在检票口外面。抓住车票的抗体越多,病毒就越不可能148上车。这样,病毒就被“中和”了,不可能造成任何后果,就像滞留车站的乘客。
[2]好吧,其实人体有五类抗体,不过我不打算讲IgD,因为它和本书的所有内容都无关。简而言之,IgD可以辅助激活一些个免疫细胞什么的。不过我觉得我们已经介绍了很多细节,省略这一点没多大关系。不过为了说明这点,我给小标题都加了个脚注!
[3]前面我们说过,对血液来说,脾脏有点像淋巴结,但它的功能远不止于此!小小的脾脏是血液中反应最快的抗体IgM的主要来源。它就像一个应急基地,如果细菌等病原体通过伤口一类的途径进入血流,它能做出快速反应。脾脏过滤体内的血液,一旦发现血流中有敌人,它会马上激活B细胞,后者又会马上生成IgM。当然IgM不像其他类抗体优化得那么好,但它们的就绪速度极快,这在血液受感染时非常重要——病原体入血可就意味着能散播全身!这也是脾脏如此重要的原因之一。脾脏的作用机制是战后发现的,当时很多士兵身受重伤,脾脏往往被摘除了,后来他们中的许多人都因脓毒症去世,发病率远高于150普通人。现在,如果某种原因(如车祸)导致脾脏破损,医生都会尽量保住它。