第1部分 认识免疫系统
1 免疫系统是什么？
35亿年前，地球还是一片蛮荒之地，在某个神奇的泥坑里，生命诞生了，而免疫系统也随之出现。我们不知道这些初代生命做过什么，又怎样活下来，但知道它们很快就开始了互相攻击。要是你因为每天都要早起帮孩子收拾好，或是买个汉堡半冷不热，就觉得生活不易，那原始的单细胞生命可以给你好好上一课。它们必须想办法把周围的化学物质转化成能为己所用的东西，同时获取生存必需的能量，而其中有些细胞就盯上了“捷径”。如果能偷别人的，干吗还要自己干呢？有几种办法实现这一目标，比如可以整个吞噬其他细胞，或是在别的细胞上打洞并从其内部吸食营养——不过这样做颇有风险，成功了能饱餐一顿，失败了则会惨遭反噬，特别是在对手更大、更强的情况下。风险更小的办法是潜入对手细胞内部并在此安家：分享宿主的食粮，享受它的呵护。这个方法很漂亮，当然对宿主来说就很可怕了。
既然擅长“吸血”成了有效的生存技能，那么保护自己不被“吸”就也成了演化上的必需。接下来的29亿年里，微生物们凭借相似的招数，互相竞争厮杀。要是有时光机，能回到过去一睹此类战争的宏大场面，你其实多半会失望：除了潮湿的石头上有一些纤薄的细菌膜之外，什么都没有。在最初的几十亿年里，地球是个相当乏味的地方。直到生命形式的复杂程度发生了那一次最大的飞跃。
我们现在并不特别清楚，到底是什么让单打独斗的细胞开始向着密切合作并有专门分工的庞大细胞群发展的。[1]
大约在5亿4100万年前，多细胞动物出现了爆发性增长，体型变得肉眼可见，多样性也以极快的速度大大增加。这当然就给刚演化出来的古代微生物们提出了一个问题：几十亿年来，生活在微型世界中的它们，无论进入任何生态系统，都要为其中的空间和资源争斗，而对这些细菌及其他微小生物来说，还有比多细胞动物更好的生态系统吗？这个系统里，从头到脚都是免费的营养啊！所以从一开始，多细胞生命就面临着细胞入侵者和机体寄生者的威胁。
只有能应付这种威胁的多细胞生物才能存活下来并有机会演化得越来越复杂。可惜，经过数亿年的时间，细胞和组织都没有得到好好的保存，我们看不到免疫系统的化石遗迹。但通过科技的魔法，我们可以看到生命树的各个分叉，并观察现存动物，研究它们的免疫系统。如果有些免疫特征，为生命树上差距越大的物种共同拥有，那么一般而言，这些特征也就越久远。
那么重要的问题就变成了：免疫系统会在哪里产生区别，不同动物的免疫系统有哪些共性？几乎所有当今的生物都有某种形式的内部防御机制，而生物越复杂，免疫系统也越复杂。选取相差悬殊的动物，比较它们的防御机制，我们就可以了解很多免疫系统的历史。
从最微小的层面来说，细菌也有抵御病毒的方法，它们不可能乖乖就范。而在动物世界中，海绵这种已经存在了5亿多年的最古老、最简单的动物，就拥有可能是最原始的动物免疫反应：“体液免疫”（“体液/humor”一词来自古希腊语，这里可不是“幽默”）。体液免疫主要通过游离在细胞外体液中的微小蛋白来实现功能，杀伤、歼灭不该出现的外来微生物。这类防御非常有用，也非常成功，几乎所有现存的动物，包括我们人类，都有体液免疫。它没有被演化淘汰，而是变得举足轻重。原则上说，体液免疫在5亿年里都没怎么变。
但体液免疫只是个开端。多细胞动物的优势之一是它擅长调动多种多样的特化细胞。因此，从演化上来看，动物很可能没用多久就发展出了专业的防御细胞，相应的免疫就叫“细胞［介导］免疫”。这种新型的免疫一开始就大获成功。连在蠕虫和昆虫的小小身体里，我们都发现了专门的免疫细胞卫士，它们能在小虫体内自由巡行，与入侵者正面交锋。沿着演化之树，越是向枝头探寻，免疫系统就变得越是精妙。而在最早的脊椎动物身上，我们就已经看到了重大的创新：出现了专门的免疫器官暨细胞的“训练场”，以及最为强大的免疫原理之一——能够识别特定的敌人，并快速制造大量的针对性武器实现精准打击，还要牢牢记住它们！
即使是最原始的脊椎动物，比如样子诡异的无颌鱼，体内也有同样的免疫机制。在数亿年的岁月里，这些防御机制变得越发复杂和精密。不过，简而言之，上面都是基本的免疫原理，它们有着出色的防御效果，所以或许在5亿年前的某些生物体内就已经存在了。因此，虽然你我的免疫系统很复杂、很强大，但其底层机制在动物界却很普遍，其起源可以追溯回几亿年前。演化之手无须一次次地重新发明免疫系统——它发现了一套了不起的系统，并将其不断完善。
好，话题终于要回到人类，回到你我身上了。我们都在享受着数亿年来免疫系统不断演进的丰硕果实。不过，免疫系统并不只是存在于你的体内，它就是你本身。“免疫”只是对守护自身并维系生命的所有生物机制的一种表达方式。所以讨论免疫系统就是在讨论人本身。
免疫系统也不是一个单独的东西。它像一套军队系统，是由成百上千的营地和征兵处组成的遍布全身的复杂网络。它们和心血管系统一样，分布广泛，无处不在，由像高速路网一样的管道网连接起来。另外，人体还有专门的免疫器官，位于胸腔内，大小和鸡翅差不多，会随着人的老去而逐渐退化。
基于免疫器官和免疫“基础设施”，有几百亿免疫细胞在免疫路网和血流中巡逻，可以随时应召和敌人作战。此外，人体外部组织表面也有几十上百亿的免疫细胞形成的屏障，准备抵挡入侵。这还只是积极防御，还有1018数量级的蛋白质武器组成的防御系统，它们就像能自动组装、四处散布的地雷。免疫系统中还有专门的“大学”，供细胞学习如何识别敌人及怎样作战。这所大学有着世界上最大的生物学图书馆，可以教你识别一生中可能碰到的所有敌人并记住它们。
在最核心的意义上，免疫系统就是区分自身和异物的工具。对方是否有恶意并不重要，只要不是享有自由通行证的贵客，就会遭受免疫系统的攻击和歼灭，因为它有可能造成威胁。对免疫系统来说，为任何“他者”冒险都不值得。没有它们的此种忠诚，我们可能活不了几天。可惜，免疫系统如果忠诚不足或忠诚过头，也会造成困扰甚至致人死亡，后面我们会谈到这些情况。
区分自身和异物尽管是免疫功能的核心，但并不是它的目标。免疫系统的首要目标是维持“稳态”，即维持体内全部细胞及物质的平衡。免疫系统真是投入了最大的努力保持平衡，也在尽心安抚自己免于反应过激，这一点我们怎么强调也不为过。你也可以理解成，它在追求和平，追求让生存变得愉悦和轻松的稳定秩序，也就是我们所说的“健康”。健康是轻松自由地生活的基础，拥有健康，我们才能从心所欲，不受病痛的阻挡。
健康的宝贵，只有在失去它时才最能体会。健康其实是一个抽象的概念，因为它描述的是没有病痛、不受限制的状态，不是“有”而是“无”。拥有健康的时候，你觉得一切正常，感觉良好。而一旦健康离你而去，哪怕只有几天，你都很难忽视人的脆弱和生命的稍纵即逝。疾病是生命中不可避免的事情。可能你比较幸运，迄今都还没有遭遇过病痛。但如果你或你的亲人曾不幸患病，你就会明白，对于美好生活而言，没有什么比健康的身体更重要。对免疫系统来说，健康就是稳态。尽管这场守护健康的战争终会不可避免地输掉，变成徒劳，但我们仍在努力夺取多一些岁月，哪怕只是几个小时。因为总体而言，生而为人是幸福的，我们都希望自己可以活得久一点。
但维持健康殊非易事，因为我们每天都会遇到上亿的细菌和病毒，它们巴不得占领你的身体，就像几十亿年前那些单细胞生物之间发生的战争那样。对微生物来说，你就是一套有待征服的生态系统。这片广袤无垠的土地资源丰富，适合繁殖，充满了机遇，是理想的栖居之地。当然，等我们最终死去时，它们还是会胜利的；没有了免疫系统的保护，大量疯狂的微生物组成的军团会大大加速尸体的分解过程。
要担心的还不止这一大堆想要入侵的微生物，还包括可能误入歧途的身体本身，就是癌症。预防癌症是免疫系统的头等大事之一。事实上，在你读这几页书的时候，身体里可能就有早期癌细胞正在被免疫系统悄无声息地清除掉。
但旨在保护你的免疫系统也可能出错，可能堕落。免疫系统一旦受了蒙骗，可能就会助长疾病的蔓延，或是保护癌细胞不被发现。免疫系统也可能失衡或受损，从而糊涂地攻击自身。它会把“我”误判为“他”，实实在在地攻击起它本该保护的那些身体细胞，导致一系列自身免疫性疾病，而病人不得不长期服用可能伴有严重副作用的免疫抑制药物。
还有过敏反应，它是指免疫系统对无害的物质产生了过激反应。“过敏性休克”就是一种严重的过敏反应，它凸显了免疫系统有多强大，一旦出错又多么可怕：疾病未必会马上置人于死地，而免疫系统带来的过敏性休克却能在几分钟内夺人性命。
另外，就算是运行正常，免疫系统也会在帮助你的同时带给你痛苦：生病时的很多糟糕症状都是被激活的免疫系统引发的后果——对某些疾病来说，最严重的损伤甚至死亡都是免疫系统对入侵事件的失控反应造成的。比如，COVID-19导致的许多死亡病例都是免疫过激的结果。
免疫系统发挥防御功能的同时造成的附带损害会不断累积，于是今天有人认为，免疫系统的正常运转正是一些致命疾病的发展基础。因此，尽管拥有能对外界威胁做出快速有力反应的免疫系统对健康很是关键，但同时保证它不会失控和搞破坏也很重要。就和人类社会一样，如果你的身体不得不打仗，那它至少想要快速地结束战争，赢得干净利落，而不想经历长期的被占领或冲突，那只会耗尽资源，毁坏基础设施。
所以，免疫系统肩负的是尽可能保卫健康的重任。哪怕我们最终会输，但在当下，认真、尽职地打好这场守卫战，对我们来说很重要。
总结：区分自身和异物是免疫系统的核心，维持稳态是其目标，另外免疫系统还有许多种可能会出错。
免疫系统的各部分看似盲目、孤立甚至笨拙，但却能彼此合作，应对瞬息万变的外界环境，执行复杂的免疫功能，这正是免疫系统的奥妙之处。想象一下第二次世界大战吧，但规模还要大10倍，而且没有指挥官。战场上只有鲁莽的免疫士兵想弄明白仗要怎么打，需不需要坦克和战斗机，要往哪儿集结。而战争在几天之内就会结束。这就是你每次生病，哪怕只是普通感冒时，免疫系统在体内作战的情景。
接下来让我们来认识一下免疫系统。下次你边冲澡边因为感冒的症状而心烦意乱时，起码可以先想想那些辛勤工作的免疫细胞们。
[1]有趣的是，这可能就是单细胞生物互相争斗的副产品。某一刻，一个细胞吞噬了另一个细胞，但没有把它消化掉，相反，二者展开了地球上最为杰出的合作之一——这种模式至今依然强大。“内部细胞”（现在我们叫它“线粒体”）专门为宿主合成能量；“外部细胞”提供保护，送来免费食物。双方的交易大获成功，新兴的超级细胞也成长得越发复杂和精密。（若无特别说明，本书脚注均为作者原注）