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免疫世界,模拟人生

2025-03-26

来源:胖猫的生命科学

免疫系统有复杂的作用和功能。整个免疫系统的运行和日常代谢、更新,有许多机制和原理跟人类社会的生活有着“异曲同工之妙”!

今天这篇的逻辑,可能从一个简单的角度切入免疫学!

看透了可以帮大家把免疫的逻辑快速融会贯通,迅速拿捏生物医药中免疫相关的机制!

01

起源和分化

按现在被通常接受的观点,人类起源于非洲的同一个祖先,随时间的推移,和群体的迁移,最终分化成不同的人种和谱系。


对应的,构成免疫系统的免疫细胞细胞,也起源于共同的祖先:多能造血干细胞(HSC);

造血干细胞通过分化和迁移,最终会分化成不同的细胞系,包括红细胞、白细胞和血小板等。这和人类的起源和进化非常的相似了!



在这其中,统称为白细胞(包括中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞和巨噬细胞)的细胞构成了免疫系统的细胞成分。

这些不同细胞构成免疫系统,类似于不同的公民构成一个社会系统。

在这个系统中,它们相互依赖或独立地共存、合作和互动,很多行为和人类的监视、维持和保家卫国等动作相似。

同时,系统又可以分为先天性和适应性免疫。

先天免疫系统是人体的第一道防线,除了物理屏障外,还包括效应细胞、抗菌肽、可溶性介质和细胞受体,它们就类似一个国家的边防士兵。

而适应性免疫系统则是分工明确的不同工种的军队,好似人类社会的陆海空以及特种部队等。



02

住房和交通

免疫细胞起源于骨髓,但随后会迁移到血液中,并最终在特殊组织,如胸腺、淋巴结、粘膜和脾脏中驻留。

这些驻留免疫细胞的组织就类似人类的一个个居民区!

一旦有需要,免疫细胞会迅速被召集,运行到需要的部位,这就需要快速的、遍布全身的“交通网络”来运输免疫细胞。



免疫细胞通过淋巴节遍布人体各处,可以确保所有身体系统的安全、保障和健康,防止感染危害,并持续监测异常细胞和细胞生长。

各个淋巴结又通过特殊的运输网络——淋巴系统——相互连接。

淋巴系统由复杂的血管网络组成,这些血管形成免疫细胞在整个身体中运输的途径。确保安全快速的抗原和免疫细胞运输,强力的支持免疫作用和反应的发生。



03

语言和沟通

作为一个复杂的组织,免疫系统也需要通过特定的沟通手段来连接所有细胞系统,并策划细胞免疫相互作用的复杂操作。

免疫细胞通过细胞因子的蛋白质来进行通信,完成上述的沟通,这一点类似于人类通过语言单词来完成相互间的表达沟通。

细胞因子作为化学信使,与单词相似,通过与靶细胞的受体结合来发挥其作用。



靶细胞的受体将消息解码并随后通过涉及调节蛋白和分子复合物的多层途径传输到细胞核。

这些复杂相互作用的最终结果是对随后的细胞通信和作用所需的新蛋白质或信使(细胞因子)的编码。



04

记忆

与人类似,免疫系统也具有强大的记忆功能。

即,免疫系统具备保留有先前遇到的入侵抗原的信息的能力。

免疫系统以前遇到的传染性抗原,异常细胞,信号或刺激的信息由其记忆系统存储。

这种作方式与警察保留的案犯案底类似,一旦有案子发生,先查看有案底人员,做出快速反应。

所以,免疫系统在第二次遇到相同或相似的威胁时,她的回应更迅速,有效。




05

教育体系

免疫系统的免疫细胞最初均处于“幼稚”阶段,经过刺激、成熟后才能成为成熟的功能细胞。

这类似于人类的专业技术学校,学习好了之后,持证上岗!

免疫系统中T细胞的教育机构是胸腺,B细胞的教育机构是生发中心。

在胸腺发育阶段,T细胞受体与胸腺表达的抗原结合,学会识别自我抗原。

如果T细胞与自我抗原异常结合或者亲和力较低,都会被清除,这些过程分别称为正选择和负面选择。



而B细胞在生发中心的教育和成熟则需要B细胞和T细胞之间的协作。

T和B细胞之间的协作由T细胞通过一个复杂的过程进行编排,该过程从APC(例如树突状细胞)和B细胞识别的刺激信号开始。

然后通过一系列共刺激/抑制细胞受体相互作用将其呈现给T细胞,最终导致效应B细胞(浆细胞)的产生。浆细胞(效应B细胞)产生抗体,包括免疫球蛋白IgA,IgE和IgG。



当然,T细胞和B细胞的合作效应,这也体现了人类社会中团队作战和合作共赢的哲学逻辑。



06

平衡和折中

因为人的多样性及其个性的差异,某些情况可能导致冲突或战斗,但宽容和谅解在冲突的结束中起到了重要的作用。

以免局部冲突进一步扩大!

而对于免疫反应,当免疫反应抗击病原时,也可视为人类社会中的冲突。在某些情况下,需要冲突结束的解决方案。

如果免疫反应不被及时制止,则反应的范围可能扩大,伤害到其它健康组织。

而免疫系统中则存在着免疫平衡和耐受的生物学机制,避免上述伤害的发生。






07

总结

免疫系统作为一个复杂的组织运作,由器官、细胞、受体和蛋白质等不同层面的组织组成。

这些器官、细胞、受体和蛋白质构建了复杂的反应网络,这让免疫学的学习异常的困难。

要理解和记忆的名词很多,很多反应也得弄明白!

更重要的是,现代生物医药的最底层逻辑架构就是免疫学,很多专业的和非专业的小伙伴都说学免疫学非常吃力

今天这篇提供一个逻辑视角。从人类社会的维度去理解免疫学,把免疫学涉及的细胞、因子等名词,转化成人类社会的角色去理解!

相信,读了这篇的读者老爷,很快就能把免疫学搞的通透明白!