免疫系統(中英雙語)（簡體書）

序言
蘇冰
人們對免疫學的認識，源於人類千百年來對抗瘟疫流行的不懈努力。1796年，英國醫生愛德華• 詹納發明了用於預防天花的牛痘疫苗，由此開創了現代免疫學的時代。免疫學作為一門年輕的學科，包含有新的分析技術、新的工程實踐，以及我們逐步對其本質的理解。高速發展的現代社會曾經樂觀地估計，抗生素和疫苗能夠讓人類不再擔憂感染性疾病，大量的醫藥領域研發資源被集中到了心血管疾病、神經退行性疾病以及癌癥等人類慢性病當中。而2020年年初一場新型冠狀病毒的大流行一下子讓大家意識到，人類在不斷演化、更新迭代的大自然面前仍然束手無策。因此，越來越多的有識之士意識到加強免疫學，尤其是感染免疫學研究發展的緊迫性和重要性。同時，免疫學界也意識到，免疫學的進一步發展，需要更多其他領域的專業人士來提供屬於他們領域的見解，從而為免疫學的進一步發展提供寶貴思路和意見。因此，一份深入淺出的讀本可以幫助有志於將自己的技術背景投入免疫學研究的專業人士，或只是希望了解免疫學大致進展的普羅大眾，打開一扇通往免疫學認知的窗口。
牛津通識讀本《免疫系統》正是這樣一本科普讀物，它致力於讓試圖獲得基礎免疫學知識的大專院校學生和普羅大眾了解和認識免疫學，尤其是當代免疫學的最新發展方向。本書從最原始的免疫體系（同時也是最熱門、最前沿的研究領域）細菌抗噬菌體的CRISPR系統開始，逐步介紹到無脊椎動物中的“模式識別受體”，以及脊椎動物的“適應性免疫系統”。這種以生物演化入手逐步展開介紹的方式，更有助於不甚了解免疫學的讀者從生物學的視角深入理解認知免疫學。後續篇章則以免疫識別、免疫記憶、免疫耐受等免疫系統的基本功能為抓手，逐步展開講解現代免疫學對基礎原理與臨床疾病發生發展的認知。本書的一大特點是，它除了對基礎原理進行闡述之外，還融匯免疫學知識於疾病的闡釋當中，從而進一步幫助讀者理解免疫學，尤其是貌似枯燥的免疫學知識與自己切身經歷的疾病之間的聯系。此外，本書還進一步探討了免疫學的前沿應用領域，如：新型疫苗、細胞治療、單克隆抗體治療、免疫系統年輕化等新方向，為希望進入這一領域的學者提供了可行的課題思路與研究方向。
本書的作者保羅• 克萊納曼，是牛津大學納菲爾德醫學院胃腸病學教授、威康基金會高級臨床研究員、牛津生物醫學研究中心的免疫課題主任。克萊納曼教授長期從事感染性疾病，尤其是丙型肝炎病毒慢性感染和疫苗反應的相關研究工作，對肝臟CD161陽性黏膜相關恒定T細胞，尤其是這一細胞對宿主防御以及免疫病理當中的作用具有深入認知。他還從事對丙型肝炎病毒的免疫防御機制，尤其是腺病毒疫苗激活的T細胞“記憶膨脹”的研究，對適應性免疫在宿主防御當中的作用有較為深入、細致的認知。他的生活與研究經歷為此書的最終成功問世提供了充分保障。
免疫系統的穩態平衡是人體健康的核心環節，它的失調也直接造成了很多疾病的發生。除因新冠肺炎而引起全社會關注的感染免疫之外，現代免疫學的另一核心領域—腫瘤免疫的研究也正開展得方興未艾，並已獲得諾貝爾獎垂青。這表明免疫學將在疫苗為人類攻克感染性疾病難關之後很可能再下一城，為消滅萬病之王做出自己的貢獻。此外，也正如本書中所提到的，免疫學研究在幫助我們進一步理解衰老和炎癥相關疾病方面也具有重要的潛在價值。譯林出版社從2008年就開始推出“牛津通識讀本”叢書中文版，截至目前，已出版百餘種，廣泛涉及宗教、哲學、藝術、歷史、法律、政治、商業、經濟、數學、化學、天文、醫學等領域。值此新型冠狀病毒肺炎全球蔓延，疫苗接種全面鋪開之時，這本《免疫系統》的推出無疑將有助於在民眾當中普及現代免疫學知識，並為其他專業人士進入這一領域以進一步拓展免疫學的豐富內涵架設橋梁。

第一章 什麼是免疫系統？

免疫系統與免疫力
大多數人都熟知免疫力這一概念。免疫力的主要含義是面對傳染病時保持健康，換種比喻方式可理解為免除一些令人不快的稅款。“Immunity”一詞源自拉丁語，意為“不常見的”或“有特權的”。這種含義可能是人們通過日常觀察所得出的：普通人容易感染疾病，而特殊的人則會受到保護或免於感染。
盡管在流行病（多數人被感染、少數人免於感染的情況）的語境下，免疫這一概念非常容易理解，然而它隱藏了一個鮮有人知的特征。如今，我們已經認識到是免疫系統讓我們一直保持健康—免疫系統的基本要素對保持健康十分有效，只有當免疫系統存在缺陷時，我們才容易感染特定類型的疾病。換句話說，在進化過程中，免疫系統已經受千錘百煉，因此可以非常有效地對付許多傳染性生物體，免疫系統通過將這些傳染性生物體從體內清除或擋在體外而讓個體不會罹患任何重大疾病。
新型病原體（可引起疾病的微生物體），尤其是跨物種感染人體的病原體（例如，埃博拉病毒），會給免疫系統帶來一系列新的挑戰—但幸運的是，設計免疫系統的目的就是為了克服這種難以預見的威脅。不過，還有許多其他生物體僅在免疫結構或防御系統受損或發育不足時（例如，在新生兒中）引起疾病，或者通過特定基因的突變而引起疾病。此類感染（例如，由某些類型的細菌和酵母菌引起的感染）通常被稱為機會感染（即，它們僅在某些條件下致病）。一個著名的案例就是“泡泡男孩”戴維• 維特爾：他的免疫系統非常脆弱，即使簡單的身體接觸也可能讓他置身於嚴重感染的風險之中。正是此類案例—“自然條件下的實驗”，或是可在實驗室條件下進行研究的突變—讓我們了解了免疫系統的正常功能，這就是所謂的“日常”宿主防御。如果脫離本書語境，用喬尼• 米切爾的話來說就是：“當你失去時才知道自己擁有過什麼。”
免疫系統不僅抵御來自外部的威脅，而且也抵御內部的威脅。免疫系統可視為一種用於維持體內現狀的系統，即所謂的體內平衡。因此，當一種外部生物入侵體內時，就會激活免疫系統來消除它。然而，當個體內部出現異常的組織變化並形成癌癥時（正常調節的組織轉變為增長和定位不受自然控制的異常組織），免疫系統也會發揮作用，這一點正為越來越多的人所認識。在某些（非常罕見的）情況下，癌癥實際上可能是由某種微生物引起的—例如，病毒與宮頸癌（人類乳頭瘤病毒或HPV） 和某些淋巴癌（淋巴瘤，由愛潑斯坦—巴爾病毒引起）的形成有關。在這種情況下，免疫系統有可能對引起癌癥的病毒做出反應。在許多其他情況下，免疫系統也有可能識別出癌組織內部的變化。本書稍後會對這一識別方式的諸多制衡機制進行討論，而現代免疫學最令人興奮的特征之一就是，可以利用免疫反應為癌癥提供全新的有效治療方法。
免疫系統的另一個重要特征，可由其所抵御的微生物體的特性得知。與宿主相比，細菌和病毒的基因組（生命體中遺傳物質的總量）相對較小—例如，某些細小病毒只能編碼兩個完整的基因，而與此相比，人類能編碼大約兩萬個完整的基因。病毒的基因組可以是RNA或DNA—RNA或DNA可以攜帶相同類型的遺傳信息，只不過會表現出不同的病毒生活方式。病毒會大規模地快速復制這些基因組（在病毒感染期間，每毫升血液中可能會復制出數百萬個病毒），這就使突變和自然選擇過程可以快速進行。在某些情況下，病毒使用的復制機制甚至會加劇這種情況—某些RNA病毒的聚合酶（一種通過復制基因組從而復制病毒的蛋白質）缺乏校對功能。如果人類以這樣的錯誤率復制其龐大的基因組，那將是一種災難，但對於病毒而言，如果復制的基因組有缺陷，則很容易進行替換。
棲息在宿主細胞中的病毒，會利用宿主自身的機制將宿主的某些真實基因組整合至自身的基因組中。例如，感染了世界上大部分人口的巨細胞病毒（CMV）就已經把幾個免疫基因整合至自己的基因組中，並進行修改而為己所用。顯然，這種適應的主要動機是為了逃避宿主免疫系統—尤其是病毒會使用這種方法從而在單個宿主或種群中長期存在。這樣做的結果是，宿主與病原體之間共同進化的過程延長了—在單個宿主中，病原體可以快速完成適應，甚至有可能在幾天之內適應個體的免疫反應，例如HIV。
根據我們如何理解免疫系統，也可以推導出一個重要的結論—如果說病毒已經適應了通過諸如阻斷化學信號或阻斷整個細胞通路的方式來躲避宿主的免疫反應，或者有效對抗宿主免疫反應的某個方面，那麼這就在很大程度上說明了在正常的宿主防御策略中存在特定的分子或通路，同時也說明了其所具有的局限性。就像安全服務可以利用黑客來測試網絡的防御性能一樣，研究病毒可以讓我們了解大量關於正常免疫系統的功能以及如何操縱免疫系統的知識。羅爾夫•辛克納吉和彼得•多赫蒂的合作研究方向就是如何通過淋巴細胞識別病毒，並因此獲得了1996年的諾貝爾獎，而辛克納吉則將病毒描述為免疫學“最好的老師”。
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