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《科学大家》|了解神奇的免疫系统:你会看你的化验单吗?

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出品:新浪科技《科学大家》、北京科技出版社

作者:[美]汤姆·奥布赖恩

仔细看你的血液化验结果

当医生向你解释你的血液化验结果时,如果你发现在某个指标的旁边有一个“↑”或“↓”标记(这表示该指标的检测值高或低),而医生却告诉你,你的结果是正常的,你应当问一下医生这个指标的异常是常见的还是正常的。这可能会让你们就这个指标的检测值高或低的原因展开讨论。

了解你的免疫系统

免疫系统可以让我们免受周围环境对机体的不利影响,但也正因如此,我们中的绝大多数人都在向自身免疫性疾病发展谱上危险的那端走去。而我们的目标是转而走向自身免疫性疾病发展谱的另一端,回到正常的免疫状态。

首先让我们了解一下免疫系统是如何工作的。免疫系统就像军队一样由不同的兵种组成,它们共同保护着你。我们可以把它们比作陆军、海军、空军、海军陆战队和海岸警卫队(医生称之为IgA、IgG、IgE、IgM 和IgD,后面将详细介绍),每一个兵种都承担着不同的任务,为我们的健康保驾护航。

我们的体内有4种免疫系统,每一种都能产生上述5种抗体:最大的免疫系统位于肠道,人体70%~85%的免疫力来源于此;在肝脏中还有一种称为Kupffer 细胞的免疫系统;第三个免疫系统是血液中的白细胞;最后一个位于大脑,由神经胶质细胞组成。

每个系统都独立工作,但都遵循着相同的规则并相互关联。每个免疫系统都由至少两部分构成:①细胞免疫系统,又称先天性免疫系统,它相当于手枪,可以向敌人发射化学子弹;②体液免疫系统。又称适应性免疫系统,它相当于当你需要支援时被召唤的重型火炮。

面对入侵者时,无论是癌细胞、细菌、病毒、寄生虫、有害的食物蛋白和多肽,还是药物等化学物质,细胞免疫部队都会产生细胞因子,我称之为“第一反应者”的化学子弹。这些细胞因子能够识别并攻击它们认为具有威胁性的东西。细胞免疫系统可以产生许多类型的细胞因子,并根据威胁的不同决定派谁出战。例如,当我们通过接种疫苗来增强免疫系统时,对麻疹和腮腺炎我们分别进行疫苗接种;每一次接种,我们都是为了产生不同的细胞因子。如果细胞免疫不足以抵御入侵,机体就会调用“重型火炮”,这时体液免疫系统就会大显身手,它的士兵会向敌人发射导弹(抗体)。

这个复杂的生物系统昼夜不停地工作着,用其有限的能力保护我们的机体免受外部侵害。在如今的环境下,免疫系统必须非常努力地工作,并且常常是超负荷地工作。

这是因为我们的身体和我们几千年前的祖先完全一样,但是我们所面临的威胁却与他们完全不同。正如我的好友,血管生物学家马克·休斯敦博士所说:“面对无穷无尽的入侵,我们人体能做出的有效应对却是有限的。”我们祖先的免疫系统只需要应对为数不多的病毒、细菌和寄生虫,而我们现在的免疫系统还要应对超级细菌(对抗生素产生耐药性的细菌)、杂交和转基因食品、大量的有毒化学品(包括除草剂和杀虫剂),以及铅、汞、镉等重金属,这是社会发展的代价。之所以有人认为罗马文明终结于有毒的铅质水管,是因为人类的免疫系统不能抵御铅的侵害。因此,我们要保护好免疫系统。

抗体是免疫系统的精兵强将

当细胞免疫系统不能通过炎症反应清除入侵者时,体液免疫系统就会被召唤前来打这场“战争”。后者会派出针对特定目标的训练有素的“刺客”——抗体。无论何时何地,当抗体发现入侵者时,它们便会发射“导弹”。如果你曾有过血液检测结果提示“抗体水平升高”或抗体标志物旁有“↑”标记,则表示这些战士们正夜以继日地工作以清除其感知到的威胁物。不论你是否出现症状,抗体在清除入侵者的过程中导致的组织损伤都在不断增加。

每种体液免疫系统都有自己专属的抗体部队:IgA、IgG、IgE、IgM 和IgD。IgM 是“先头部队”。如果它不能完全清除威胁物,其他抗体部队就会被派出接管这一任务。如果某种食物被身体认定为威胁物,那么机体会随即派出IgA将其清除。当入侵者进入血液时,由IgG参与的全身性免疫应答就会被激活。虽然我们已知IgD的存在,但其功能仍不明确。

如果IgE反应被激活,会刺激机体释放组胺,但如果组胺过量则可能危及生命。例如,当机体对食物(如花生)过敏,或暴露于某些毒液(如被蜜蜂蜇伤)时,都会激活IgE 反应。如果你或你的家人被诊断为过敏症,那么你可能已经熟悉刺激IgE 反应的检查——皮肤点刺试验(确认是否有变态反应)。但事实上,皮肤点刺试验只是检测机体对某种食物是否过敏的方法之一。

如果你的孩子每次吃了很多奶酪后他的鼻腔就会充满黏液,医生会安排你去找过敏症专家接受IgE 抗体检测。如果测试结果为阴性,那么你的孩子是否可以继续吃奶酪呢?专家可能会说,孩子未检测到IgE 变态反应,是可以吃奶酪的。但是,我们还应该检测其他的抗体,因为虽然你的孩子没有针对乳制品的IgE 变态反应,但可能会有来自其他抗体部队的反应。

在确定食物过敏方面,皮肤点刺试验并不全面。我们的免疫系统会针对某种食物做出许多反应,但皮肤点刺试验只能检测出其中的一种。如果医生没有采取更全面的检测方法,那么你的孩子可能会继续接触乳制品,这会使他仍然感到不适。大脑可能会指示免疫系统任命一位负责人(将军),它的工作就是确保你在余生免受那些讨厌的食物的伤害。例如,你可能有“麸质将军”,它会指导免疫系统产生抗麸质抗体,并使你在接下来的日子里始终拥有再次产生这些抗体的能力。这些将军被称为“记忆B 细胞”。当你的免疫系统将某种有害物质认定为威胁物后,记忆B 细胞的任务就是保护你在将来的日子里免受其危害。

请记住,你的免疫系统就像军队,很多将军只是坐在那里无所事事。但一旦你接种了麻疹疫苗,就如同有一个入侵者进入你的体内,那么军队便开始进入战斗状态。大脑会下达指令以应对入侵者:“将军,请注意,你现在被任命为‘麻疹将军’。”“麻疹将军”会建立一套生产线,开始生产针对麻疹病毒的抗体。这些抗体顺血流而行,沿途寻找麻疹病毒,并将其消灭。

当因接种疫苗带来的麻疹病毒消失后,“麻疹将军”会说:“关闭生产线,我现在不需要那么多士兵了。”但是,因为“麻疹将军”是一种记忆B 细胞,所以当你再一次接触麻疹病毒时,“麻疹将军”只需再次启动生产线即可,而不需要重建一条生产线。注射加强疫苗就是为了使生产线重新开启。在注射加强疫苗后几天机体就能产生足够的抗体来保护你。如果你初次去非洲旅行,你需要提前几个月接种黄热病和登革热疫苗。但如果你15 年后再次去非洲,你只需在出发前2周注射一次加强疫苗即可。加强疫苗会唤醒“黄热病将军”和“登革热将军”,它们会重启生产线,生产抗体,从而达到保护你的目的。

为了保护你免受病菌或是麸质、乳制品的侵袭而产生的抗体在血液中巡逻,寻找病菌(或食物),这些都是它们在流水线训练中攻击的目标。在这些有害的病菌或食物被抗体消灭后,关闭生产抗体的流水线需要1~2个月的时间。而血液中已经产生的抗体寿命为2~3个月。因此,高水平的抗体会在血液中持续循环,发挥作用,有时在长时间接触入侵者(如麸质)后会造成附带损伤。

这意味着机体只需要接触一次入侵者就能激活一个特定的“将军”,并且这种保护性反应会持续很长时间。一旦你再次接触入侵者,保护机制被重新激活,抗体水平上升,免疫系统就会全力“保护”你。这就是为什么你不能接触麸质或其他你可能敏感的食物,哪怕只有“一点点”的原因。2001年,一篇重要的研究报告发表在《柳叶刀》(Lancet)杂志上,该研究对乳糜泻患者进行了20余年的随访,记录了他们的饮食模式。研究发现,那些每月吃1 次麸质食物的患者,即使他们并无不适,也会在之后出现严重问题。文中说到:“无麸质饮食定义为每月吃1次麸质食物,如果不能坚持无麸质饮食,死亡的相对风险将变为6倍。”这样看来,似乎偶尔吃一次纸杯蛋糕也会让我们付出很高的代价。

如果你的抗体水平持续偏高,但没有症状,一些医生会忽略这一点,但这是一件非常严重的事情。例如,如果你针对甲状腺的抗体水平升高,但你没有明显的甲状腺功能异常,一些医生会认为这只是一个偶然发现而已。然而事实并非如此:这是你免疫系统发出的信号,说明你的身体存在问题。在疾病发生之前,免疫系统对于其感知到的威胁物所做出反应的最后一道信号就是抗体水平升高。抗体水平持续偏高会引起炎症和组织损伤。

当我们的细胞免疫系统(“第一反应者”)对于入侵者无能为力的时候,就会出现抗体水平的升高。仅仅是监测我们的生活方式,就会使我们的免疫系统疲惫不堪5。我们行驶在生命的高速公路上,车速慢时我们的传动装置在抗议,但即使我们加大马力也没能像我们想象中那样快速前进。如果你看起来压力过大或筋疲力尽,有的医生可能会建议你放慢节奏,但我认为这在当今社会是不现实的。他们所说的“减轻压力”和“放慢节奏”对我而言是一种逃避。我们不能降低对自我的要求,不管是照顾孩子、应对高峰时段的交通,还是在工作中保持最佳的成绩。我们根本不会放慢生活节奏,没有人会放慢节奏,而且坦率地说,你不应该这么做。

相反,我将教你如何改变驾驶方式,这样你就能花费更少的力气来提高车速。这样我们就可以燃烧更少的燃料,用高速挡快速前进,并支持我们的免疫系统。我相信充满激情地生活是我们与生俱来的权利,但我们不应该为此而让自己筋疲力尽。我人生信条的一部分来自乔治·萧伯纳的这首诗:

  人生真正的快乐,

在于能对一个事业有所贡献,

而自己认识到这是个伟大的事业;

在于能成为宇宙间的一股力量,

而不是一块自私自利的行尸走肉,

成天埋怨世界没能叫他过得更快活些。

我的生命属于整个社会;

在有生之年,我会尽我所能地为整个社会工作,

这就是我的特殊荣幸。

对我来说,人生不是什么“短暂的烛光”,

而是一支由我此时此刻举着的火把,

我要把它燃烧得极其明亮,然后递交给后来的人们。

“换挡”的具体方法其实非常简单。当你吃的食物被免疫系统认定为威胁物时,新陈代谢的压力便会随之而来,并在你的薄弱环节上有所体现。通过吃正确的食物,你可以减少这种不必要的压力。通过相关学习,你将知道哪些食物会让你不适、肥胖、疲劳或健忘,希望你能避免吃这些食物,这样你的身体状态就能达到你想要的水平。

炎症是免疫系统的战略堡垒

炎症是免疫系统面对威胁时的自然反应。免疫系统产生的细胞因子和抗体会攻击入侵者,将其清除,并形成一道屏障,为你阻挡入侵物。这一屏障能增加血流量,将白细胞和抗体运送到机体需要的部位。在某些情况下,比如当你手上有一个小伤口时,这个屏障会让你产生灼热感和疼痛感。但在其他情况下,炎症是内在的,并不那么明显。例如会发展成为心脏病的动脉粥样硬化,这被认为是一种“睡眠状态”,你不知道它正在发生。如果你不进行高敏感性的血液测试,你甚至不知道炎症的存在。了解这两种类型的炎症是非常重要的,因为它是你识别身体中发生了什么的能力的基础,这样你才有机会采取措施停止或修复损伤。

炎症是免疫系统让我们保持健康的主要武器。炎症给我们的印象并不好,但事实是,出现炎症并非坏事。过度的炎症对你才是有害的。一旦入侵者被清除,你身体受到的损伤被修复(就像你手指上的伤口愈合一样),炎症屏障就会被移除。然而,如果威胁物仍然存在,炎症通常会持续存在。这可能发生在当炎症反应的火力不足以击败入侵者的时候,或者当我们持续暴露于威胁之下的时候,例如在我们不知道自己对某种食物敏感的情况下仍然在吃这种食物,这就如同“火上浇油”。

当炎症失去控制时,你可能会注意到一些轻微的症状,也许你会觉得这是自己在变老的表现。一开始,你可能觉得自己胖了一点,或者比平时累了一点。也许你比去年胖了1~2千克,裤子更紧了。但是,如果年复一年这样增重,持续10年,那你的裤子就要增加了一个或两个尺码了,并且腹部长出了“游泳圈”。腹部周围堆积的脂肪能产生17种激素,其中15种会引起炎症反应。脂肪堆积通常由不良的生活习惯造成,会导致体重增加和全身炎症反应。有一个简单的筛查检测可以确定你体内的脂肪含量是否已达到危险水平,即“身体成分分析”。

持续的慢性炎症可直接引起组织损伤,并最终导致器官功能障碍。过度的炎症级联反应是导致体重增加、疲劳、抑郁、慢性疼痛、焦虑、失眠和自身免疫性疾病的根本原因。几乎每一种退行性疾病都与过度的炎症有关,包括癌症、心脏病、糖尿病、系统性红斑狼疮、多发性硬化、帕金森病和阿尔茨海默病等。科学研究已证实,动脉粥样硬化和癌症的启动和进展都和自身免疫有关。据估计,在美国有1/5的女性患有自身免疫性疾病,在男性中这一比例为1/7。

炎症以及你的健康链条上的薄弱环节

炎症首先会在你健康链条中的薄弱环节上表现出症状。这个薄弱环节所在的位置取决于你的基因、你之前的经历(你的生活方式)以及你所处的环境。自身免疫性疾病发展谱中的症状可以有很多种,这取决于你的整体健康链条中的薄弱环节。

例如,同样是对麸质敏感,有的人可能表现为大脑功能受损(例如,头痛、记忆丧失或癫痫发作等),有的人可能表现为便秘,有的人可能表现为肝脏疾病。过度的炎症会牵拉你的健康链条,而这个链条上的薄弱环节即是造成组织损伤的地方。如果薄弱环节位于甲状腺,你可能会容易感到寒冷或是很难减肥。如果薄弱环节位于肝脏,你会发现酒精对你的影响比以前更强了。如果你是女性,你可能会有更多的绝经后综合征表现。如果薄弱环节位于大脑,你可能会忘记一些简单的事情,比如你把钥匙放在哪里了,或者笼统地说记忆出了问题。如果薄弱环节位于肌肉,你可能会发现你没有以前那么强壮了,或者连爬楼梯都出现了困难。

在确诊之前,你可能要多次就诊,甚至求助于多位医生。据统计,乳糜泻患者在确诊前,通常平均需要就诊于5名医生,病程平均为11年。当症状已经影响你的日常生活时,炎症的组织损伤已经累积了很多年。这些症状最终可能会让你前去就诊,医生可能会专注于治疗炎症引起的症状(如关节疼痛、头痛、血糖升高等),而忽略了解决根本问题。无论牵拉你健康链条的原因是什么,如果不能得到解决,过度的炎症可能就会在你的下一个薄弱环节引起新的问题。在医学上,这被称为“共病”。

例如,糖化血红蛋白(HbA1c)是评价糖尿病药物治疗成功与否的一种血液标志物。糖尿病治疗的标准方案是加大药物剂量,直到HbA1c 水平降至正常范围。如果你听从医生的建议并采取药物治疗,使得你的血糖稳定,那么你的实验室检查结果也会看起来不错(HbA1c正常),但是药物本身可能会使你罹患并发症的风险升高,如精神衰退或致死性心脏病发作,因为降糖药并不能解决导致血糖升高的潜在炎症,炎症仍会对你的血管和大脑造成损伤。很抱歉,但我必须告诉你,2型糖尿病患者的寿命较短,心血管疾病发病年龄较早,相较于一般人群更容易出现大脑退化(认知能力下降)。2011年发表在《新英格兰医学杂志》上的一篇关于糖尿病药物治疗的荟萃分析结果显示,与标准治疗相比,加大药物剂量使HbA1c 降至正常范围可以将5 年非致死性心脏病发生率降低21%。这听起来很不错,但是如果你研读一下全文,就会发现这样的治疗方案也会使患者的5年病死率升高19%以上。

我非常赞同应用治疗症状的药物,但我们也必须治疗引起疾病的潜在炎症。成千上万的临床医生发现,通过增加清除炎症的治疗措施,你可以阻止一些退行性疾病的发生或发展,甚至在某些情况下还可以逆转一些退行性病变,如2型糖尿病和其他自身免疫性疾病。

过度氧化应激导致炎症产生

绝大多数细胞内都有称为线粒体的小能量屋。线粒体会利用氧和产能营养素来生产我们需要的能量,以维持身体功能。在这个过程中,部分代谢废物产生了额外的自由基。这些自由基会破坏我们的细胞膜,当损伤累积到一定程度便会影响组织和器官的功能,然后症状开始出现。一般情况下,自由基可以被抗氧化维生素和多酚所中和,它们就像海绵一样,可以将自由基吸收。

我们可以从五颜六色的水果和蔬菜中得到这些维生素——这就是我在第七章中建议每天吃不同颜色的蔬菜的原因。每种颜色都对应不同种类的维生素、多酚和抗氧化剂,吃多种颜色的水果和蔬菜对你大有裨益。

如果我们的饮食中缺乏抗氧化剂,或者我们过度暴露于抗原,自由基就会堆积并产生氧化应激反应,从而破坏体内的各种细胞。其产生影响的部位则取决于你健康链条中的薄弱环节。氧化应激是导致炎症产生和细胞损伤的主要机制,进一步发展可引起组织损伤。当组织损伤积累到一定程度时,就会出现器官功能障碍,并最终导致器官疾病。往往到这时,你才会被确诊。

你知道吗?在乘坐飞机的时候,你会暴露在太阳耀斑的过度辐射之下,这会增加你的氧化应激负荷。当你从纽约飞往洛杉矶时,如果太阳耀斑非常强烈,这一趟你相当于接受了7次胸部X线检查的辐射量。女性空勤人员是激素失调和孕期并发症高发人群,其主要原因就在于过度地暴露于辐射之下,这也是飞行员是患白血病和淋巴瘤概率最高的职业之一的原因7。这些人每天都坐在铝制机舱里,暴露在辐射下,结果导致了过度的氧化应激。我建议所有的乘务员和飞行员服用5 倍于普通人群需要的抗氧化维生素,他们需要大量的“海绵”来清除自由基。

我的导师杰弗里·布兰德博士是功能医学的联合创始人,他举过一个例子,可以帮助我们理解氧化应激。他说,要填满一个足球场,需要976000个捕鼠器。如果你将每个捕鼠器都竖起来并在里面塞一个白色的乒乓球,那么足球场看上去就完全是白色的——你所看到的都是乒乓球。如果你沿着球场边走,把一个乒乓球扔到球场上,它会碰到一个捕鼠器,这个捕鼠器会把它自己的球弹射出去:砰!现在空中有2 个乒乓球,一个是你扔出去的,一个是捕鼠器刚刚弹出来的。这2个球又击中了2个捕鼠器:砰,砰!现在空中有4个乒乓球。砰!然后是8个,16个,等等:砰,砰,砰,砰,砰,砰,砰,砰。你引起了一个不断弹射乒乓球的级联反应,这一反应在第一个球被弹射出去后会持续很长时间。

就像上面这个例子一样,在最初的刺激物引起炎症后,氧化应激就像有生命一样,呈指数级增加。抗氧化剂就如同你的灭火器一样,而你的炎症反应已经超过了其能熄灭的临界线。如果你继续“火上浇油”,使机体产生更多的炎症反应(例如,继续食用你敏感的食物),那么氧化应激就会继续加剧炎症反应,进而导致更多的组织损伤、功能障碍,最终导致疾病。

识别自身免疫性疾病

自身免疫性疾病有80多种,自身免疫性病症更是多种多样。“疾病”和“病症”有着显而易见的区别。病症是机体功能障碍的结果,而当功能障碍进展为器官损伤时,就导致了自身免疫性疾病。如果你的体内产生了针对自身组织的抗体,那么每种抗体都会引起不同的病症。例如,有7 种抗体与系统性红斑狼疮相关,它们中的每一种都可通过不同的机制引起功能障碍,这就是系统性红斑狼疮患者会有多个器官或多种组织受累的原因。

患有自身免疫性疾病的人通常有不止一种疾病。例如,超过20%的乳糜泻患儿有轻度的心脏功能障碍,他们乳糜泻的诊断已经明确,而心脏疾病还处于早期,没有症状。这意味着如果你有自身免疫性病症,你的健康链条中可能还有其他的薄弱环节,如果你不能让炎症的级联反应停止,那么无论这些薄弱环节在哪里,它们都会受到损伤。

  常见的自身免疫性病症如下:

● 脱发

● 阿尔茨海默病

● 肌萎缩侧索硬化

● 糖尿病

● 炎症性肠病(克罗恩病和结肠炎)

● 多发性硬化

● 肾脏疾病

● 神经病变

● 关节炎

● 帕金森病

● 银屑病

● 类风湿关节炎

● 甲状腺病

数据告诉我们,通过合理的饮食可以减轻过度氧化应激。2004年,一项发表在《英国医学杂志》(British Medical Journal)上的荟萃分析结果显示:当你选择健康的、富含抗氧化剂的饮食计划时(这样可以得到更多的“海绵”来清除自由基,减轻氧化应激),你的心血管疾病患病风险能降低75%,整体预期寿命会增加6.6年,在无心血管疾病的情况下预期寿命可增加9 年。建议每天食用的食物包

括冷水鱼、黑巧克力(是的,你没看错,每天吃黑巧克力)、大蒜、杏仁、红葡萄酒,以及水果和蔬菜。记住,是每天。光吃胡萝卜是不够的,饮食要多样化,还要吃点西蓝花、紫甘蓝以及番茄或者红辣椒。

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