1免疫系統是什麼？

What Is the Immune System?

免疫系統的故事，是從生命本身的故事開始的。大約在三十五億年前，在一個環境惡劣而且空蕩蕩的星球上，一灘異常的水坑中。我們不確定這些最原始生物做了什麼，或者有什麼意圖，只知道它們很快就開始刻薄地對待彼此。如果你為了幫孩子準備好迎接一天需要早起，或是因為漢堡不夠熱而覺得人生艱難，那麼地球上最原始的活細胞有話想對你說。當這些原始細胞想出如何將周圍的化學物質轉化為可以使用的東西，同時獲得可以持續生存下去所需要的能量時，其中一部分的原始細胞選擇了走捷徑。如果可以從別人那邊竊取這些有用的東西，為什麼還要親自去做這所有的工作呢？有幾種不同的執行方法，比如把別人整個吞下去，或者將別人扯開一個洞，然後啜飲它的內臟。但這些方法可能滿危險的；你不但得不到免費的一餐，反而可能成為原本被鎖定的受害者的餐點，尤其是當它們比你更大、更強壯的時候。因此，另外一個風險較小卻又可以同樣得到這些獎品的方式，就是進入它們體內並讓自己過得舒舒服服。吃著它們吃的食物，並被它們的溫暖擁抱著。如果不是因為這一切對宿主來說是那麼地糟糕，這樣的安排其實還滿美好的。

當從他人身上汲取養分成了一種有效的策略時，如何能夠捍衛自己免於這些吸血鬼的迫害，就成為了演化的必要目標。於是在接下來的二十九億年間，微生物以勢均力敵的武器相互競爭著。如果你搭乘時光機回到過去，期盼見識這場精彩的競賽並為之喝采，那你可能會覺得相當地無聊。因為除了隱隱約約在一些潮濕岩石上的細菌薄膜外，實在看不到什麼東西。地球在最初幾十億年，是一個相當枯燥且乏味的地方。直到生命創造了可說是歷史上複雜度最高的大躍進。

我們不知道究竟是什麼啟動了這個轉變，讓生命從許多各自為生的單細胞，轉變成彼此緊密合作並且各有所長的龐大群體。2

大約五億四千一百萬年前，多細胞動物突然間爆增並且變得可見。不僅如此，它們極快速地變得越來越多樣化。當然，這為我們新興演化而成的祖先帶來了一個問題。數十億年來，生活在微小世界裡的微生物彼此競爭，爭奪著生態系統中每一個可利用的空間和資源。如果動物對於細菌和其他微小生物來說不是一個很棒的生態系統，那又是什麼？這是一個從上到下充滿著免費養分的生態系統。所以打從一開始，入侵者和寄生蟲就是多細胞生物生存的一大威脅。

只有找到方法成功應付這種威脅的多細胞生物才能生存下來，並有機會變得更加複雜。很遺憾地，由於細胞和組織並沒有辦法完整地保存好幾億年，我們無法看到免疫系統的化石。但透過科學魔法，我們可以看到多樣化的生命之樹和至今仍存在的動物，並研究它們的免疫系統。當生命之樹上離得很遠的兩個生物仍具有相同的免疫系統特徵，代表這個特徵通常是相當古老的。

所以重要的問題是：免疫系統在哪裡不同，以及免疫系統在動物之間的共同點是什麼？今日幾乎所有的生物都具有某種形式的內在防禦機制，隨著生物變得越來越複雜，它們的免疫系統也越來越複雜。藉由比較在演化上相當遙遠的兩種生物的防禦機制，我們可以去理解許多關於免疫系統先後年代的事。

即使在最小的規模上，細菌也有辦法抵禦病毒，因為不能不戰而敗。在動物界，海綿是所有動物中最基本也最古老的，它們已存在超過五億年，並擁有可能是動物中第一個原始免疫反應的東西。它被稱為體液免疫（humoral immunity）。在此，Humor是個古希臘語，意思是「身體的液體」。體液免疫是非常微小的東西，由蛋白質構成，漂浮在動物細胞外的體液中。這些蛋白質會傷害並殺死不該存在的微生物。這種類型的防禦非常成功及有用，幾乎現在所有的動物都有，包括你在內。所以演化並沒有將這個系統淘汰掉，反而讓它對任何免疫防禦都很重要。原則上，體液免疫五億年來都沒有改變。

但這只是個開始。作為多細胞動物的好處是，能夠使用多種不同的特化細胞。所以從演化的角度來看，動物可能沒有花太多時間，就讓細胞能達到「專精於防禦」這一點。這種新的細胞媒介免疫（cell-mediated immunity）是個從一開始就成功的故事。即使是在蠕蟲和昆蟲這些微小的生物體體內，也可以找到特化的免疫細胞士兵在自由移動，對抗著迎面而來的入侵者。越往演化樹上爬，免疫系統就變得越複雜。但在生命之樹上最先出現的脊椎動物分枝上，早就可以看見重大的創新——第一個專門的免疫器官和細胞訓練中心，同時也出現免疫最強大的原則之一——即具有辨識特定敵人的能力，並迅速產生大量對付它們的武器，甚至可以在未來喚醒對它們的記憶！

即使是最原始的脊椎動物，像是看起來很可笑的無頜魚，也有這些機制。經過了超過數億年，這些防禦系統變得越來越複雜和完善。但簡單來說，這些只是基本原則，而且因為這些機制運作良好，很可能在五億年前即以某種形式存在著。因此，儘管今天你所擁有的防禦能力既好又發達，它的潛在機制卻極其廣泛而且起源可追溯到數億年前。演化沒有必要一再地重新塑造免疫系統——它找到了一個很好的系統，然後將這系統優化。

於是這一切終於來到了人類，也來到你的身上。你可以享受免疫系統數億年來精煉的成果。你是免疫系統發展的顛峰。雖然，免疫系統並不真的在你的身體裡面。因為它就是你。這是生物保護自己並讓生命成為可能的一種表現。所以在談論免疫系統時，實際上是在談論你。

但免疫系統也不只是一個單一的物體。它是一個複雜並且將分布到全身的基地和招募中心交互連結在一起的集合體；透過高速公路和一系列的管道連結在一起，與心血管系統一樣龐大而無所不在。除此之外，在你的胸口有個專門的免疫器官像雞翅那麼大，會隨著你的年齡增長而降低效率。

而在這些器官和基礎結構之外，有數百億個免疫細胞在這些高速公路或血流中巡邏，並已準備好在被召喚時與敵人交戰。還有數十億的免疫細胞在身體組織中守衛著與外界的邊界，等待試圖跨越邊界的入侵者。除了上述這些主動的防禦系統外，還有其他由數千億個蛋白質武器所組成的防禦系統，類似可自行組裝的自由漂浮地雷。免疫系統擁有專門的大學，讓細胞學習要與誰戰鬥，以及如何戰鬥。免疫系統也像是宇宙中最大的生物圖書館，能夠識別和記住每一個在你生命中可能遇到的入侵者。

免疫系統的根本核心就是一個可以區分他者（others）和自己（self）的工具。他者是否有意傷害你並不重要。如果他者並不在可以授予通行權的獨特賓客名單上，就會遭受攻擊和摧毀，因為他者可能會對你造成傷害。在免疫系統的世界中，任何「他者」都不是值得承擔的風險。若沒有這樣的保證，你會在幾天內死去。在稍後我們會瞭解到，很遺憾地，當免疫系統不足或過度積極時，結果便是死亡或苦難。

雖然免疫系統的核心是識別什麼是自己、什麼是他者，但嚴格來說，這並不是免疫系統的目標。免疫系統最重要的目標是維持並建立體內恆定（homeostasis），即維持體內所有元素和細胞之間的平衡。我們再怎麼強調都不為過的是：免疫系統花費極大的心力試圖去維持恆定，並讓自己冷靜下來而不過度反應。那是一種你所祈願的平靜，一種穩定的秩序，能讓活著變得愉快而輕鬆。這個東西被稱為「健康」，它是美好和自由生活的基礎，讓你可以做想做的事，而不受痛苦和疾病的阻攔。

當失去健康時，它的重要性就變得更加明顯。健康實際上是個抽象的概念，因為它描述的是一種某些事物欠缺的狀態——沒有苦難和疼痛，不受任何局限的狀態。如果你很健康，將會感覺正常和良好。一旦體驗過失去健康，即便是很短暫的，也很難忘記自己有多脆弱，是如何靠著借來的時間存活的。疾病是生命中不可避免的事實。幸運的話，你至今尚未面對過任何疾病。如果你或你的親人已不得不面對疾病，你就會知道對於愉快的生活而言，沒有什麼比健康更重要的了。對於免疫系統來說，這意味著維持體內恆定。雖然這場維持健康的戰鬥最終會是枉然的，會以失敗收場，但我們仍然努力爭取更多年、月、日和小時。因為整體而言，做為一個人類是還滿不錯的，值得擁有更長久一點的時間去體驗。

但是維持健康是一件很困難的事，因為生命中的每一天你都會接觸到數以億計的細菌和病毒，想將你的身體變成它們的家，就如同數十億年前那些單細胞生物一樣。對於微生物來說，你是一個等待被征服的生態系統；是一個無盡的大陸，充滿豐沛的資源、可滋生的土地和成長茁壯的機會，是一個非常好的家。毫無疑問地，它們會在某個時刻成功，像是當你死去的時候，那時你的身體在沒有防禦機制的捍衛下，會被不受控的微生物大軍非常快速地分解。

而你不只需要擔心過多的生物試圖進入體內，還有那些被誤導而違反自身協議的細胞——癌症。免疫系統最重要的工作，就是確保這種狀況不會發生。事實上，當你在閱讀本書前幾頁時，一個年輕的癌細胞在你體內的某處，正無聲無息地被免疫細胞消滅。

但是想要保護你的部分也可能出錯並被摧毀。當被欺騙時，免疫系統會幫助傳播疾病，或是保護癌細胞避開偵測。如果免疫系統失調或出現缺陷，它有可能感到困惑並誤以為身體本身就是敵人。它會誤判自己就是他者，並且真的開始攻擊本來應該被它保護的細胞，導致許多需要透過藥物不斷鎮靜的自體免疫疾病（autoimmune disease）。但這些藥物有時會產生嚴重的副作用。

以過敏來說，這是免疫系統對於不需擔心的事物產生過度強烈反應的結果。過敏性休克顯示出防禦系統有多驚人地強大，而且出錯會有多麼可怕。疾病可能需要幾天的時間才能把你殺死，但免疫系統可以在幾分鐘內殺死你。

喔，即使免疫系統按照預期來運作，它除了提供幫助之外也可能是個負擔；生病時感覺到許多不愉快的症狀，都是免疫系統被活化時執行任務的結果——在罹患某些疾病時，最嚴重的傷害或甚至死亡，都是因為免疫系統對入侵者產生失控的反應所造成的。例如，嚴重特殊傳染性肺炎（Coronavirus Disease 2019，COVID-19）造成的許多死亡，都是出自免疫系統過於積極地工作。

防禦網絡造成的附帶損害會隨著時間而累積起來，今日人們認為的許多致命疾病，起始於按照預期運作的免疫系統。雖然擁有一個快速而嚴厲的免疫系統對於維持健康相當重要，但能夠約束它並防止它失控和具有毀滅性也同樣很重要。就像在人類的世界中，如果需要打仗，我們至少會希望戰爭可以迅速終止，並以徹底的勝利終結。你不希望有數十年的佔領，或是造成資源消耗和基礎設施毀損的衝突。

所以免疫系統要盡可能讓你保持長久的健康，責任十分重大。即便這場戰鬥最終肯定會失敗，但對你而言，在今天、此時此刻，最重要的是能以必須的責任去打好這場戰鬥。

總而言之，免疫系統的核心是能區分自己和他者，體內恆定是免疫系統的目標，而這之間似乎有無窮盡的方法會產生許多的錯誤。

免疫系統之如此迷人，就在於這所有複雜奧妙的工作，必須是由無意識且個別而言有點愚蠢的部分去完成。然而，這些個別的部分能夠互相協調並對於活躍且快速發展中的狀況作出反應。想像一下二戰正在進行，但是在十倍大的規模，而且是在沒有任何將領領導的狀態下。只有無意識的免疫士兵在戰場上試圖弄清楚是否需要調派坦克車或戰鬥機，以及它們需要去哪裡？而且這一切都發生在幾天之內。對你而言，即便只是對抗普通感冒也是這樣。

所以現在讓我們去探索一下免疫系統。等到下一次你進入淋浴間，因為感覺到感冒的症狀而惱火時，至少可以暫停片刻，感激一下在體內所發生的事情，再回復到感覺惱火… 閱讀完整內容