目前人類對免疫系統的認識到了什麼階段?
免疫系統作為人體重要的組成部分,目前涉及免疫系統的疾病,如紅斑狼瘡,類風濕性關節炎,白塞病,乾燥症等,在發病原因治療措施方面基本無法精準診治,為何對免疫系統的認識如此缺失,何時會有突破性的認識?
評論區更多人關心的是小男孩James Phipps是否被活體實驗,答案是yes,而且是在沒有其他動物實驗數據的支持下開展的,但是要知道這事發生在18世紀90年代,實驗成功了,愛德華.詹納和James Phipps都是英雄。
我們應該慶幸自己生長在現代醫學理論和技術都相對比較成熟的時代,有各種倫理機構制約著活體實驗,在這個背景下,我們不需要英雄,我們更重視的是公共安全和對每一個生命的尊重。
關於小男孩James Phipps,他其實是愛德華.詹納的一個園丁的兒子,接受這個實驗的時候只有8歲,接種了牛痘膿皰分泌物後的第七天出現了寒戰不適,其餘時間沒有特殊不適。獲得免疫以後,他前後被接種了約20次的天花膿皰分泌物,都沒有被感染。致敬~
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驟一看,這個題干可以寫一本書,沒敢答。仔細看了看描述,還是跟本嬸的專業有些關係,嘗試答一發,主要從臨床醫生的角度和知識面去回答,有疏漏請知乎大神補充。
提綱:
首先,介紹目前學界普遍認同的免疫系統基本概念和常識
其次,免疫系統基礎研究進展
最後,免疫系統疾病治療的研究進展
免疫系統的基本概念和常識
免疫系統是一個「網路系統」,它涉及許多不同的組分,而且各組分之間相互作用。而且這些組分分布於不同的解剖結構,包括皮膚黏膜,體液,血液,淋巴循環等等,認識免疫系統需要一個整體觀。就像我們看電視直播的足球比賽一樣,如果攝像機只鎖定一個運動員,你可能看到的只是這個運動員在足球場上時而向前跑,時而停下來,帶球、傳球,只有鏡頭拉至遠觀全景,我們才知道他所有這些動作的意義。
免疫系統是由免疫器官(胸腺、骨髓、脾、淋巴結等)、免疫組織(黏膜相關淋巴組織)、免疫細胞(吞噬細胞、自然殺傷細胞、T及B淋巴細胞)及免疫分子(細胞表面分子、抗體、細胞因子、補體等等)組成。按照它們的功能,免疫系統又分為了物理屏障,先天免疫系統和後天免疫系統。
「物理屏障」是機體防衛病原體入侵的第一道防線。主要包括皮膚和消化道、呼吸道、生殖系統的粘膜。皮膚的覆蓋面積約有2平方米,而粘膜由於大量的皺褶,其覆蓋面積達到約400平方米。病毒、細菌以及寄生蟲等病原體需要越過這些屏障才會對機體的感染。
「先天免疫系統」任何外部入侵病原體,當其越過皮膚或粘膜屏障後,都要面對我們的第二道防線——先天免疫系統。 免疫學家稱此為先天是因為這一防衛似乎是所有動物天生都具有的。這一先天系統的工作機制是十分精密而有效的。
假設你剛剛洗完一個熱水澡,當你走出浴缸跨到地板上時,一片玻璃碎扎進了你的腳趾,在幾個小時內,你就會發現腳趾上的這個被扎的部位開始紅腫,這表明,你的免疫系統已經開始工作了。在你的組織中正遊動著一群群白細胞幫助你抗擊細菌的進攻。下圖就是一個巨噬細胞正在吞噬細菌的電子顯微鏡照片。
當白細胞(巨噬細胞)吞噬細菌後就釋放一些化學物質,這些化學物引起傷口附近的紅腫痛等炎症反應,並調動更多的巨噬細胞和免疫細胞參加這場抵抗病原體的戰鬥。因為先天免疫反應中的成分如巨噬細胞,能夠程序化地識別許多最常見的入侵病原,所以反應極其迅速,整場戰鬥在短短數天內就可以結束,你受傷的腳趾皮膚幾天內就可以完好如初。
「獲得性免疫系統」幾乎99%的動物都只需要自然屏障和先天免疫系統就足以保其安全,但對於脊椎動物(例如人類),還將有第三道防衛體系——獲得性免疫系統。這個實際上能夠使我們獲得保護的防衛系統幾乎能抵禦所有的入侵病原體。
獲得性免疫存在的第一個線索來自於18世紀90年代,當時愛德華.詹納開始給英國人種痘來預防天花病毒。那個時候,天花曾是一個嚴重的公共衛生問題。成千上萬的人死於該病,還有更多的人因此毀容。詹納注意到擠奶女工經常感染上一種稱為牛痘的疾病,她們手上出現了類似於天花病毒引起的膿皰,然而詹納發現擠奶女工患牛痘之後,就再也不會感染上天花。 因此,詹納決定做一個大膽的實驗,他從一擠奶女工所患的牛痘病變處收集了一些膿性分泌物,並將此接種於一名叫James Phipps的小男孩體內。隨後,當Phipps再次接種從天花病人的痘皰中收集的膿性分泌物時,他居然沒有被感染。在拉丁語中,「Vacca」的意思是牛,由此我們得到「vaccine(疫苗)」這一詞。
預防天花的疫苗接種僅僅能夠保護機體抗擊天花病毒或與其非常相近的病毒(如牛痘病毒)的感染。Phipps仍然可能患腮腺炎、麻疹以及其他的疾病,這就是獲得性免疫系統的典型特徵——它所獲得的抵抗力僅針對特異的入侵病原體。獲得性免疫主要是經過後天接觸某些病原後產生的,相當於機體免疫系統需要後天學習才獲得的針對某些病原體的免疫能力。
免疫系統除了針對外源性的病原體以外,針對自身代謝破壞或突變的組織也有一套嚴密的免疫識別和免疫耐受機制,當這些機制出現紊亂的時候,很可能會導致自身免疫病或腫瘤。
免疫系統基礎研究進展
免疫系統博大精深,全世界有大量的科學家在進行免疫學的科研工作。近幾年來諾貝爾生理醫學獎就有不少是頒給免疫學家的。2016年頒給了日本科學家,彰其發現了細胞自噬的機制。2011年頒給了三位科學獎,表彰他們對於先天免疫機制激活的發現以及對於樹突細胞和其在獲得性免疫中的作用。2013年頒給了三位科學家,表彰其發現了細胞囊泡運輸與調節機制。
免疫系統疾病治療的研究進展
題主描述中提到的主要是自身免疫系統疾病的治療進展,了解了以上的機制,也就對目前的治療現狀的疑惑就少一些了。免疫系統除了是一個網狀系統以外,裡面還有很多的細節,不同的免疫細胞,不同的細胞因子是有不同的功能的。大部分自身免疫系統疾病目前還沒找到明確的原發性的病因位點,只是發現了這個網路是有問題的,因為網路內部各分子之間是相互作用的,大部分自身免疫病既有獲得性免疫系統的紊亂,也有先天性免疫系統的異常,因而在治療過程中目前我們應用的方法主要還是較大範圍的免疫抑制療法。
目前免疫系統疾病的治療方面能落實到臨床的進展不多,生物製劑是其中之一,比如像TNF-a拮抗劑,是專門靶向細胞因子TNF-a的單抗,對於強直性脊柱炎,類風濕關節炎的療效還是不錯的,但是TNF-a只是人體內炎症反應中千千萬萬細胞因子中的一員,僅僅拮抗了它並不能達到根治。
最近有一個比較令人興奮的消息就是CAR-T療法獲美國FDA專家的一致推薦批准,目前適應症是應用於青少年晚期B細胞急性白血病。CAR-T療法是先將患者自身的T細胞分離出來,經過嵌合抗原修飾擴增後重新輸注回患者體內,以激活患者的免疫系統來殺滅腫瘤細胞。從原理上說這種療法對自身免疫病也是有作用的,修飾的位點會有差別,但是這項技術要應用到自身免疫病的治療還有很長的路要走。
絮絮叨叨就說這些,希望對大家有幫助,與大家共同學習,喜歡的點贊咯~
參考文獻1.L.松佩拉克[美國]著,李琦涵 施海晶等譯。《免疫學概覽》 原著第二版,2005年9月。化學工業出版社。
2.曹雪濤主編,醫學免疫學 (第6版),2013年3月,人民衛生出版社。
我們現在對免疫學的認識的確還只是冰山一角,因為不了解機制,所以很多疾病沒有好的治療方法,不過近些年免疫學領域進步非常快,一直不斷的有顛覆教科書的新發現。
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