免疫系统如何区分“自我”与“非自我”

banq


免疫系统如何区分“自我”与“非自我”,以及这种区分在实际生理和病理过程中的复杂性。

1. “自我”与“非自我”理论的局限性
传统的免疫学理论认为,免疫系统能够区分“自我”与“非自我”,从而攻击外来病原体而不伤害自身组织。然而,这一理论在实际应用中存在局限性。例如:

  • 肿瘤:肿瘤细胞源于自身细胞,但它们的异常增殖和突变使得它们在某些情况下被免疫系统识别为“非自我”或“异常自我”。尽管如此,肿瘤细胞通常能够通过多种机制逃避免疫监视,如表达免疫检查点分子或诱导免疫抑制微环境。
  • 自身免疫疾病(自限性):在自身免疫疾病中,免疫系统错误地将自身组织识别为“非自我”并发动攻击,这表明免疫系统的识别机制并不完美。

2. 免疫系统的“动态平衡”概念
现代免疫学更倾向于将免疫系统视为一个维持动态平衡的系统,而不是简单地区分“自我”与“非自我”。免疫系统不仅识别外来病原体,还参与调节组织修复、代谢调节和维持内环境稳定。例如:

  • 脂肪组织重塑:免疫细胞(如巨噬细胞)在脂肪组织的重塑和代谢调节中起重要作用。它们通过清除死亡细胞和调节炎症反应,帮助脂肪组织适应能量需求的变化。
  • 骨骼肌肥大:在运动或损伤后,免疫细胞(如巨噬细胞和T细胞)参与肌肉修复和再生,促进骨骼肌的适应性肥大。

3. 免疫系统的“市政服务”类比
将免疫系统比作市政服务是一个有趣的类比:

  • 消防员:免疫系统中的中性粒细胞和巨噬细胞像消防员一样,迅速响应“火灾”(感染或损伤),清除病原体和死亡细胞。
  • 警察:T细胞和B细胞像警察一样,识别并清除“犯罪分子”(异常细胞或病原体),同时维持“社会秩序”(免疫耐受)。
  • 建筑和维护:免疫细胞还参与组织修复和重建,类似于城市的建筑和维护工作。

4. 免疫系统的“改进”能力
免疫系统具有高度的可塑性和学习能力。通过疫苗接种或免疫治疗,我们可以“训练”免疫系统更好地识别和清除病原体或肿瘤细胞。例如:

  • 肿瘤免疫治疗:通过免疫检查点抑制剂或CAR-T细胞疗法,可以增强免疫系统对肿瘤的识别和攻击能力。
  • 自身免疫疾病的治疗:通过调节免疫反应,可以减少对自身组织的攻击

5、免疫系统本身一旦出现问题,出现自相矛盾,自己攻击自己,是不是单点漏洞?
免疫系统出现问题并导致自身攻击自身(即自身免疫疾病)并不是一个“单点漏洞”,而是一个复杂的系统性涌现故障。这种故障通常涉及多个层面的失调,包括遗传、环境、免疫调节和分子信号通路的异常。以下是一些关键点,帮助你理解这一现象的复杂性:

免疫系统具有高度的冗余性和复杂性,这意味着它通常不会因为单一因素的故障而完全崩溃。然而,这种复杂性也使得自身免疫疾病难以治疗,因为:

  • 多细胞类型参与:自身免疫疾病通常涉及T细胞、B细胞、巨噬细胞等多种免疫细胞的异常激活。
  • 多靶点受累:自身免疫疾病可能同时攻击多个器官或组织(如系统性红斑狼疮),而不是局限于单一部位。

6、免疫系统是否如同防病毒软件,如果防病毒软件自己引入病毒能防护吗?
这里的“引入病毒”可以理解为免疫系统自身出现问题,例如:

  • 自身免疫疾病:免疫系统错误地攻击自身组织。
  • 免疫缺陷:免疫系统功能减弱,无法有效防御病原体。
  • 免疫逃逸:病原体(如病毒或肿瘤细胞)通过某种机制逃避免疫系统的监视。

在这些情况下,免疫系统的反应类似于防病毒软件自身被感染或失效:

  • 自身免疫疾病:免疫系统“误伤”自身组织,类似于防病毒软件错误地将正常文件标记为病毒并删除。
  • 免疫缺陷:免疫系统无法有效防御病原体,类似于防病毒软件无法检测或清除恶意软件。
  • 免疫逃逸:病原体逃避免疫系统的监视,类似于恶意软件绕过防病毒软件的检测。

然而,免疫系统具有一定的自我修复能力,这是防病毒软件所不具备的。

7、为何有些成年人尽管学识丰富,聪明绝伦,却没有自我意识?
“自我意识”是一个复杂的概念,涉及心理学、神经科学和哲学等多个领域。当我们说某些人“没有自我意识”时,可能指的是他们在某些方面缺乏对自身存在、行为或情感的认知。

神经发育或认知障碍

  • 自闭症谱系障碍(ASD):一些自闭症患者可能在自我意识的发展上存在差异,表现为对自身情感或社会互动的认知不足。
  • 智力下降:智力下降可能影响个体对自我和周围世界的理解。
  • 脑损伤或神经退行性疾病:如阿尔茨海默病或脑外伤,可能导致自我意识的丧失或减弱。

心理或精神健康问题

  • 解离性障碍:如解离性身份障碍(DID)或解离性失忆症,可能导致个体对自我身份的认知出现混乱或缺失。
  • 抑郁症或精神分裂症:这些疾病可能影响个体对自我和现实的感知,导致自我意识的模糊或扭曲。

文化和社会因素

  • 社会化程度:在某些文化或社会环境中,个体可能被鼓励将集体利益置于个人利益之上,这可能导致对自我意识的表达受到抑制。
  • 教育水平:缺乏教育或认知刺激可能限制个体对自我和世界的深入思考。

从哲学角度来看,自我意识的定义和本质仍然存在争议。一些哲学家认为,自我意识并非一个“全有或全无”的状态,而是一个连续谱。即使是成年人,也可能在某些情境下表现出较低的自我意识,例如:

  • 自动化行为:在日常生活中,许多行为是自动化或无意识的(如走路或开车),个体可能不会时刻意识到自己的行为。
  • 群体行为:在群体中,个体可能暂时失去自我意识,表现出从众行为或去个性化(如暴乱中的个体)。

8、免疫系统如何区分“自我”与“非自我”
免疫系统通过多种机制来区分“自我”与“非自我”:

主要组织相容性复合体(MHC)分子

  • 每个细胞表面都有MHC分子(人类称为HLA),展示自身蛋白片段。
  • MHC I类分子:存在于所有有核细胞表面,用于向免疫系统展示细胞内的蛋白片段
  • MHC II类分子:存在于抗原呈递细胞(如巨噬细胞和树突细胞)表面,用于展示外来抗原。
  • T细胞通过识别MHC分子来判断是“自我”还是“非自我”。

免疫系统训练:

  • 中枢耐受:在胸腺(T细胞发育的地方)和骨髓(B细胞发育的地方),免疫系统通过阴性选择清除那些对自身抗原反应强烈的淋巴细胞。这一过程被称为中枢耐受。
  • 外周耐受:在外周组织中,调节性T细胞(Tregs)和其他机制抑制对自身组织的免疫反应,防止自身免疫疾病的发生。
  • 分子识别:免疫细胞通过模式识别受体(如Toll样受体)识别病原体特有的分子模式(如细菌的脂多糖或病毒的RNA),从而区分“非自我”。

免疫系统的功能依赖于动态平衡,而不是绝对的“自我”与“非自我”区分。这种平衡可能受到多种因素的影响,包括:

  • 微生物组:肠道微生物组在免疫系统的发育和功能中起重要作用。微生物组的失调可能影响免疫系统的耐受性和反应性。
  • 代谢状态:肥胖、糖尿病等代谢性疾病可能通过慢性炎症影响免疫系统的功能。
  • 心理压力:长期的心理压力可能通过神经-内分泌-免疫轴影响免疫系统的平衡。