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每个人的身体里都有一支看不见的队伍——免疫系统。本书将从主要防御措施开始，一一向读者介绍免疫系统的各种工作方式。作者用幽默风趣的语言，借助从医学史到科技前沿的各种实例，探索人类体内不可思议的兵工厂，探讨免疫系统是如何抵御从普通感冒到瘟疫的各种疾病的。

第一章 正面免疫：第一道防线001

第二章 见血封喉：“杀手细胞”是我们的卫兵015

第三章 爱谈天的化学物质：免疫系统如何发声029

第四章 移植：从人工阴道到猪心脏的完美契合041

第五章 寡不敌众：免疫系统如何管理体内常驻菌067

第六章 免疫探戈：性与爱087

第七章 可爱的寄生生物：怀孕与免疫系统105

第八章 寄生生物的王宫：蠕虫、跳蚤和蜱121

第九章 适应性刺客：消灭从红眼到鼠疫的一切疾病  139

第十章 疫苗：人类操纵免疫系统的胜利155

第十一章 过敏：令你抓挠的知识177

第十二章 自身免疫：己方火力的科学197

第十三章 无防御：生活在泡泡里的男孩211

第十四章 癌症：致命“找茬”229

第十五章 病菌杀手：瑟瑟发抖，非常害怕243

第十六章 聪明的药物：免疫学炼金术261

参考文献283

致谢295

◎ 著者

凯瑟琳·卡弗（Catherine Carver）完成了她的第一个自然科学学位后，继续在阿伯丁大学学习医学，期间还在坦桑尼亚与结核病、艾滋病毒患者一起工作。她曾在惠康基金会工作，在伦敦卫生与热带医学院担任过研究员，还在哈佛大学学习过公共卫生。凯瑟琳·卡弗现居住在苏格兰，是一位经验丰富的科学传播者，她曾为《柳叶刀》《科学美国人》《教育》《马赛克》和《惠康基金会》撰写博客。

◎ 译者

徐说，复旦大学药学院理学学士，中科院心理研究所硕士，新加坡南洋理工大学心理系博士在读，具备药学、医学、⽣物学、化学的背景知识，参与过多次科普类文章的翻译工作。

◎ 审校者

唐杰，济宁医学院理学学士，河北医科大学医学硕士，具备免疫学、临床检验诊断学背景和相关工作经验，现就职于北京某公立三级综合医院。

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耵聍也被研究者用来追溯一头蓝鲸的一生。在蓝鲸死后，它们的耵聍会被人类采集。通过分析这块长达24厘米的耵聍的化学组成，研究者能够得出该蓝鲸曾在一生中的哪些阶段接触过水污染。当它性成熟并开始竞争雌性的青睐时，耵聍中压力激素皮质醇的浓度也会出现峰值。

人们为寻找完美匹配的器官列出了一个清单，它看起来就像是弗兰肯斯坦的怪物在网上相亲时公布的个人资料。清单上的内容包括血型、组织类型、体型大小和器官的“保鲜”能力。最后一项是非常重要的，心脏和肺只能存活4~6个小时，肝脏则能存活12个小时，肾脏的“保质期”长达36小时，这意味着后两者可以承受更长的运输时间，因此可以从更远的地方获取。

器官的大小对胸腔内的器官而言尤其重要，例如心脏和肺，因为肋骨圈起的空间有限。腹腔则不同，它不是一个刚性的箱子，而是一个松软有弹性的空间，带有额外的回旋余地，所以对肝脏等器官的大小要求更为宽松。

众所周知，血型匹配在输血时十分重要——如果让不匹配的血流到了身体各处，会引起免疫系统的剧烈反应，可导致瘙痒、发烧、发冷甚至死亡。同样，血型在包括肝脏、心脏、肾脏和肺在内的器官移植中也占据了重要地位。除了血型以外，有的器官还需要用我们之前提过的MHCI类分子细胞条形码来进行组织类型的匹配。组织配型是肾脏移植和骨髓移植的常规步骤，因为实践证明，组织类型不匹配会强烈影响移植的长期效果。

到目前为止，我们讨论了受者排斥移植器官的现象，但是，有时排斥反应是双向的。骨髓移植和小肠移植都带来了一部分捐赠者的免疫系统，它们具备排斥新的身体的能力。这种现象被称 为移植物抗宿主病（graft-versus-host disease，GVHD），原因是捐赠者的T细胞识别出陌生环境并展开了攻击。捐赠者与受者的组织类型差异越大，发生移植物抗宿主病的风险就越大。一般情况下，捐赠者细胞的数量会激增，就像一伙叛匪在自己的山头上召集起一支庞大的队伍，但在移植物抗宿主病中，受者自身的免疫系统被弱化，无力反击。表现出来的症状有时轻微，比如皮疹，有时严重，比如肝炎、肠道出血和昏迷。在列完这些症状以后再说这句话可能听起来不太现实：有的时候轻微的移植物抗宿主病可能也有好处。接受骨髓移植的白血病患者就可以从中获益，因为好战的捐赠者T细胞可以杀死残余的癌细胞。当移植物抗宿主病的弊大于利时，解决方案就是免疫抑制剂。医生通常会开我们前面见过的那些药物——包括他克莫司、西罗莫司和类固醇——不过这时的目的就变成了减少移植器官对受者的排斥反应。

关于器官供应链的新思路，可以看看2015年欧洲进行的首例停跳心脏移植手术。从字面上看或许没有多么厉害——难道不是所有心脏在移植的时候都是停跳的吗？没错，但关键在于从什么时候开始停跳。心脏供体池很小的原因之一是捐赠者的死亡必须满足一些特殊条件——脑干死亡，但仍有心跳。这是一种很严苛的状态。心脏停止跳动的人仍然可以捐献肾脏或肝脏，但医生通常会担心心脏会因为短暂的所谓“循环性死亡”而受损。

这场发生在剑桥郡的移植手术使用了心肺都已停止工作的捐献者的心脏。医生复苏了曾经停跳5分钟的心脏，对其进行了50分钟的监测。如果团队对这颗心脏的健康和功能状态感到满意，他们就会小心地将它从捐赠者的体内摘下，放入一个盒子里。这个盒子是透明的，刚好放得下一颗心脏，并带有为器官持续提供营养和氧气的管子。这个便携式的输注系统还内置了多种监测功能，让医生能够在移植开始前密切监控心脏的健康状况。当然，这项高科技的价格并不便宜（就算是最慷慨的圣诞精灵在购买前也会三思）:设备本身价值15万英镑，每使用一次的花费是2.5万英镑。不过，使用过这项高科技的剑桥郡移植外科医生相信，它有潜力将可移植的心脏数量增加1/4，这个价值将是无法用金钱来衡量的。

但是，非灵长类异种移植面临着一个很大的障碍：活跃的人体免疫系统。人体的防御系统哪怕在来自亲属的相似组织类型中都能找出细微差异，你可以想象当它发现一大块猪肉入驻时的场景。超急性排斥反应会在几分钟至几小时之内启动，来自猪的细胞会被抗体引领的攻击所摧毁。排斥反应之所以如此迅速，是因为我们的血液中本来就存在一种抗体——异种反应性天然抗体（xenoreactive natural antibodies，XNA），它能够与非灵长类动物细胞结合，标记并摧毁它们。敏锐的你，此时可能产生了一个疑问，我们从未接触过猪的细胞，但为什么能够提前产生抗体呢？答案就在我们的肠道里。健康的人体肠道中充满了细菌，其中许多细菌的表面都带有一种碳水化合物抗原，人类的细胞则没有这种抗原。而猪的细胞表面有同样的碳水化合物抗原，当猪的细胞被移植到我们体内时，我们从出生起就产生的针对肠道细菌的异种反应性天然抗体便开始攻击它们。

为了克服这个问题，科学家创造了基因工程敲除猪①，从它们的DNA中抹去了用于编码碳水化合物抗原的基因。改造后的猪的心脏被移植到了狒狒身上，虽然它们克服了超急性排斥反应的问题，但是仅过了6个月，这些心脏还是衰竭了。它们需要一些更高级的伪装。于是，在接下来的一个阶段中，人们不仅要抹去揭发“这是猪的细胞”的碳水化合物抗原，还要给猪的细胞添加人类细胞的标记。好比给它们戴上假的小胡子和小眼镜，来蒙蔽免疫系统。

这些猪细胞卧底还没有经过人体试验，在大型器官异种移植试验成为现实之前还需要一些时间。不过，有一种来自猪的移植物已应用于人类50多年，并且至今仍在使用——猪心脏瓣膜。每年，全球大约有28万人接受心脏瓣膜置换手术。其中约50％用的是生物瓣，由猪的心脏瓣膜或牛心脏表面的膜性囊（心包）制成。也就是说，猪心脏瓣膜是主流医学的一分子，比起金属瓣膜，有时猪心脏瓣膜还是优先选择，因为它们不要求病人服用血液稀释药物，...

这也要部分归功于一种叫作戊二醛的刺激性油性化学物质——它常用于工业用水处理和医疗器械灭菌。猪心脏瓣膜经过戊二醛处理后，瓣膜中的胶原蛋白的结构改变了，掩饰了可能暴露瓣膜来源的标记物。这大大降低了排斥反应的风险，但同时也对细胞造成了损伤，导致细胞内钙含量的升高。随着时间的推移，瓣膜开始钙化，最终由于撕裂或狭窄（瓣膜缩小、变窄）而失效。但对完整而复杂的器官而言，戊二醛技术是不适用的，它目前仅被用于心脏瓣膜的处理。此外，它并不能完美掩护猪细胞抗原，而且似乎由剩余的少量猪抗原引发的轻微免疫反应会在数年时间里缓慢而坚定地损伤移植物。

从好的一面看，戊二醛似乎确实解决了猪逆转录病毒的问题，这始终是将猪的器官移植到人身上的主要障碍。但事实上问题不止如此。一种从未遇到过的具有破坏性的病毒混合物，加上免疫抑制的治疗策略，让跨物种移植所不可避免的感染风险远超人与人之间的移植。在常规宿主中可能相对无害的病毒，到了其他物种体内就有可能致命。以B病毒为例，它的常规宿主是猕猴，猕猴感染之后，表现出来的症状类似疱疹。但是如果人类感染了，B病毒就会感染大脑，感染的人中有70％的死亡率。这种不可预测性让异种动物性感染（通过异种移植传播的感染）成了令人不寒而栗的幽灵，笼罩着异种移植领域，限制着异种移植的应用。

书籍介绍

◎ 编辑推荐

☆ 这是一场别开生面的大冒险——借助从医学史到科技前沿的各种实例，本书将带领读者探索人类体内不可思议的兵工厂，探讨它如何抵御从普通感冒到瘟疫的各种疾病。

☆ 眼泪、鼻涕也是免疫系统的产物？胎儿与准妈妈居然是寄生与被寄生的关系？这些看似匪夷所思的说法，本书都 会给你一个合理的解释。

☆ “肚子破洞”的病患让人们认识了胃酸；只能靠隔绝细菌的“泡泡”生活的男孩…….免疫可以治愈你，也可以伤害你，这场冒险还会带给你更多令人惊叹的医学小故事。

☆ 不存在难以理解的医学名词，没有冗长繁琐的药物名称，这是一段“战斗童话”的游览旅程，让复杂的医学知识变得更容易理解。

◎ 内容简介

每个人的身体里都有一支看不见的队伍——免疫系统。本书将从主要防御措施开始，一一向读者介绍免疫系统的各种工作方式。作者用幽默风趣的语言，借助从医学史到科技前沿的各种实例，探索人类体内不可思议的兵工厂，探讨免疫系统是如何抵御从普通感冒到瘟疫的各种疾病的。

◎ 媒体推荐

“……卡弗巧妙地解释了这一切。”

——《科克斯书评》（Kirkus）

“卡弗把一个数据量很大的研究领域变成了一个有趣的免疫系统调查。这本精彩的指南为生物学的一个分支领域提供了历史和科学背景，它影响着每个人，并且越来越多地被用来改善和拯救生命。”

——《出版人周刊》（Publishers Weekly）

◎ 名人推荐

这本书是科普写作的一大杰出贡献。

——克里斯托弗·范·图勒肯（Christopher van Tulleken），医生兼电视节目主持人

在这本令人耳目一新的书中，凯瑟琳·卡弗以丰富而清晰的笔触，让复杂的科学变得容易理解。

——丹尼·阿尔特曼（Danny Altmann），伦敦帝国理工学院免疫学教授

免疫是一场穿越人体防御的迷人旅程。卡弗的作品充满了描述、隐喻和故事，热情地带我们进入免疫系统的内部运作中

。

——凯特·阿尼（Kat Arney），科学作家、广播员丨《放牧海明威的猫》（Herding Hemingway’s Cats）的作者