2015年10月2日

保衛人體的重要防線—專一性防禦

作者/鄭乃彧(畢業於臺大生命科學系、動物學研究所;現任彰化高中生物老師)

「天啊!為什麼防禦系統那麼複雜?」這是很多人學完免疫的感嘆。第一道防線皮膜屏障,第二道防線吞噬作用與發炎反應,和第三道防線專一性防禦,各式各樣的白血球和蛋白質參與其中。

為什麼要那麼複雜呢?你可以把防禦系統當成國家的國防體系,如果國家只有一支軍隊,只能執行同一套戰術,想想後果會如何?環境中存在許多病原體—病毒、細菌、黴菌等,這些入侵者持續不斷地演化,想辦法躲避身體防禦系統的攻擊,所以演化出多樣化的禦敵技巧,應該也是件合理的事。

防禦體系對人體相當重要,當免疫軍隊瓦解,像罹患嚴重複合型免疫缺失症的泡泡寶寶,甚至不能與外界接觸,只能生活在無菌艙中。然而,水能載舟、亦能覆舟,攻擊力強大的防禦系統同時也是危險份子,當它們過度活化或叛變而開始攻擊自己的細胞時,同樣會造成身體的嚴重傷害,如蕁麻疹(過敏反應)或紅斑性狼瘡(自體免疫疾病)等。因此免疫反應必須具備嚴謹的調節機制,才能駕馭如此強大的軍隊。

本文焦點放在由淋巴球主導的第三道防線—專一性防禦(adaptive immune response)。來看看免疫系統駕馭強大軍隊的嚴謹調控是怎麼做到的!

受體辨識是專一性防禦的專利?
什麼是「專一性」?是指淋巴球能夠辨識特定的外來物質;更學術點說,就是淋巴球表面具有特殊的受體蛋白(receptor),能與特定化學分子(抗原,antigen)結合,引發免疫反應。然而,難道「非專一性」的吞噬作用不需要受體?不需要經過辨識嗎?如果吞噬細胞遇到什麼就吞什麼,應該很容易就吞到自己人呀?

當然不是!進行吞噬作用時,也需要受體辨識外來物。吞噬細胞表面的受體稱為「模式辨識受體(pattern recognition receptors)」,能與像細菌細胞壁的脂多醣、鞭毛蛋白等名為「病原相關分子模式(pathogen-associated molecular patterns)」的構造結合,以啟動吞噬作用。那麼,專一性和非專一性的差別到底在哪裡?

精確度。淋巴球表面受體能專一地辨識「一種」特定的抗原結構,專一性即是描述這種一對一的關係;而屬於非專一性的吞噬細胞,其模式辨識受體只能辨識「某一類」型態,沒辦法區辨相似分子間的差異,多種相近結構的分子都有可能與之結合。......【更多內容請閱讀科學月刊第550期】

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