是殺是留？一個(gè)復(fù)雜的過程

生物的基本組成單位是細(xì)胞，但對(duì)于細(xì)胞對(duì)話我們知之甚少。從這些對(duì)話中，我們可以洞悉生命的本質(zhì)：大腦的中樞控制系統(tǒng)如何發(fā)送指令？如何決定我們身體的健康水平？人的思維、感覺和行為如何協(xié)調(diào)統(tǒng)一？對(duì)于這些問題，作者在本書的四個(gè)部分中一一解答。

[美]喬恩·利夫

擁有耶魯大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位和哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，老年精神病學(xué)專家，美國(guó)精神病學(xué)協(xié)會(huì)杰出終身研究員。

龔銀

自由譯者。2010年畢業(yè)于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013年畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)。畢業(yè)后一直從事翻譯、記者等文字工作，迄今已累計(jì)翻譯數(shù)百萬字，尤其擅長(zhǎng)中譯英，作品以清新自然、簡(jiǎn)約流暢見長(zhǎng)。

我們現(xiàn)已知曉，抗原是可以觸發(fā)免疫應(yīng)答的分子，而自身抗原是暴露于細(xì)胞表面的正常分子。身處細(xì)胞膜特殊表面凹槽中的自身抗原會(huì)告訴T細(xì)胞，它們所在的細(xì)胞沒有問題，內(nèi)部也沒有病毒等異物。自身抗原是正常細(xì)胞的標(biāo)志。

T細(xì)胞最重要的功能就是在不傷害人體的情況下積極消滅微生物、癌癥和殘骸。如果T細(xì)胞誤解了自身抗原傳達(dá)的信息，它們就會(huì)攻擊正常的人體細(xì)胞，從而導(dǎo)致組織受損。

成熟的T細(xì)胞會(huì)掃描它們遇到的每個(gè)細(xì)胞，搜尋常態(tài)和患病的特定跡象。這些跡象包括細(xì)胞內(nèi)釋放并放置在表面特殊凹槽中的識(shí)別分子，以及由其他免疫細(xì)胞放置的內(nèi)部感染標(biāo)記。每個(gè)細(xì)胞都會(huì)掛上識(shí)別分子來反映細(xì)胞內(nèi)部的情況，比如功能正常、有微生物入侵、存在癌癥、受損等等。

兩大評(píng)估系統(tǒng)

T細(xì)胞具備兩大系統(tǒng)，作用是識(shí)別其他細(xì)胞上的分子并評(píng)估。其中一種系統(tǒng)涉及特殊的呈遞細(xì)胞，它們會(huì)從異常細(xì)胞中獲取分子并將其交予T細(xì)胞，如果T細(xì)胞和呈遞細(xì)胞一致認(rèn)為捕獲的是危險(xiǎn)分子，那么T細(xì)胞就會(huì)受到激活并轉(zhuǎn)變成戰(zhàn)斗細(xì)胞。對(duì)于這種激活，呈遞細(xì)胞不僅要提供可疑粒子，還要在有判定結(jié)果時(shí)再向T細(xì)胞發(fā)出同意信號(hào)。

另一種系統(tǒng)涉及除紅細(xì)胞以外的所有細(xì)胞，從其內(nèi)部發(fā)出的示例分子會(huì)暴露于細(xì)胞表面。對(duì)于這些分子，T細(xì)胞會(huì)在沒有呈遞細(xì)胞幫助的情況下做出評(píng)估，但只有已激活且用作殺傷細(xì)胞的T細(xì)胞才能強(qiáng)勢(shì)應(yīng)對(duì)這些威脅性顆粒而無須呈遞細(xì)胞加以輔助。

我們每天吃的食物是一種特殊的外來物質(zhì)，會(huì)由T細(xì)胞進(jìn)行評(píng)估。在腸道中，細(xì)胞可能將接二連三進(jìn)入的食物都視為異物，因而每次進(jìn)食都可能引發(fā)致命的免疫反應(yīng)。為了抑制這種食物反應(yīng)，身體必須按照嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)來生成調(diào)節(jié)性T細(xì)胞。

這些T細(xì)胞非常擅長(zhǎng)克制自己對(duì)食物的反應(yīng)，甚至還可以避免對(duì)自然界中前所未見的合成化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)。但應(yīng)對(duì)食物顆粒的難點(diǎn)在于，這些特殊的T細(xì)胞必須每天與腸道細(xì)胞和微生物進(jìn)行協(xié)作性對(duì)話來獲得支持。腸道內(nèi)皮細(xì)胞和微生物會(huì)培訓(xùn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，讓其充分了解哪些是必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和消化產(chǎn)物，哪些是友善的腸道微生物。在這些對(duì)話中，維生素D3、維生素A和葉酸等也起著重要的信號(hào)作用，可以提醒保護(hù)性T細(xì)胞不參與攻擊。

危機(jī)四伏

為了追捕微生物，殺傷細(xì)胞必須迅速繁殖并游走于全身各處，但所經(jīng)之地不僅危機(jī)四伏，通常還沒有氧氣和食物。針對(duì)這一艱難旅程，T細(xì)胞能夠通過專門設(shè)計(jì)的全新方式來利用其內(nèi)部代謝循環(huán)。通常，分子是細(xì)胞內(nèi)普通的營(yíng)養(yǎng)與能量途徑的一分子，它們會(huì)充當(dāng)信號(hào)來刺激T細(xì)胞發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，成為更大、更具攻擊性的細(xì)胞。

攻擊性T細(xì)胞需要進(jìn)行與以往不同的新代謝，它們會(huì)運(yùn)用其他方法從細(xì)胞內(nèi)除普通線粒體之外的其他位置來獲得能量。攻擊性T細(xì)胞會(huì)攝取谷氨酰胺等替代性養(yǎng)分，這也是它們不會(huì)在日常飲食中攝取的新養(yǎng)分。燃燒谷氨酰胺而非糖類的方式可以提供更多能量，讓細(xì)胞以比正常活動(dòng)快200倍的速度來實(shí)施攻擊。然而，利用谷氨酰胺這一替代性養(yǎng)分會(huì)使細(xì)胞付出很大的代價(jià)，而且對(duì)細(xì)胞內(nèi)部資源的需求極高。因此，這種新代謝的持續(xù)時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)。

在上述升級(jí)為兇悍攻擊性細(xì)胞的急劇轉(zhuǎn)變過程中，多個(gè)細(xì)胞區(qū)室內(nèi)部及其之間都會(huì)進(jìn)行細(xì)胞對(duì)話。這些對(duì)話一部分發(fā)生在細(xì)胞的代謝通路中，另一部分發(fā)生在細(xì)胞核。細(xì)胞核內(nèi)的基因會(huì)觸發(fā)生成新物質(zhì)，用于構(gòu)建強(qiáng)大的攻擊性細(xì)胞。在與之類似的內(nèi)部信號(hào)傳遞作用下，癌細(xì)胞也會(huì)具備異乎尋常的攻擊特性。通過了解這些內(nèi)部T細(xì)胞信號(hào)，我們可以基于激發(fā)T細(xì)胞的攻擊力，同時(shí)降低癌細(xì)胞的破壞性的方式來開展新的治療。

在抗擊外敵期間，殺傷性T細(xì)胞會(huì)與不幸淪為獵物的細(xì)胞之間形成物理附著，我們稱之為免疫突觸。這種連接在結(jié)構(gòu)和功能上都與神經(jīng)元突觸大不相同，而且只能持續(xù)很短的時(shí)間。當(dāng)T細(xì)胞觸碰到目標(biāo)細(xì)胞時(shí)，二者的細(xì)胞膜幾乎是立即形成一種類似于手指交叉的臨時(shí)互鎖連接。數(shù)分鐘之內(nèi)，較大的支架分子會(huì)形成一個(gè)扁平的永久性連接，而臨時(shí)互鎖結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之逐漸消失。

接著，一種復(fù)雜的大型分子機(jī)器（常用于編排在細(xì)胞分裂時(shí)經(jīng)拖動(dòng)到位的染色體）會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)分子的推拉下到達(dá)免疫突觸附近。然后，這種機(jī)器會(huì)生產(chǎn)出像注射器一樣的大型裝置，將一包包的有毒顆粒投向獵物。這一復(fù)雜的過程只會(huì)持續(xù)短短幾分鐘，效果卻是顯著的。

保護(hù)健康組織

在抗病戰(zhàn)斗中，T細(xì)胞還會(huì)采取另一種重要戰(zhàn)術(shù)來保護(hù)局部組織細(xì)胞，這種戰(zhàn)術(shù)有點(diǎn)兒類似于避免攻擊食物顆粒的機(jī)制。初始T細(xì)胞知道如何不殺死正常細(xì)胞，經(jīng)過復(fù)刻的殺傷細(xì)胞大軍則需要學(xué)習(xí)如何做到這一點(diǎn)。

初始T細(xì)胞并未將這些細(xì)微的知識(shí)點(diǎn)教授給迅速集結(jié)的衍生細(xì)胞大軍。但當(dāng)抗病戰(zhàn)斗偃旗息鼓，T細(xì)胞會(huì)生成一種新的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，用以查探危險(xiǎn)情況并指導(dǎo)殺傷細(xì)胞減緩活動(dòng)，以免攻擊正常人體細(xì)胞。與此同時(shí)，這些調(diào)節(jié)性T細(xì)胞還會(huì)巡視具體的執(zhí)行情況。

在這一保護(hù)性過程中，諸多不同信號(hào)被用來改變殺傷細(xì)胞的代謝。如果殺傷細(xì)胞確實(shí)在攻擊正常細(xì)胞，那么調(diào)節(jié)性T細(xì)胞就會(huì)積極運(yùn)用信號(hào)來干預(yù)。這將成為未來信號(hào)研究的另一個(gè)方向，或可為治療危險(xiǎn)性感染提供新思路。