系列科普｜解读免疫系统三大功能：（一）免疫监视

健全的免疫系统有三大功能，这决定了免疫系统的工作效率，进而决定一个人的免疫力高低。

本系列撰文《免疫系统三大功能》，将带您探寻免疫系统发挥功效的三大能力：免疫监视、免疫应答、免疫记忆，看人体免疫系统是如何分步执行任务，完成清除细菌、病毒等病原体，从而来保护人体健康的。

“免疫”，从字面意思拆开解释，就是“免除疾病”，即抵抗多种传染性疾病的发生，保护机体不受感染。

免疫学发展至今，“免疫”（immunity）有了更科学广泛的含义，免疫系统拥有可以识别、区分“自己”和“异己”的能力，“免疫”最终排除异己，保护自己维持生理健康的稳定。

在整个过程中，免疫系统（immune system）其实是依赖它的三大功能实现的，分别是“免疫监视”（immune surveillance）、“免疫应答”（immune response）和“免疫记忆”（immune memory）。

按照顺序，本篇文章首先介绍，“免疫监视”。

免疫监视，是机体长期进化过程中形成的一种天然防御功能，此功能仿佛开启上帝视角，监视身体的一举一动，哪里有入侵者，哪里出现异己……免疫监视，最重要的就是区别敌我。

这是如何实现的呢？

01

免疫监视的两大步骤：识别与区分

免疫监视相当于免疫系统的“侦查系统”，它最重要的能力是“识别（recognition）和区分（distinction）”。

在微观世界中，细菌或者病毒的外观是主要的识别内容。

△ 免疫细胞识别并吞噬病毒

就算作为入侵者，作为背叛者，敌人们之间也是会打扮自己的，这种打扮就造成了细菌或者病毒的外观“与众不同”，拥有了自己独特的密码。

细菌或者病毒通过制造特殊结构的蛋白质，比如病原体相关模式分子（PAMP，pathogen-associated molecular patterns），来打扮自己的外观。它们就像病原体表面的一个半开状态的开关，而如果我们通过模式识别受体（PRR, pattern recognition receptor）捕捉到这个特定结构的开关，就可以识别病原体，从而获悉某种异物的存在。

虽然随着进化，敌人越来越聪明，可能会演化出相似的外观迷惑免疫系统，但最终，历经艰辛的信号，能直接被先天性免疫细胞，巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞识别，完成免疫监视的第一步。

如果说“识别”依靠的是细菌、病毒表面的外衣，那么“区分”则相反，依靠的是正常细胞的“良民证”。先天性免疫细胞，比如NK细胞，信号都是一并识别的，而到底是“自己”还是“异己”，取决于它接触到“自己”，它就能感受到“安全”，所以，那些不能提供证据证明自身清白的，就是“异己”信号。

这个“良民证”叫做MHC分子（主要组织相容性复合物），在人类中是HLA，即人类白细胞抗原。

NK细胞表面有众多接收MHC信号的受体，分为激活性KAR和抑制性KIR两类。正常细胞的MHC类分子结合的是抑制性受体，使得NK细胞处于抑制状态，那么NK细胞便不会误伤“自己”。树突状细胞也不会将“自己”的信号进一步传递。

△ 细胞表明的受体与抑制受体

细菌或者病毒感染的细胞，发生变异的正常细胞表面的MHC类分子表达减少或者缺失，则不会介导KIR导致的NK细胞抑制，从而表现为杀伤作用。

02

免疫监视与先天免疫

我们已知，人体健康的保卫有三大防线。

第一道防线是物理屏障，皮肤和黏膜。第二道防线是先天免疫，免疫细胞的直接识别与吞噬。第三道防线是获得性免疫，比如T细胞和B细胞，B细胞可以分泌抗体狙击，T细胞释放炸弹打击。

可以看出，免疫是分层次递进的，按照发生的先后顺序，如上述提到，主要分为两种，一种是先天免疫（innate immunity），一种是获得性免疫（adaptive immunity），也叫做后天免疫。

先天免疫一般发生在免疫开始的0~96小时，而获得性免疫的发生时相则在第96小时以后。

△ 时刻在体内巡逻的免疫细胞

先天免疫相当于人体的隐形盔甲，拥有成员巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、单核细胞、树突状细胞等。其中，巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞辛勤地在身体中巡逻，检查每一个路过“人员”的信息，发现潜在的入侵者，和身体正常细胞的叛变者。树突状细胞负责将“异己”的特异性信息“抗原”传递。

“巡逻”、“检查”、“发现”、“传递”……

原来，免疫监视功能是由先天免疫实现的。

03

免疫监视与NK细胞

先天免疫的众多免疫细胞中，NK细胞十分特殊，因为它既有一点的免疫监视功能，又有一部分免疫应答的能力。

当一部分细菌、病毒趁虚而入，突破皮肤等第一道防线后，先天性免疫细胞中的NK细胞，会依次通过识别与区分，发现这些异物并直接吞噬，或者分泌杀菌物质狙击。

此时，除了PAMP-PRR这个开关模式，有些异物可能会模仿出相似的结构来迷惑免疫细胞，那么NK细胞还能够依赖另外一种开关模式来完成免疫监视功能。

这种模式就是补体（complement）。血液中有一种叫做补体的物质，是一群“半开关”的集合，它们是身体的第一道防线。一旦一个补体识别到了异物的外观，一个开关就被触发了，一个开关的力量是薄弱的，是不足以实现免疫监视的，但补体依赖3条独立的激活途径，可以将信号级联放大。

补体通过改变自身的结构，使得它能够将识别的范围扩大，并联系上其它小伙伴，扩大成团体行动。另一方面，补体可以发射更小的结构到血液中，将识别的难度降低，最终被NK细胞捕获。

△ NK细胞正在绞杀受感染的细胞

由此看出，NK细胞免疫监视的能力，可谓十分全面，能够尽最大可能地发现入侵的外来者，或者体内变性的细胞等，做到不放过“一个”。

而下一篇文章中，我们也会介绍到，NK细胞还具有一定的免疫应答能力，使得先天免疫的功能也更加的丰富。

先天免疫，比如其中的NK细胞，一“识别”，二“区分”，将入侵人体的病原微生物，或者体内叛乱的变异细胞等异己，精准揪出来，站好免疫监视的岗位，保护身体的健康。