老祖宗留下的三道抵御病毒防线-了解、爱护及强化她们
本期主题
人体防御“入侵者”的4道屏障之前3道：天然屏障、固有防御系统、先天免疫
我们的机体是怎样去防御病毒这样的“敌人”的呢？第一个是天然的屏障，这天然的屏障是我们的祖先经过千万、乃至数亿年进化而来的；第二个是固有的防御系统；还有一个是我们先天的免疫。
实际上，我们的免疫或者防御系统有四道防火墙：第一道防火墙是在解剖结构上和化学上的防御功能；第二个是我们内在的马上反应 (intrinsic)；还有一个就是天然免疫；最后是获得性免疫（acquired immunity）。
第一道防火墙包括了解剖结构，还有化学屏障，它包括哪几方面呢？一是皮肤，当皮肤保持其完整，我们就有一个很好的防御细菌/病毒外来侵犯的屏障。二是黏膜，很多时候，病毒是通过黏膜进入我们体内的，黏膜是第一道防线，包括口腔黏膜、肠道黏膜，还有呼吸道黏膜。黏膜有黏液和纤毛，纤毛的作用是把废物和侵略者扫出去，黏液不单单是种黏滞的液体，它里边有一些酶是可以消灭“敌人”的。
第二道防火墙是固有的防御系统，这个系统的第一道防线是Toll样受体（Toll-like receptors），此外还包括干扰素、凋亡、小分子RNA的抑制作用，还有补体系统。
第三道防火墙-先天免疫主要是中性粒细胞——白细胞中最多的一种，还有自然杀伤细胞。
第四道防火墙-获得性免疫将在下一讲介绍。
上面这张图展示了呼吸道的黏膜。我们今天所面对的新型冠状病毒就可以通过呼吸道黏膜侵犯进入到我们体内。黏膜有纤毛，纤毛不断地在摆动，当病毒侵入以后，通过喷嚏咳嗽是可以把这些病毒咳出来的。纤毛在把掺着黏液的病毒扫出来。黏液大家都有体会，往往是脓鼻涕和脓的分泌物，看上去是绿的、黄绿色的。过去，笔者上学的时候，老师介绍那是化脓的细胞，其实里面没有细胞。白细胞（自然杀伤细胞、中性粒细胞）进入到感染部位以后，释放了一种髓过氧化物酶（myeloperoxidase），这些过氧化物酶会把病毒和细菌给溶解掉。过氧化物酶本身就是黄绿色，所以可以看到黄绿色的鼻涕分泌物，这不是坏现象，也不是脓，而是杀细菌和病毒的髓过氧化物酶混在一起了。
有一个非常有意思的名词，叫mucophagy。phagy是吞噬的意思，muco是黏膜。mucophagy代表黏液里边含有髓过氧化物酶，杀死这些“敌人”。我们小时候都经历过：当分泌物进入到鼻腔的时候，我们把它吃下去了。这是好事还是坏事呢？有很多医生，特别是在欧洲的医生告诉家长，小孩如果出现感冒，如果出现发烧，出现了脓样的分泌物、鼻涕，此时把它吸进去、咽下去，实际上是最便宜也是最天然的疫苗。这些被杀死的病毒和细菌的尸体蛋白吃到了我们的肚子里，可以诱发天然的疫苗，让我们对它产生免疫力。英国《New Scientist》杂志编写的一本书《The Origin of （almost） Everything》中，统计了全世界成年人吃自己鼻涕的经历，结果比例高达46%。所以，这不是一个坏事。第一道防线中的黏膜和黏液，其中的髓过氧化物酶消灭了细菌等微生物，所以第一道防线非常重要，一旦受损，细菌或者病毒就进入了。此时，它们将遇到第二道防线。
第二道防线中包含了从昆虫开始就发现的一种机制，德国的一个科学家把果蝇基因不断地敲除，当敲除到一个基因的时候，果蝇的脑袋长到了屁股上，用德语来表示一种“奇怪”的基因，就叫Toll，而这种Toll基因发现它是和免疫力相关的。之后，科学家再找，发现哺乳动物里，人体也有这样的受体，所以就叫Toll-like receptors，Toll样受体。我们一共有9个Toll样受体，有的是在免疫细胞的表面，包括巨噬细胞的表面，也有的在细胞液内。病毒要进入细胞内，而进入细胞内以后会启动Toll样受体，这会马上启动免疫系统分泌干扰素这一套系统。当Toll被启动了，不管是在细胞膜外还是细胞浆内，这个信号就会被传到细胞的基因，而此时基因就会一边分泌干扰素，一边分泌一系列的炎症因子，而这些炎症因子会在后续激活免疫反应（包括放出趋化因子，让更多的炎症细胞到达侵犯部位），还有就是干扰素，它能起到的作用就是启动更多的淋巴因子。
干扰素结合到另外的细胞以后，特别是白细胞，巨噬细胞以后，就启动了一系列的炎症反应。这些炎症反应/炎症因子/细胞因子出现以后，让更多的炎症细胞，特别是白细胞和自然杀伤细胞到达炎症部位，开始把受感染的细胞处理掉。很多的细胞含着病毒，它表面被识别了以后就开始被消灭掉。
从病毒本身来讲的话，在它侵犯的组织和我们健康的组织之间，就靠干扰素来建立一个“防火沟”。“防火沟”建好以后，淋巴因子和杀伤细胞就聚集到损害部位，不管好坏，把所有的组织全部杀掉。可以想象，病毒进入到细胞以后，开始复制，开始合成很多蛋白，并开始要安装，但是在这个过程还没完成的时候，机体把这些受感染的细胞杀死了，这些病毒就没有机会变成成熟的病毒被释放到组织内了，就不会侵犯更多细胞了。
还有一个Intrinsic可以马上反应、立刻启动的机制，就是细胞有很强的献身精神，叫凋亡。凋亡实际上是一种自杀功能，当细胞被“敌人”侵犯了以后，病毒进入到了细胞内，细胞会启动一种自杀机制，它发现“我出错了，我有问题了”，它就启动了apoptosis这一套系统，最后凋亡、自杀。这是一个非常舍己为人的机制。比如,当一个肿瘤细胞出现，这个时候细胞它本身发现我基因出错了，然后就开始启动自杀功能。细胞每时每刻都在修复，都在更新，基因、染色体都在不断扩增，很容易出错，当出错的时候,细胞还有这样一个很重要的机制——自杀、凋亡（apoptosis）。细胞的另外一个功能是自噬（autophagy），它不是把自己给弄死了，而是不断萎缩，最后让巨噬细胞给吃掉了，这也是一种献身精神。当细胞出现异常，或者细胞衰老的时候，细胞就会启动autophagy这种功能，把自己慢慢弄萎缩，最后变成一个颗粒被清除掉了。所以，这也是一个自杀的功能。
还有一个新发现的机制，就是当病毒进入到细胞内的时候，细胞可以启动一种机制，比如说RNA病毒，细胞会形成一个大约20个左右碱基的小RNA片段，我们叫抑制RNA。而这种RNA它会贴到病毒的RNA上，阻止它复制，或者是mRNA的Translation去生产蛋白，所以它阻止了病毒的复制。这个机制是非常神奇的，也是我们在长期的进化过程中，从植物到昆虫一直到哺乳动物都有的。比如细菌有一个功能是防止病毒的，就叫CRISPR技术，它可以形成一个基因剪刀，把这些病毒基因剪碎。而现在人还没有发现有这样的机制。
还有一个古老的机制——补体系统。当机体发现一个外来的、从来没见过的细胞或者一个机制、一段糖蛋白、DNA，出现了这些物质以后，它马上就释放出一种危险信号，我们最快产生的物质之一就是补体。补体可以在被侵犯的细胞上打洞，把它给溶解掉、杀掉。
第一道防线是物理的和黏膜、黏液的防线；第二个就是固有的防御(intrinsic)；第三个是先天性免疫，包括两种细胞——自然杀伤细胞（NK cell），它有一个非常棒的功能，就是可以快速到达被侵犯的部位。当机体发现有细胞被侵犯，就用主要组织相容性复合体（MHC）识别这些外来的、从来没见过的抗原，这些蛋白或者肽链被表达在我们细胞的表面，自然杀伤细胞就可以快速把这个细胞杀掉，让这些病毒没有机会再复制，所以NK cell也很重要。在有肿瘤的时候，NK cell可以进入到肿瘤的部位，把它快速杀掉，这是非常重要的一个机制。另外一种细胞是中性粒细胞（Neutrophil），这些中性粒细胞在血液中游走，当被侵犯的部位释放出趋化因子的信号以后，它快速到达这个部位，进入到战斗状态，分泌很多淋巴因子，参与细胞的杀伤。
还有一种细胞在我们各个组织都存在，它在巡逻，它叫树突状细胞。它在每个组织叫的名字不一样，比如在皮肤下，它叫朗格汉斯细胞，在肝脏里叫库普弗细胞（Kupffer cell）。这些细胞平常的时候是一种不规则的圆状，但是一旦遇到了异物以后，它就变成了一种树枝状的，然后用各种枝去感受异物的状态，再把它吞掉，并把抗原重新加工、表达到它的表面，它便成了一个抗原提呈细胞（Antigen presenting cell，APC），再传导到T细胞和B细胞，然后让它们激活获得性免疫（将在下一讲介绍）。
这四道防线都是我们固有的防线，第一道是解剖和黏液的防线，第二个是固有的免疫，第三个是先天性的免疫，这三道防线在前面挡着，很多损害和感染基本上就可以控制住了。但是如果控制不住，就需要第四道防线——获得性的免疫，此时就需要抗原提呈的树突状细胞。
复习一下：
第一道免疫是解剖结构和化学屏障，皮肤、黏膜、黏液都是非常重要的。第二个就是固有的免疫，它有Toll样受体，有干扰素、有凋亡、自噬这种功能，还有小分子的抑制RNA，还有补体系统。这是一个非常复杂的，经过几亿年进化过来的系统，仍然保留着它对外来敌人的战斗能力。还有一个叫先天性的免疫，有中性粒细胞、自然杀伤细胞，还有树突状细胞，它们可以快速到达被侵犯的部位，分泌很多淋巴因子进入到杀伤状态。
我们的祖先为我们留下了这三道马上可以投入战斗的系统，可以在几分钟、几小时之内进入到战斗。所以这三道系统我们要爱护它，那怎么样来提高和保护它呢？给大家介绍几个方法，第1个就是睡觉，第2个就是锻炼，第3个就是健康饮食，第4个保持心情愉快。（详情见：教你抵抗冠状病毒感染的4招）现在，又加上了要减少破坏。为什么要减少破坏？比如说你抽烟，你肯定就伤害了呼吸道黏膜，同时减少了纤毛的功能，而且黏液本身产生的髓过氧化物酶也会降低，所以要戒烟。再有，要避免空气污染，大气的污染对我们也是损害。
睡眠也很重要，在睡眠期间，可以增加自然杀伤细胞，免疫功能的基因是上调的，也可以增加自噬的功能，反之亦然。我们讲的“反之”是什么呢？就是你睡觉少，少于每天6个小时，你NK细胞的功能是下降的，免疫调节的那些基因里炎症基因是上升的、抵抗力的基因是下降的，自噬功能下降的。
再说锻炼，锻炼能增加我们Toll样受体识别敌人的能力，也是增加NK cell动员的能力，这些自然杀伤细胞一般都粘附在周围的血管壁上或者组织中，当锻炼时，就可以把它动员到我们的循环中，增强自噬功能和凋亡功能。
健康饮食可以建立良好的菌群。在我们的胃肠道里有一种叫脊髓灰质炎的病毒，在老鼠实验中，如我们把肠道细菌全部去除掉，再给它脊髓灰质炎这种粪口传染的病毒，它是不感染的，所以病毒的感染也依赖于很多菌群——不太健康的菌群。而不健康的饮食会导致不健康的菌群，而且带来微炎症。
再说心情愉快。当你愉快的时候，多巴胺的通路可以刺激你的中枢神经系统，而直接或间接增强NK自然杀伤细胞的功能、巨噬细胞的功能和单核细胞的功能，这都有非常好的科学证据。
所有这些生活习惯的改善都是可以提高免疫力、免疫应答的。但是如果你是相反的，是不健康的生活方式，是会降低你免疫力的。
小结：
我们的祖先给我们留下了非常好的抵御外来侵犯，特别是病毒侵犯的机制，三道防火墙是天生的，马上投入战斗的。我们要了解它，同时我们要好好爱护它。我们首先不要破坏它，戒烟、不要去久坐、要加强锻炼、不要晚上不睡觉、要增加我们的睡眠质量和改善我们的生活质量。保证睡眠的时间、健康饮食，加上心情愉快、锻炼，让我们有更好的能力去抵御病毒侵犯，包括新冠状病毒的侵犯。