免疫系統如何組成?免疫系統三道防線各自扮演什麼角色?

免疫系統是人類為了抵禦病原體入侵,演化出來的防衛體系;也是身體建立免疫力的重要防線,遍布全身上下。那麼免疫系統如何組成?你知道免疫系統可以分為哪三道防線嗎?

免疫系統由三道防線組成,用來抵禦病原體入侵人體。示意圖來源:Getty Images
免疫系統由三道防線組成,用來抵禦病原體入侵人體。示意圖來源:Getty Images

免疫系統如何組成?專一性、非專一性防禦是什麼?

免疫系統不局限於特定的部位或組織,而是像一座城堡,會經過層層關卡的守衛,防止病原體進入人體。免疫機制可以初步二分為專一性防禦、非專一性防禦,兩者之間差別在於,專一性防禦可以針對不同進入人體的病原體,進行專一性防禦,比如藉由注射天花病毒的近親、致死率較低的牛痘疫苗,預防感染致死率較高的天花;非專一性防禦則不會針對特定外來物進行防禦,只要不是人體自身的細胞或是產物,就會設法將其阻擋在外,常見的機制有物理屏障(如皮膚)、化學屏障(如胃酸)、生物屏障(如白血球細胞)等。

免疫系統三道防線有哪些?

醫學界常將免疫系統分為三道防線,依照病原體進入人體的順序進行分類。其中免疫系統第一道防線與第二道防線屬「非專一性防禦」,屬於先天性的免疫機制,也就是人類先天不需要經過感染物刺激就具備的抵抗力;免疫系統第三道防線則屬「專一性防禦」,是後天性防禦的一種,亦即人體可藉由施打疫苗、與抗原接觸獲得免疫力。

免疫系統第一道防線:皮膚、黏膜等

病原體進入人體時,首先會遇到皮膚、黏膜等各種物理性屏障,有如城牆般將大部分的病原體阻擋在體外。黏膜是體表分泌的黏液所形成的屏障,唾液、眼淚、呼吸道黏膜等,都屬於黏膜的一種。例如眼淚可以透過沖洗角膜,移除眼球上的細菌;氣管內的纖毛細胞會藉由擺動,排除附著在黏膜上的異物。

除了上述物理性功能,黏膜中也含有可以溶解細菌細胞壁的溶菌酶。皮膚則會分泌脂肪酸,幫助殺菌;汗水中的鹽分亦能在皮膚上製造高鹽環境,防止細菌生長。藉由這些化學機制的參與,可以讓免疫系統第一道防線的機制更為完善。

免疫系統第二道防線:發炎反應、吞噬作用

病原體一旦突破免疫系統第一道防線,巨噬細胞、嗜中性白血球等白血球細胞就會築起第二道防線,而這些細胞可能會藉由提升吞噬能力,或是引起小部分紅腫疼痛的發炎反應,增加微血管通透性,並吸引更多白血球來消滅病原體。常見的白血球具有以下特色:

  • 巨噬細胞:能吞噬並消化微生物,特色是攻擊力強、可以一擋百,甚至有機會存活長達數年。

  • 嗜中性白血球:可以吞噬入侵體內的異物,特徵是數量多但生命周期短,在吞噬病原體後本身會死亡。

受到感染的細胞也會產生干擾素,對周遭的正常細胞發出警告,並誘發抗病毒蛋白生成。血漿內亦存在著可以殺死病原體的「補體蛋白」,能夠親自進行攻擊之外,還可以呼叫更多巨噬細胞前來一同作戰。

免疫系統第三道防線:T細胞、B細胞

倘若先天免疫系統(第一道、第二道防線)失守,就會由後天免疫系統在分析外來物特性後,啟動專一性免疫反應。後天免疫系統好比經過特殊訓練的特種部隊,主要由具有記憶功能的T細胞、B細胞兩類淋巴細胞組成,是人體最重要的保衛軍隊。

  • T細胞:T細胞會親自參與免疫作用,被稱為「細胞免疫」,可以根據功能細分為輔助T細胞、細胞毒性T細胞、記憶T細胞等。輔助T細胞會藉由分泌激素,誘發細胞毒性T細胞產生胞殺性物質殺死病原體,同時分泌信號分子活化認識相同抗原的B細胞。病原體死亡後,輔助T細胞與細胞毒性T細胞會將病原體特徵存檔,轉化成記憶T細胞,當下次有相同外來物質入侵時,就可以快速進行防禦。

  • B細胞:一旦先天免疫系統失守,B細胞會發動「抗體免疫」,變成漿細胞並產生抗體,讓抗體像飛彈般對敵人進行遠程攻擊。作戰結束後,B細胞也會分化為可以記憶病原體特徵的記憶B細胞。

實習記者:黑立安

核稿編輯:廖梓鈞