世界上的病原體數量如此之多,每一總病原體所對應的抗體也不同,而抗體的分子式又是十分的複雜,人體在面對一些從來都沒見過的病原體時(哪怕人類歷史上從未出現過的),也能產生準確的抗體來對抗,這裡面的原理是什麼?人體又是如何確保認這個新抗體不是錯誤的抗體,是能夠對抗這個新抗原的。


這大概就是著名的「克隆選擇理論」的由來。

世間抗原千千萬,而我們的機體早已準備好面對這殘酷的世界。

克隆選擇理論是免疫學中的一種科學理論,它解釋了免疫系統(淋巴細胞)細胞在特定抗原入侵機體時的功能。 1957年,澳大利亞醫生弗蘭克·麥克法蘭·伯內特(Frank?Macfarlane?Burnet)提出了這一概念,試圖解釋免疫反應開始時產生的抗體的多樣性。這一理論已經成為被廣泛接受的人類免疫系統如何對感染作出反應以及如何選擇特定類型的B和T淋巴細胞來破壞特定抗原的模型。

該理論認為,在已經存在的淋巴細胞(特別是B細胞)中,一種特定的抗原只激活(即選擇)其對應的細胞,然後誘導該特定的細胞繁殖,產生相同的克隆用於抗體生產。 這種激活發生在次級淋巴器官,如脾和淋巴結。 簡而言之,該理論解釋了抗體特異性多樣性產生的機制。 第一個實驗證據出現在1958年,當時Gustav?Nossal和Joshua?Lederberg證明了一個B細胞總是只能產生一種抗體。 這一觀點為分子免疫學特別是適應性免疫奠定了基礎。

免疫細胞是隨機形成的多樣性的細胞克隆,每一克隆的細胞表達同一種特異性的受體,受體即是胞膜抗體分子。當受抗原刺激,細胞表面的受體特異識別並結合抗原,致細胞活化,進行克隆擴增,產生大量後代細胞,合成大量相同特異性的Ab不同的抗原,則結合不同特異性的細胞表面受體,選擇活化不同的細胞克隆,致不同的特異抗體產生醫學教育網搜集整|理。細胞產生抗體種類是受胞內遺傳基因編碼的,抗原只是選擇表達相應抗體的細胞,使之克隆擴增。


人體內有一段DNA序列負責編碼抗體蛋白,這段DNA序列可以轉錄成多種多樣的mrna,例如若序列如下agattcccggaatt,可以從a開始轉錄,可以從g開始轉錄,可以從c開始轉錄……,轉錄後的rna還要切掉。內含子,不同的切法,形成不同的rna,產生抗體的基因序列在產生抗體時會重排,總之可以編碼的組合數量很多很多,足夠覆蓋各種抗原。也就是說人體本身就有抵抗各種抗原的抗體模板,免疫系統只是負責在海量組合中,找出與某抗原相對的。


在識別到病毒後的,免疫細胞會將其清除。在病毒的特徵被抗體細胞檢測到後,抗體細胞通過特徵結合,處理病毒。


在人體內具有很多的B細胞,B細胞可以編碼一種酶,叫基因重排酶,這種酶可以使得B細胞編碼抗體的基因發生重新排序,B細胞抗體的重新排序方向是不確定的,這就使得人體內每個B細胞可以產生不同的抗體,編碼抗體的基因與編碼抗體的基因之間也會發生各種現象,而且自然狀態下編碼抗體的基因也會發生基因突變,有的時候B細胞可以產生兩種到兩種以上的抗體,B細胞被激活後會進行兩次基因重排。T細胞也有定向誘導抗體轉換的作用(比如IL-4作用於B細胞,作用是IgE合成,IL-5作用於B細胞,作用是IgA和IgG1合成),因此B細胞可以產生各種各樣的抗體


這個問題提到的現象真的很有意思,要讚歎造物主把人類創造的如此精妙神奇:因為從目前的生命科學的研究看,人類完全清楚的了解自己的結構、生理、病理變化還是存在一定距離的。曾看到一篇免疫學專家黃波寫的一篇關於通過新冠肺炎認識抗體的文章,裡面幾個觀點,也許可以幫助你理解: (1)新冠病毒會誘發機體產生多種類型的抗體,而只有其中一小部分才是有效抗體(即具有抗病毒效應)。

(2)中和性表面抗體與病毒結合,阻止病毒進入細胞(禦敵於國門外);非中和性表面抗體與病毒結合,介導免疫細胞吞噬、清除病毒(殺敵於國門內),但是病毒也在進化,它可能會將免疫細胞轉變為病毒的中間體,以逃逸免疫殺傷,並在胞內擴增,若數量巨大,還會促成炎症風暴。

(3)中和抗體也只能大部分阻止病毒入侵細胞,仍會有一部分病毒進入細胞內,而對於躲藏在細胞內的病毒,抗體則無能為力,其最終的殺滅必須依賴於人體內的T細胞。

因為免疫系統具有識別病毒的功能。


因為抗原具有免疫原性,具有抗原表位,能夠刺激機體,產生針對一種或多種抗原表位的抗體。


生命的智慧

早在人類出現以前,病毒和細菌、各種微生物就存在於地球上了,他們在地球上生活了幾十億年,他們懂得和彼此通信,也彼此互相合作、融合著……

我們身體里的細胞,主要有幾部分:線粒體,燃燒葡萄糖產生能量;DNA和RNA,遺傳物質;細胞內其他的質器。據「內共生」假說,線粒體的前身,很有可能是大型的單細胞生物通過吞併了一種叫α變形桿菌的細菌,然後與之形成的一種共生體而演化至今的。你看,我們細胞內部的線粒體,並不是一開始就屬於我們的,它一開始是一種細菌,而這種細菌在地球上存活了很長很長時間。在這麼長的時間裡,自然會有體外的一些其他細菌或者病毒等微生物了解線粒體的「鑰匙」、「密碼」,知道怎麼通過層層防線進入。

我們的整個細胞也是一樣,一個外來的微生物想要從細胞膜進入細胞是不容易的,身體有一套的防禦體系來對抗這些外來生物,目的,是保護這個機體組織,免受傷害。

換句話說,沒有防禦體系的生物在大自然的競爭中都滅絕了。因為整個地球資源還是有限的,而生存於其上的植物、動物、微生物、人類,都需要得到外部的資源來提供給自己這個機體,各種營養、能量、讓自己有機會把基因傳承下去。資源有限,就存在競爭,存在各種各樣的生物生存策略,包括微生物。

病毒的目的是要找到宿主,讓自己有機會把遺傳物質傳播開來,擴大自己的種群。但是病毒本身是不具有獨自生存能力的,它們天生就要找到宿主,去感染宿主。剛才講了,宿主身上的細胞也不是哪一天突然變成的,而是在漫長的進化過程中也是由各種各樣的微生物逐漸發展形成的,人類身體的細胞,自然懂得病毒的那一套做法,也自然懂得如何構建防禦機制,以保護機體。

當然,在億萬年的進化過程中,人類和病毒的較量始終沒有停止,病毒是這個地球的主宰,是生物的起源,是生命的起源,如果沒有病毒,就沒有人類。人類的防禦體系在與病毒鬥智斗勇的數百萬年間,逐步完善自己的防禦體系。但,還是會有漏洞,畢竟,只要是生物,就難以避免成為病毒的宿主。

有很多病毒我們身體都能識別,並及時殲滅

但還是有一些病毒,我們身體的防禦體系無法識別,並且,人體的免疫系統在進化的速度上,也趕不上病毒的進化速度,無法以自己有限的經驗來對抗病毒,這時候,人體就生病了。基本上,感染了新型病毒的機體,身體里會有病毒碎片,身體的記憶細胞會將病毒碎片記錄在案,下次再發現,就可以及時有效的採取措施。但也有很多的時候,免疫力沒來得及做好調整,在於病毒的對抗中無法支撐機體的生理活動,這時候就需要醫療進行干預,支持治療。但也有的,還是撐不過,打不過病毒,成為病毒攻擊下的犧牲品。比如這次新冠疫情。

總之,增加身體的免疫細胞的數量,增加身體免疫細胞的工作能力,在任何時候,都是唯一的,最優的選擇。


你讀過古龍小說《英雄無淚》沒有?

裡面有個人物隨身帶著一個箱子 裡面一堆零件

面對任何對手 都可以根據對方的兵刃和武藝組裝出一套克制他的武器

免疫系統乾的就是這個

只不過不是他那樣快 也無法通過判斷力去確定

而是不停地製造無數組合

不停的嘗試

沒有錯的可能

這就像配鑰匙一樣

打不開鎖就繼續

打開了就是對的


哺乳動物一共才幾萬個基因,細菌病毒腫瘤原蟲寄生蟲各種壞蛋多得要死,所以顯然是不可能一個基因就對應一個抗體的!!!那麼身體是怎麼製造精確制導的抗體導彈的呢?!答案就是基因重排!!!淋巴細胞是抗體的工廠,它們成熟的過程,就是不斷通過基因片段的各種拼接和組合,來找到一個精確殺傷病原,又不會誤傷我們自身組織的導彈!!!!導彈精確性不好會誤傷我們正常組織的,淘汰!!!導彈殺傷力不夠,不能很好識別壞蛋的,淘汰!!!!免疫球蛋白,也就是我們說的抗體的基因重排效應是淋巴細胞發育中免疫球基因片段經重組而形成完整可變區序列的過程。重鏈可變區基因由V、D、J各1個基因片段組成,輕鏈可變區基因由V、J各1個基因片段組成,VDJ基因均有多個拷貝,各片段通過隨機組合(即重排)而形成多樣性的抗體可變區。


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