序曲 免疫學——其誕生與謎團
免疫學的誕生
不曉得大家有沒有想過這些問題?
.麻疹號稱只要得過一次就不會再得,但是為什麼流感會一得再得?
.為什麼只要注射流感疫苗,就可以達到預防流感的效果呢?
.感冒和麻疹這類感染性疾病,痊癒的機制是什麼呢?
免疫學一向是公認的深奧難解,雖然基於「絞盡腦汁也不得其解」的理由被人敬而遠之,但是它的誕生,正是為了替世人消除上述等單純的疑惑。換言之,免疫學的成立源自於為了闡明能夠「免」除「疫」病之苦的機制,以幫助更多人恢復健康。所謂的「疫」,意即「疫病」,也就是傳染病。罹患某種傳染病又痊癒的人們,早在西元前就已經知道,即使再次罹患同樣的疾病,也不會嚴重到致命的程度。奪走當時歐洲1/3人口性命的黑死病在14世紀肆虐之際,有些負責照顧患者、處理屍體的修道院僧侶,即使同樣身染黑死病,症狀不但比較輕微,而且痊癒後再也不會得到第二次,因此他們被尊崇為「受神恩寵的人」。順帶一提,「免疫」的英文是”immunity”,其語源是經濟學用語”im-munitas”(免稅、免役)。最後,immunity一詞,演變成避開壞事,尤其是免於傳染病侵襲的意思。
但是,或許大家知道了會覺得很意外,西歐一直到了17世紀以後,才注意到傳染病的發生源自於肉眼看不到的微生物。
疾病非由「氣」而來,而是從「液」
從西元前到17世紀為止,西歐人認為「人體由血液、黃膽汁、黑膽汁、黏液這4種體液所組成;當這4種體液處於失衡狀態時,人體就會生病」,這種說法稱為體液病理學說。
當時生病的人,為了恢復體液的平衡,採取抽出血液的作法,也就是所謂的放血療法。雖然現在聽起來匪夷所思,但是直到19世紀,像是針對因罹患結核病而大量吐血的患者,放血長久以來都是最重要的治療方法,而且一直持續到1940年代左右。
「病原微生物」的想法誕生
直到不久之前,放血一直是西歐根深蒂固的主流療法,不過到了17世紀,出發點迥異於體液病理學說的想法開始萌芽。有人開始相信造成傳染病的原因是由肉眼看不到的小生物,意即微生物所引起。
就在此時,也不知是出於偶然或者必然,顯微鏡剛好問世了。因此,拜顯微鏡的倍率不斷提升,長久以來不斷折磨人類的病原微生物終於要無所遁形了。
遺憾的是,病原微生物的發現,卻耗費了超過200年的歲月才終於實現。到了19世紀,結核和霍亂兩大新型傳染病在西歐爆發,一如橫行於14 世紀的黑死病般的夢魘再度降臨。
到了19世紀末,德國的羅伯.柯霍(1843~1910年)終於確認了結核菌和霍亂(1882~1883年)的存在。在此激發之下,科學家們也逐漸揭開了病原微生物的真面目。
由北里柴三郎發現破傷風菌(1889年)和鼠疫桿菌(1894年)、志賀潔發現赤痢菌(1898年)等日本先進們所創下的輝煌成就中,其實隱藏著這樣的歷史背景。我想從這點也不難發現,從有人想到病原微生物的存在可能,到完全揭開它的真面目,究竟歷經了多麼漫長的一段歲月。
再度發現「不會再有第二次」的現象
19世紀在承先啟後的柯霍之後,病原微生物的面貌在眾多學者的研究下,逐漸變得清晰;法國的路易‧巴斯德(1822〜1895年)也在此時登場。
據說首先留意到曾經罹患傳染病又痊癒的人,即使再次染病,也不至於致命的是西元前的歷史學家修西得底斯。到了19世紀,觀察力敏銳的巴斯德再次注意到「不會再有第二次」的現象。他首先試著把引起霍亂的病原微生物加以無毒化,再嘗試注射在雞隻身上,結果發現這些雞隻感染霍亂的機率降低了。接著,他把無毒化後的狂犬病的病原成分,注射在被罹患狂犬病的狗咬的人身上,成功預防了狂犬病的發病(1885年)。
巴斯德為了向某位人物致敬,把這項預防方法命名為Vaccine,也就是今天通稱的疫苗。這位人物是誰呢?
「疫苗」的由來
我們把時間再次拉回17世紀。正如黑死病在14世紀的西歐造成了莫大的浩劫,到了17~18世紀,「新型黑死病」再度橫掃西歐,這次是天花。
一提到黑死病或天花,大家可能覺得很陌生,不過歐洲有1/3的人口在1348年死於黑死病。另外,西班牙殖民者皮薩羅為了征服印加帝國,在1632年帶來了天花,導致該疾病肆虐當地。但光憑上述兩個案例,大家可能還是很難想像,黑死病和天花曾是奪走無數人性命的致命傳染病。
不過,就像14世紀時,有些黑死病的患者,除了症狀比較輕微,痊癒後也像未曾發病一樣,18世紀時也有一群人免於天花的威脅,而且和黑死病一樣,同樣不知原因原何。這群幸運兒是曾經被牛傳染,得過牛痘的擠奶女工。
某個觀察力十分敏銳的男人首先注意到「天花和牛痘差不多。所以這些每天和得過牛痘的牛貼身接觸的擠奶女工,早已得過症狀輕微、類似天花的疾病,才沒有染上其他人會得的天花吧」。不久之後,這個男人進行了一項乍看非常不衛生的大膽行動,他從得過牛痘的擠奶女工的手臂擠出膿液,再注射到某個孩子身上,這一針要是讓那個孩子有個三長兩短,男人肯定會被問罪,就無法留名青史了。好在兩人都相當受到幸運之神的眷顧,那個孩子最後並沒有得到天花。
這個男人名為愛德華.詹納(1749~1823年)。至於那個被當作「試驗品」的孩子,據說是他的親生孩子,但也有人說是孤兒。無論如何,好在他的身體並沒有出現異狀,而且還成功接受了天花的預防接種,真是可喜可賀。這次的注射,一般稱為詹納的種牛痘實驗(1798年)。
在18世紀末的當時,尚未釐清天花的病原微生物的真面目。但是,此時的科學家已經懂得利用「不會二度復發」的現象,發明了預防傳染病的方法。到了19世紀末,各種病原微生物總算「現形」;終於由路易.巴斯德開發出先降低病原微生物的毒性,再透過注射以預防傳染病的方法。
正如「前人種樹、後人乘涼」這句俗諺所示,巴斯德等於是追隨詹納的腳步,從他的經驗淬鍊出傳染病的預防法。巴斯德為了向詹納表示敬意,把這種萃取自母牛(Vacca)的預防法命名為Vaccine療法,也就是今天所稱的疫苗。換言之,「Vaccine」(疫苗)的語源是「牛」。
首次建立了概念
前面已經提過「疫病可能是由眼睛看不到的微小生物所引起」的概念到了17世紀才首度建立,接下來到了19世紀,病原微生物的「實體」終於被發現了。另外,18世紀時,雖然尚未發現導致天花的微生物「實體」,卻已出現「牛痘和人類的天花是類似的傳染病;只要得過症狀輕微的牛痘,應該可以達到預防天花的效果」的概念。爾後終於開發出使用無毒化之後的病原微生物的治療方法,也就是疫苗療法。
順帶一提,這幾年蔚為話題的基因,在19世紀中葉也已出現了明確的概念即「遺傳因子一定內含某些特殊的物質」。這樣的概念到了20世紀中葉終於獲得證實,確認它的實體就是我們今天所稱的DNA。
回頭檢視的話,顯微鏡也是「概念」下的產物,並不是某天無中生有,憑空出現。16世紀末,拜一對生卒年不詳的「經營眼鏡店的荷蘭人父子」,在心血來潮、突發奇想之下,想出前所未有的主意,「把兩個不同的鏡頭組合在一起」,結果不單是顯微鏡,連望遠鏡也跟著問世了。
此外,在免疫反應方面居功厥偉的輔助T細胞(在本書的免疫劇場中,身為要角之一),到了1969年,也由彼得.布雷徹和梅爾.肯提出了嶄新的概念「一定有一種細胞負責幫助其他細胞」。不久之後,輔助T細胞的神祕面紗終於被揭開,向世人展現出實體。
我想,科學的發展,便是在新概念的成形下,並且透過實體的發現,不斷日新月異。
「21 世紀的黑死病」是什麼?
巴斯德在19世紀末受到18世紀末的詹納啟發,終於讓疫苗的研究開花結果,順利問世。不過誰才是真正的受惠者呢?拜這兩位所賜,我們現代人有幸可以不用認識天花。說得具體一點,首先多虧了詹納發現預防天花的方法,接著再由巴斯德繼續開發,完成已臻成熟的疫苗療法,才得以讓天花絕跡。1980年5月8日,WHO向全世界宣布天花已經滅絕;這份宣言,也形同「人類已獲得疫苗這項武器的勝利宣言」。
不過,人類真的獲勝了嗎?回顧過往的歷史,我們不難發現,不論改朝換代,人類隨時都在對抗疾病。例如黑死病是西歐在14世紀的頭號疾病;17~18世紀是天花肆虐的時代;到了19世紀,則是霍亂和結核病發威,讓人聞之色變。在20世紀末,愛滋病以「新型黑死病」之姿登場了。
科學家目前尚未製作出能真正對抗愛滋病毒的疫苗。原因在於愛滋病毒像不斷變裝似的,一再改變表面分子的形狀,讓體內負責免疫的細胞們無所適從,無法進行攻擊。最後,連免疫系統本身都會被愛滋病毒破壞殆盡。
「沒有人知道大自然接下來要讓人類面對什麼疾病。但是,不管是哪一種,過去發生過的疾病和醫學史應該有不少值得我們借鏡之處。我認為最好從現在正視這個問題,我一心祈禱著,只要不是難以治療的重大心理疾病就好了。」(福田真人,1987年)
愛滋病毒的誕生,對人類的免疫系統造成根本的威脅。愛滋病的首起病例在1981年確診,也就是WHO宣布天花在全世界絕跡的隔年。難道這只是單純的偶然嗎?我想,總有一天,人類一定能克服愛滋病。但是,在我們陶醉於「人類的勝利」之際,說不定又有「新型黑死病」伺機而動。萬一「新型的黑死病」真的出現,我們該如何自處呢?當然,要大家馬上回答這個問題是強人所難,所以我想告訴大家我高中時代的恩師,對我說過的一段話。
免疫的假動作 —時而攻擊「自己」,時而放行「自己以外的異物」
免疫學的誕生源自於一股動機,一股想要釐清如何防止疫病,意即避免傳染病危害人體的保護機制的強烈動機。但是,隨著時間的流逝,我們愈來愈明白要解開這個謎團並不容易。
我們已經知道免疫系統的機制,並非「不攻擊自己,而是攻擊自己以外的異物」如此單純。換言之,負責免疫的細胞們,有時候會攻擊「自己」(自體免疫),有時候也會「刻意」不攻擊「自己以外的異物」(對非己的耐受)。不過,就是因為負責免疫的細胞們,也有「刻意」不攻擊「自己以外的異物」的時候,胎兒才能在母親的肚子裡,安穩地待上十個月。
棘手的是,也有一些居心不良的傢伙懂得巧妙利用免疫細胞不會攻擊「自己以外的異物」的機制,盤踞在我們的體內,它們就是癌細胞。癌細胞是從正常細胞變化而成的異物,理應屬於「非己」,但是它們運用了類似胎兒能夠免於母體的免疫攻擊的手法,得以從免疫的攻擊全身而退。
免疫學的誕生
不曉得大家有沒有想過這些問題?
.麻疹號稱只要得過一次就不會再得,但是為什麼流感會一得再得?
.為什麼只要注射流感疫苗,就可以達到預防流感的效果呢?
.感冒和麻疹這類感染性疾病,痊癒的機制是什麼呢?
免疫學一向是公認的深奧難解,雖然基於「絞盡腦汁也不得其解」的理由被人敬而遠之,但是它的誕生,正是為了替世人消除上述等單純的疑惑。換言之,免疫學的成立源自於為了闡明能夠「免」除「疫」病之苦的機制,以幫助更多人恢復健康。所謂的「疫」,意即「疫病」,也就是傳染病。罹患某種傳染病又痊癒的人們,早在西元前就已經知道,即使再次罹患同樣的疾病,也不會嚴重到致命的程度。奪走當時歐洲1/3人口性命的黑死病在14世紀肆虐之際,有些負責照顧患者、處理屍體的修道院僧侶,即使同樣身染黑死病,症狀不但比較輕微,而且痊癒後再也不會得到第二次,因此他們被尊崇為「受神恩寵的人」。順帶一提,「免疫」的英文是”immunity”,其語源是經濟學用語”im-munitas”(免稅、免役)。最後,immunity一詞,演變成避開壞事,尤其是免於傳染病侵襲的意思。
但是,或許大家知道了會覺得很意外,西歐一直到了17世紀以後,才注意到傳染病的發生源自於肉眼看不到的微生物。
疾病非由「氣」而來,而是從「液」
從西元前到17世紀為止,西歐人認為「人體由血液、黃膽汁、黑膽汁、黏液這4種體液所組成;當這4種體液處於失衡狀態時,人體就會生病」,這種說法稱為體液病理學說。
當時生病的人,為了恢復體液的平衡,採取抽出血液的作法,也就是所謂的放血療法。雖然現在聽起來匪夷所思,但是直到19世紀,像是針對因罹患結核病而大量吐血的患者,放血長久以來都是最重要的治療方法,而且一直持續到1940年代左右。
「病原微生物」的想法誕生
直到不久之前,放血一直是西歐根深蒂固的主流療法,不過到了17世紀,出發點迥異於體液病理學說的想法開始萌芽。有人開始相信造成傳染病的原因是由肉眼看不到的小生物,意即微生物所引起。
就在此時,也不知是出於偶然或者必然,顯微鏡剛好問世了。因此,拜顯微鏡的倍率不斷提升,長久以來不斷折磨人類的病原微生物終於要無所遁形了。
遺憾的是,病原微生物的發現,卻耗費了超過200年的歲月才終於實現。到了19世紀,結核和霍亂兩大新型傳染病在西歐爆發,一如橫行於14 世紀的黑死病般的夢魘再度降臨。
到了19世紀末,德國的羅伯.柯霍(1843~1910年)終於確認了結核菌和霍亂(1882~1883年)的存在。在此激發之下,科學家們也逐漸揭開了病原微生物的真面目。
由北里柴三郎發現破傷風菌(1889年)和鼠疫桿菌(1894年)、志賀潔發現赤痢菌(1898年)等日本先進們所創下的輝煌成就中,其實隱藏著這樣的歷史背景。我想從這點也不難發現,從有人想到病原微生物的存在可能,到完全揭開它的真面目,究竟歷經了多麼漫長的一段歲月。
再度發現「不會再有第二次」的現象
19世紀在承先啟後的柯霍之後,病原微生物的面貌在眾多學者的研究下,逐漸變得清晰;法國的路易‧巴斯德(1822〜1895年)也在此時登場。
據說首先留意到曾經罹患傳染病又痊癒的人,即使再次染病,也不至於致命的是西元前的歷史學家修西得底斯。到了19世紀,觀察力敏銳的巴斯德再次注意到「不會再有第二次」的現象。他首先試著把引起霍亂的病原微生物加以無毒化,再嘗試注射在雞隻身上,結果發現這些雞隻感染霍亂的機率降低了。接著,他把無毒化後的狂犬病的病原成分,注射在被罹患狂犬病的狗咬的人身上,成功預防了狂犬病的發病(1885年)。
巴斯德為了向某位人物致敬,把這項預防方法命名為Vaccine,也就是今天通稱的疫苗。這位人物是誰呢?
「疫苗」的由來
我們把時間再次拉回17世紀。正如黑死病在14世紀的西歐造成了莫大的浩劫,到了17~18世紀,「新型黑死病」再度橫掃西歐,這次是天花。
一提到黑死病或天花,大家可能覺得很陌生,不過歐洲有1/3的人口在1348年死於黑死病。另外,西班牙殖民者皮薩羅為了征服印加帝國,在1632年帶來了天花,導致該疾病肆虐當地。但光憑上述兩個案例,大家可能還是很難想像,黑死病和天花曾是奪走無數人性命的致命傳染病。
不過,就像14世紀時,有些黑死病的患者,除了症狀比較輕微,痊癒後也像未曾發病一樣,18世紀時也有一群人免於天花的威脅,而且和黑死病一樣,同樣不知原因原何。這群幸運兒是曾經被牛傳染,得過牛痘的擠奶女工。
某個觀察力十分敏銳的男人首先注意到「天花和牛痘差不多。所以這些每天和得過牛痘的牛貼身接觸的擠奶女工,早已得過症狀輕微、類似天花的疾病,才沒有染上其他人會得的天花吧」。不久之後,這個男人進行了一項乍看非常不衛生的大膽行動,他從得過牛痘的擠奶女工的手臂擠出膿液,再注射到某個孩子身上,這一針要是讓那個孩子有個三長兩短,男人肯定會被問罪,就無法留名青史了。好在兩人都相當受到幸運之神的眷顧,那個孩子最後並沒有得到天花。
這個男人名為愛德華.詹納(1749~1823年)。至於那個被當作「試驗品」的孩子,據說是他的親生孩子,但也有人說是孤兒。無論如何,好在他的身體並沒有出現異狀,而且還成功接受了天花的預防接種,真是可喜可賀。這次的注射,一般稱為詹納的種牛痘實驗(1798年)。
在18世紀末的當時,尚未釐清天花的病原微生物的真面目。但是,此時的科學家已經懂得利用「不會二度復發」的現象,發明了預防傳染病的方法。到了19世紀末,各種病原微生物總算「現形」;終於由路易.巴斯德開發出先降低病原微生物的毒性,再透過注射以預防傳染病的方法。
正如「前人種樹、後人乘涼」這句俗諺所示,巴斯德等於是追隨詹納的腳步,從他的經驗淬鍊出傳染病的預防法。巴斯德為了向詹納表示敬意,把這種萃取自母牛(Vacca)的預防法命名為Vaccine療法,也就是今天所稱的疫苗。換言之,「Vaccine」(疫苗)的語源是「牛」。
首次建立了概念
前面已經提過「疫病可能是由眼睛看不到的微小生物所引起」的概念到了17世紀才首度建立,接下來到了19世紀,病原微生物的「實體」終於被發現了。另外,18世紀時,雖然尚未發現導致天花的微生物「實體」,卻已出現「牛痘和人類的天花是類似的傳染病;只要得過症狀輕微的牛痘,應該可以達到預防天花的效果」的概念。爾後終於開發出使用無毒化之後的病原微生物的治療方法,也就是疫苗療法。
順帶一提,這幾年蔚為話題的基因,在19世紀中葉也已出現了明確的概念即「遺傳因子一定內含某些特殊的物質」。這樣的概念到了20世紀中葉終於獲得證實,確認它的實體就是我們今天所稱的DNA。
回頭檢視的話,顯微鏡也是「概念」下的產物,並不是某天無中生有,憑空出現。16世紀末,拜一對生卒年不詳的「經營眼鏡店的荷蘭人父子」,在心血來潮、突發奇想之下,想出前所未有的主意,「把兩個不同的鏡頭組合在一起」,結果不單是顯微鏡,連望遠鏡也跟著問世了。
此外,在免疫反應方面居功厥偉的輔助T細胞(在本書的免疫劇場中,身為要角之一),到了1969年,也由彼得.布雷徹和梅爾.肯提出了嶄新的概念「一定有一種細胞負責幫助其他細胞」。不久之後,輔助T細胞的神祕面紗終於被揭開,向世人展現出實體。
我想,科學的發展,便是在新概念的成形下,並且透過實體的發現,不斷日新月異。
「21 世紀的黑死病」是什麼?
巴斯德在19世紀末受到18世紀末的詹納啟發,終於讓疫苗的研究開花結果,順利問世。不過誰才是真正的受惠者呢?拜這兩位所賜,我們現代人有幸可以不用認識天花。說得具體一點,首先多虧了詹納發現預防天花的方法,接著再由巴斯德繼續開發,完成已臻成熟的疫苗療法,才得以讓天花絕跡。1980年5月8日,WHO向全世界宣布天花已經滅絕;這份宣言,也形同「人類已獲得疫苗這項武器的勝利宣言」。
不過,人類真的獲勝了嗎?回顧過往的歷史,我們不難發現,不論改朝換代,人類隨時都在對抗疾病。例如黑死病是西歐在14世紀的頭號疾病;17~18世紀是天花肆虐的時代;到了19世紀,則是霍亂和結核病發威,讓人聞之色變。在20世紀末,愛滋病以「新型黑死病」之姿登場了。
科學家目前尚未製作出能真正對抗愛滋病毒的疫苗。原因在於愛滋病毒像不斷變裝似的,一再改變表面分子的形狀,讓體內負責免疫的細胞們無所適從,無法進行攻擊。最後,連免疫系統本身都會被愛滋病毒破壞殆盡。
「沒有人知道大自然接下來要讓人類面對什麼疾病。但是,不管是哪一種,過去發生過的疾病和醫學史應該有不少值得我們借鏡之處。我認為最好從現在正視這個問題,我一心祈禱著,只要不是難以治療的重大心理疾病就好了。」(福田真人,1987年)
愛滋病毒的誕生,對人類的免疫系統造成根本的威脅。愛滋病的首起病例在1981年確診,也就是WHO宣布天花在全世界絕跡的隔年。難道這只是單純的偶然嗎?我想,總有一天,人類一定能克服愛滋病。但是,在我們陶醉於「人類的勝利」之際,說不定又有「新型黑死病」伺機而動。萬一「新型的黑死病」真的出現,我們該如何自處呢?當然,要大家馬上回答這個問題是強人所難,所以我想告訴大家我高中時代的恩師,對我說過的一段話。
免疫的假動作 —時而攻擊「自己」,時而放行「自己以外的異物」
免疫學的誕生源自於一股動機,一股想要釐清如何防止疫病,意即避免傳染病危害人體的保護機制的強烈動機。但是,隨著時間的流逝,我們愈來愈明白要解開這個謎團並不容易。
我們已經知道免疫系統的機制,並非「不攻擊自己,而是攻擊自己以外的異物」如此單純。換言之,負責免疫的細胞們,有時候會攻擊「自己」(自體免疫),有時候也會「刻意」不攻擊「自己以外的異物」(對非己的耐受)。不過,就是因為負責免疫的細胞們,也有「刻意」不攻擊「自己以外的異物」的時候,胎兒才能在母親的肚子裡,安穩地待上十個月。
棘手的是,也有一些居心不良的傢伙懂得巧妙利用免疫細胞不會攻擊「自己以外的異物」的機制,盤踞在我們的體內,它們就是癌細胞。癌細胞是從正常細胞變化而成的異物,理應屬於「非己」,但是它們運用了類似胎兒能夠免於母體的免疫攻擊的手法,得以從免疫的攻擊全身而退。