◎第一章 什麼是過敏,什麼不是?
我在開始為了寫作這本書進行研究前,對過敏這個問題的影響範圍有多廣全然不知。有過敏問題的人大約占全世界總人口的40% ,專家預估到了2030年將增加到50%。在深入探討這些數字背後的意義,以及為什麼認為過敏問題在接下來幾十年會日益嚴重前,得先回答一個更基本的問題:究竟什麼是過敏?
剛開始要訪談科學家和過敏專家時,我以為我已經知道過敏是什麼了。如果有人問我,我會很有把握的回答:「過敏是一個人對他吃下的、碰到的或吸入的東西產生的負面身體反應。」要是被追問道更多細節,我可能會搬出多年前在基礎生物學這門課學到的知識:人類的免疫系統類似一種防禦系統,它會對外來物質(像是病毒、細菌和寄生蟲等)做出反應,幫助我們抵禦感染。但是過敏患者的免疫系統對環境中一些無害的東西,像是花粉、牛奶、金屬首飾中的鎳等,也會產生反應。然後我會列舉打噴嚏、鼻塞、流鼻水、咳嗽、蕁麻疹、皮膚紅腫、起疹子,以及呼吸困難等做為過敏的可能症狀。
每當我請一般人(非科學家或生物醫學專家)解釋什麼是過敏,得到的答案通常跟我自己的初步認識大同小異。不同年齡層和背景的人對過敏和過敏原的看法,都像這位本身沒有過敏的年輕人向我描述的:「某種進入體內的東西所造成的失調。這東西跟你的身體合不來,所以身體會想盡辦法要擺脫它。」另一個人則說:「過敏是身體不知道該怎麼應付像是花粉或特定食物而啟動的『自我破壞』」。在一次令我印象深刻的訪談中,一位在靠近美國德州邊境的墨西哥奇瓦瓦(Chihuahua)長大,患有多種過敏症的人卻正面看待過敏,他認為這代表他的身體一直處於防禦狀態,所以他被保護得很好,並表示他的身體只是比那些沒有過敏的人更「小心」、更警覺而已。這些關於過敏性型免疫反應的描述多少是正確的,也說得過去……,直到有一天這些說法再也行不通。
就算是有過敏的人也不見得能準確說出過敏是什麼,或是把它們跟症狀相似的非過敏性疾病區分開來。
以克麗西為例,她是我在寫這本書早期訪談的過敏患者。我們見面時,克麗西已經跟呼吸道過敏、蕁麻疹、偶爾的眼睛浮腫,以及經常性的胃部不適搏鬥多年了。她被診斷出患有花粉熱或季節性的過敏性鼻炎,偶爾會在症狀改變或加劇時到耳鼻喉科治療。她也發現自己不小心吃了含有牛奶或麩質的食物時,會有消化道症狀、皮膚會起疹子。多年前,克麗西去看了一位過敏專科醫師,針對一些最常見的過敏原進行了測試。她的皮膚對所有食物過敏原都沒有反應,過敏專科醫師告訴她,她的那些症狀是食物引起的機率極低。克麗西的耳鼻喉科醫生一直鼓勵她重新做一次測試,但是她有沒這麼做,而是上網研究自己的症狀,從中尋找可能的治療方法。
被問到怎麼定義過敏時,克麗西說那是一種身體無法應付某個東西時的反應,特別發生在太常接觸這個東西、或是接觸的量太大的時候。她解釋道,重複暴露於這個東西一段時間,最後身體處理不來了,就會出現像她那樣的症狀。她不相信她的過敏原皮膚測試結果,堅信自己對某些食物過敏。由於大部分食物都含有小麥和乳製品,她推測在食用這些東西數十年後,她的身體學會了抵抗它們。
我用克麗西的故事──她對過敏的誤解,以及明顯的困惑和挫折──來傳達我們對過敏正確和錯誤的理解。克麗西提到她的呼吸道過敏時,認為那是她的身體反覆接觸某種物質做出的反應,這部分是對的,但認為她的身體對花粉處理不來則是錯的。(我們很快就會知道,事實上更像是她的身體無法忍受或忽略花粉。)
她不是真的對食物過敏,即便她的症狀很具說服力,但是皮膚測試證實她並沒有對牛奶或麩質過敏。換句話說,她的免疫系統反應的並不是她吃的食物,而是造成她的花粉熱的花粉。克麗西最困惑的,是不耐症(這裡指的是對特定食物不耐,有可能是大腸激躁症所引起,也可能是缺少乳糖酶,以致無法消化乳製品中的乳糖)和過敏反應(空氣中的過敏原引起的)之間的差異。但這實在不能怪她,即便像我這樣對免疫學有一定了解的醫療人類學家,要找到這當中的區別都不容易。
我讀愈多關於過敏的科學文獻,愈和過敏專家和免疫學家交流,就覺得愈混淆。令我驚訝和挫折的是,我愈深究免疫系統的錯綜複雜,就愈搞不懂我們的過敏反應。我發現我們平常說的「過敏」其實是包含了多種狀況的大雜燴。它們唯一的共通點,是都對一個本質無害的物質(過敏原)產生了過度敏感的免疫反應。過敏的症狀會因為過敏原進到體內的途徑(皮膚、呼吸道或腸道)、個人的基因,以及過敏原啟動的過敏途徑(allergic pathways)而異。
那麼,什麼是過敏?它是一種對無害的過敏原(任何會啟動免疫反應的毒素或外來物質)產生的有害免疫型過敏反應(hypersensitivity)。這是字面上的科學定義,對你來說意義可能不大。想要完全理解過敏是什麼,必須先了解它的定義在過去這個世紀有過什麼轉變。過敏理論只有一個世紀多一些的歷史,它來自對哺乳動物免疫系統的早期研究。
最後,誠如你很快就會讀到的,我發現或許以引發過敏的生物作用來定義它是最合適的。
○過敏簡史
在深入探討過敏與我們對免疫系統的理解之間,錯綜複雜的歷史之前,我想強調過敏並非一個「東西」,至少並不像桌子、病毒或貓那樣具體。相反的,我們應該把過敏視為「牽涉到免疫系統裡眾多元素之交互作用的一個複雜生物過程」。過敏,是人類的免疫細胞決定如何採取行動的過程,而不單只是這些行動帶來的症狀。這個我們在免疫知識上有所進展,從而發現過敏反應的故事,發生在邁入二十世紀之際。
不論是過去或現在,我們對免疫系統的了解有很大一部分要歸功於早期對於微生物的認識。十九世紀末的著名科學家,像是路易斯.巴斯德(Louis Pasteur)、約瑟夫.李斯特(Joseph Lister)和羅伯特.柯霍(Robert Koch),都極力想要以實驗證明那些看不見的微生物(像是炭疽桿菌、結核桿菌、霍亂弧菌等)是導致我們生病、傷口感染和食物敗壞的原因。這個對傳染和微生物作用的新認知,通常被稱為疾病的「細菌致病論」(germ theory),是它孕育出了現代醫學的免疫概念,也就是「生物本身具有抵抗疾病的能力」這個概念。
免疫力是指對於任何特定外來生物具有防禦自保的能力,在整個十九世紀晚期到二十世紀早期,免疫力背後的生物機制成了科學研究的焦點。到了1900年代,科學家專注於了解動物在接觸了像是炭疽桿菌等會引起疾病的生物後,導致生病或產生免疫力的基本生物機制。這些早期免疫學家的最終目標,是找出誘導免疫力生成的方法。當時的醫療院所已經懂得使用含有微量改造後微生物或抗體的疫苗或血清,來預防或治療天花、白喉或破傷風等常見疾病,但是關於它們的作用機制幾乎完全是個謎。
受到這些早期疫苗或血清的成功激勵,科學家和醫生堅信,只要弄清楚動物發展出免疫力的原理,他們就能誘發免疫力來抵禦所有感染疾病和毒素。而就是在這個全球通力發展免疫力,以治療各種疾病的過程中,意外發現了過敏現象。
過敏的英文「allergy」字面上的意思是「異常的反應」,它結了兩個希臘文的字根「allos」(其他)和「ergon」(工作),為它命名的是十八世紀末至十九世紀初,在奧地利維也納某個小兒科診所工作的克萊門斯.皮奎特(Clemens von Pirquet)醫生。皮奎特和同事貝拉.席克(Béla Schick)注意到,有些孩子在接種由馬的血清所製成的天花疫苗後(當時常見的醫療措施),在接種第二劑疫苗時會有嚴重的不良反應,注射的地方會長疹子、皮膚會瘙癢、發炎,或有發燒的情形。他們推測這應該是血清中的某個成分引起的負面生物反應,於是開始規律地觀察患者重覆接種天花疫苗後的情形。
一開始,皮奎特用「異常的反應」(allergy)來指接觸到外來物質(像這裡的血清)後,不管是好是壞的任何異樣生物狀態。皮奎特認為起疹子或發燒等都屬於負面狀態或反應;發展出免疫力則是正面狀態或反應。所以在原始的設定中,過敏同時有免疫力和過度敏感兩個意思,它是個中性術語,意思是某個東西誘使患者的生物狀態發生了改變。
1906年,皮奎特發明「過敏」這個詞時,免疫力也還是個相對新穎且非常局限的概念,單純指身體對抗疾病時的自然防禦能力。免疫力觀念起源於政治領域,而非醫學,原本用來指免受法律懲罰或義務的特權。早期科學家借了「免疫力」這個詞,並稍稍修改了它的意思。在醫學領域,免疫力指的是對傳染病具有天然豁免力,可以完全不受疾病甚至死亡的「懲罰」。「免疫系統」也是依據免疫力這個說法命名,那時這還只是個初步設想,意指體內所有參與免疫機制的生物作用。當時認定免疫系統唯一的作用就是防禦,別無其他功能。在發現原本可以製造免疫力的物質在某些患者身上會引起負面反應時,皮奎特和席克等早期臨床醫生以為那是抵禦機制系統性發展的過程,認為起疹、發燒、瘙癢是疫苗或血清正在發揮作用的證據──它們正在啟動患者的防禦機制。
但如果免疫系統會出錯呢?皮奎特和席克開始意識到這一點。如果我們的免疫系統能保護我們,但也能使我們生病呢?如果會使我們生病的不只細菌和毒素,還有免疫系統本身呢?
這個想法很具革命性,甚至被認為是異端,至少一開始是被大家厭惡排斥的。那些研究免疫學的早期科學家根本無法相信,免疫系統居然可能帶來傷害。人體的「抗體製造」,亦即免疫系統以特化細胞抵抗入侵生物的能力,一直被認為是百分之百有利於人體。抵禦細菌的免疫系統也是對馬的血清和花粉過敏的始作俑者,這跟他們過去幾十年來的研究內容相悖。皮奎特的過敏理論直接挑戰了免疫學這個新興領域的基本原則,下場當然是遭到大肆抨擊。還要再過十多年,科學家才會發現,皮奎特的理論不但是對的,還可能有很高的醫學價值。
隨著臨床和實驗室證據愈來愈多,科學家慢慢意識到,皮奎特提出的過敏反應比他們預期的普遍得多。同時,醫生們也開始發現很多慢性病症,像是週期性的濕疹、季節性的花粉熱、反覆發生的蕁麻疹等,都可以用「過敏反應」來解釋。幾年下來,愈來愈多人接受了這個理論。原本致力於治療一些疑難雜症的醫生開始把「過敏」當成一種診斷,發現這樣至少可以部分解釋患者的經歷。到後來,「過敏」也變成專指免疫系統對原本無害的物質產生的過度反應。
一直要到1920年代中晚期,過敏這個新興領域才開始專業化,成為免疫學底下的一個科目。「過敏」這個詞也經常和「敏感」(sensitivity)、「超敏」(hypersensitivity)和「過度刺激」(hyper-irritability)等詞語交換使用,都是指免疫系統對於原本「無害」物質的過度反應。當時過敏專家中的佼佼者華倫.佛漢(Warren T. Vaughan)將過敏定義為「部分神經系統受到過度刺激或不穩定」。佛漢是醫生,同時也是個熱衷研究的科學家,他對於不同患者對過敏原反應各不相同的現象感到很困惑。他找不到模式可循,也無法解釋為何在控制了所有變因後,兩個人對於相同的過敏原反應可以如此迥異;更令他困惑的是,同一位患者在同一天的不同時間或不同場合,也可能對同一個刺激有不同的反應。這些過敏反應彷彿完全不遵守任何生物規則似的──至少沒有佛漢可以輕易辨識的規則。
到了1930年,佛漢推測哺乳動物免疫系統的終極目標,是維持個體與環境之間的某種「平衡」關係。過敏患者的症狀只是個人和其餘生物世界間暫時或長期不平衡的表徵。佛漢認為過敏反應屬於細胞層級,而不是體液或整個個體的層級(事後證明他的看法是對的)。過敏者的細胞接觸到外來物質或受到外來刺激時,會反應過度,導致他們的生物系統暫時或長期失去平衡。所以過敏專科醫師的目的,在幫助患者回到「平衡的敏感狀態」,並讓他們保持在這種狀態。佛漢認為,這個「正常」與「過敏」之間微妙的平衡,可能會被患者生活中的任何壓力因素給打破,例如:呼吸道嚴重感染、溫度突然改變、荷爾蒙變化,或是患者的整體焦慮程度。
另一些早期過敏專家也以相似的內容定義了這種身體不適,並提出許多導致其患者發病的相同原因。英國醫生喬治.布雷(George W. Bray)將過敏定義為「對原本無害的外來物質或物理因素過度敏感的狀態」。他認為過敏和急性過敏都應該視為「防禦過程中的意外事件」。
威廉.湯瑪斯(William S. Thomas)醫生則將過敏定義為一種「反應上的改變」,並懷疑過敏與反覆遭受細菌或病毒感染後的免疫力發展有關(稍微呼應了皮奎特最初提出的免疫力與超敏反應方面的論點)。在湯瑪斯發表其論文的1930年代,研究過敏的學者已經注意到氣喘經常是肺部遭受細菌感染所引起,於是提出患者出現過敏與先前患有呼吸道疾病有關。在一篇寫給醫療相關人員的文章中,G.H.歐里爾(G. H. Oriel)醫生主張人類的免疫系統功能只有三種可能狀態:正常(既非過敏,也不是免疫的中性狀態)、過敏和免疫。到了1930年代末期,過敏這個詞已經從「無害的外來刺激引起的任何生物狀態改變」這樣的中性含義,斷然演變為只包含部分生理反應的負面含義。到了1940年代,做為醫學術語的「過敏」已經徹底成了「免疫黑暗面的代表」。
1950年代晚期,著名的免疫學專家法蘭克.麥克法蘭.伯內特(Frank Macfarlane Burnet)的發現,再度強化了過敏做為「免疫黑暗面」代表的負評。他發現某些疾病(例如紅斑性狼瘡和類風濕性關節炎等),都是人類免疫系統無法辨別「好」細胞與「壞」細胞,或說無法區別「自身」與「非自身」所導致。伯內特發現,免疫系統的主要功能並不是抵禦具感染性的外來侵略者,而是識別自身細胞與其他物質,在這之後,自體免疫疾病(身體攻擊自己)也成了免疫學研究的核心。免疫系統在接觸到周圍環境中的特定物質時,可以選擇接受這個外來或「非自身」的物質(就像我們吃的大部分蛋白質),或是攻擊它(像是許多病毒和細菌)。但是在患有自體免疫疾病的人,免疫系統犯了一個很基本的錯誤:以為自己的細胞是外來的,並對它們過於敏感或反應過度──也就是說,免疫系統會對自身的組織啟動免疫反應。
伯內特關於自體免疫的見解,為二十世紀的免疫功能科學研究奠定了基礎,這時的免疫學已經愈趨著重於理解免疫耐受性的發展,而非它的防禦功能。現在,過敏和自體免疫大多被視為同一個主題內的議題,而不是完全不相干的問題;兩者都強調人類對抗疾病的免疫力,以及對天然或人造物質的耐受性背後的生物機制可能會出錯。到了二十一世紀,皮奎特當初提出的「我們的免疫系統可以保護我們,但也可以輕易傷害我們」不再被視為異端邪說了,而是人們對整體免疫功能(與失能)的普遍認識。
更近代的免疫學研究焦點再次轉移,這次從伯內特的「自身/非自身」模式,轉換到我們對位於腸道、鼻腔和皮膚,以及數以兆計的非人類細胞、微粒和化學物質相互作用的理解。我們的身體怎麼決定哪些東西要容忍、哪些要抵抗呢?換句話說,免疫細胞需要判斷我們的身體是否受到環境中的物質危害,但它們究竟怎麼辦到的,仍是個謎。
任職美國國家衛生研究院(National Institutes of Health,簡稱NIH)的潘蜜拉.古埃雷羅(Pamela Guerrerio)醫師,是食物過敏研究員及臨床醫生中的領導者,她解釋道:「老實說,我們還不了解免疫耐受性背後的機制,也不知道為什麼有些東西我們能忍受,有些則不能。」康乃爾大學的艾弗里.奧古斯特(Avery August)博士告訴我,大家對免疫細胞的終極功能仍有爭議。我們很清楚身體受到感染時,免疫細胞可以提供保護,但是奧古斯特更傾向於把免疫細胞視為體內的「看守者」,它們不斷在監測我們遇到的東西,每天做數百萬個細小決策來決定哪些東西可以與我們共存,哪些不該存在我們體內。關於免疫系統,我們唯一可以確認的,似乎就只有它在二十一世紀受到的刺激愈來愈多、耐受力愈來愈差,甚至連環境中對我們「有益」的東西都無法忍受。