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人類為什麼會過敏?

花生過敏和枯草熱(患者對植物花粉過敏所引起)令成千上萬人痛苦不堪,但科學家們卻並不能確定為何人們會對這些東西過敏。本文原作者就這一有爭議的問題與一位免疫學家進行了探討。


人類為什麼會過敏?


我(原作者)對馬蜂過敏。那是我12歲時某個盛夏的下午,當時我不小心撞上了朋友家附近草叢裡有一個足球那麼大的馬蜂窩。一隻憤怒的馬蜂蜇了我的腿;它們身上的刺就像灼熱的針。我揮走了它並馬上求助,幾分鐘內我感覺到發生了一些別的事——刺的周圍出現了一些粉色的疹子。這些疹子膨脹後,我的腿上還會出現新的疹子。我身上出現了過敏反應。

我朋友的母親給我用了抗組胺劑並把我送到了醫院,一路上我都很害怕。我依稀記得過敏反應會帶來的最糟糕的癥狀,想像著疹子爬上我的喉嚨並將其封閉起來的場景。


每個過敏的人都有自己的故事


我得以活著講述這個故事:我的疹子在醫院平息了下來,給我留下了怕馬蜂的後遺症。過敏測試表明我對昆蟲很敏感。急診室的醫生告訴我,我下次如果再碰到馬蜂窩可能不會這麼幸運。她給了我一支隨身攜帶腎上腺素筆,告訴我,如果下次我被蜇,可以將其注射到我的大腿中。它能降低我的血壓,打開我的氣道,可能會拯救我的生命。我非常幸運:那個下午距今已有35年,從那以後我再也沒有碰過馬蜂窩。幾年前,我丟掉了隨身攜帶腎上腺素筆。


任何過敏的人都有自己的過敏故事,該故事與他們如何發現他們的免疫系統與某些特定進入身體的分子結合會發生功能紊亂有關。這些故事有成千上萬種版本。在美國,大約有1800萬人承受著枯草熱,食物過敏也困擾著上百萬美國兒童。其它國家的過敏人數也在上升。過敏原包括但不限於乳汁、金、花粉(豚草和豬草等尤甚)、青黴素、昆蟲毒液、花生、木瓜、水母叮咬、香料、雞蛋、蟎的糞便、三文魚、牛肉和鎳。

一旦這些物質引發過敏反應,癥狀範圍可從無傷大雅到致命。出現疹子,嘴唇腫脹。枯草熱會導致鼻塞和眼睛不適;食物過敏可導致嘔吐和腹瀉。對於少數倒霉者來說,過敏會引發過敏性休克。


這些東西會帶來很大麻煩,但相關治療手段卻極其有限。隨身攜帶腎上腺素筆能拯救生命,但長期治療卻不理想。抗組胺劑也能減輕病人的癥狀,但這些藥物會令人嗜睡。


我們為什麼會過敏


如果科學家們能弄清楚過敏,我們也許會研究出更有效的治療手段,但過敏原實在太多。細胞被這些過敏原喚醒之後釋放出化學物質,信號就這樣被傳達了出來。科學家只能儘力描繪這一過程。最神秘的問題在於:我們為何會過敏?


Ruslan Medzhitov表示這正是他感興趣的問題。在過去20年來,他在研究免疫系統上取得了根本性的進展,並被授予了一系列獎項。雖然他沒有獲得諾貝爾獎,但他的許多同事認為他應該獲得這一獎項。

為何我們會過敏?似乎是因為我們的免疫系統對一些無害的物質作出了過激反應,導致我們苦不堪言。Medzhitov認為情況並非如此。過敏並不僅僅是簡單的生物錯誤。相反,它們是對有害化學物質的重要防禦——這一防禦已經保護了人類千百萬年,並將繼續保護下去。這是一個有爭議的理論。可Medzhitov認為歷史會證明他是對的。


古代的醫生就知道有過敏這回事。3千年前,中國醫生用plant fever來形容引起秋季流鼻涕的東西。埃及法老Menes於公元前2641年死於馬蜂叮咬,500年後,羅馬哲學家Lucretius寫道:「對於有些人是食物的東西,對別人來說卻是毒藥。」


一個多世紀以前,科學家才意識到這些不同癥狀有著同一原理。從那時起,研究人員們發現了許多由細菌和病原體導致的疾病,也發現人類用免疫系統來抵抗這些物質的入侵。不久他們意識到免疫系統也會給人造成傷害。20世紀早期,法國科學家Charles Richet和Paul Portier研究毒素如何影響身體。他們從海葵中提取毒素,並給狗注射少量毒素,一周後再次給狗注射少量毒素。幾分鐘內狗就死了。狗的免疫系統不僅沒保護它們,還讓它們變得更敏感。


其它研究人員發現一些藥物也會令人起疹子和其它癥狀。奧地利醫生Clemens von Pirquet用過敏來形容這種癥狀。在接下來的幾十年里,科學家們發現這些反應的分子階段非常相似。但這些只告訴我們,過敏如何在我們體內產生,卻沒說為何我們會過敏。其實答案很簡單,我們的祖先要面臨著不斷攻擊他們的病原體,自然選擇更偏好那些能幫助他們抵抗這些攻擊的突變,突變累積變成了我們如今擁有的複雜抵抗力。


人們很難知道自然選擇如何會讓人產生過敏。過敏似乎對人並無好處。並非全部人都會過敏,也只有部分物質是過敏原。有些人很晚才會過敏,而有些人小時候曾過敏長大卻不再過敏。幾十年來,甚至沒人能找出抗體的具體作用。它沒法阻止任何病毒或細菌。似乎我們進化出了一種令我們痛苦的抗體。

早期證據出現於1964年。一名為Bridget Ogilvie寄生蟲學家發現抗體能通知免疫系統對寄生蟲釋放出殺招。寄生蟲危害極大。鉤蟲會令人們的腸道出血。肝片吸蟲會損害肝組織並導致癌症。絛蟲會造成大腦囊腫。全球有百分之20的人承受著它們的傷害,其中大部分人來自低收入國家。


20世紀80年代,一些科學家為這些寄生蟲和過敏之間的聯繫發生了爭論。也許我們的祖先能認出寄生蟲表明的蛋白質並用相應抗體進行反應。


Medzhitov在思考我們的身體如何感知外界。我們眼觀世界,耳聽八方。Medzhitov認為我們的免疫系統有另外一套識別系統——它檢測分子而非光或聲音。Medzhitov在搜索這一主題的論文時,發現耶魯大學免疫學家Charles Janeway1989年寫的一篇論文,這改變了他的生活。


人類為什麼會過敏?

Medzhitov認為免疫系統有獨立的識別系統


那時,Janeway認為抗體有個很大的缺點:免疫系統需花幾天時間才能開發出一種對抗新入侵者的抗體。他認為免疫系統可能有別的方法提供更快的保護。Medzhitov也有同樣的想法,他與Janeway取得了聯繫,後來他成為了Janeway研究所的一員。


Medzhitov和Janeway發現了類鐸受體,它能快速包圍入侵者並發出化學警告物質,通知其它免疫細胞前來助陣,這一發現開創了免疫反應的新次元。Medzhitov對基本的免疫系統問題更感興趣,不過他表示如果研究人員連基本問題都不清楚,就永遠別想找到正確答案。


發現類鐸受體之後,Medzhitov在想如果免疫系統有特殊感應器來感應細菌和其它入侵者,那麼也許它還有一些未被發現的感測器來對付其它敵人。


雖然免疫系統在檢測到寄生蟲時會產生抗體。但有些研究表明抗體在面對這些入侵者時並不重要。老鼠就不會產生抗體,但他們也能對付寄生蟲。Medzhitov懷疑過敏原能模仿寄生蟲蛋白質。Medzhitov想也許將這些過敏原綁在一起的並非是它們的外表,而是它們做過的事。


過敏原常常造成物理傷害,Medzhitov認為也許過敏原的傷害太大以至於我們的身體必須對其進行反抗。所有過敏反應——流鼻涕、眼淚等等均屬於排出行為,這樣一來過敏並非身體免疫系統出現了問題,而是身體在擺脫過敏原時採用的策略。


Medzhitov在研究時發現,曾多次有人提出這種看法,但一次又一次被否決。1991年,進化生物學家Margie Profet認為過敏是身體與毒素作鬥爭的一種行為。免疫學家否決了這一看法,估計是因為Profet是個外行人。


Medzhitov在2012年發表了這一研究。他與同事給老鼠注射了PLA2這種在蜜蜂毒液中發現的過敏原。正如Medzhitov預料的那樣,老鼠的免疫系統並不能對PLA2作出反應。只有在PLA2撕裂細胞時,免疫系統才會釋放出抗體。


Medzhitov還認為過敏會保護老鼠而不是殺死它們。他與同事給注射過PLA2的老鼠注射了第二針劑量稍大的的PLA2,雖然這一針令某些老鼠喪命,但過敏反應卻令它們稍稍擺脫了PLA2的影響。


與許多其它適應性改變一樣,過敏反應並不完美。它們降低了人們死於毒素的幾率卻無法消除風險。不過總的來說,Medzhitov認為過敏反應利大於弊。隨著人類製造的合成化合物越來越多,可能引發過敏反應的過敏原也變多了。我們的祖先能通過搬家避免過敏原,但我們卻無法輕易逃離。


打噴嚏能保護你,但你卻不喜歡打噴嚏。


科學家們認真思索了這個理論。許多研究人員對此持懷疑態度。Medzhitov希望能在幾年內用另一個實驗來說服這些人。雖然爭議不會結束,但正面結果能讓更多人思考這種可能性。並最終導致我們看待過敏反應的方式發生革命性變化。


不過就算實驗結果與Medzhitov的預期相差無幾,他的觀點也無法很快勝出,因為在醫生腦海中,過敏反應對人體不利這一觀點早已根深蒂固。


深入了解過敏反應的目的有利於改善它們的治療方法。Medzhitov認為過敏如同疼痛,疼痛本身並不致命,普通的疼痛有好處,太痛才會對人有害。


雖然過敏令許多人痛苦不堪,但Medzhitov希望人們不要將它當成一種疾病。他說:「你打噴嚏是為了保護你自己,只是你不喜歡這種方式而已。進化才不在意你的感受。」


(翻譯:桃子;via digg)


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