免疫系統要在幾百萬種分子之間區分敵我，它是怎麼辦到的？
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Readmoo編輯團隊
文／程樹德
生物醫學的知識，攸關每個人的生命及健康，俗話說：「知識就是力量」，缺乏了知識，人就像是被剪了頭髮的大力士參孫，會被欺騙、蒙蔽、剝削及奴役呢！
免疫學可以算是基礎生物學的一支，也是基礎醫學裡，極為重要的一個學問，想想看！它研究生物怎樣對付外敵入侵，我們一般人如果能比較深入了解這學問，那麼就較能預防疾病，而能保持健康，甚至於能防範約四成的癌症呢！故我這篇給老師及一般學生，希望利用三千字的空間，讓你了解這有點玄妙的學問。
不管是單細胞或多細胞生物，總有極多比它小的生命想要侵入它、利用它，以便大量繁殖自己的後代。這些生命，小如轉位子(transposon，只是一小段寄生性去氧核糖核酸)、病毒(virus，只是一段核酸或去氧核糖核酸被蛋白質所包覆，有感染能力)，中如細菌，大如蛔蟲、鉤蟲或條蟲，均可積極或被動地侵入個體，統稱為「病毒生物」，而被侵入的寄主，若要生存，必得積極防禦，也即須有免疫體系。
動物體抵禦病原的第一道防線是皮膚、上皮組織、黏膜等物理屏障，眼淚能沖洗角膜，移除附上的細菌；呼吸黏膜的纖毛細胞，不停擺動其纖毛，以移除黏液及上附的異物。除了屏障及掃除功能，這些處所也有化學武器，如眼淚、唾液及黏膜內的溶菌酶，可溶解細菌的細胞壁；而皮膚的油脂腺分泌脂肪酸，可以殺菌；汗水中的鹽，也在皮膚上製造高鹽環境，防止多種菌生長。
第二道防線是所謂「先天免疫力」，即有一些有免疫能力的細胞表面，業已有些所謂受器的分子，能認識老敵人的某些表面分子，一旦兩個分子接合，促使受器的形狀改變，便能送信號給細胞核，開動很多基因，活化它的防禦功能，如增高吞噬能力，可吞掉細菌或病毒，並將之消化掉；也可分泌小分子(如化學動力素chemokines、細胞動力素cytokines)召喚類似的吞噬細胞來幫忙打架，或誘發小地域的發炎，讓這地域血管通透性增加，血漿滲入組織，造成紅腫熱痛，且吸引各種免疫細胞來，群策群力消滅病原生物。
認識且區別對待自我分子及敵方方子，不但是先天免疫力的關鍵，也是整個免疫系統要有的能力。我們想了解紛繁的免疫學，自然該掌握之，但免疫細胞周行全身，可能遇見千千萬萬大分子，它怎能區分敵我呢？
對參與先天免疫的來說，它擁有的基因組內，已經有許多受器分子的基因，能編碼出許多受器的分子，這些基因是億萬年來，生物體一代又一代抵禦病原生物攻擊後，所演化出的抗敵法寶，只要表現在細胞外面，就能認識外敵，活化吞噬之類功能。
但病原生物不能反制嗎？何不改變外表分子形狀，以避免被識出？原來受器分子(現稱模式辨識分子 pattern-recognition molecules)能專門辨識病原生物難以割捨的結構大分子，例如原發現於果蠅細胞表面，現普遍存於某免疫細胞表面的似托受器(Toll-like receptors,TLRs)這十多種分子之一(例如TLR-4)即能直接認識革蘭氏陰性菌表面重要分子——脂肪多醣，細菌沒這分子不能生存，放在長久演化互鬥過程之中。單以此項言之，假設我們偏袒動物這方，就可說「魔高一尺，道高一丈」。
先天免疫力動作很快，外敵入侵當下，不晚於四小時，即發動防禦，但若它招架不住，就會靠它所發的化學信號，啟動下一層防禦體系，稱為「適應性免疫」。
這系統既要承接下這潰退中的戰線，就得更精確認識外敵，這任務就非幾十種受器分子所能完成，而須分辨外敵及特殊的表現分子，這意味，得有能力認識百萬種以上的分子表面形狀。
想想看！一個系統，既要知道幾十萬種分子形狀是屬於自己的，更要認識幾百萬種分子形狀是外敵的，可予以攻擊，這讓一位天賦智能極高的人，尚且辦不到。動物體內幾十種血液及淋巴細胞構成的系統，何處是它的記憶？何處是它的神經？何處是它的頭腦？即能辨識，又能記憶，又能發動攻擊，如何達成呢？
能解開這天大的祕密，是免疫學家自1960年以來，累積的重大成就。原來生物演化過程中，發明了排列組合，它將受器分子拆成好幾個零件，如可變區(V區)、接合區(J區)、與不變區(C區)，每種零件均有多種變形，當免疫細胞分裂及分化峕，在基因組上排列的這數百段基因，便可經隨意的組合，產生百萬種不同的受器分子，可供選擇。
本文介紹：
《科學通識20講》。本書作者／通識在線雜誌社；出版社／開學文化