2000多年前，人類就發現曾在瘟疫流行中患過某種傳染病而康復的人，對這種疾病的再次感染具有抵抗力，稱為“免疫”。

人體有一個完善的免疫系統來執行免疫功能，免疫系統包括免疫器官、免疫組織和免疫分子。免疫器官又分為中樞免疫器官和外周免疫器官，中樞免疫器官有胸腺和骨髓，外周免疫器官有脾臟、淋巴結等。對於免疫細胞，我們最熟悉的就是B淋巴細胞和T淋巴細胞了其他的還有吞噬細胞、樹突狀細胞等。免疫分子包括TCR、BCR、CD分子等。

免疫系統識別和清除“非己”物質等整個過程我們稱之為免疫應答，可分為先天性免疫（固有免疫、非特異性免疫）和適應性免疫（獲得性免疫、特異性免疫）兩大類。

固有免疫是生物在長期進化中逐漸形成的，是機體抵禦病原體入侵的第一道防線。主要由組織屏障、固有免疫細胞和固有免疫分子組成。 組織屏障包括面板表面的物理屏障（呼吸道黏膜上皮細胞纖毛及粘膜表面分泌液均屬於物理屏障）、化學屏障（汗液中的乳酸，胃液中的胃酸等均屬於化學屏障）、微生物屏障（指寄居在面板和黏膜表面的正常菌群，可透過競爭結合上皮細胞、競爭吸收營養物質和分泌殺菌、抑菌物質等方式抵禦病原體的感染）和體內的血腦屏障、血胎屏障。 參與固有免疫的細胞如單核/巨噬細胞、樹突狀細胞、粒細胞、NK細胞和NKT細胞，其識別免疫原雖然不像T細胞和B細胞那樣具有高度的特異性，但可透過一類模式識別受體去識別病原微生物表達的稱為病原體相關模式分子的結構。 固有免疫分子則包含補體系統如C3b、C4b、C5a等，細胞因子如腫瘤壞死因子、干擾素、白細胞介素等及其他抗菌物質。

適應性免疫應答是指體內T、B淋巴細胞接受“非己”的物質刺激後，自身活化、增值、分化為效應細胞，產生一系列生物學效應的全過程。與固有免疫相比，適應性免疫有三個主要特點，即特異性、耐受性、記憶性。該過程比較複雜，有興趣的可以翻閱人民衛生出版社的醫學免疫學這本書。

生命世界中免疫功能的歷史非常悠久，它有多神奇，自然界的生存競爭就有多慘烈。

圖示：所有細胞都生活在危機四伏的環境中，被病毒、真菌、微生物、寄生蟲時刻騷擾侵襲著，甚至連巨型病毒都會被更小的病毒寄生，整個生命世界的寄生鏈條比食物鏈還要誇張。要想對付這些寄生者，我們就得有一套免疫系統。

免疫系統-寄生者共同進化，不斷上演著道高一尺魔高一丈的戲劇，由此讓免疫系統變得越來越複雜，也變得越來越神奇。但無論免疫系統怎樣進化，都無法將這些寄生者滅絕，這真是一大遺憾。

圖示：人體免疫系統的複雜組成，是透過進化一步一步加以完善的。

不妨讓我們瞭解一下神奇免疫系統的進化歷程吧

免疫系統的簡要進化歷程

所有生物都至少有一種防禦形式，即便連單細胞的大腸桿菌都有一定的能力對抗噬菌體，人類的基因編輯技術正是在研究大腸桿菌對抗噬菌體的過程中發現的。

圖示：試圖入侵大腸桿菌的噬菌體。大腸桿菌並非毫無辦法，否則這種細菌早就絕種了

而複雜的脊椎動物，包括人類，則透過一組更加複雜的防禦反應（稱為免疫系統）來抵禦寄生蟲、真菌、微生物和病毒的侵襲，甚至用來防禦自身細胞的癌變。這種保護系統是從簡單的防禦機制演變而來的，但其具體的進化歷程還不完全清楚。畢竟免疫系統沒法成為化石供我們研究。因此我們只能研究現存生物，嘗試性的還原脊椎動物免疫系統的進化歷程。

畢竟所有動物，不管它多原始，都具有識別自我和排斥外來“入侵者”的一般性免疫能力，透過研究現存的各種不同動物所擁有的免疫能力，並根據這些動物在進化樹中的相對位置，我們可以合理推斷出免疫系統的進化史。無脊椎動物中的免疫：吞噬細胞的進化

圖示：俗稱海菠蘿的海鞘

科學家發現，甚至連無脊椎動物都具有區分自身和非自身組織的能力。

當我們在環節動物蠕蟲或海星之間做組織移植時，外來的組織通常會被吞噬細胞（吞噬和破壞外來物質的細胞）和類似淋巴細胞（免疫系統的白細胞）的細胞破壞！海星具有很強的再生能力，但它拒絕接受來自別的海星的組織，但假如是來自同個海星的克隆體，那就可以隨便進行移植！

圖示：海星具有變態般的再生能力，但它們能夠識別我和非我。

比如先將一個海星切成兩半，等長成兩個海星後，現在在把兩個海星切開，並交換一半身體，那麼這樣的移植手術是可以成功的！這意味著海星這種動物就已經演化出，類似於脊椎動物中細胞免疫的體系了。

1882年12月，一位37歲的俄羅斯動物學家Ilya Metchnikoff（伊利亞·梅什尼科夫）在西西里島東北海岸的海邊，沿著海灘漫步時，隨手用一根玫瑰刺刺穿了透明的海星幼蟲，回家後，他在顯微鏡下觀察這個海星幼蟲。他發現很多微小的變形細胞細胞覆蓋了刺，似乎在嘗試吞噬這根木刺。於是，Metchnikoff將這些細胞稱為吞噬細胞。事實證明，吞噬細胞具有保護機制。細胞免疫學也因此誕生。

圖示：發現吞噬細胞。

脊椎動物的免疫能力：進化出免疫球蛋白（抗體），也讓疫苗這項技術的出現成為可能

脊椎動物則擁有自然界中最複雜的免疫系統。脊椎動物具有一系列複雜的淋巴細胞和免疫球蛋白（Ig，也稱為抗體，人類有五種免疫球蛋白），只有脊椎動物中才存在免疫球蛋白。最原始的現存脊椎動物無頜魚（hagfish和lampreys）中也存在微弱的免疫球蛋白反應，這讓我們知道，在脊椎動物的進化過程中，免疫球蛋白得到了強化。

在軟骨魚（鯊魚）和硬骨魚中，出現了胸腺和脾臟，同時還出現了IgD和IgM類免疫球蛋白。但魚類缺乏特殊的淋巴結，它們只是在腸道中有一簇淋巴細胞，起到類似淋巴結的作用，防止病從口入。

圖示：普通硬骨魚類的胸腺和脾臟，但魚類沒有專門的淋巴結和淋巴系統。

陸生脊椎動物 ，包括兩棲動物，爬行動物，鳥類和哺乳動物，演化出胸腺，脾，骨髓和淋巴結和淋巴系統這套完整的免疫系統並能多製造一種抗體IgG抗體。

鳥類和哺乳動物又能多製造一種抗體：IgA

哺乳動物則擁有獨特的IgE抗體

這就意味著只有哺乳類動物擁有五大類抗體：

IgM、IgD、IgG、IgA、IgE

當動物從海里登陸後，它們的免疫系統產生了一次飛躍性的進化，從免疫系統的器官組成，一直到生成各種抗體，這暗示我們陸地上討生活比海里艱難。意味著陸地上面對的威脅更加多樣化。