除了嗅觉、触觉、味觉、视觉和听觉以外,我们已经确认大脑还有感知自己位置和运动状态的第六感。但这并不是人类感官系统的全部。当科学家深入研究脑部和免疫系统的相互作用以后,发现大脑还有第七感:这套系统就像侦探一样监视着有害入侵物的一举一动,一旦有需要就会立马启动免疫响应,保障生命安全。
几十年来,解剖学教科书一直告诉我们,脑部和免疫系统几乎完全处于相互隔离的状态。众所周知,脑部负责操纵身体,而免疫系统负责保卫身体。在健康个体的体内,两者从不打交道。只有发生特殊的疾病或遭遇外伤时,免疫系统的细胞才会进入脑部。一旦出现这样的情况,一场交战在所难免。
不过,近年来科学家对这两大系统的认识,已经因为一系列新发现出现了翻天覆地的变化。越来越多的证据显示,无论是在生病状态还是健康状态,脑部和免疫系统的交流都很频繁。比如,免疫系统会为受伤的大脑提供援助。此外,免疫系统不仅可以帮助大脑应对压力,还可以在学习和社交等属于大脑基本功能的行为中,发挥一定的影响。
免疫系统或许还可以监测部分器官的作用,检测生物体内和表层的微生物状况,并向大脑汇报相关信息。整个过程就像眼睛传送视觉信息,耳朵传递听觉信号一样。也就是说,大脑和免疫系统之间的交集,不仅比过去认识的更多,甚至可以达到互不相离的地步。
神经免疫学属于快速发展的新领域,研究人员也刚刚起步。不过,目前获得的进展已经清楚地显现出:脑部对免疫信息的响应,免疫信息对脑部回路的控制和影响,将会成为我们认识一系列神经疾病的关键所在。无论是面对自闭症还是阿尔茨海默病,新的进展或许可以为我们带来新的疗法。
传统观点
传统观点认为,免疫系统是通过区分生物体自己的组成成分和“非己”的成分实现的。新发现却显示,其中的机制更复杂。20世纪90年代,美国过敏性疾病与传染病研究所的波莉·马特曾格(Polly Matzinger)提出,免疫系统不仅识别外来入侵者,还会识别对组织造成损害的信号。此后,这种说法得到了证实。
研究者发现了一些特殊的分子,当组织受到损伤、感染或其他形式的伤害时,它们就会被释放出来。这些分子会吸引免疫细胞的注意,启动一系列级联反应,激活免疫系统,从而招集免疫细胞,到达受损部位,消灭(至少是试图消灭)触发警报的入侵者或破损的细胞。这说明,免疫系统不仅仅保护机体抵御外来入侵者,而是在面对体外、体内的各种危机时,都会调节机体组织,维持平衡。
然而,直到现在还有很多科学家觉得,这种机制无法直接扩展到脑部。早在20世纪20年代,研究者就发现,尽管健康大脑中驻扎着本属于中枢神经系统的免疫细胞“小胶质细胞”,但一般不会看到体内其他部位的免疫细胞,即所谓的“外周免疫细胞”,因为血脑屏障把它们挡在了外面。(血脑屏障是内皮细胞沿着向脑部供血的血管排列形成的,这种结构限制了身体其他部分的物质进入脑部。)
神经元发动攻击。
到20世纪40年代,因移植免疫而获得诺贝尔奖的生物学家彼得·梅达沃(Peter Medawar)发现,机体对移植的外来组织有不同的排斥速度,对移植到脑部的组织的排斥速度要慢于移植到身体其他部位的组织。梅达沃认为脑有“免疫特权”,也就是不受免疫系统的影响。然而,在脑部感染或脑外伤的患者中,薄壁组织和脊髓确实会出现外周免疫细胞。并且,小鼠实验证明,这些免疫细胞造成了疾病相关的瘫痪。基于这些发现,科学家认为脑部和免疫系统互不相干,只有出现特定的疾病时,免疫细胞才可以进入中枢神经系统,向问题是,受伤时,免疫细胞究竟如何通过血脑屏障?有一种说法认为,是在脑部受伤时屏障被激活,才允许免疫细胞穿过。
“脑部和免疫系统各自为政”的理论流行了数十年,但这期间也有质疑声。有人提出,既然免疫系统是机体对抗病原体的战斗主力,为什么大脑没有做好利用这套防御系统的准备?理论支持者的回应是,既然血脑屏障把绝大多数病原体挡在了大脑外面,大脑就没必要为免疫系统预留位置,尤其是免疫系统还可能带来其他问题,比如,和神经元交战。质疑者则指出,有些病毒、细菌和寄生虫能够侵袭大脑。免疫系统不会放任这些越界之徒,而会作出应答,冲进大脑控制住入侵者。脑部中的病原体如此稀少,或许不是因为血脑屏障过滤病原体的效率高,而是因为免疫系统攻击病原体的效率高。事实上,有研究显示,免疫受到抑制的患者常常出现影响中枢神经系统的并发症。
理论突破
近年来,研究者开始重新审视免疫系统在中枢神经系统中的作用。