圖解免疫學（修訂版）

序曲 免疫學——其誕生與謎團
免疫學的誕生

不曉得大家有沒有想過這些問題？
．麻疹號稱只要得過一次就不會再得，但是為什麼流感會一得再得？
．為什麼只要注射流感疫苗，就可以達到預防流感的效果呢？
．感冒和麻疹這類感染性疾病，痊癒的機制是什麼呢？

免疫學一向是公認的深奧難解，雖然基於「絞盡腦汁也不得其解」的理由被人敬而遠之，但是它的誕生，正是為了替世人消除上述等單純的疑惑。換言之，免疫學的成立源自於為了闡明能夠「免」除「疫」病之苦的機制，以幫助更多人恢復健康。所謂的「疫」，意即「疫病」，也就是傳染病。罹患某種傳染病又痊癒的人們，早在西元前就已經知道，即使再次罹患同樣的疾病，也不會嚴重到致命的程度。奪走當時歐洲1/3人口性命的黑死病在14世紀肆虐之際，有些負責照顧患者、處理屍體的修道院僧侶，即使同樣身染黑死病，症狀不但比較輕微，而且痊癒後再也不會得到第二次，因此他們被尊崇為「受神恩寵的人」。順帶一提，「免疫」的英文是”immunity”，其語源是經濟學用語”im-munitas”（免稅、免役）。最後，immunity一詞，演變成避開壞事，尤其是免於傳染病侵襲的意思。
但是，或許大家知道了會覺得很意外，西歐一直到了17世紀以後，才注意到傳染病的發生源自於肉眼看不到的微生物。

疾病非由「氣」而來，而是從「液」
從西元前到17世紀為止，西歐人認為「人體由血液、黃膽汁、黑膽汁、黏液這4種體液所組成；當這4種體液處於失衡狀態時，人體就會生病」，這種說法稱為體液病理學說。
當時生病的人，為了恢復體液的平衡，採取抽出血液的作法，也就是所謂的放血療法。雖然現在聽起來匪夷所思，但是直到19世紀，像是針對因罹患結核病而大量吐血的患者，放血長久以來都是最重要的治療方法，而且一直持續到1940年代左右。

「病原微生物」的想法誕生
直到不久之前，放血一直是西歐根深蒂固的主流療法，不過到了17世紀，出發點迥異於體液病理學說的想法開始萌芽。有人開始相信造成傳染病的原因是由肉眼看不到的小生物，意即微生物所引起。
就在此時，也不知是出於偶然或者必然，顯微鏡剛好問世了。因此，拜顯微鏡的倍率不斷提升，長久以來不斷折磨人類的病原微生物終於要無所遁形了。
遺憾的是，病原微生物的發現，卻耗費了超過200年的歲月才終於實現。到了19世紀，結核和霍亂兩大新型傳染病在西歐爆發，一如橫行於14 世紀的黑死病般的夢魘再度降臨。
到了19世紀末，德國的羅伯．柯霍（1843～1910年）終於確認了結核菌和霍亂（1882～1883年）的存在。在此激發之下，科學家們也逐漸揭開了病原微生物的真面目。
由北里柴三郎發現破傷風菌（1889年）和鼠疫桿菌（1894年）、志賀潔發現赤痢菌（1898年）等日本先進們所創下的輝煌成就中，其實隱藏著這樣的歷史背景。我想從這點也不難發現，從有人想到病原微生物的存在可能，到完全揭開它的真面目，究竟歷經了多麼漫長的一段歲月。

再度發現「不會再有第二次」的現象
19世紀在承先啟後的柯霍之後，病原微生物的面貌在眾多學者的研究下，逐漸變得清晰；法國的路易‧巴斯德（1822〜1895年）也在此時登場。
據說首先留意到曾經罹患傳染病又痊癒的人，即使再次染病，也不至於致命的是西元前的歷史學家修西得底斯。到了19世紀，觀察力敏銳的巴斯德再次注意到「不會再有第二次」的現象。他首先試著把引起霍亂的病原微生物加以無毒化，再嘗試注射在雞隻身上，結果發現這些雞隻感染霍亂的機率降低了。接著，他把無毒化後的狂犬病的病原成分，注射在被罹患狂犬病的狗咬的人身上，成功預防了狂犬病的發病（1885年）。
巴斯德為了向某位人物致敬，把這項預防方法命名為Vaccine，也就是今天通稱的疫苗。這位人物是誰呢？

「疫苗」的由來
我們把時間再次拉回17世紀。正如黑死病在14世紀的西歐造成了莫大的浩劫，到了17～18世紀，「新型黑死病」再度橫掃西歐，這次是天花。
一提到黑死病或天花，大家可能覺得很陌生，不過歐洲有1/3的人口在1348年死於黑死病。另外，西班牙殖民者皮薩羅為了征服印加帝國，在1632年帶來了天花，導致該疾病肆虐當地。但光憑上述兩個案例，大家可能還是很難想像，黑死病和天花曾是奪走無數人性命的致命傳染病。
不過，就像14世紀時，有些黑死病的患者，除了症狀比較輕微，痊癒後也像未曾發病一樣，18世紀時也有一群人免於天花的威脅，而且和黑死病一樣，同樣不知原因原何。這群幸運兒是曾經被牛傳染，得過牛痘的擠奶女工。
某個觀察力十分敏銳的男人首先注意到「天花和牛痘差不多。所以這些每天和得過牛痘的牛貼身接觸的擠奶女工，早已得過症狀輕微、類似天花的疾病，才沒有染上其他人會得的天花吧」。不久之後，這個男人進行了一項乍看非常不衛生的大膽行動，他從得過牛痘的擠奶女工的手臂擠出膿液，再注射到某個孩子身上，這一針要是讓那個孩子有個三長兩短，男人肯定會被問罪，就無法留名青史了。好在兩人都相當受到幸運之神的眷顧，那個孩子最後並沒有得到天花。
這個男人名為愛德華．詹納（1749～1823年）。至於那個被當作「試驗品」的孩子，據說是他的親生孩子，但也有人說是孤兒。無論如何，好在他的身體並沒有出現異狀，而且還成功接受了天花的預防接種，真是可喜可賀。這次的注射，一般稱為詹納的種牛痘實驗（1798年）。
在18世紀末的當時，尚未釐清天花的病原微生物的真面目。但是，此時的科學家已經懂得利用「不會二度復發」的現象，發明了預防傳染病的方法。到了19世紀末，各種病原微生物總算「現形」；終於由路易．巴斯德開發出先降低病原微生物的毒性，再透過注射以預防傳染病的方法。
正如「前人種樹、後人乘涼」這句俗諺所示，巴斯德等於是追隨詹納的腳步，從他的經驗淬鍊出傳染病的預防法。巴斯德為了向詹納表示敬意，把這種萃取自母牛（Vacca）的預防法命名為Vaccine療法，也就是今天所稱的疫苗。換言之，「Vaccine」（疫苗）的語源是「牛」。

首次建立了概念
前面已經提過「疫病可能是由眼睛看不到的微小生物所引起」的概念到了17世紀才首度建立，接下來到了19世紀，病原微生物的「實體」終於被發現了。另外，18世紀時，雖然尚未發現導致天花的微生物「實體」，卻已出現「牛痘和人類的天花是類似的傳染病；只要得過症狀輕微的牛痘，應該可以達到預防天花的效果」的概念。爾後終於開發出使用無毒化之後的病原微生物的治療方法，也就是疫苗療法。
順帶一提，這幾年蔚為話題的基因，在19世紀中葉也已出現了明確的概念即「遺傳因子一定內含某些特殊的物質」。這樣的概念到了20世紀中葉終於獲得證實，確認它的實體就是我們今天所稱的DNA。
回頭檢視的話，顯微鏡也是「概念」下的產物，並不是某天無中生有，憑空出現。16世紀末，拜一對生卒年不詳的「經營眼鏡店的荷蘭人父子」，在心血來潮、突發奇想之下，想出前所未有的主意，「把兩個不同的鏡頭組合在一起」，結果不單是顯微鏡，連望遠鏡也跟著問世了。
此外，在免疫反應方面居功厥偉的輔助T細胞（在本書的免疫劇場中，身為要角之一），到了1969年，也由彼得．布雷徹和梅爾．肯提出了嶄新的概念「一定有一種細胞負責幫助其他細胞」。不久之後，輔助T細胞的神祕面紗終於被揭開，向世人展現出實體。
我想，科學的發展，便是在新概念的成形下，並且透過實體的發現，不斷日新月異。

「21 世紀的黑死病」是什麼？
巴斯德在19世紀末受到18世紀末的詹納啟發，終於讓疫苗的研究開花結果，順利問世。不過誰才是真正的受惠者呢？拜這兩位所賜，我們現代人有幸可以不用認識天花。說得具體一點，首先多虧了詹納發現預防天花的方法，接著再由巴斯德繼續開發，完成已臻成熟的疫苗療法，才得以讓天花絕跡。1980年5月8日，WHO向全世界宣布天花已經滅絕；這份宣言，也形同「人類已獲得疫苗這項武器的勝利宣言」。
不過，人類真的獲勝了嗎？回顧過往的歷史，我們不難發現，不論改朝換代，人類隨時都在對抗疾病。例如黑死病是西歐在14世紀的頭號疾病；17～18世紀是天花肆虐的時代；到了19世紀，則是霍亂和結核病發威，讓人聞之色變。在20世紀末，愛滋病以「新型黑死病」之姿登場了。
科學家目前尚未製作出能真正對抗愛滋病毒的疫苗。原因在於愛滋病毒像不斷變裝似的，一再改變表面分子的形狀，讓體內負責免疫的細胞們無所適從，無法進行攻擊。最後，連免疫系統本身都會被愛滋病毒破壞殆盡。
「沒有人知道大自然接下來要讓人類面對什麼疾病。但是，不管是哪一種，過去發生過的疾病和醫學史應該有不少值得我們借鏡之處。我認為最好從現在正視這個問題，我一心祈禱著，只要不是難以治療的重大心理疾病就好了。」（福田真人，1987年）
愛滋病毒的誕生，對人類的免疫系統造成根本的威脅。愛滋病的首起病例在1981年確診，也就是WHO宣布天花在全世界絕跡的隔年。難道這只是單純的偶然嗎？我想，總有一天，人類一定能克服愛滋病。但是，在我們陶醉於「人類的勝利」之際，說不定又有「新型黑死病」伺機而動。萬一「新型的黑死病」真的出現，我們該如何自處呢？當然，要大家馬上回答這個問題是強人所難，所以我想告訴大家我高中時代的恩師，對我說過的一段話。

免疫的假動作 —時而攻擊「自己」，時而放行「自己以外的異物」
免疫學的誕生源自於一股動機，一股想要釐清如何防止疫病，意即避免傳染病危害人體的保護機制的強烈動機。但是，隨著時間的流逝，我們愈來愈明白要解開這個謎團並不容易。
我們已經知道免疫系統的機制，並非「不攻擊自己，而是攻擊自己以外的異物」如此單純。換言之，負責免疫的細胞們，有時候會攻擊「自己」（自體免疫），有時候也會「刻意」不攻擊「自己以外的異物」（對非己的耐受）。不過，就是因為負責免疫的細胞們，也有「刻意」不攻擊「自己以外的異物」的時候，胎兒才能在母親的肚子裡，安穩地待上十個月。
棘手的是，也有一些居心不良的傢伙懂得巧妙利用免疫細胞不會攻擊「自己以外的異物」的機制，盤踞在我們的體內，它們就是癌細胞。癌細胞是從正常細胞變化而成的異物，理應屬於「非己」，但是它們運用了類似胎兒能夠免於母體的免疫攻擊的手法，得以從免疫的攻擊全身而退。

序曲 免疫學——其誕生與謎團
免疫學的誕生

不曉得大家有沒有想過這些問題？
．麻疹號稱只要得過一次就不會再得，但是為什麼流感會一得再得？
．為什麼只要注射流感疫苗，就可以達到預防流感的效果呢？
．感冒和麻疹這類感染性疾病，痊癒的機制是什麼呢？

免疫學一向是公認的深奧難解，雖然基於「絞盡腦汁也不得其解」的理由被人敬而遠之，但是它的誕生，正是為了替世人消除上述等單純的疑惑。換言之，免疫學的成立源自於為了闡明能夠「免」除「疫」病之苦的機制，以幫助更多人恢復健康。所謂的「疫」，意即「疫病」，也就是傳染...

萩原清文君當年在東大念書的時候，常常來上我的課。他是個很認真的學生，所以我對他印象很深刻。他總是專心地記著筆記；如果遇到不懂的地方，也會過來向我請教。他的筆記讓我看了大吃一驚，因為他居然畫起漫畫，以圖解的方式分析免疫的原理。從他的筆記我看得出來，為了理解如此複雜的結構與原理，他也經歷了許多硬仗與苦鬥。他的筆記，也讓我有了新發現：原來最近的年輕人用這種方式學習啊。
當年在課堂上認真聽講的萩原君，目前已經是年輕有為的醫生，從事過敏和膠原病的臨床實驗與研究。換言之，也就是免疫學應用的第一線。總而言之，萩原君發揮他與生俱來的探索精神，研究著至今所學的免疫學，究竟會如何以疾病的型態現身。
本書以他獨特的口吻解說免疫的理論架構。比較艱澀困難的部分，他則嘗試以擅長的漫畫，利用清楚易懂的圖解方式說明。本書以日新月異的免疫學為主題，內容紮實，是一本好讀易懂的入門書。針對曾經讓自己抱頭苦思的部分，他特地以圖說的方式呈現，彷彿把讀者當作和自己抱著同樣疑惑的同業人員。
另外值得一提的是，本書已超越一本單純的解說讀物，而提升為現代免疫學的概念之作。免疫學除了被視為生物學的領域而不斷發展，在思想上也具備十足的震撼力。本書以科學的語言闡明「自己與非己」「免疫耐受」等概念。萩原君以日常生活中常見的事物舉例，一一進行解說。
他的比喻和漫畫一樣有趣易懂，敘述生動活潑，讓一位年輕醫師的鮮明形象躍然紙上。我想，本書不但能讓一般民眾了解免疫學的重要性，對以後要學習免疫學的人而言，也是一本很理想的入門書。
最後我希望各位能以本書為踏腳石，進入免疫學的奧妙世界。

萩原清文君當年在東大念書的時候，常常來上我的課。他是個很認真的學生，所以我對他印象很深刻。他總是專心地記著筆記；如果遇到不懂的地方，也會過來向我請教。他的筆記讓我看了大吃一驚，因為他居然畫起漫畫，以圖解的方式分析免疫的原理。從他的筆記我看得出來，為了理解如此複雜的結構與原理，他也經歷了許多硬仗與苦鬥。他的筆記，也讓我有了新發現：原來最近的年輕人用這種方式學習啊。
當年在課堂上認真聽講的萩原君，目前已經是年輕有為的醫生，從事過敏和膠原病的臨床實驗與研究。換言之，也就是免疫學應用的第一線。總而言之，...

序曲 免疫學——其誕生與謎團
免疫學的誕生／疾病非由「氣」而來，而是從「液」／「病原微生物」的想法誕生／再度現「不會再有第二次」的現象／「疫苗」的由來／首次建立了概念／「21世紀的黑死病」是什麼？／免疫的假動作／追根究柢起來，所謂的「自己」是什麼呢？

第1部 免疫的機制
動員各種細胞上演的體內劇場
第1幕 為什麼感冒會好？
scene1.1 我的身體
scene1.2 感冒病毒入侵了
scene1.3 「大胃王細胞」和「救援細胞」

第2幕 我的敵人多到數不清
scene2.1 臨時起意，小憩片刻—前往壽司店飽餐一頓
scene2.2 剪貼設計圖，製作天線偵測器
scene2.3 基因是什麼？
scene2.4 基因在哪裡？
scene2.5 被顛覆的基因神話
scene2.6 最新誕生的基因神話

第3幕 為什麼麻疹不會得到第二次？
scene3.1 淋巴球的偵測工作
scene3.2 抗體摧毀抗原的3個方法
scene3.3 只要是交戰過一次的對象就不會忘記
scene3.4 疫苗是什麼？

第4幕 免疫為什麼不會攻擊自己？上半篇
scene4.1 免疫細胞的起源與成長
scene4.2 教育「我」的恐怖的胸腺學校
scene4.3 百中選一的細胞們啟程了

第5幕 免疫為什麼不會攻擊自己？下半篇
scene5.1 自體免疫的暴風到底是如何颳起的？
scene5.2 防止自體免疫暴風的3大策略
scene5.3 何謂免疫耐受？
scene5.4 明明不是自己的成分，卻刻意對它寬宏大量？—懷孕是一齣浩大的長篇劇

第2部 疾病的原理
細胞之間失衡所導致的現象
第6幕 有關過敏這件事
scene6.1 輔助T細胞至少有兩種類型
scene6.2 一旦Th1和Th2失衡……
scene6.3 IgE是第Ι型過敏的導火線
scene6.4 當肥大細胞釋出化學傳導物質以後……
scene6.5 會過敏和不會過敏的人
scene6.6 第Ι型過敏的例子
scene6.7 其他類型的過敏

第7幕 有關類風溼性關節炎
scene7.1 類風溼性關節炎是什麼樣的疾病
scene7.2 類風溼性關節炎的3大面向
scene7.3 類風溼性關節炎具備細胞不易凋亡的一面
scene7.4 細胞活得太久或死得太多都不行

第8幕 癌細胞與免疫系統的攻防戰
scene8.1 癌細胞是什麼？
scene8.2 癌細胞如何產生呢？
scene8.3 癌細胞為什麼是異物？
scene8.4 癌細胞如何免於免疫系統的攻擊？
scene8.5 免疫無法對抗癌細胞嗎？

第9幕 愛滋病毒與免疫系統的攻防戰
scene9.1 愛滋病毒會襲擊免疫反應的司令官
scene9.2 如果失去司令官，免疫的實戰部隊就會無用武之地
scene9.3 愛滋病毒不斷轉換模樣，因而躲過攻擊

間奏曲 體液病理學說的再發現

終幕 生命的技法
透過免疫細胞的生命過程來看生命的技法
scene10.1 一開始只是單純的細胞
scene10.2 生命很重視「偶然的相遇」
scene10.3 乍看之下，細胞的誕生是一場無謂的浪費
scene10.4 性格和人格是由基因決定的嗎？
scene10.5 腦部和胸腺的相似程度令人拍案叫絕

後記
參考文獻
索引

序曲 免疫學——其誕生與謎團
免疫學的誕生／疾病非由「氣」而來，而是從「液」／「病原微生物」的想法誕生／再度現「不會再有第二次」的現象／「疫苗」的由來／首次建立了概念／「21世紀的黑死病」是什麼？／免疫的假動作／追根究柢起來，所謂的「自己」是什麼呢？

第1部 免疫的機制
動員各種細胞上演的體內劇場
第1幕 為什麼感冒會好？
scene1.1 我的身體
scene1.2 感冒病毒入侵了
scene1.3 「大胃王細胞」和「救援細胞」

第2幕 我的敵人多到數不清
scene2.1 臨時起意，小憩片刻—前往壽司店飽餐一頓
scene2.2 剪貼設計圖...