癌症|什么是免疫系统？( 三 ) 疾病|基因|生物体|组织|病原体

与动物、细菌一样，植物也容易受到病毒感染，它们也拥有自己的防御系统。植物中的RNA病毒可以通过被称为RNA干扰的过程进行降解：通过利用siRNA（短干扰RNA ，一种RNA向导）和RISC（一种降解复合物），可以像CRISPR/Cas系统一样，对入侵的RNA进行靶向降解，而不影响宿主自身的RNA 。这种RNA向导由植物产生并与入侵的病毒进行特异性结合，从而抑制病毒的复制。同样的，细胞生物学家可以利用这一生物学原理敲除特定宿主来源的基因——换句话说，就是抑制特定基因的蛋白质生成过程。与CRISPR/Cas系统一样，这里提到的RNA降解过程也具有治疗潜力；人们已经对人体内的基因敲除进行了各种尝试，比如抑制肝炎病毒和癌细胞的复制，甚至用于降低胆固醇水平。
这些例子表明，宿主防御可以在单个细胞内发生，从而保护宿主细胞的基因组。尽管人类自身的免疫系统不具有上述机制，但是这些机制对人类生物学有着重要意义。
其他具有悠久进化历史的机制，已经成为人类免疫力的重要组成部分。例如， Toll受体最初是由纽斯莱因-沃尔哈德和维斯豪斯在果蝇体内发现的（Toll在德语中是“惊讶”的意思，显然这表达了对此发现的惊叹）。 Toll受体在昆虫的胚胎发育中起着重要作用，后来人们还发现Toll受体可以通过释放抗微生物蛋白和激活免疫细胞来启动防御真菌的免疫反应。人类拥有一系列类似的相关蛋白，被称为“Toll样受体” ，可以发出信号并激活免疫反应。尽管就激活的细胞的多样性而言，其下游的影响在人体中更为复杂，但一开始的过程与果蝇中的起始过程非常相似。
这种模式化识别以及对于抗微生物防御机制的诱导，在许多生物体中都很常见，但是直到生物进化的后期（CRISPR/Cas系统是个例外），才开始出现具有经典适应性特征的免疫反应——针对个体病原体产生的高度多样化反应。与人类免疫系统最为相似的首个免疫系统的例子就是无颌鱼类（例如，七鳃鳗）。这些动物具有生成病原体特异性受体的一种机制，这种受体与人体所用的受体有些相似，但又有所不同。有趣的是，无颌鱼类还会产生这些受体的可溶形式（相当于人体内的抗体）以及与细胞结合的形式（相当于人体内的T淋巴细胞）。从有颌鱼类开始，我们就可以看到一个明显的免疫系统的进化。
人体免疫系统
免疫系统不只是一组具有不同功能的特异性细胞，而是存在于人体的每个细胞中。因此，在提到人体免疫系统时，要注意不要忽视组织的作用，尽管免疫学家通常认为组织不具备“免疫学”上的意义（见图2）。例如，在宿主抵御细菌和病毒方面，皮肤起着特殊的作用。病毒需要利用活细胞进行复制，因此皮肤外表面上由死细胞层构成的“死亡之墙”阻止了许多感染的发生。只有少数病毒能够感染皮肤中的细胞，不过感染的也是位于皮肤深层的细胞：例如，人类乳头瘤病毒会引发良性疣从而导致宫颈癌等癌症。此外，皮肤还会通过分泌抗菌脂肪酸来抵御细菌。皮肤的破损则容易并发局部的细菌感染，对烧伤患者而言尤其如此。

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图2 所有人体细胞通过识别感染来增强人体的免疫力。此外，免疫系统还包括在体内外交界处形成关键屏障的离散结构以及明显属于免疫系统的其他结构
尽管宿主竭尽全力创造一个毫无吸引力的体表环境，然而皮肤表面的实际情况却是多种微生物体相对和平地共处。在这些微生物体中，有些会在其他部位引起严重的疾病——例如，金黄色葡萄球菌是一种令人恐惧的侵入性细菌，会对人体的许多器官造成严重的组织损伤，但是大约有四分之一的人类都在鼻孔处携带有这种细菌，却没有造成任何伤害。其他种类的葡萄球菌（例如，表皮葡萄球菌或凝固酶阴性葡萄球菌）所含有的侵袭性基因危害性较小，并自人类个体诞生起就寄生在人体的皮肤上。然而，即便是这些“共生体” ，当皮肤屏障被破坏时，它们也会进入人体的其他部位从而对人体造成严重的感染：例如，让这些细菌可以在皮肤上寄生的附着力，也可以让它们对塑料人工关节和心脏瓣膜造成长期感染。眼睛拥有专门的防御系统来保护角膜——眼泪中含有溶菌酶（这是由亚历山大·弗莱明发现的最早的抗菌分子之一，弗莱明后来还发现了青霉素）。溶菌酶可以结合并破坏许多细菌。