病菌入侵，快防守！——身體如何抵禦病原體 - 科技大觀園

人體像是一座戒備森嚴的城堡，防禦機制共有三道防線，第一道和第二道防線屬於非專一性防禦，也是先天性免疫機制，第三道防線則是專一性防禦，屬於後天性免疫機制。

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（圖／國立科學工藝博物館提供）   人體像是一座戒備森嚴的城堡，防禦機制共有三道防線，第一道和第二道防線屬於非專一性防禦，也是先天性免疫機制，第三道防線則是專一性防禦，屬於後天性免疫機制。

非專一性防禦是人體與生俱來的防禦作用，只要不是自體細胞或產物，就會把它阻擋在外或設法消滅。

第一道防線類似防衛的護城河和城堡，負責阻擋病原體入侵人體。

第二道防線則是中堅部隊，在第一時間殲滅清除突破第一道防線的病原體。

若前兩道防線相繼失守，針對特定病原體或外來物攻擊的專一性防禦，便會挺身出擊。

第一道防線：皮膚、黏膜、分泌物   病原體入侵人體，首先遭遇皮膚、黏膜及分泌物等種種關卡阻擋。

皮膚就像是城牆，透過表皮增生或脫落等現象，不斷變化防守隊形，防止敵軍入侵；汗水在皮膚表面製造高鹽環境則可抑制細菌增生。

黏膜是城堡機關設計，分布在人體各個部位，分泌黏液並利用纖毛擺動把病原體排出。

分泌物是沖刷機關，利用咳嗽、打噴嚏、流淚或排尿等反應，把被阻隔在黏膜表面的病原體沖刷出體外。

  咳嗽可以把被阻隔在黏膜表面的病原體沖刷出體外。

（圖／Pixabay）   第二道防線：先天性免疫細胞   當病原體從傷口進入人體，包括顆粒性白血球（註1）、單核球（註2）和巨噬細胞（註3）等先天性免疫細胞，就化身為防衛軍隊，築起第二道防線。

吞噬作用是主要防衛戰術，嗜中性白血球、單核球和巨噬細胞吞噬入侵的病原體；再由發炎反應發動全面反攻號角，透過微血管擴張增加血流量，協助更多白血球滲出血管加入吞噬行動，因而產生紅、腫、熱、痛的發炎症狀；此外，受到感染的細胞也會產生干擾素，警告周圍細胞及早反應，阻止病原體步步進逼；肝臟產生的血漿蛋白「補體」，則是埋伏於血液的游擊兵，在病原體入侵後，組織兵團加以圍剿。

  當病原體通過表皮層入侵至真皮層，白血球會附著於血管壁，增加局部血管滲透性，造成血漿外滲至傷口組織，釋出更多白血球吞噬病原體。

（圖／國立科學工藝博物館提供）   最後的防線：後天性免疫系統 先天性免疫細胞若無法徹底消滅病原體，隱身觀察戰情的後天免疫系統，在分析辨識敵軍特質，知己知彼之後，啟動專一性免疫反應，這也是人體最重要的保衛軍隊，主要由具有記憶的淋巴球細胞組成，包括T細胞所領軍「細胞免疫」與B細胞主導的「抗體免疫」兩種防禦戰術。

  專一性免疫藉由T細與B細胞啟動後天性免疫，攻擊入侵的病原體，直到病原體被消滅，同時產生記憶細胞，當再次遇見相同病原體，便能快速應對。

（圖／國立科學工藝博物館提供）   T細胞的細胞免疫 「細胞免疫」的指揮官是T細胞，依照功能不同分為輔助性T細胞和胞毒性T細胞。

當侵入病原體突破先天性免疫細胞獵殺，輔助性T細胞就會分泌細胞激素，激發胞毒性T細胞釋出破壞細胞膜之物質圍剿，同時分泌免疫調節物質，活化B細胞。

  當被毒殺的病原體細胞死亡後，輔助性T細胞和胞毒性T細胞就會召開作戰檢討會議，把病原體特徵記憶存檔，轉化成記憶性T細胞，將來再次遭到同樣病原體攻擊時，就能夠更快速辨認並當場殲滅。

B細胞的抗體免疫 B細胞是「抗體免疫」的總指揮，負責分析並釋放出可以辨識不同病原體特徵的特有抗體，指派專責製造抗體抵禦病原的漿細胞，製造大量能導致病原體死亡的抗體。

戰爭結束後，B細胞也會分化為記憶性B細胞，將病原體記憶存檔。

免疫系統護衛身體健康 免疫系統是人體自身防衛機制，協助識別和消滅入侵的病原體，除了完善的防護措施，也建立強盛的攻擊記憶，成功抑制第一次感染後，免疫系統就會把病原體登錄建檔，同樣的病原體日後再次入侵，就能夠手到擒來，在第一時間加以殲滅，保護身體健康。

  註1：顆粒性白血球是一類細胞質中包含顆粒性的白血球，屬於最常見的嗜中性白血球，主要從骨髓產生。

註2：單核球是人體免疫系統中的一種白血球，在血管中為單核球，而在血管外則變成巨噬細胞。

註3：巨噬細胞源自單核球，和單核球皆屬於吞噬細胞，可協助活化淋巴球或其他免疫細胞，加快對病原體做出反應的時間。

資料來源 科技部107年度「科轉計畫：前沿科技轉化暨教育應用推廣」專案計畫 免疫系統(29) 皮膚(7) 免疫(49) 白血球(16) 姓名標示─非商業性─禁止改作 本著作係採用 創用CC姓名標示─非商業性─禁止改作3.0台灣授權條款 授權. 本授權條款允許使用者重製、散布、傳輸著作，但不得為商業目的之使用，亦不得修改該著作。

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