免疫系统_一个开放的复杂巨系统

文章编号:1672-3813(2004)02-0070-04

免疫系统———一个开放的复杂巨系统

陈　钰

(解放军总医院免疫学教研室,北京100853

)

摘要:免疫系统是人体这个开放的复杂巨系统中的一个子系统,本身具有构成开放复杂巨系统

的所有条件。用开放的复杂巨系统的理论和方法重新审视免疫系统会帮助我们提出无穷无尽

的问题,这才是研究免疫学的有趣之处。免疫学是近代生物学中发展迅速的学科之一,与人体

系统中其它子系统相同,是生命整体的一部分,和大脑同样具有识别能力,但区分“自己”与“非

自己”的能力却不同;它给予人类的不仅是保护性还有损伤性。4亿多年的进化,它留给我们的

大部分仍是个谜。

关键词:免疫系统;开放的复杂巨系统;人体系统

中图分类号:N 94;R393.12文献标识码:A

Immune System —An Open Complex Giant System

CHEN Yu

(Department of I mmunolog y ,G eneral Hospital of P LA ,Beijing 100853,China )

A bstract :Immune system is a sub -system in human body sy stem .There are all conditions about an open complex giant

system in immune system .T o re -read the system with the theory of the open complex giant system ,many new questions

can be found .I t 's just the most interesting side to research immunology .T he development of immunology is one of the

most rapid in biolog y .As same as brain system ,immune system is one side of life ,too .Immune sy stem has the ability to

dis -tinguish self from non -self .But it is different from brain .Immune sy stem takes two roles for human :protection and

damage .It took us a crazy after 400million years .

Key words :immune system ;open complex giant system ;human body system

1990年,钱学森先生发表了《再谈开放的复杂巨系统》[1]

,即从定性到定量的综合集成法。钱学森先生认为,这个综合集成方法实际上是思维科学的一项应用技术,它把复杂系统中的各种情报、资料、信息,把人的思维、思维成果,人的经验、知识、智慧统统集成起来;把心智与高性能的计算机结合起来,构成了从定性到定量的综合集成技术[2 〗。它是研究复杂巨系统的可靠技术方法。我们试图用这样的技术来重新审视免疫系统、调整免疫学的研究方式,完整地认识客观世界。

人体本身是一个开放的复杂巨系统[3],这个系统具备了:1)与周围环境进行物质、能量、信息的交换;2)系统包括了很多子系统,比如脑神经系统、呼吸系统、消化系统、生殖系统、血液循环系统以及免疫系统等等;

3)这些子系统下又包含种类繁多的子系统。子系统之间既是独立、变化的,又是相互联系、作用的[4]。构成了一个不仅庞大而且复杂的体系。和人体的其它子系统相同的是免疫系统也是人体复杂巨系统下的子系统之一。

收稿日期:2004-04-06

作者简介:陈　钰(1952-),女,北京市人,医学博士,博士生导师。解放军总医院免疫学教研室教授,复旦大学生命科学院兼任教授,主要研究方向为免疫耐受和T 细胞的调节机制。第1卷第2期　复杂系统与复杂性科学　V ol .1N o .22004年4月　COM P LEX SYST EM S AN D COM P LEXIT Y SCIENCE Apr .2004

1　免疫

免疫一词的登场据说是在公元前406年,意大利西西里岛马尔萨拉城边的卡尔塔尼塞塔军队在攻下了阿格里琴托城之后继续攻打西拉库萨城时爆发了鼠疫,两军都受到了损伤。卡尔塔尼塞塔军队只好引军退却。8年后,即公元前398年,卡尔塔尼塞塔重新组编了部队,再次进攻西拉库萨(Siracusa )。眼看就快攻下西拉库萨城了,战斗中再次爆发了鼠疫。卡尔塔尼塞塔方面的人员因为是新组编的,感染的人员不断增加。拉库萨部队的人员曾经感染过鼠疫,带菌者用这种疫病加害于敌军,获得了胜利。免疫,第一次让人类看到:受到一次感染后从中恢复的人第2次不再感染。1843年欧洲鼠疫流行,三分之一的英国人死于此病。但是看护患者的护士和那些修道士却从疾病中恢复过来。由此人们知道在鼠疫疾病的蔓延中,能从感染的疾病中恢复的人不会再次感染。“免疫”就像得到恩宠一样。免疫(immunity )一词来自拉丁语immunitas ,含有免除课税的意思。1887年日本人使用免疫性,到1890年日本才使用免疫[5]。在中国,免疫系统这个词到20世纪80年代才开始逐渐出现在各种书刊之中。

2　免疫系统

免疫系统目前被定义为人类和脊椎动物体内必备的防御系统,由免疫器官、免疫细胞、免疫分子和与免疫有关的基因组成;它们通过免疫应答反应,执行免疫效应,最终达到维持自身稳定。免疫系统的组成是层次分明的,它们之间的关系相当复杂(图1)

。

图1　免疫系统

以人类现有的知识可以看到比图中更为详细的层次。如中枢免疫器官包括了胸腺、骨髓和腔上囊,是T 细胞和B 细胞分化发育的场所。外周免疫器官包括了脾脏、淋巴结、肝脏等,是成熟的淋巴细胞识别外原性物质后发生免疫反应、产生免疫效应的场所,免疫学称它为免疫应答的场所。可以看到免疫应答包括了免疫系统识别抗原、引起免疫反应、产生免疫效应3个步骤,而不单纯是人们常说的免疫反应。同样层次的淋巴细胞,20世纪70年代时认为只有T 细胞、B 细胞是淋巴细胞;随后NK 细胞也被列在淋巴细胞之列。到2000年,日本人宣布第4类淋巴细胞NKT 细胞[6];紧接着又有T 调节(Tr )细胞受到免疫学家的关注。20世纪70年代我们还认为T 细胞和B 细胞发挥效应的途径是各走各的路,而现在已经知道,如果没有T 细胞的参与,B 细胞根本就不能产生抗体,也就发挥不了像疫苗那样的作用。尽管现在还不清楚免疫器官之下层次中的中枢器官、外周器官以及与其平行的其它细胞、分子和基因是否能构成子系统,然而,解析其中之一不难发现它们之间的联系。免疫系统的作用是通过免疫应答反应来完成的,具有特异性应答反应能力的淋巴细胞主要是T 细胞和B 细胞。它们在中枢免疫器官中发育分化,成熟后离开胸腺或骨髓进入外周,参与机·71·第1卷第2期 陈　钰:免疫系统———一个开放的复杂巨系统