震撼!微观摄影下的战争:人体免疫细胞是如何杀死癌细胞的

人体细胞总数在40~60万亿个之间,在这么多的细胞里,一些正常细胞由于物理、化学、病毒等致癌因子导致的原癌基因和抑癌基因突变后,就变成了癌细胞。

一个正常人,每天会因各种原因产生6000个左右的癌细胞,而人体的免疫细胞则负责消灭癌细胞。

国细胞生物学会(ASCB)发布了一则微观大片,使用顶级的成像工具和技术,从免疫角度展示了人体中的一种免疫细胞T细胞杀死癌细胞的全过程。    

一.人体内的“免疫大战”

1.T细胞


T淋巴细胞(T lymphocyte)简称T细胞,是由来源于骨髓的淋巴干细胞,在胸腺中分化、发育成熟后,通过淋巴和血液循环而分布到全身的免疫器官和组织中发挥免疫功能。

PART 01

癌细胞“刺客”红色的细胞毒性T细胞

(Cytotoxic T Cells)



图1 人体内的T细胞



PART 02

每个细胞毒性T细胞大约是人类头发直径的十分之一,它们在人体内不断巡逻,并找出杀死癌细胞或感染了危险病毒的细胞。


2 “巡逻”中的T细胞



PART 03


当T细胞(绿)发现癌细胞(蓝)时,分泌毒素附着在癌细胞上,检测、分辨正常细胞与癌细胞。



3 T细胞(绿)在检测分辨癌细胞(蓝)



PART 04

查明之后,T细胞(红)连接癌细胞(蓝),打破癌细胞外壁,向其表面引入毒性蛋白。


图4 T细胞()在吞噬癌细胞(蓝)



PART 05

细胞毒素(红)进入,癌细胞会逐渐衰弱、死亡。

T细胞(绿)继续在人体内巡逻,寻找下一个目标。


图5 人体中抗击癌细胞()的T细胞(绿)


除了上面提到的T细胞以外,身体里面还有很多免疫细胞在保护着我们,它们与癌细胞斗智斗勇,以抵御病毒保卫身体为终极目标。


2.B细胞

B细胞是体内产生抗体(免疫球蛋白)的细胞,B细胞存在不同的亚群,主要执行体液免疫,也具有抗原提呈功能。


3.NK细胞

NK细胞是T和B细胞并列的第三类淋巴细胞,不同于T、B细胞,它是具有直接杀伤靶细胞效应的一类淋巴细胞。


靶细胞包括肿瘤细胞、病毒或细菌感染的细胞及机体某些正常细胞。


NK细胞具有抗肿瘤、抗感染、免疫调节等功能,在病毒和寄生虫的抗感染免疫早期发挥重要作用。  


PART 01

中性粒细胞可以吞噬和消化有害病原体,图中为中性粒细胞追击金黄色葡萄球菌的过程。



图7 中性粒细胞追击金黄色葡萄球菌



PART 02

病毒性T细胞正在识别病毒感染、癌变等“不正常细胞”,并将其杀死。




图8 T细胞识别并杀死癌细胞



PART 03

“天然杀伤”NK细胞率先吹响战斗号角,以癌细胞头部为突破口发起进攻,癌细胞负隅顽抗。



图9 NK细胞进攻癌细胞


PART 04

NK细胞头部部队成功突破,大部队快速抵达战场,癌细胞瞬间瓦解。

图10 癌细胞瓦解


PART 05

癌细胞失去战斗力,被NK细胞消灭。

图11 癌细胞被NK细胞消灭


4.吞噬细胞

吞噬细胞在固有免疫中发挥重要作用,是清除致病微生物的重要免疫细胞。


图12 巨噬细胞的吞噬作用


噬细胞包括两大类,即中性粒细胞(小吞噬细胞)及单核/巨噬细胞(大吞噬细胞)。


两类吞噬细胞对入侵体内的微生物可极为快速的产生应答,尤以巨噬细胞的作用更为持久,是参与晚期固有免疫应答的主要效应细胞。


二.尽管逃离到血液中,也会收到围攻

通常情况下,人体的免疫系统可以高效地识别和消灭癌细胞,保证我们的身体健康。这些人体的天然“健康卫士”,绝对不会放过每一个逃逸的癌细胞。


即便癌细胞成功逃逸进入血液,免疫细胞也会对癌细胞发起猛烈进攻。

PART 01

免疫细胞可穿过血管壁奔赴“战场”,向炎症和创伤组织进军、围剿。

图13 血管内细胞流动


PART 02

免疫细胞与癌细胞战争到最后一刻,但是再强大的免疫细胞也会走向凋亡。

图14 免疫细胞凋亡


免疫细胞虽然很强大,但是它们也会随着身体的老化而变得衰弱甚至死亡。因为少了免疫细胞的保护,身体对外来病毒的抵抗力就会变弱,人就会很容易生病。


免疫系统也会因为各种原因出现功能异常,导致免疫能力下降,癌细胞就会伺机入侵人体。此时免疫系统就需要借助“外力”——癌症免疫疗法的帮助。


三.微观镜头下的免疫大战


视频


强大的免疫细胞不仅保护我们的身体,还帮助病人。


随着人类生命科学的不断发展,科学家们揭示了免疫细胞杀死癌细胞的作用机制,并证实了免疫细胞在对抗癌症上具有无可比拟的先天优势。根据这一特性,人类科学家探索出一些列通过补充T细胞、NK细胞、甚至使用CAR-T、CAR-NK等“大杀器”,来对抗癌症的免疫疗法。


在医疗科技日益发达的现在,以干细胞、免疫细胞治疗为代表的细胞治疗时代已经正式来临,并一再迎来新的热潮,这不仅颠覆了传统医学观念,更预示着人们逐渐应该明白细胞资源终将不再是遥不可及的实验室资源,而可以成为个人及家庭的健康资源。



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