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The Immune System: A Very Short Introduction(免疫系统:简明导论) cover

生物学

生物学

The Immune System: A Very Short Introduction(免疫系统:简明导论)

Paul Klenerman

英文原名: The Immune System: A Very Short Introduction

保罗·克莱纳曼所写的免疫系统简明读本。第二版新增一章,讲述新冠肺炎给免疫学家的启示。书中涵盖固有免疫与适应性免疫、免疫记忆与疫苗、免疫缺陷与HIV、自身免疫与过敏,以及检查点抑制剂和CAR-T细胞等免疫疗法。

需要的基础: 具备高中生物知识即可,不要求细胞生物学或医学基础。

难度等级
入门
学术层次
本科
immunologyimmune systemvaccinesinfectionvery short introduction

01 / 导读

导读

引用

Klenerman, P. (2025). The Immune System: A Very Short Introduction (2nd ed.). Oxford University Press.

章节概要

第二版由牛津大学出版社于2025年8月推出网络版,2025年9月推出印刷版。全书共八章,正文前有第二版说明、插图目录和缩略语表。牛津大学出版社的简介说明了本书的目标:解释免疫系统如何进化、哪些原理指导着它的应答,免疫记忆和疫苗的作用,免疫过少或过多时会发生什么,以及新冠疫情揭示了什么。关于疫情的一章是这一版最明显的新增内容。

第1章:什么是免疫系统?

本书开篇把免疫系统描述为一个经过进化的网络,既抵御外来病原体,也应对癌症等内部威胁。它比较了不同生物的防御策略,从细菌的CRISPR/Cas防御到动物的模式识别。随后介绍人体免疫系统:胸腺、淋巴结和脾脏,皮肤和黏膜屏障,以及细胞因子、趋化因子和补体等可溶性介质。最后对先天免疫与适应性免疫作了对比。

第2章:第一响应者:先天免疫应答

本章说明先天免疫如何通过识别病原体相关分子模式和损伤相关分子模式的受体来察觉危险。巨噬细胞、树突状细胞和中性粒细胞在细胞因子、干扰素和补体的协助下发动快速防御。本章比较了对病毒和细菌的不同应答,描述了全身性的急性期反应,并说明病原体如何逃避识别。它还介绍了先天免疫与适应性免疫之间的联系及其对疫苗设计的意义。

第3章:适应性免疫:一次(非)自我发现之旅

这里的问题是:适应性免疫如何获得足够的多样性,以应对 SARS-CoV-2 这类不断变化的威胁。B细胞通过重组V、D、J基因片段产生广泛的抗体库;T细胞利用类似机制,借助MHC分子呈递的肽段识别被感染的细胞。本章描述了CD8+杀伤性T细胞和CD4+辅助性T细胞的作用,并介绍了在组织中执行特殊功能的非常规T细胞。

第4章:形成记忆

本章追踪一次应答从先天免疫激活开始,经过T细胞和B细胞的启动、增殖和分化,直到形成记忆的过程。长寿的抗体产生细胞驻留在骨髓中,记忆T细胞则分为中央记忆、效应记忆和组织驻留记忆等群体。疫苗被描述为模拟感染、诱导类似记忆的手段。本章涉及结合疫苗、mRNA疫苗和被动免疫。

第5章:免疫过少:免疫功能衰竭

本章通过遗传缺陷和HIV来探讨免疫衰竭。它说明冗余性可以掩盖某些缺陷,而另一些缺陷(如共同γ链缺失)则会导致重症联合免疫缺陷。本章讨论了MHC多样性如何造成个体对感染和疫苗应答的差异,也讨论了营养不良和病毒攻击。HIV的逃逸策略——突变、潜伏和免疫耗竭——得到了分析。本章最后讨论治疗的局限,以及对治愈方法或疫苗的探索。

第6章:免疫过多:自身免疫与过敏性疾病

免疫过度被解释为耐受的失败。胸腺中的中枢耐受(包括AIRE基因的作用)清除自身反应性T细胞;调节性T细胞和抑制性受体等外周机制则约束其余的细胞。肝脏和胎盘被作为主动诱导耐受的部位加以讨论。类风湿关节炎、多发性硬化和炎症性肠病说明了遗传和包括微生物在内的环境因素如何共同导致疾病。过敏则被视为一种适应不良的2型应答。

第7章:新冠病毒教给我们的免疫学

这一新增章节以 SARS-CoV-2 作为案例研究,内容包括病毒的逃逸策略、免疫应答的保护性和致病性作用,以及mRNA疫苗和腺病毒载体疫苗的研发。本章还讨论了关于干扰素信号、交叉反应性T细胞和逃逸中和抗体的变异株的研究发现,以及罕见的疫苗副作用和接种间隔的影响。最后指出了全球科学合作在诊断、治疗和疫苗接种方面的作用。

第8章:免疫系统2.0:生物疗法与免疫疗法

最后一章概述免疫学正在从三个方面改变医学:用疫苗增强应答,引导免疫攻击癌症,以及用生物药物抑制自身免疫。它解释了为什么针对HIV、疟疾和结核病的疫苗难以研制,介绍了检查点抑制剂、CAR-T细胞和针对炎症通路的单克隆抗体,最后讨论随年龄增长而出现的免疫衰退以及旨在恢复免疫力的干预措施。

核心概念

第1–2章:什么是免疫系统?;第一响应者

  • 先天免疫与适应性免疫:基于模式识别的即时防御,以及随后较慢、高度特异并具有记忆的应答。
  • 模式识别受体:感知病原体或组织损伤之分子信号的传感器。
  • 可溶性介质:协调应答的细胞因子、趋化因子、干扰素和补体。
  • 急性期反应:感染期间全身性的生理变化。

第3–4章:适应性免疫;形成记忆

  • V(D)J重组:通过重排基因片段产生多样的抗体和T细胞受体。
  • MHC呈递:在细胞表面展示肽段,使T细胞能察觉细胞内的感染。
  • 免疫记忆:首次接触后形成的长寿B细胞、浆细胞和各类记忆T细胞亚群。
  • 疫苗接种:利用结合疫苗、mRNA或其他平台,在不致病的情况下诱导记忆。

第5–6章:免疫过少;免疫过多

  • 免疫缺陷:由先天缺陷、营养不良或HIV等病毒造成的功能衰竭。
  • 耐受:中枢对自身反应性T细胞的清除(AIRE参与其中),以及调节性T细胞在外周的控制。
  • 自身免疫与过敏:由方向错误或过度的应答引起、受遗传和环境影响的疾病。

第7–8章:新冠病毒;生物疗法与免疫疗法

  • 免疫逃逸与变异株:病毒逃避干扰素和抗体的策略。
  • 交叉反应性T细胞:由既往感染启动、能识别新病毒的T细胞。
  • 免疫疗法:检查点抑制剂、CAR-T细胞和单克隆抗体。
  • 免疫衰老:免疫功能随年龄增长而下降。

评析

优点

  • 内容新。 2025年版新增了整整一章,讨论新冠疫情给免疫学家带来的启示;第3章和第4章也已经用 SARS-CoV-2 和mRNA疫苗作为例子。
  • 围绕几个清晰的问题展开。 各章标题从"免疫系统是什么"出发,经过"它如何应答和记忆",再到"免疫过少或过多时会怎样"。这为非专业读者提供了一个安放细节的框架。
  • 以进化和比较的视角开篇。 第1章先从细菌和其他生物的防御讲起,再转向人类,把免疫呈现为一个普遍的生物学问题,而不仅仅是医学问题。
  • 贯穿全书的医学关联。 免疫缺陷、HIV、自身免疫病、过敏、癌症免疫疗法和免疫衰老都有涉及。对医学感兴趣的读者能够理解基本机制为何重要。

局限

  • 高度压缩。 课程教材要用二十多章讲述的内容,这里只用了八个短章。抗原加工、淋巴细胞发育和应答调节等主题只能点到为止。
  • 面向一般读者。 这套丛书旨在快速介绍一门学科,并不像课程教材那样为系统学习而编排,也不能依靠它来准备考试。
  • 以实例讲疾病。 疾病是通过少数精选案例来讨论的,而不是全面概述:免疫衰竭主要通过遗传缺陷和HIV来考察,自身免疫则通过类风湿关节炎、多发性硬化和炎症性肠病来考察。需要系统了解各种疾病的学生,必须求助于教科书。

在课程中的定位

本书是免疫学书单中最短、最易读的一本,最适合作为第一本读物或辅助读物。Richard Coico 的 Immunology: A Short Course 和 Peter Parham 的 The Immune System 是面向一学期课程的简明教科书。先读 Klenerman,可以在那些书补充细胞和分子细节之前,把握先天免疫与适应性免疫、免疫记忆和免疫衰竭的整体逻辑。Klenerman 关于新冠病毒和生物疗法的两章,也可作为与这些教材同时阅读的最新补充。

如需深入学习,Kuby Immunology 通过实验和基于数据的习题讲授这一领域;Janeway's Immunobiology 为高年级本科生、研究生和医学生提供更详细的论述;Paul's Fundamental Immunology 是一部面向研究层次问题的多作者参考书。阅读 Klenerman 不需要先读这些书,而在有考试的课程中,Klenerman 也无法替代它们。

如何使用本书

具备中学生物知识即可,书中还附有缩略语表。本书适合即将学习免疫学的学生、微生物学、药理学或医学等相邻学科中需要概览的学生,以及一般读者。

  • 按顺序阅读: 第1–4章建立基本模型(防御、识别、记忆),是全书核心。
  • 再读临床章节: 第5章和第6章把这一模型应用于免疫缺陷、自身免疫和过敏,是为以疾病为主的课程所做的最好准备。
  • 前沿主题: 第7章和第8章可以作为一组,阅读有关疫苗和免疫疗法的内容。时间紧张的读者可以只读第8章。
  • 与教科书配合: 当课程讲到先天免疫、抗原受体、免疫记忆或耐受时,先重读 Klenerman 的相应章节以把握全局,再到教科书中学习具体机制。

把主要细胞类型画在一页图上,每读一章就补充一些,有助于牢固掌握整体结构。