索引 / 001 ZH-TW
The Immune System: A Very Short Introduction(免疫系統:簡明導論) cover

生物學

生物學

The Immune System: A Very Short Introduction(免疫系統:簡明導論)

Paul Klenerman

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

保羅・克萊納曼所寫的免疫系統精簡讀本。第二版新增一章,談 COVID-19 帶給免疫學家的啟示。書中涵蓋先天免疫與後天免疫、免疫記憶與疫苗、免疫缺陷與HIV、自體免疫與過敏,以及免疫檢查點抑制劑與CAR-T細胞等免疫療法。

需要的基礎: 具備高中生物程度即可,不需要細胞生物學或醫學背景。

難度等級
入門
學術層次
大學部
immunologyimmune systemvaccinesinfectionvery short introduction

01 / 導讀

導讀

引用

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

章節概要

第二版由牛津大學出版社於2025年8月推出線上版,2025年9月推出印刷版。全書共八章,正文前有第二版說明、插圖目錄和縮寫表。牛津大學出版社的簡介說明了本書的目標:解釋免疫系統如何演化、哪些原理引導著它的反應,免疫記憶和疫苗的作用,免疫過少或過多時會發生什麼,以及新冠肺炎疫情揭示了什麼。關於疫情的一章是這一版最明顯的新增內容。

第1章:什麼是免疫系統?

本書開篇把免疫系統描述為一個經過演化的網絡,既抵禦外來病原體,也應對癌症等內部威脅。它比較了不同生物的防禦策略,從細菌的CRISPR/Cas防禦到動物的模式辨識。接著介紹人體免疫系統:胸腺、淋巴結和脾臟,皮膚和黏膜屏障,以及細胞激素、趨化激素和補體等可溶性介質。最後對先天免疫與後天免疫作了對照。

第2章:第一線反應者:先天免疫反應

本章說明先天免疫如何透過辨識病原相關分子模式和損傷相關分子模式的受體來察覺危險。巨噬細胞、樹突細胞和嗜中性球在細胞激素、干擾素和補體的協助下發動快速防禦。本章比較了對病毒和細菌的不同反應,描述了全身性的急性期反應,並說明病原體如何逃避偵測。它也介紹了先天免疫與後天免疫之間的關聯及其對疫苗設計的意義。

第3章:後天免疫:一趟(非)自我發現之旅

這裡的問題是:後天免疫如何獲得足夠的多樣性,以因應 SARS-CoV-2 這類不斷變化的威脅。B細胞透過重組V、D、J基因片段產生廣泛的抗體庫;T細胞利用類似機制,藉由MHC分子呈現的胜肽辨識受感染的細胞。本章描述了CD8+毒殺型T細胞和CD4+輔助型T細胞的作用,並介紹了在組織中執行特殊功能的非典型T細胞。

第4章:形成記憶

本章追蹤一次反應從先天免疫活化開始,經過T細胞和B細胞的致敏、增殖和分化,直到形成記憶的過程。長壽的抗體產生細胞駐留在骨髓中,記憶T細胞則分為中央記憶、效應記憶和組織駐留記憶等族群。疫苗被描述為模擬感染、誘導類似記憶的手段。本章涉及結合型疫苗、mRNA疫苗和被動免疫。

第5章:免疫過少:免疫功能衰竭

本章透過遺傳缺陷和HIV來探討免疫衰竭。它說明備援機制可以掩蓋某些缺陷,而另一些缺陷(如共同γ鏈缺失)則會導致嚴重複合型免疫缺乏症。本章討論了MHC多樣性如何造成個體對感染和疫苗反應的差異,也討論了營養不良和病毒攻擊。HIV的逃脫策略——突變、潛伏和免疫耗竭——都受到分析。本章最後討論治療的極限,以及對治癒方法或疫苗的探索。

第6章:免疫過多:自體免疫與過敏性疾病

免疫過度被解釋為耐受的失敗。胸腺中的中樞耐受(包括AIRE基因的作用)清除自體反應性T細胞;調節性T細胞和抑制性受體等周邊機制則約束其餘的細胞。肝臟和胎盤被當作主動誘導耐受的部位加以討論。類風濕性關節炎、多發性硬化症和發炎性腸道疾病說明了遺傳和包括微生物在內的環境因素如何共同導致疾病。過敏則被視為一種適應不良的第二型反應。

第7章:新冠肺炎教給我們的免疫學

這個新增章節以 SARS-CoV-2 作為案例研究,內容包括病毒的逃脫策略、免疫反應的保護性和致病性作用,以及mRNA疫苗和腺病毒載體疫苗的研發。本章也討論了關於干擾素訊息傳遞、交叉反應性T細胞和逃脫中和抗體的變異株的研究發現,以及罕見的疫苗副作用和接種間隔的影響。最後指出全球科學合作在診斷、治療和疫苗接種方面的作用。

第8章:免疫系統2.0:生物療法與免疫療法

最後一章概述免疫學正從三個方面改變醫學:用疫苗增強反應,引導免疫攻擊癌症,以及用生物製劑抑制自體免疫。它解釋了為什麼針對HIV、瘧疾和結核病的疫苗難以研發,介紹了免疫檢查點抑制劑、CAR-T細胞和針對發炎路徑的單株抗體,最後討論隨年齡增長而出現的免疫衰退以及旨在恢復免疫力的介入措施。

核心概念

第1–2章:什麼是免疫系統?;第一線反應者

  • 先天免疫與後天免疫:以模式辨識為基礎的即時防禦,以及隨後較慢、高度專一並具有記憶的反應。
  • 模式辨識受體:感知病原體或組織損傷之分子訊號的感測器。
  • 可溶性介質:協調反應的細胞激素、趨化激素、干擾素和補體。
  • 急性期反應:感染期間全身性的生理變化。

第3–4章:後天免疫;形成記憶

  • V(D)J重組:藉由重排基因片段產生多樣的抗體和T細胞受體。
  • MHC呈現:在細胞表面展示胜肽片段,使T細胞能察覺細胞內的感染。
  • 免疫記憶:首次接觸後形成的長壽B細胞、漿細胞和各類記憶T細胞亞群。
  • 疫苗接種:利用結合型疫苗、mRNA或其他平台,在不致病的情況下誘導記憶。

第5–6章:免疫過少;免疫過多

  • 免疫缺陷:由先天缺陷、營養不良或HIV等病毒造成的功能衰竭。
  • 耐受:中樞對自體反應性T細胞的清除(AIRE參與其中),以及調節性T細胞在周邊的控制。
  • 自體免疫與過敏:由方向錯誤或過度的反應引起、受遺傳和環境影響的疾病。

第7–8章:新冠肺炎;生物療法與免疫療法

  • 免疫逃脫與變異株:病毒逃避干擾素和抗體的策略。
  • 交叉反應性T細胞:由先前感染致敏、能辨識新病毒的T細胞。
  • 免疫療法:免疫檢查點抑制劑、CAR-T細胞和單株抗體。
  • 免疫老化:免疫功能隨年齡增長而下降。

評析

優點

  • 內容新。 2025年版新增了整整一章,討論新冠肺炎疫情給免疫學家帶來的啟示;第3章和第4章也已經以 SARS-CoV-2 和mRNA疫苗為例。
  • 圍繞幾個清楚的問題展開。 各章標題從「免疫系統是什麼」出發,經過「它如何反應和記憶」,再到「免疫過少或過多時會怎樣」。這為非專業讀者提供了一個安放細節的架構。
  • 以演化和比較的視角開篇。 第1章先從細菌和其他生物的防禦談起,再轉向人類,把免疫呈現為一個普遍的生物學問題,而不只是醫學問題。
  • 貫穿全書的醫學關聯。 免疫缺陷、HIV、自體免疫疾病、過敏、癌症免疫療法和免疫老化都有涉及。對醫學有興趣的讀者能夠理解基本機制為何重要。

局限

  • 高度濃縮。 課程教科書要用二十多章講述的內容,這裡只用了八個短章。抗原處理、淋巴球發育和反應調節等主題只能點到為止。
  • 面向一般讀者。 這套叢書旨在快速介紹一門學科,並不像課程教科書那樣為系統學習而編排,也不能依靠它來準備考試。
  • 以實例談疾病。 疾病是透過少數精選案例來討論的,而不是全面概述:免疫衰竭主要透過遺傳缺陷和HIV來檢視,自體免疫則透過類風濕性關節炎、多發性硬化症和發炎性腸道疾病來檢視。需要系統了解各種疾病的學生,必須求助於教科書。

在課程中的定位

本書是免疫學書單中最短、最容易閱讀的一本,最適合作為第一本讀物或輔助讀物。Richard Coico 的 Immunology: A Short Course 和 Peter Parham 的 The Immune System 是面向一學期課程的簡明教科書。先讀 Klenerman,可以在那些書補充細胞和分子細節之前,掌握先天免疫與後天免疫、免疫記憶和免疫衰竭的整體邏輯。Klenerman 關於新冠肺炎和生物療法的兩章,也可作為與這些教科書同時閱讀的最新補充。

如需深入學習,Kuby Immunology 透過實驗和以資料為基礎的習題講授這個領域;Janeway's Immunobiology 為高年級大學生、研究生和醫學生提供更詳細的論述;Paul's Fundamental Immunology 是一部面向研究層次問題的多作者參考書。閱讀 Klenerman 不需要先讀這些書,而在有考試的課程中,Klenerman 也無法取代它們。

如何使用本書

具備高中生物知識即可,書中還附有縮寫表。本書適合即將修習免疫學的學生、微生物學、藥理學或醫學等相鄰學科中需要概覽的學生,以及一般讀者。

  • 依序閱讀: 第1–4章建立基本模型(防禦、辨識、記憶),是全書核心。
  • 再讀臨床章節: 第5章和第6章把這個模型應用於免疫缺陷、自體免疫和過敏,是為以疾病為主的課程所做的最好準備。
  • 前沿主題: 第7章和第8章可以作為一組,閱讀有關疫苗和免疫療法的內容。時間緊迫的讀者可以只讀第8章。
  • 與教科書搭配: 當課程講到先天免疫、抗原受體、免疫記憶或耐受時,先重讀 Klenerman 的相應章節以掌握全局,再到教科書中學習具體機制。

把主要細胞類型畫在一頁圖上,每讀一章就補充一些,有助於牢固掌握整體結構。