腦中第七感
過去一直以為免疫系統和神經系統不相往來，但兩者的功能其實緊密相連。
撰文／吉普尼斯（Jonathan Kipnis）
翻譯／謝伯讓
數十年來，解剖學教科書告訴我們，身體中最複雜的兩個系統神經系統和免疫系統，其結構和運作方式幾乎毫不相干。傳統知識認為，神經系統負責指揮身體的運作，而免疫系統負責防禦和保護身體。在健康個體身上，兩者功能從不交疊，只有在某些疾病或外傷發生時，免疫細胞才會進入腦中並展開攻擊。
但近年一些新的研究發現，推翻了先前對這兩個系統的了解。越來越多證據指出，無論個體生病或健康，神經系統和免疫系統都保持互動，例如當腦部受傷時，免疫系統會提供支援；免疫系統也可幫助大腦面對壓力，並協助許多重要認知功能，例如學習和社交行為。
此外，免疫系統在保衛身體、偵測體內微生物之外，也會把訊息傳遞給腦部，就像我們的眼睛和耳朵會把視覺和聽覺訊息傳遞給大腦。換言之，神經系統和免疫系統互相交流的程度遠比我們過去所知的還頻繁，甚至可說是緊密連結。
在神經免疫學這門新興的研究領域中，科學家目前所知只能算剛起步。但已經確定的是，腦部對於免疫訊息的反應，以及免疫訊息對大腦迴路的控制和影響，不但是我們了解許多神經疾病（例如自閉症和阿茲海默症）的關鍵，也有助於我們發展新療法。我們治療這些神經疾病時常常遭遇挫折，因為大多數藥物都無法穿越血腦障壁進入腦部。神經免疫學的發現則指出了一個迷人的可能性：從免疫系統下手，可能會更有效。
神經免疫各司其職
中樞神經系統由腦與脊髓組成，共同指揮身體所有功能。由於腦負責的功能極廣，腦的基本運作單位是神經元，神經元佔據了腦部大約一半的空間，人腦中約有1000億顆神經元以及約100兆個連結（突觸）。
神經元與其他各種細胞（例如膠細胞）共同構成了腦實質（brain’s parenchyma），腦實質是負責處理龐大資訊的結構。其他重要角色包括了基質細胞（stromal cell），負責為腦實質提供物理性的支撐，此外還有內皮細胞，內皮細胞除了構成血管以提供腦部養份，還形成血腦障壁，阻止來自身體的各種物質進入腦部。
至於免疫能力，可分為先天免疫力（innate immunity）和適應性免疫力（adaptive immunity）。先天免疫力比較原始，是身體對抗病原體的第一道防線，大約是10億年前由某些細胞演化出來，可快速偵測並消滅病原體、但較缺乏精確度的免疫能力。先天免疫力會啟動發炎反應，讓白血球齊聚於感染部位，分泌蛋白質來誘發熱和腫脹以限制並破壞病原體。
適應性免疫力則是較晚演化出來的機制，主要是藉由T淋巴球（或稱T細胞）和B淋巴球來辨識特定病原體，並發動相對應的標靶攻擊。
在理想情況下，所有適應性免疫細胞都只針對外來病原體，不會攻擊自體蛋白質或細胞。但約有1%的人，適應性免疫力失控，會攻擊自身組織，造成多發性硬化症、關節炎與某些類型的糖尿病等自體免疫疾病。不過，免疫系統整體來說仍相當不錯，99%的人的免疫系統只會把外來病原體當成攻擊目標。
過去認為，免疫系統的運作原理是區辨自身組織和外來組織，但後來較複雜的理論出現了。1990年代，美國國家過敏與傳染病研究所的免疫學家麥辛格（Polly Matzinger）主張，免疫系統不只可辨識外來病原體，還可找出體內受傷的組織。這個論點稍後獲得研究支持：科學家發現，受傷、被感染或損壞的組織會釋出某些化學分子。這些分子吸引免疫細胞的注意，誘發一連串連鎖反應來啟動免疫系統。
免疫細胞會聚集到受傷部位並消滅（至少試圖消滅）引發警報的病原體或受傷組織。還有實驗發現，當適應性免疫力受到抑制時，會加快腫瘤的發展，而受傷組織的復原過程則會變慢。
重寫教科書
這些發現顯示，過去視為相當精準、專門保護身體對抗外來病原體的免疫系統，事實上守備範圍更廣：免疫系統負責調節身體組織，讓體內生理機制在面對各種問題時保持平衡，無論問題的根源來自內部或是外來入侵者所致。
但直到最近，科學家仍確信免疫系統的守備範圍並不包含中樞神經系統。早在1920年代研究人員就發現，健康的腦中含有中樞神經系統才有的某種免疫細胞，稱為微膠細胞。身體中的其他免疫細胞（稱為周邊免疫細胞）一般不會出現在腦中，因為血腦障壁會把周邊免疫細胞阻擋在腦部外。
諾貝爾生醫獎得主、英國生物學家梅達華（Peter Medawar）在1940年代發現，當腦部面對外來組織時，其排斥反應比身體其他器官面對外來組織的反應慢。梅達華認為，腦是「免疫豁免」器官，也就是不受免疫系統管轄。
不過當腦部遭感染或受傷時，周邊免疫細胞會出現在腦實質和脊髓中。小鼠研究也顯示，周邊免疫細胞會導致虛弱與癱瘓。根據這些發現，科學家認為中樞神經系統和免疫系統彼此沒有關係，只有腦部發生病變時，周邊免疫細胞才會進入中樞神經系統開戰。
