先天性免疫係統可以區別自身和異物,這是我們最早提到的知識之一。但它是怎麼知道要攻擊什麼、攻擊誰的呢?誰是自己人,誰又是異物?再具體一點兒,士兵細胞怎麼知道細菌聞起來是什麼樣的?就像我們前麵說過的,微生物相對於多細胞生物的最大優勢之一,就是它能快速地變異和適應。多細胞生物和微生物迄今已經競爭了數億年——細菌為什麼不想辦法掩蓋自己的氣味?答案就在使生命得以形成的結構之中。
地球上的所有生命都是由同樣幾類基本分子以不同的方式排列而成的:碳水化合物、脂質、蛋白質和核酸。這些基本分子相互作用並組合起來,形成各種結構,這些結構就是地球上所有生命的基石。前麵我們已經頗學習了一些關於蛋白質,這種最重要的生命構件的知識。出於簡便考慮,我們這裏仍聚焦於蛋白質,因為它們占主體——不是說其他分子不重要,而是它們的原理大體一致,專講其一有助於理解。
我們前麵說過,蛋白質的形狀決定了它的功能、和其他蛋白質相互作用的方式、能形成的結構以及可以傳遞的信息。每種不同的形狀都有點兒像立體拚圖塊,彼此組合在一起,形成整個拚圖。用拚圖塊來打比方很合適,它也表明了蛋白質的另外一些特征:隻有特定形狀才能和另一些特定形狀相結合。一旦匹配,它們的結合就會完美而牢固。蛋白質有千百億種可能的形狀,那自然界在構建新生命,比如一個細菌時,就有大量拚圖塊可選。用現有的蛋白質拚圖塊,可以造出多種多樣的細菌。隻不過實際上這種自由構建還是有其限製的。
對一些特定功能來說,使用的蛋白質不能換,否則功能就會喪失。不管細菌怎麼突變,不管它有了怎樣新奇聰穎的蛋白質組合,隻要它還是細菌,就不得不使用一些特定的蛋白質。這就好比你可以製造不同造型、不同顏色的汽車,但隻要你造的是汽車,就免不了要用到輪子和螺絲。細菌也是一樣。免疫係統就是利用這個原理來識別自身和異物的。那這個過程究竟是怎樣實現的呢?
鞭毛就是個極好的例子。鞭毛是一種細胞器,有些種類的微生物、細菌用它們來移動。它們是長在細菌小屁股上的長長的蛋白質推進器,可以快速旋轉,推動細菌前進。許多細菌(但並非所有)長有鞭毛。用這種方法在微觀世界裏遊動很是巧妙,對生活在一攤腐水中的細菌更是這樣。人類細胞就不用鞭毛。
所以免疫細胞隻要看到鞭毛,就知道長著它的東西百分百是異物,必須消滅掉。在幾億年的演化過程中,許多動物的先天性免疫係統都記住了隻有細菌這些敵人才會使用的特定蛋白質拚圖塊有哪些形狀。這樣說吧,它們“知道”有些拚圖塊總是意味著麻煩。當然細胞其實什麼也不知道,它們很笨。但是它們有受體。人體先天性免疫細胞上有識別鞭毛蛋白質的受體,可以激活免疫細胞殺滅細菌。