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＃疫苗接種 ＃免疫系統 ＃抗原 ＃抗體 ＃接種時程

作者：吳煜鈞（台大藥學生）│審稿者：阿鴻藥師│繪圖者：非彼孫

 

　　寶寶的出生為家庭帶來了歡樂和活力，同時也帶來了「甜蜜的負荷」。新手爸媽要注意的事情非常多，也因此可能會忘記一些事情，你有記得帶你家寶寶去打疫苗了嗎？

　　近年衛生福利部（簡稱：衛福部）為學齡前兒童安排了一系列的公費疫苗施打時程，為的就是防範於未然。研究指出，接種疫苗是最有效率的預防疾病的方式¹，而在美國，接種疫苗可以減少高達90%的疾病發生率¹。但是即便如此，仍有許多家長因擔心疫苗帶來的副作用與風險而選擇不讓孩子施打疫苗。

　　2019年，世界衛生組織（World Health Organization, WHO）更是將疫苗猶豫（Vaccine hesitancy）列入全球健康十大威脅，與伊波拉病毒和愛滋病毒並列為同等級的威脅²。疫苗猶豫指的就是在可以取得疫苗的情況下，卻因為種種因素而拒絕接種。

　　疫苗是如此重要，卻又備受爭議，因此這次不僅要為大家介紹疫苗接種的時程與注意事項，還會說明疫苗產生作用的機轉。本篇為大家介紹的是與疫苗息息相關的「人體免疫系統」。

 

免疫系統簡介

　　要知道疫苗如何產生作用，就要先了解人體的防禦尖兵—免疫系統是如何運作的。人體的免疫系統主要分成三層，分別是表層屏障、先天免疫與後天免疫^3,4,5，其中疫苗要產生作用與後天免疫最為相關。

　　後天免疫的兩大主角便是抗原與抗體，簡單來說，抗原就是入侵人體的病原，可以是細菌、病毒或其殘骸與分泌物，抗體（或稱為免疫球蛋白）即是後天免疫系統製造專門對抗抗原的蛋白質。

1. 表層屏障

讓我們先從表層屏障開始介紹，人體的表層屏障可以分成機械性、化學性和生物性三類。詳細說明如下圖1。

圖1. 三種表層屏障

圖片來源：婦產學人，2020。

 

2. 先天免疫系統

先天免疫都是採用一種通用的應變機制⁸來對抗任何入侵人體的病原體。此種通用應變機制的手段包含白血球的吞噬作用、發炎反應與補體系統^3,7。

　　※ 血液中有紅血球和白血球以及血小板三種血球細胞，紅血球負責運送氧氣至全身，白血球參與免疫反應，而血小板則與血液凝固有關。※

(1)   吞噬作用
平時白血球會藉由於血管中的血液流動而在身體各處巡邏，一旦發現病原體，白血球就會藉由包裹或吞噬來殺死病原體，此種藉由『包裹或吞噬來殺死病原體』的作用即為吞噬作用。除此，白血球還能將抗原（病原體或其殘骸、分泌物）呈現給輔助T細胞⁵，進而活化後天免疫。必要時白血球也可以離開血管追逐吞噬病原體。

(2)   發炎反應
被感染部位的細胞會釋放出一系列化學物質（主要是組織胺（histamine）），使得發炎部位的血管擴張使血流量增加，也可增加血管通透性使白血球更容易到達感染部位進行吞噬作用，因此會造成紅、腫、熱、痛等現象。

(3)   補體系統
雖然補體系統被定義為先天免疫⁹，但其實也跟後天免疫息息相關⁷。由一系列的蛋白質組成的補體系統，可在感染初期或藉由抗體活化，並透過一連串的酵素（酶）相互切割啟動，最終產物會附著在病原體表面，可以幫助白血球吞噬病原體或直接破壞病原體細胞膜⁷達到殺菌目的。

 

圖2. 先天免疫系統

圖片來源：婦產學人，2020。

 

3. 後天免疫系統

人體的最終防線—後天免疫系統則是本文的重點，因為疫苗能夠產生作用並持續數十年的時間，都是因為後天免疫的關係。與先天免疫不同的是，後天免疫會因為入侵的病原體不同而有不同的應對方法^4,5，並且被入侵一次之後就會產生記憶，當下一次再被相同的病原體入侵時，就能夠更快採取應變措施。

後天免疫系統有四大角色，分別是抗原呈現細胞（Antigen presenting cell）、輔助T細胞（Helper T cell）、殺手T細胞（Killer T cell）以及B細胞（B cell）。分述如下：

(1)   抗原呈現細胞
抗原呈現細胞泛指白血球中的巨噬細胞以及樹突狀細胞⁵。如上述所提，白血球不但可以吞噬病原體，還能將抗原呈現給輔助T細胞以啟動後天免疫，呈現抗原是啟動後天免疫的首要步驟。

(2)   輔助T細胞
相當於整個後天免疫系統的總指揮官。接收到抗原呈現細胞所呈現的抗原後，會發號施令給殺手T細胞與B細胞，以執行對抗病原體的任務。輔助T細胞是疫苗發揮作用的關鍵。其中輔助T細胞還分成Th1（T helper 1）型和Th2（T helper 2）型，前者會活化殺手T細胞，後者會活化B細胞。

(3)   殺手T細胞
殺手T細胞能夠辨識抗原，主要任務是殺死受感染或可能藏有病原體的細胞，防止進一步的感染。

(4)   B細胞
活化的B細胞會分裂成漿細胞與記憶B細胞。漿細胞的功能是分泌能夠辨識抗原的抗體⁴，而抗體能夠活化補體系統協助吞噬作用，或直接中和病原體或其毒素以防止感染⁴。記憶B細胞則可以存在於體內很長一段時間，當再次遇到相同的抗原時，記憶B細胞能快速分裂出漿細胞以抵抗病原體。而這也是另一個疫苗發揮作用的原理與關鍵。

 

圖3. 後天免疫機轉示意圖

圖片來源：婦產學人，2020。

 

 

以上簡單介紹了人體的免疫系統，可以看出三層屏障各司其職卻又互相關聯。其中與疫苗最為相關的就是人體的第三層屏障—後天免疫系統。下篇將會為各位新手爸媽們介紹學齡前兒童疫苗的種類、以及接種疫苗可能發生的副作用與注意事項、接種時程和常見問題。（延伸閱讀：你家的寶寶打疫苗了嗎？「疫」勞永逸的秘密─疫苗篇）

 

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參考資料

1.  Drutz, J. E. (2019). Standard immunizations for children and adolescents: Overview. In M. M. Torchia (Ed.), UpToDate.

2. Ten threats to global health in 2019. (2019). Retrieved from https://www.who.int/emergencies/ten-threats-to-global-health-in-2019

3. Johnston, R. B. (2019). An overview of the innate immune system. In A. M. Feldweg (Ed.), UpToDate.

4. Romberg, N. (2019). The adaptive humoral immune response. In A. M. Feldweg (Ed.), UpToDate.

5.  Heimall, J. (2019). The adaptive cellular immune response: T cells and cytokines. In E. TePas (Ed.), UpToDate.

6. Gorbach, S. L. (1990). Lactic Acid Bacteria and Human Health. Annals of Medicine, 22(1), 37-41. doi:10.3109/07853899009147239

7. Liszewski, M. K., & Atkinson, J. P. (2019). Complement pathways. In A. M. Feldweg (Ed.), UpToDate.

8. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). Molecular Biology of the Cell (4 ed.). New York: Garland Science.

9. Janeway, M. S. C., Travers, P., Walport, M., & Shlomchik, M. (2001). Immunobiology: The Immune System in Health and Disease (5 ed.). New York: Garland Science.

 

封面圖片來源：pexels。