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我们为什么会生病 攻击入侵者
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存在于脊椎动物，特别是哺乳动物中的免疫防御，实质上是一个精确制导的化学武器系统。它的效率之高，堪称奇迹。巨噬细胞时刻在机体里巡逻，搜寻一切异源蛋白（即抗原），不论它是来自于细菌、病毒、皮肤上的灰尘，还是癌细胞。巨噬细胞像一群警惕性很高的哨兵，一旦发现这样的入侵者，就立即把它“押送”给辅助性T细胞，再转移给B细胞，同时刺激后者制造针对异源蛋白的抗体。抗体与抗原的结合不仅会挫伤这个细菌，也会使该细菌带上特殊的标志，以便更多更专门的免疫细胞发动后续攻击。如果细菌感染仍未停止，抗原依然存在，它们会刺激更多的B细胞产生更多的抗体，进而遭受更大规模的攻击。自身的正常细胞则不受巨噬细胞的干预。除此之外，一切异源蛋白——包括致病的生物体、从体外移植来的组织器官、肿瘤组织——都会受到免疫系统的攻击。
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有人会问，身体是如何识别自身细胞的？每个细胞表面都有一簇分子图案，称作“主要组织相容性抗原复合物”（major histocompatibility complex, MHC），类似于一个身份证件。带着“身份证”的细胞可以自由自在地生活，那些带有外来身份证或者没有身份证的则受到攻击。有趣的是，细胞一旦被感染，它们会把入侵者的异源蛋白送到MHC上，变成“涂改过的身份证”。于是，这些被感染的细胞，就像“主动报警”一样，使自己成为免疫系统中杀伤细胞攻击的对象。腺病毒，一种引起喉咙痛的常见病毒，能产生一种蛋白质，可以阻止细胞把异源蛋白送到MHC。也就是说，它可以阻止被感染的细胞“主动报警”，从而逃避免疫系统的监视。
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从生物学的观点看，被感染的细胞“主动”为整体利益牺牲自己，似乎是利他主义的生动例证。类似于一个患了鼠疫的士兵要求同伴把他消灭。当然，这种类比在一个关键的方面并不成立。在人体里，每一个细胞的遗传基因都是一致的，只有整体存活下来，它们的基因才可能传到下一代。然而，并肩作战的士兵们一般没有遗传上的类似性（除非他们碰巧是同卵孪生兄弟），他不会自愿地消灭自己。
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免疫系统确实威力强大，它的武器库中包括一般性的炎症，无数种特异性极强的抗体，以及一系列化学物质（又称补体系统），其中的五种专门攻击靶细胞，在它们的膜上打孔，进而消化它们。尽管如此，还是会有一些入侵者能生存下来。如果有少数细菌没有被驱除、消灭，免疫系统还可以用一层膜把它们包围起来，使它们不能危害周围的组织。“结核病”的命名就是一个典型的例子（tubercle意味着突起、结核）。圆虫与其他多细胞寄生虫也会遭遇这种情况。在人类的演化过程中，它们具有十分重要的意义。
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我们为什么会生病 损伤和修复
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病原体在与宿主的拉锯战中，必须从宿主那里夺取生长和繁殖必需的营养。许多细菌和阿米巴原虫分泌酶类消化附近的宿主组织，吸收营养。寄生在眼球里的一种丝虫，是边吃边通过宿主组织的。血管圆线虫是在脑内打隧道通过的。它们分泌抑制炎症的物质来保护自己。还有引起非洲昏睡病的锥虫，它们住在血液中，直接从血浆中吸收营养。不论用什么方法，寄生虫总是从宿主那里找到资源，维持自己的生存、生长和繁殖。
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病原体的这些活动，偶然对宿主造成了损害，但是这并非病原体演化形成的一种适应性。对绦虫而言，宿主营养不良对它没有好处。疟原虫破坏宿主的红细胞，只是为了让铁释放出来供其利用。寄生虫能否生存下去以及生活质量如何，取决于宿主能否继续生存，能否为它提供营养和庇护所。长远来看，损害宿主对寄生虫也没有好处。
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寄生可能会使宿主的资源普遍减少，或者对宿主的某个局部造成明显的破坏。细菌侵蚀牙根部位的骨质，造成破坏，使牙齿脱落。引起淋病的细菌可侵蚀结缔组织和关节软骨，造成功能障碍。肝炎病毒会破坏大量的肝细胞，使肝脏的解毒功能减弱。这类功能障碍，都是病原体生存带来的偶然结果。宿主因此咀嚼效率降低，跑得更慢，肝脏不能分解毒素，这些对细菌也没有什么好处。
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这里有两个概念要注意区别：器质性破坏和功能障碍。破坏引起了障碍，这种障碍本身又可以引起宿主的适应性变化——我们称之为“代偿性调整”（compensatory adjustment）。这样的例子有很多，简单的比如左侧的牙疼时我们用右侧的牙咀嚼。当然，还有更加微妙的例子。比如，当肺部因疾病受到损害，血液供氧效率变低，血液中血红蛋白的量会有代偿性的增加。身体里有监测血液中的氧饱和度的机制。如果氧含量太低，不论是因为处于高海拔地区，还是由于肺部功能障碍所致，身体都会产生更多的红细胞生成素，从而提供更多的红细胞。
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修复受伤害的组织是宿主的另一种适应性反应。自然选择会根据各种组织在正常条件下的有用程度，精细地调整不同组织的再生能力。皮肤是防止病原入侵的第一道防线，经常受损，所以它可以很快再生。消化道的内壁和肝脏也有迅速修复的能力。消化道对外开放，经常接触传染源和毒素。相反，心脏和大脑，一般不会接触到病原体。一旦病原体接近心脏或大脑，通常都会引起致命的伤害。因此，自然选择没有机会让它们发展出再生能力。
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我们为什么会生病 病原体入侵宿主的防御系统
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到目前为止，我们还只提到过病原体的一种适应行为，即，从宿主体内获得养分的能力。我们同样可以想像，在演化的过程中，它找到了保护自己，避免被宿主驱逐、破坏、捕获的办法。我们现在要讨论的就是这样的一种机制：入侵宿主的防御系统。
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许多病菌进入体内之后的第一个诡计就是想方设法“混进”细胞内。它们伪装成送货员，敲开细胞的大门。狂犬病毒与乙酰胆碱结合冒充一种有用的神经递质，牛痘病毒与表皮生长因子结合冒充一种激素，类似的，EB病毒（引起单核细胞增多症）与C4受体结合。鼻病毒，一种常见的感冒病原体，与呼吸道内壁上淋巴细胞表面的ICAM（细胞间附着分子）结合。这是一种十分狡猾的伎俩，受攻击的淋巴细胞释放的一种化学物质会进一步增加ICAM结合部位的数量，使更多的病毒有机会进入细胞。
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另一个诡计是逃避免疫系统的监视。引起非洲昏睡病的锥形虫迅速地改变自己的外衣来达到这一目的。我们的免疫系统大约需要十天才能制造出足够的抗体来控制锥形虫。但是，大约在第九天的时候，锥形虫就会改变它的外衣，露出一种全新的表层蛋白，从而逃脱抗体的攻击。锥形虫的基因可以编码上千种不同的抗原外衣，所以总是能够“跑赢”免疫系统，在人体里生存多年。另外两种常见的病原菌：嗜血流感杆菌，一种引起脑膜炎和中耳炎的细菌，和奈氏淋球菌（淋病的病原体）也采用类似的策略。它们的遗传机制好像总是有毛病，总是制造出有缺陷的表面蛋白。然而这正是它们的狡猾之处，由于它们经常发生变异，我们的免疫系统很难赶上它们突变的步伐。
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疟原虫有一种特殊的表面蛋白，它可以与血管壁结合，避免被冲到脾脏去。因为一旦被冲到脾脏，疟原虫便会被滤出并死去。编码这种结合蛋白的基因以每代2%的速度发生突变，恰好足以使得免疫系统不能把疟原虫“带上手铐”送进脾脏。引起肺炎的肺炎球菌表面有一层滑溜的多糖，使得白细胞无法抓住它，我们的免疫系统为此产生一种叫作“调理素”（opsonin）的化学物质，可以给这些细菌装上手柄，便于抓住它们。
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另外一种常见的诡计，类似于间谍潜入敌后使用伪装。有一些细菌和蠕虫的表面化学物质与人类细胞的相似，以致免疫系统难以识别它们，还导致抗体有时既攻击入侵者又误伤宿主细胞。链球菌，历史悠久的人类病原菌，最善于使用这种诡计。针对某些链球菌菌株的抗体会引起风湿热——身体产生的抗体攻击自己的关节和心脏；另一种抗体攻击自己的脑基底节细胞，引起西得纳姆舞蹈病（Sydenham’s chorea），产生无法自主的肌肉抽搐。有趣的是，许多强迫症患者（常常表现为过分的洗手和害怕伤害别人的一种心理疾病）在儿童期都患过西得纳姆舞蹈病。现在，越来越多的证据表明，与强迫症相关的脑区和西得纳姆舞蹈病损害的区域非常靠近。因此，有些强迫症可能源于链球菌和免疫系统之间的“军备竞赛”。
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衣原体，当今最常见的性传染病病原体，逃避的办法相当于“躲进警察局”。它潜入白细胞，然后筑起壁垒来保护自己不被降解。曼氏血吸虫（Schistosomiasis mansoni Sambon）走得更远，它们还偷穿上保安的制服。它们会“穿上”血型抗原“冒充”人体内正常的血细胞，从而逃过免疫系统的监视。这些寄生虫在亚洲引起了严重的肝病。
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