发烧如何对抗感染

Edmund K. LeGrand 是田纳西大学生物医学和诊断科学系的兼职教授，University of Tennessee，而 Joe Alcock 是新墨西哥大学急诊医学教授，University of New Mexico。

当您发烧生病时，您的医生很可能会告诉您这是您的免疫系统正在抵抗感染的迹象。发烧通常是由于感染部位的免疫细胞向大脑发送化学信号，以提高身体恒温器的设定点。因此，当发烧开始时您会感到发冷，当发烧消退时则会感到发热。

然而，如果您问医生发烧究竟如何保护您，不要指望得到一个完全令人满意的答案。

尽管科学界普遍认为发烧在对抗感染方面是有益的，但确切的作用机制仍有争议。我们是一位对兽医病理学家和一位对急诊医生，我们对将进化原理应用于医学问题感到兴趣。发烧的进化是一个经典的难题，因为发烧的影响似乎非常有害。除了让您感觉不适之外，您还可能担心会危险地过热。产生如此多的热量在代谢上也成本高昂。

在我们的研究和回顾中，我们提出，鉴于发烧存在于动物界的很大一部分，这种成本高昂的反应一定有其益处，否则它永远不会进化或在物种间得以保留。我们重点阐述了几个重要但很少被考虑到的观点，这些观点有助于解释发烧产生的热量如何帮助身体对抗感染。

感染是由病原体引起的。病原体可以是微生物，例如某些种类的细菌、真菌或原生动物。如果微生物或病毒感染了您的细胞并利用它们进行复制，您的细胞本身也可以被视为病原体，并被您的免疫系统如此对待。

发烧有助于控制感染的主要解释是，较高的温度会给病原体带来热应激，从而杀死它们或至少抑制它们的生长。但是，为什么发烧时略高的体温——大约升高 1.8 至 5.4 华氏度（1 至 4 摄氏度）——连您自身的健康细胞都无法杀死，却会伤害如此广泛的病原体呢？

免疫学家指出，轻微的热量能使免疫细胞更好地工作。这意味着发烧是为了增强它们的防御功能。然而，从进化的角度来看，仅为了让免疫细胞更活跃而产生发烧却消耗巨大的能量，似乎有些奇怪，尤其是因为已经有大量且更快的分子信号可用于激活它们。

除了热量，略低的氧气水平和轻微的酸性也能促进免疫细胞的功能。鉴于这些应激条件也发生在感染部位，因此免疫细胞进化为最大功能与应激工作条件相匹配是有道理的。事实上，由于任何处于生长状态的事物本质上都容易受到应激——而病原体通常在生长——研究人员（包括我们中的一位）提出，免疫细胞的功能是主动制造局部应激条件，以优先伤害正在生长的病原体。

局部加热病原体

炎症是对感染的局部防御反应。它通常表现为在免疫系统最活跃的区域出现热、痛、红和肿。虽然有些科学家知道感染部位会产生热量，但许多人认为炎症带来的温暖只是因为血管扩张，将来自身体核心组织的热血带入。

然而，研究人员发现，发炎的组织，即使在身体核心组织中，也比相邻的正常组织高 1.8 至 3.6 华氏度（1 至 2 摄氏度），因此温暖不仅仅是血液流动增加的副产品。大部分额外的热量来自免疫细胞本身。当它们在称为呼吸爆发的过程中产生活性氧来杀死病原体时，会产生大量的热量。然而，到目前为止，涉及的温度尚未被测量。

虽然细胞可以耐受广泛的温度，但所有细胞在高温下其生长和生存能力都会急剧下降。对于哺乳动物细胞，以及可能感染它们的病原体来说，即使在 113 华氏度（45 摄氏度）左右的温度以上仅升高一两度，也几乎总是致命的。因此，发烧产生的热量会加剧已经较高的局部温度。

有证据表明，病原体暴露的温度远高于急诊室用温度计常规测量的体温。2018 年的一项研究发现，在线粒体（细胞的能量工厂）中，局部温度可高达 122 华氏度（50 摄氏度），这让研究人员感到惊讶。线粒体产生的热量被很好地用于为身体供暖以及用于发烧。同样，我们认为呼吸爆发在免疫细胞表面产生的局部热量有助于杀死病原体。