Ảnh minh họa hệ miễn dịch. Nguồn: The New York Times.

Hệ miễn dịch bẩm sinh thu hút chúng ta tìm hiểu và khiến ta tưởng là nó rất dễ nắm bắt. Có những tế bào đủ lớn để có thể thấy chúng vặn vẹo và ăn bằng kính hiển vi. Chúng bao gồm những tế bào giống amip rất giỏi ép mình qua giữa các tế bào trong cơ thể và đi tuần tra khắp nơi (cả trong và ngoài, con người có bề mặt lớn hơn một sân tennis đôi), tìm kiếm những thứ không được có mặt ở đó và tiêu diệt chúng.

Những tế bào này bao gồm những kẻ tuần tra thông minh có hình giọt nước gọi là tế bào tua (dendrite) và những kẻ tuần tra giống chúng nhưng to hơn gọi là đại thực bào (macrophage, nghĩa là "người ăn rất khỏe"). Chúng có nhiều nhiệm vụ khác nhau, ở đây chúng hoạt động như người dọn rác của hệ miễn dịch. Phần lớn thứ chúng ăn là các tế bào cơ thể đã quá già - các tế bào bình thường đã hết hạn sử dụng và nhẹ nhàng tự hủy. Chúng cũng ăn cả các tế bào gây hại.

Đại thực bào có khả năng bẩm sinh là nhận ra những kẻ xâm nhập đơn giản. Những tế bào lạ, không phải của cơ thể, được nhận ra do chúng trông khác biệt - nghĩa là dấu hiệu nhận dạng từ sự sắp xếp hóa học của các protein trên bề mặt của chúng rất khác. Những đại thực bào tìm kiếm bất cứ thứ gì chúng xác định là lạ, rồi tóm lấy và nuốt chửng nó.

Những tế bào này cũng giữ lại những mảnh nhỏ của các tế bào xâm nhập bị chúng tiêu diệt, tạo ra một bài trình bày và chia sẻ với toàn bộ hệ miễn dịch. Chúng ta chỉ mới phát hiện ra rằng một số tế bào miễn dịch bẩm sinh không chỉ là kẻ tiêu thụ và tiêu diệt - chúng dường như còn là bộ não của cả hệ miễn dịch.

Các tế bào miễn dịch bẩm sinh được điều chỉnh để nhận ra những kẻ khả nghi thường thấy - những vi khuẩn, virus, nấm và vật ký sinh đã tiến hóa cùng chúng ta và chiếm phần lớn những thứ cần chống lại.

Khi có một kẻ xâm nhập thì khả năng cao là sẽ có nhiều kẻ khác, vậy nên các tế bào hệ miễn dịch bẩm sinh có thể gọi tiếp viện tại chỗ. Lời kêu gọi đó được tạo nên bởi các chất hóa học, dưới dạng một protein giống như hormone gọi là cytokine. Rất nhiều loại cytokine giống tín hiệu cấp cứu với tầm hoạt động hạn chế và không tồn tại lâu để tránh đáp ứng quá mức. Có nhiều loại cytokine, chúng mang những thông điệp khác nhau. Mỗi loại khởi động một chuỗi phản ứng phòng thủ được chỉ đạo từng bước rất phức tạp trong cơ thể.

Kết quả là một sự giao tiếp hóa học tinh vi đến kinh ngạc, có thể yêu cầu tiếp thêm máu và yêu cầu những mạch máu nhỏ (mao mạch) giãn ra để các chất dịch và tiếp viện có thể làm đầy giữa những chỗ hở (phản ứng viêm) và còn có thể kích thích các dây thần kinh gần đó gửi đi các tín hiệu.

Hệ miễn dịch đều như vậy trong gần như mọi sự sống trên Trái Đất. Nó hoạt động tốt trong việc nhận ra và tiêu diệt những nghi phạm gây bệnh thường thấy, cung cấp một đáp ứng thô luôn sẵn sàng, đủ hiệu quả để quét sạch gần như toàn bộ các mối họa xâm nhập chỉ trong vài ngày.

Nhưng những động vật có xương sống với xương hàm, như chúng ta, còn có một đội quân miễn dịch nữa, nó có khả năng thích nghi để đối mặt với những thử thách mới. Đây là hệ miễn dịch "thích ứng" và nó có thể chiến đấu và nhớ những nghi phạm lạ mặt: Những kẻ xâm nhập mà cơ thể chưa từng gặp.

Đa số các thành viên của hệ miễn dịch thích ứng này thuộc hai thể loại tế bào khác biệt, di chuyển trong máu của ta, với các công cụ phòng thủ riêng biệt. Chúng là tế bào B và tế bào T.

Bệnh tật tiến hóa và thích ứng. Tự nhiên liên tục sáng tạo ra những căn bệnh mới. Các tế bào B và T là một phần của hệ thống thích ứng khắc chế bệnh. Về mặt chống ung thư, tế bào T là thứ mà chúng ta quan tâm. Nhưng cả tế bào B và T đều đóng vai trò quan trong quá trình nghiên cứu liệu pháp miễn dịch điều trị ung thư.