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免疫系统是一种宿主防御系统，包括生物体内许多防止疾病的生物学结构和过程。为了正常运行，免疫系统必须检测从病毒到寄生虫的多种病原体，并将其与生物体自身的健康组织区分开。在许多物种中，免疫系统可分为子系统，例如先天免疫系统与适应性免疫系统，或体液免疫与细胞介导的免疫。在人类中，血脑屏障，血脑脊髓液屏障和类似的液脑屏障将外周免疫系统与神经免疫系统区分开来，从而保护了大脑。

病原体可以迅速进化和适应，从而避免了免疫系统的发现和中和；然而，多种防御机制也已经发展为识别和中和病原体。甚至简单的单细胞生物（例如细菌）也具有保护细菌免受噬菌体感染的酶形式的基本免疫系统。其他基本的免疫机制是在古代真核生物中进化而来的，并保留在其现代后代中，例如植物和无脊椎动物。这些机制包括吞噬作用，称为防御素的抗菌肽和补体系统。包括人类在内的下颌脊椎动物具有更为复杂的防御机制，包括随着时间的流逝适应能力更强地识别特定病原体的能力。适应性（或获得性）免疫在对特定病原体的初始反应后会建立免疫记忆，从而导致对与同一病原体的后续接触的反应增强。获得性免疫的这一过程是疫苗接种的基础。