不同人面对病原体感染的免疫状态差异显著，即便同一个人在不同时期也会有 “很少感冒” 与 “经常感冒” 的变化。除了免疫系统功能和黏膜状态外，人体呼吸道的黏膜纤毛清除功能是对抗病原体的重要先天防御机制，堪称气道 “自动扶梯”。
纤毛清除运动是呼吸道（尤其是肺部）的核心先天防御机制。气道上皮表面的纤毛通过协调的定向运动，将困在黏液层中的病原体和微粒向上推向鼻子或咽喉，再通过咳嗽、鼻涕或吞咽排出体外。这些黏液多数在不知不觉中被吞咽后，由消化道酶和共生菌处理病原体；部分通过吐痰排出，经紫外线或消毒剂消灭。这种机制能阻止随呼吸进入肺部的颗粒或病原体沉积，如同上行的滚梯，持续将异物运送出肺部，避免感染或损伤。
呼吸道的解剖与功能为纤毛清除提供了基础。呼吸道分为上呼吸道（鼻、咽）和下呼吸道（气管、支气管、肺），下呼吸道从气管到肺泡有多达 23 代分叉结构，内衬连续的假复层上皮细胞。其中传导气道（从鼻子到小支气管）不仅传输气体，更负责清除异物，清理效果取决于黏膜纤毛功能；呼吸气道（从肺泡管到肺泡）则负责气体交换。
气道黏膜的独特结构是纤毛清除功能的生理基础。气道表面层是浓稠的黏液，含黏蛋白、抗菌肽和免疫球蛋白，专门捕捉吸入的异物；下方为上皮细胞，传导气道主要是假复层纤毛柱状上皮，肺泡则是单层扁平上皮。传导气道上皮由纤毛细胞、分泌细胞、基底细胞和俱乐部细胞组成：气管中 60% 是纤毛细胞，20% 是分泌细胞（主要为杯状细胞），随气道深入，纤毛细胞和杯状细胞减少，俱乐部细胞增加。
每个纤毛细胞拥有 100-300 根纤毛，直径 0.2-0.3 微米，长度随气道深入从 7 微米缩短至 4 微米。杯状细胞分泌黏蛋白，小气道的浆液细胞和俱乐部细胞产生分泌物，与黏膜下浆液腺分泌物共同构成黏液主体，既能调温湿润空气，又能截留异物。基底细胞作为干细胞，可分化为纤毛细胞或分泌细胞，Notch 信号通路调控其分化方向。
气道上皮细胞通过紧密连接等结构阻止异物侵入，黏液层分为外侧黏稠的气道表面层（截留异物）和内侧稀薄的纤毛周层（润滑纤毛）。两者的水合作用与离子通道协作，保障纤毛有效跳动。正常纤毛以 12-15 赫兹频率异时跳动，推动黏液以 4-20 毫米 / 分钟速度向上运输，每天咳出或吞咽的黏液总量约 30 毫升。纤毛在向前冲程中接触黏液层，反向冲程从下方穿过，通过协调运动产生波浪状推力，形成定向黏液流动。
有效的纤毛清除功能需要黏液充分截留异物，更依赖纤毛持续协调跳动运输黏液。这一机制在对抗呼吸道感染中至关重要，新冠病毒等病原体正是通过破坏此功能损害肺部健康。了解纤毛清除的工作原理，有助于我们重视呼吸道健康，通过保护这一 “自动扶梯” 功能，增强身体对病原体的先天防御能力
