Книга: Наука о живом

Глава 13 Иммунология*

Глава 13 Иммунология*

Стремительный рост иммунологии за последние десять — пятнадцать лет представляет собой одно из наиболее замечательных явлений в современной науке, хотя с точки зрения истории концепций этот быстрый рост последних лет далеко не так удивителен, как почти полный интеллектуальный застой с начала века до середины 30-х годов. Причина этого, по нашему мнению, заключается в том, что примерно до середины 30-х годов иммунология с точки зрения исследований, обучения и университетской администрации представлялась придатком бактериологии. Поэтому она ограничивалась непосредственным практическим применением и сводилась к вакцинам, кожным пробам, диагностическим антисывороткам, группам крови, аллергическим реакциям… вот, собственно, и все. Ну и, конечно, она не могла не обладать всеми мыслимыми изъянами прикладной науки, которой занимаются без всякого интереса к ее глубоким теоретическим основам. Новая эра началась, когда химики, зоологи и генетики создали совершенно новую систему иммунологических концепций, основными опорами которой стали изучение биологии распознавания «своего», молекулярные основы специфичности и процесс переноса генетической информации в живых организмах. К этим основным областям исследований можно добавить исследование иммунологических возможностей трансплантации, лечение рака и более тонкое генетическое подразделение населения на группы, которое нельзя было бы провести никакими иными методами. {113}

Иммунная реакция — это адаптивный ответ организма, вызывающий разрушение, нейтрализацию, отторжение или уничтожение результатов вторжения некоторых чужеродных факторов, таких, как бактерии, вирусы, паразитические простейшие, пересаженная от других особей ткань, а также, очень возможно, и злокачественные новообразования (см. гл. 14). Вещества, вызывающие иммунную реакцию, называются антигенетическими или — употребляя имя существительное — антигенами. Отличительной характеристикой антигена является его чужеродность, т. е, то, что он «не свой». Однако даже свои компоненты могут иногда вызвать иммунную реакцию, поскольку чужеродность, как характерное свойство, определяющее антиген, означает только его чужеродность для реагирующей системы, и, если некоторые части организма были на протяжении значительной части его жизни изолированы, их высвобождение в результате какого-либо повреждения или дегенеративного процесса дает им возможность проявить свои антигенные свойства. Реакция против таких своих компонентов! называется аутоиммунной. Компоненты организма, измененные химическим воздействием или вирусной инфекцией, также могут вызвать аутоиммунную реакцию.

Общая форма иммунной реакции, которую принято считать (скорее всего, неправильно) типичной (или даже прототипичной), заключается в том, что антиген вызывает образование антитела*. Антитело — это циркулирующий в крови белок, чье строение точно комплементарно (т. е. дополнительно) строению антигена или, вернее говоря, строению той части антигена, которая придает ему его антигенные свойства. Когда антиген и антитело встречаются, может произойти одна из целого ряда различных реакций: агглютинация, или склеивание, если антигены являются клетками; иногда разрыв клеточных оболочек, совместное осаждение, если антиген тоже растворимый белок, или же детоксикация, если антиген представляет собой ядовитое вещество (токсин), вырабатываемое {114} бактерией. Конечным результатом в случае успешной иммунной реакции будет разрушение антигена или уничтожение его действия. Телеологическое правило «чужой — плохой» оказалось очень надежным — ведь теперь известно, что иммунная активность чрезвычайно важна для жизни: некоторые дети рождаются без способности вырабатывать антитела и их удается сохранять живыми только с помощью антибиотиков или массированных переливаний нормальной крови или ее составных частей, содержащих антитела.

С участием антител идут две важнейшие иммунные реакций: лизис, т. е. механическое разрушение антигенных клеток и высвобождение их содержимого в окружающую среду, и фагоцитоз — процесс, при котором антигенные частицы активно захватываются и поглощаются, часто перевариваются и в любом случае обезвреживаются макрофагами, или полиморфами (см. гл. 16). Процесс лизиса осуществляется очень сложным и неустойчивым компонентом крови, так называемым комплементом, который действует, только когда его активирует специфическое антитело; процесс фагоцитоза очень облегчается и ускоряется, если частицы, которые должны быть поглощены фагоцитами, облепляются особыми антителами, предназначенными для борьбы с ними. «Стимулируйте фагоциты!» — этот клич сэра Коленсо Риджена в пьесе Бернарда Шоу «Врач перед дилеммой» в. значительной степени означает призыв стимулировать образование специфических антител.

Клеточный иммунитет. Долгие годы антигены и антитела настолько полно владели умами иммунологов, что исключали даже самую смелую мысль о возможности других иммунных ответов, но теперь известно, что имеется совершенно иной вид иммунной реакции, осуществляемой путем воздействия не антител, а лимфоцитов, которые враждебны антигенам и носителям антигенов и вызывают их разрушение. Иммунная реакция, осуществляемая фагоцитами, так же специфична, как и реакция, осуществляемая циркулирующими в крови антителами. Именно клеточный иммунитет вызывает отторжение пересаженной ткани, разрушает внутриклеточных паразитов, обеспечивает невосприимчивость к туберкулезу, {115} а возможно, и противоопухолевый иммунитет (см. гл. 14); с другой стороны, гуморальный, т. е. осуществляемый антителами, иммунитет, по-видимому, защищает нас от большинства обычных бактериальных и вирусных инфекций.

Лимфатическая система. Клетки, распознающие антиген и реагирующие на него тем или иным образом, принадлежат к лимфатической системе — системе клеток, типичным членом которой является лимфоцит.

Распознавание антигена. Даже когда речь шла об образовании антител (процессе, в своей основе гораздо более простом, чем иммунный ответ клеток), решение информационной проблемы — каким образом распознается антиген и каким образом синтезируется точно комплементарная к нему структура — было далеко не очевидным. Проблема эта была бы не столь сложной, если бы разнообразие антигенов было ограниченным и требовало образования того или иного антитела из ограниченного числа возможных вариантов, но трудность заключается в том, что антигены столь же разнообразны, как разнообразны сами живые организмы, а организм способен вырабатывать антитела даже против прежде не существовавших антигенов — например, против синтезированных органических соединений, которые каждый год производятся во все большем изобилии и способны придавать антигенные свойства любой макромолекуле, стоит им к ней прикрепиться. До возникновения молекулярной биологии проблема не представлялась такой уж головокружительно сложной — тогда предполагалось, что антиген может сам сообщать структуру необходимого антитела, т. е. что он способен сам давать информацию, управляющую синтезом молекулы антитела, и что молекула антитела может строиться вокруг антигена и непосредственно на его поверхности, получая, таким образом, точно комплементарную к нему структуру. Крупнейший американский химик-теоретик Лайнус Полинг одно время считал такой процесс вполне возможным и придумал остроумную модель того, как молекулы антител в присутствии антигена сами меняют свою форму. Это было инструктивной, или «ламаркистской», интерпретацией всего процесса, весьма согласной со здравым смыслом, но когда {116} стало ясно, что информация не может передаваться от белка к белку, а передается только от нуклеиновой кислоты к белку, пришлось искать какое-то другое объяснение. Одна из возможностей такова: в процессе своего развития лимфоидные клетки случайным образом становятся столь разнообразными, что каждому возможному антигену уже соответствует какая-то лимфоидная клетка, а следовательно, и потенциальный «клон», т. е. целый ряд поколений лимфоидных клеток, способных вырабатывать комплементарные к этому антигену антитела. Такое разнообразие может возникнуть путем мутаций в линии клеток, ведущей от оплодотворенного яйца к миллиардам лимфоцитов взрослого организма, или же путем мутаций в каком-то более мелком, чем ядро, компоненте клетки. В любом случае такой предполагаемый процесс означает, что лимфоидные клетки, обладающие колоссальным количеством потенциально возможных реакций, уже имеются в наличии и только ждут встречи с антигеном, чтобы полностью развернуть свою активность. Это объяснение несомненно дарвинистское, т. е. оно опирается на случайные изменения и на отбор, и весьма показательно, что одна из самых первых научных статей по этому вопросу, вышедшая из-под пера Нильса К. Ерне, была озаглавлена: «Теория естественного отбора в образовании антител». Однако предположение о случайных вариациях в линии клеток, возникающих из зиготы и порождающих взрослые лимфоидные клетки, — не единственная возможность; вполне вероятно, что вся информация, необходимая для того, чтобы обеспечить выработку антител, уже содержится в оплодотворенном яйце и затем поровну распределяется во всех происходящих от него лимфоидных клетках. На первый взгляд это кажется, пожалуй, чересчур сложным, но только До тех пор, пока мы не вспомним о колоссальном разнообразии и тонкости информации, закодированной в ядре зиготы, — например, о том, что все сложности женского поведения (в той мере, в какой они запрограммированы) заложены в коде мужской зиготы (и наоборот) и ожидают момента, когда они будут высвобождены и активизированы соответствующим внешним стимулом, или же о тех почти невероятно тонких нюансах процесса развития, которые позволяют {117} сказать, что нос у младенца точь-в-точь мамин, а улыбка совсем как у дядюшки. Если такое предположение верно, из него следует, что антиген воздействует на лимфоидную клетку почти точно таким же способом, каким действует зародышевый индуктор (см. гл. 9), и так же, как последний, пробуждает в реагирующей на него клетке ту или иную из заложенных в ней возможностей.

Иммунологию, выросшую в ясном осознании знаменитой догмы молекулярной биологии о направлении потока информации, один из ее основоположников — австралийский вирусолог и иммунолог Фрэнк Макфарлейн Бернет — назвал «новой иммунологией». Поскольку проблемы, с которыми сталкиваются обе эти науки, в определенном аспекте почти родственны, не удивительно, что микробиологи, например Жак Моно и Джошуа Ледерберг, тоже оказались среди тех, кто сыграл немалую роль в основании этой новой науки. Пожалуй, величайший вклад Бернета в биологию заключается именно в том, что он заставил иммунологов заново пересмотреть весь механизм иммунного ответа в свете популяционной динамики лимфоидных клеток и навсегда отбросить его ламаркистскую интерпретацию.

Хотя вопрос еще окончательно не решен, можно считать твердо установленным (если только не будет вдруг обнаружен некий никому даже не грезившийся механизм), что реакция на любой самый странный и экзотический антиген представляет собой пробуждение или активацию какой-то ранее уже существовавшей в реагирующей клетке потенциальной возможности и ни в каком смысле не информирование клетки какими-либо молекулярными особенностями антигена.

Трансплантационный иммунитет и толерантность. Химический состав органов одного человека как будто настолько сходен с составом органов другого, что явление отторжения пересаженного органа вызывает удивление — настолько глубокое, что хирурги очень долго не могли в него поверить. Они считали, что неудачная пересадка — это результат хирургической, ошибки, а вовсе не выражение способности организма с невероятной точностью обнаруживать «не свое». Конечно, это вовсе не значит, что при пересадке {118} можно недооценивать важность — и как выяснилось, все возрастающую важность — умения хирурга. Тем не менее иммунный элемент по своей значимости перевешивает все остальное. К другим факторам, имеющим большое практическое значение, относятся следующие: выполнима или нет данная операция физиологически и возможно или нет использовать искусственный орган, чтобы помочь пациенту выдержать период отключения его собственного органа, без чего перебой в нормальной работе организма мог бы существенно ухудшить его состояние. Пересадка мозга относится исключительно к области научной фантастики: она неосуществима сейчас и нет никаких серьезных оснований ожидать ее осуществления в будущем. Что касается искусственных органов, то пересадка сердца, естественно, не стала бы возможной, если бы не появились аппараты, способные поддерживать снабжение организма кислородом. К сожалению, для печени никакой замены нет, хотя и делались попытки использовать свиную печень вне тела больного — примерно таким же образом, как искусственную почку. Пересадки почек получили сильный толчок благодаря изобретению искусственной почки, так как теперь почечного больного можно положить на операционный стол в состоянии достаточно хорошем, чтобы он выдержал необходимые лечебные процедуры. Среди тех лечебных процедур, на которые опирается вся современная пересадка тканей, огромную роль играет использование иммунодепрессивных средств — лекарственных препаратов, подавляющих иммунную реакцию организма на достаточно долгий срок, чтобы пациент выдержал период, в течение которого пересаженный орган может подвергнуться отторжению, и одновременно помогающих этому органу вступить в таинственный адаптационный процесс, завершающийся тем, что он становится приемлемым для организма. Большинство иммунодепрессантов, используемых в трансплантационной хирургии, — это средства, предотвращающие деление клеток и тем самым мешающие полному проявлению иммунных реакций. За очень редкими исключениями, они заимствованы из обширного арсенала противораковой химиотерапии. Препарат, шире всего употребляемый теперь по всему миру, был введен профессором {119} Р. Й. Колном после многочисленных пересадок почек у собак. Это имуран, производное 6-меркаптопурина, который настолько сходен с одной из важных составных частей нуклеиновой кислоты, что нарушает процесс деления клеток. В дополнение к имурану обычно употребляют стероидные препараты, сходные по характеру своего действия с кортизоном; дозировка их обязательно увеличивается, если существует хоть какое-то подозрение, что пересаженный орган начинает отторгаться, так как стероидные препараты способны повернуть вспять процесс отторжения. Однако использование стероидных препаратов нежелательно из-за их чрезвычайно неприятного побочного действия, да и вообще результаты применения иммунодепрессантов пока еще оставляют желать много лучшего. Режим дозировки — это хождение по лезвию ножа, так как слишком низкие дозы не предотвращают отторжения пересаженного органа, а слишком высокие ведут к вторичным повреждениям клеток, не участвующих в иммунной реакции отторжения, и в частности кроветворных клеток. В довершение всего существует опасность, что иммунодепрессия может слишком ослабить иммунную защиту организма и больной станет легкой добычей какой-нибудь инфекции. Беда в том, что, за единственным исключением, не известно ни одного подлинно иммунодепрессивного средства, т. е. средства, которое подавляло бы иммунную реакцию, не подавляя многого другого. Единственное исключение представляет собой антилимфоцитарная сыворотка, которая эффективно подавляет описанный выше клеточный иммунитет — а именно он и вызывает отторжение пересаженного органа. К несчастью, антилимфоцитарная сыворотка имеет свои серьезные недостатки, и не последний из них заключается в чрезвычайно высокой плате за курс инъекций (примерно тысяча фунтов). Однако даже в странах, где не существует государственного здравоохранения, несомненно, нашлись бы средства, чтобы как-то обойти эти трудности, если бы можно было доказать, что антилимфоцитарная сыворотка или полученный из нее активный белок полностью безопасны и гораздо более эффективны, чем любая комбинация известных препаратов. {120}

Методы иммунодепрессии постоянно совершенствуются, и можно считать доказанным, что в случае необходимости пересадки сердца, печени и легких станут столь же частыми и успешными, как сейчас пересадки почек. Как ни странно, единственная ткань, которая до сих пор не поддается никаким попыткам пересаживать ее от одного человека к другому, — это кожа. Либо в ней чрезвычайно легко пробуждается иммунологическая реакция, либо она особенно уязвима для такой реакции.

Еще одно достижение науки, которое внесет важный вклад в успешную пересадку — это улучшение определения групп тканей, т. е. разделение людей по типам факторов, вызывающих иммунный ответ, примерно таким же образом, как их разделяют по группам крови для переливания. Такие исследования ведут Чепеллини в Турине, Доссе в Париже, Эймос в Университете Дьюка, ван Роод в Бельгии, Бэтчелер в Англии и некоторые другие. Время от времени все исследователи групп ткани собираются, чтобы сообщить друг другу результаты своей работы и свое мнение, — нередко, естественно, мнение, что их собственная система несравненно лучше всех других. По группам тканей человеческая популяция подразделяется даже еще более точно, чем по группам крови, и генетические единицы такого подразделения оказываются гораздо более мелкими и единообразными, чем какие-либо другие. Вот почему пересадка органа от одного индивидуума к другому обязательно терпит неудачу, если только не будут применены иммунодепрессивные средства или если донор не является однояйцевым близнецом реципиента. По тем же чисто генетическим причинам пересадка органов одного родственника другому обычно бывает более успешной, чем при отсутствии родства между донором и реципиентом.

Поиски донора — это вечный камень преткновения при пересадке почек, и, к сожалению, проблема оказывается еще более трудной, когда речь идет о пересадке сердца и печени. Она очень облегчилась бы, если бы удалось найти способ сохранения ткани без всякого повреждения при температурах — 70 или — 190 °C; такие температуры указаны не случайно — это те низкие температуры, которые можно обеспечить {121} обычным способом (соответственно температура твердого углекислого газа и жидкого азота).

Группа крови — еще одна форма врожденных различий между людьми, сходная с той, которая не позволяет пересаживать органы одного человека другому. О разделении людей на группы А, В, АВ и 0 — из-за значения, которое оно имеет при переливании крови, — слышали все. Но это лишь группы крови, открытые первыми, а с тех пор систематические исследования чрезвычайно увеличили их число, и, добавив такие группы, как Келл, Даффи, MN и все разнообразие резусных групп, мы можем теперь с полным правом сказать, что общее число комбинаторных различий между разными группами крови превосходит число живущих на земле людей. Буквы А и В означают антигены, присутствующие в красных кровяных клетках. Эти антигены обычно не имеют случая пробудить иммунную реакцию, ибо только в крови людей, у которых отсутствуют эти антигены, находятся соответствующие антитела; у людей с группой крови В в сыворотке крови циркулируют антитела, действующие против антигенов А, а у людей с группой крови А — наоборот. Кровь группы 0 (в которой отсутствуют оба вида антигенов) содержит антитела, действующие против клеток А и В. Если взять взвесь из красных кровяных клеток и смешать ее с антителами, действующими специфически против этих красных кровяных клеток, происходит агглютинация — они слипаются между собой. Это приводит к серьезным затруднениям при переливании крови, так как в случае, если, например, человек с кровью группы В получит кровь группы А или наоборот, последствия будут очень тяжелыми; с другой стороны, человек с группой крови АВ может принять кровь от донора любого из этих двух типов, а человек с группой крови 0 — вообще универсальный донор. Антигены резусной* серии печально знамениты своей способностью вызывать у новорожденных гемолитические {122} заболевания, которые в относительно небольшом проценте браков между резус-отрицательной матерью и резус-положительным отцом чаще поражают вторых и более поздних детей. При этом происходит, по-видимому, следующее: на какой-то стадии беременности — возможно, непосредственно при родах — кровяные клетки плода, содержащие один из сильнейших резусных антигенов, проникают в материнскую резусную систему и вызывают иммунизацию матери. Теперь мать заранее вооружена иммунологическим механизмом, очень похожим на механизм, обычно не допускающий повторного заболевания корью, — новое соприкосновение с резусными антигенами, происходящее при последующей беременности, вызовет более мощную и быструю реакцию антител. Возникшие таким образом антитела могут проникнуть в кровеносную систему плода и вызвать тяжелые повреждения его красных кровяных клеток, а также желтуху, одновременно стимулируя деление эритробластов — клеток, которые вырабатывают красные кровяные клетки (поэтому для обозначения гемолитического заболевания, вызванного резусной несовместимостью, обычно употребляется термин эритробластомоз новорожденных). Если о риске сенсибилизации резусных антигенов матери известно заранее, этого можно избежать с помощью придуманной иммунологами остроумной процедуры: матери вводятся антирезусные антитела, которые разрушают красные кровяные клетки, несущие резусный антиген, едва они попадут в материнскую кровеносную систему.

Телеология групп крови. Причина возникновения различных групп крови и значение их для выживания, т. е. особая функция, выполняемая такой дифференциацией, до сих пор еще не поняты, и никто толком не знает, в чем может заключаться польза от разделения людей по группам крови. Правда, какое-то объяснение может дать тот факт, что сенсибилизация резус-отрицательной женщины резус-положительным плодом случается реже, если АВО группы крови матери и плода несовместимы. Причина этого, возможно, заключается в следующем: если, например, красные кровяные клетки плода не только резус-положительны, но еще и принадлежат к группе А, а красные кровяные клетки матери принадлежат {123} к группе О или В, то красные кровяные клетки плода, попавшие в ее кровеносную систему, будут быстро уничтожены уже имеющимися в ней анти-В антителами. Таким образом, один тип дифференциации между группами крови способен уничтожить вредные последствия другого типа дифференциации. Это, однако, не может дать общего объяснения разнообразию групп крови.

Понятие «толерантность». Макфарлейн Бернет проявил блистательную прозорливость, когда предположил, что в развитии клеток, ответственных за иммунные реакции, должен существовать какой-то механизм, подавляющий любую тенденцию этой системы реагировать на свои компоненты. По мысли Бернета, если бы какое-то антигенное вещество присутствовало у зародыша достаточно рано, то оно принималось бы как свое и в дальнейшей жизни уже не вызывало бы иммунной реакции. Мысль эту ему подсказали работы известного зоогенетика доктора Рея Д. Оуэна (Мадисон, шт. Висконсин) об исключительных свойствах телят-близнецов. Телята-близнецы, как и человеческие близнецы, бывают двух видов: монозиготные, или однояйцевые, генетически идентичные и обязательно одного пола, начавшие жизнь как единая особь и из-за какой-то в остальных отношениях безобидной случайности разделившиеся и превратившиеся в две особи, и дизиготные, или разнояйцевые, близнецы, которые развиваются из отдельных оплодотворенных яиц и похожи друг на друга не более, чем все другие братья и сестры, — это просто два обычных теленка. Замечательное открытие Оуэна заключалось в том, что у каждого из близнецов имеются эритроциты двух разных антигенных типов: один — его собственный, а другой — тип его близнеца. Животного, в организме которого имеются клетки, происходящие от двух разных оплодотворенных яиц, называют химерой. Разнояйцевые телята — химеры, потому что у одного имеются эритроциты другого и наоборот. Оуэн ясно понял, как возникло такое необычное положение: зародыши телят делят между собой одну плаценту, в результате их кровеносные системы сообщаются и между близнецами происходит обмен кровью. Иными словами, получается естественный эксперимент, словно бы нарочно {124} предназначенный для проверки гипотезы Бернета! каждый близнец на очень ранней стадии эмбрионального развития передал другому свои особые антигены и у обоих произошло отключение способности реагировать на клетки друг друга. Поэтому клетки крови и кроветворные клетки, которыми они обменивались в период эмбрионального развития, могут жить в каждом из них и гораздо позже их рождения, содействуя таким образом возникновению и поддержанию состояния химеры. Объяснение это стало еще более убедительным, когда мы с Рупертом Биллингемом и двое наших молодых коллег из Совета по сельскохозяйственным исследованиям показали, что разнояйцевые телята не отторгают пересаживаемую от одного к другому кожу, в то время как обычно у коров кожа, пересаженная от других животных того же вида, бурно отторгается. Такая толерантность высокоспецифична, т. е. близнец, не отторгающий кожу, пересаженную от второго близнеца, за десять дней отторгает кожу, пересаженную от любого другого теленка. Затем исследователи в Копенгагене показали, что у разнояйцевых телят-близнецов не отторгаются пересаживаемые от одного к другому почки и, следовательно, взаимное перемешивание крови в период до их рождения отключает у каждого близнеца способность реагировать на другие ткани, а не только на кровь.

Человеческие близнецы тоже, хотя и очень редко, оказываются химерами, и тогда у них тоже, как показал Вудрефф, пересаженная от одного к другому кожа не отторгается. Это справедливо и для близнецов-цыплят, т. е. для цыплят, вылупившихся из одного двухжелткового яйца. Таким образом, взаимная толерантность химер не является исключительной особенностью коров.

Однако идея Бернета стала общепринятой, только когда явление, наблюдаемое у телят-близнецов в естественных условиях, удалось повторить в заранее спланированном эксперименте. Был поставлен вопрос: какова будет реакция взрослого животного на антиген, с которым оно уже сталкивалось на очень ранней стадии своего эмбрионального развития? Над этим вопросом работало несколько исследовательских групп, и — надо же было так случиться! — эксперименты {125} самого Бернета не удались, потому что антигены, использованные им для индукции состояния нереактивности в дальнейшей жизни, не удерживались в организме на время, необходимое, как мы теперь знаем, для того, чтобы обеспечить состояние толерантности. С подобными трудностями не столкнулись те из нас, кто работал с живыми клетками, поскольку эти клетки остаются жизнеспособными благодаря преимуществам, которые обеспечивала им индуцированная толерантность. Блистательному чехословацкому биологу-экспериментатору Милану Гашеку удалось преуспеть в создании искусственных близнецов-цыплят: он взял два содержащих зародыши яйца, обнажил небольшие участки сосудистых мембран, через которые осуществляется дыхание зародышей, и установил сосудистый мост между обоими зародышами, наложив кусочек живой ткани, в которую с обеих сторон и проросли кровеносные сосуды. Когда цыплята выросли, органы, которые им пересаживали друг от друга, не отторгались и они были совершенно лишены способности реагировать на эритроциты друг друга — хотя без такого эксперимента у них, несомненно, возникла бы иммунная реакция. Биллингем, Брент и я, используя в экспериментах чистые линии мышей, прививали эмбрионам одной линии смесь живых клеток, взятых у мышей другой линии, и, когда мышата, получившие в эмбриональном состоянии прививку, выросли, они не отторгали органов, пересаженных от мышей той линии, из которой брался материал для прививки. Мы назвали это явление «активно приобретенной толерантностью» по аналогии с «активно приобретенным иммунитетом».

Методики, использованные для создания трансплантационной толерантности у подопытных животных, естественно, неприменимы для людей, и между открытием толерантности и нынешними успехами в пересадке органов не существует прямой причинной связи. Наоборот, эффект этого открытия был почти чисто моральным: экспериментальная индукция толерантности показала (хотя ранее это представлялось весьма и весьма сомнительным), что барьер, обычно стоящий на пути пересадки органов одного индивидуума другому, действительно можно преодолеть. До открытия толерантности можно было {126} категорически утверждать — как некоторые это и дела» ли, — что дерзкие замыслы, воплощенные в экспериментальных пересадках органов, никогда не удастся осуществить на деле, а потому от поисков путей для обхода трансплантационного барьера можно просто отмахнуться, объявив, что все это лишь погоня за химерой, чем они, впрочем, и оказались в действительности, как было рассказано выше.

Ошибки иммунного процесса. Хотя иммунные реакции необходимы для жизни, сами иммунные процессы проявляются более ясно, когда они протекают не так, как следовало бы, чем когда все идет как полагается. Было бы, конечно, нечестно подводить несчастные случаи при переливании крови и отторжения пересаженных органов под рубрику адаптационных ошибок иммунного процесса, поскольку они происходят по нашей вине и только в созданных нами же самими условиях. Справедливо обвинять природу мы можем лишь в том случае, когда речь идет о гемолитическом заболевании новорожденных. Главные отклонения или плохая адаптация иммунного процесса — аллергии, повышенная чувствительность и аутоиммунные реакции. Все это может в той или иной форме рассматриваться как цена, которую мы платим за то, что обладаем реагирующей системой, наделенной тончайшей чувствительностью, необходимой для того, чтобы различать не свои компоненты и реагировать на них. Наиболее обычные аллергические реакции вызываются пыльцой растений, перхотью, домашней пылью и некоторыми пищевыми продуктами: хорошо известны аллергенные свойства яиц, устриц, рыбы и некоторых фруктов. В аллергической чувствительности очень силен элемент индивидуальности. У человека, страдающего каким-либо видом аллергии, гораздо больше шансов заболеть другим ее видом, чем у остальных членов той же популяции. Гиперчувствительность замедленного типа — это аллергии совершенно иного рода. В самой обычной своей форме (например, при сенсибилизации к некоторым химическим промышленным веществам, таким, как динитрохлорбензол) они вызывают плотные, красные и нередко весьма болезненные припухлости кожи. Своей способностью пробуждать реакции замедленного типа известны некоторые бактериальные антитела, {127} и болезненная зона покраснения вокруг фурункула часто представляет собой именно такую реакцию. Это — следствие клеточного иммунитета. Компоненты возбудителя туберкулеза особенно активно вызывают повышенную чувствительность замедленного типа, и это их свойство с успехом используется для так называемой реакции Манту, при которой в кожу вводится ничтожное количество экстракта туберкулезных микобактерий (туберкулина); однако положительную реакцию дает всякий, кто когда-либо в прошлом подвергался воздействию туберкулезных бактерий, и поэтому ее не следует обязательно считать свидетельством активной формы туберкулеза. Изучение реакции на туберкулин и вообще иммунитета к туберкулезу оказало глубочайшее влияние на всю историю иммунологии; это явление настолько головоломно, что оно привлекло в иммунологию многих блистательнейших медиков-экспериментаторов. В недавнее время то же действие оказало изучение Трансплантаций, а также противоопухолевого иммунитета. Самая действенная форма рекрутирования исследователей — это не обещание легкого, успеха, но вызов их интеллектуальным способностям. Хотя такое обобщение звучит сентенциозно, подтверждение ему снова и снова встречается в истории биологии: вспомните, например, приток биологов в эмбриологические исследования в 30-х годах XX века, в этологию — в 40-х и в молекулярную биологию — в наши дни.

Аутоиммунные заболевания предположительно возникают по двум различным причинам. Первая — если естественный механизм толерантности не срабатывает или оказывается случайно обойденным. Когда потенциально антигенные компоненты тканей, до тех пор анатомически или иным способом укрытые от системы иммунных реакций, получают к ней доступ и вызывают такую иммунную реакцию, которая сама по себе может причинить еще больший вред и тем самым усилить иммунную реакцию, — это положительная обратная связь. Возможно, что именно подобного рода ситуация возникает при аутоиммунном тироидите (зоб Хашимото), и, по-видимому, им объясняется воспалительное заболевание глаза, известное как симпатическая офтальмия — когда оставшийся {128} неповрежденным глаз слепнет некоторое время спустя после того, как другому было нанесено проникающее ранение.

В других случаях аутоиммунное заболевание может возникнуть из-за прикрепления к нормальному компоненту организма каких-то веществ или агентов, придающих ему качество антигенности. Так в основном и случается, когда кожа загрязнена химическими аллергенами, которые упоминались выше как возможная причина реакции гиперчувствительности замедленного типа: это особенно интересно, поскольку такие химикаты сами по себе часто не обладают антигенными свойствами и получают их, только прикрепляясь к тем или иным компонентам организма. Но гораздо важнее то, что клетки тела — особенно нервные клетки, нейроны, — могут получить антигенные свойства в результате вирусной инфекции. Очень многие исследователи считают, что главная доля ущерба, который терпит нервная система при полиомиелите и рассеянном склерозе, может быть следствием аутоиммунной реакции именно такого типа. Другие заболевания, при которых, как считается, большую роль играет аутоиммунная реакция, — это ревматоидный артрит и склеродермия.

Казалось бы, лечение аутоиммунных заболеваний должно сводиться просто к введению иммунодепрессивных средств. Но на самом деле все гораздо сложнее, потому что, подавляя образование антител, очень легко подавить механизм, помогающий держать под контролем клеточный иммунитет, а перед тем как начинать всеобъемлющее подавление клеточного иммунитета, мы, естественно, не можем не испытывать довольно-таки мрачных предчувствий относительно последствий, к которым может привести подобная процедура. Именно поэтому созданы научно-исследовательские институты, ведущие «фундаментальные» медицинские изыскания, цель которых сводится лишь к тому, чтобы врач-практик получил какое-то теоретическое представление о том, что он, собственно, делает и каким путем может проще всего добиться желаемых результатов. Бесплодие иммунологии на протяжении первых трех десятков лет XX века и последовавший затем ее замечательный расцвет могут послужить уроком и предупреждением для всех {129} тех, кто самоуверенно заявляет, будто лабораторная наука должна ограничиваться непосредственными практическими целями. Благодаря самым обычным (хотя и не до конца понятым) процессам научного исследования иммунология чрезвычайно расширила наши представления о синтезе белков, о молекулярных основах специфичности и о средствах передачи генетической информации в организме от одной клетки к другой. Кроме того, мы можем быть благодарны этим исследованиям за методы безопасного переливания крови, за пересадку органов и за возможность контролировать хотя бы некоторые формы саморазрушающих проявлений иммунных реакций.