Книга: Медицинская микробиология, иммунология и вирусология

Глава 21 Основные этапы развития учения об иммунитете

Глава 21

Основные этапы развития учения об иммунитете

Давно было известно, что человек, перенесший опасную заразную болезнь, как правило, второй раз ею не болеет. Об этом писал в своей «Истории» древнегреческий историк Фукидид (около 460 – 400 лет до н. э.). Описывая Пелопоннесскую войну, он отмечал, что во время эпидемии никто не заболевал дважды и что уход за больными осуществляли переболевшие.

Не менее древними были и попытки использовать эти наблюдения с целью обезопасить себя от заразных заболеваний, в особенности от такой тяжелой болезни, как оспа. В Китае еще в XI в. до н. э. был разработан метод предупреждения заболевания оспой, получивший название вариоляции. Он заключался в том, что оспенные корочки (струпья) растирали в порошок и вносили в нос. В Индии натирали кожу до ссадин и прикладывали к ней ткань, пропитанную оспенным гноем. Все это делалось для того, чтобы вызвать легкую форму оспы и уберечься от тяжелой формы болезни. Метод вариоляции сохранился до XVIII в. н. э. Он был далеко не безопасен, так как при этом наблюдались и тяжелые формы оспы, а такие лица оставались источником заражения для других. Однако вариоляция наглядно доказала возможность искусственного воспроизведения иммунитета путем перенесения заболевания в легкой форме и подготовила общественную мысль к восприятию идеи вакцинации, предложенной в 1798 г. Э. Дженнером. Убедившись после многолетних наблюдений в том, что лица, перенесшие коровью оспу, не болеют натуральной оспой, Э. Дженнер в 1796 г. во время вспышки заболевания привил мальчику Джеймсу Фиббсу коровью оспу – вакцину (лат. vacca – корова) от молочницы С. Нельмс, а затем через 1,5 месяца заразил его содержимым из пустулы больного оспой, и ребенок оспой не заболел. Эти опыты Э. Дженнер повторил много раз и в 1798 г. опубликовал результаты своих наблюдений. Его метод, несмотря на многие препятствия, стал быстро распространяться. Уже через два года было привито более 100 тыс. человек. В России первая прививка против оспы по методу Дженнера была сделана в 1801 г. мальчику из сиротского дома Антону Петрову, получившему после этого фамилию Вакцинов.

Открытие Э. Дженнера было величайшим достижением в борьбе с оспой. Оспа на Земле была ликвидирована с помощью вакцинации в 1974 г. Однако это открытие в течение многих лет мало способствовало развитию иммунологии, для ее развития нужно было знать природу заразных заболеваний. Поэтому только после работ Л. Пастера, выяснившего природу этих болезней, открытие Дженнера предстало в новом свете и оказало несомненное влияние на последующее становление и развитие иммунологии и прежде всего на работы самого Л. Пастера в этой области. Его собственные опыты с возбудителями куриной холеры, сибирской язвы и бешенства доказали возможность искусственного получения вакцин (Л. Пастер сохранил этот термин и сделал его нарицательным) путем ослабления (аттенуации) патогенных свойств возбудителя. Поэтому с именем Л. Пастера связывается первый период в истории иммунологии.

Л. Пастер научно обосновал основной принцип борьбы с инфекционными болезнями – создание искусственного коллективного иммунитета против них. Однако сам Пастер не занимался изучением сущности явления иммунитета. Основными творцами учения об иммунитете стали русский ученый И. И. Мечников со своими многочисленными учениками и последователями и немецкий ученый П. Эрлих со своими последователями и сотрудниками. Именно их работами был заложен фундамент новой науки – иммунологии – и определены основные направления ее развития.

И. И. Мечников, изучая воспалительные процессы у различных групп животных, обратил внимание на то, что вводимое в их организм инородное тело всегда окружалось подвижными амебовидными клетками мезодермы, способными его заглатывать. Такие клетки являются непременными участниками воспалительных процессов как у животных, имеющих кровеносную систему, так и у организмов, лишенных ее. Процесс поглощения чужеродных элементов этими клетками И. И. Мечников назвал фагоцитозом (греч. phagein – пожирание), а сами клетки – фагоцитами. Изучив подробно фагоцитоз, И. И. Мечников показал, что у простейших он служит целям питания, а у многоклеточных – целям их защиты. Свои классические опыты для доказательства защитных функций фагоцитов И. И. Мечников произвел над маленькими пресноводными рачками (Daphnia), наблюдения над которыми облегчались их прозрачностью. Дафнии заражались грибами Monospora bicuspidata. Острые споры гриба проходили через кишечник в полость тела и здесь окружались, затем заглатывались и переваривались подвижными фагоцитами. Если спор было немного, то все они поглощались фагоцитами, и животное выздоравливало; в тех же случаях, когда споры проникали в полость тела в больших количествах, фагоциты не успевали их поглотить, споры прорастали, размножались, и животное погибало. В 1883 г. на VII съезде русских врачей в Одессе И. И. Мечников выступил с докладом «О целебных свойствах организма», в котором сообщил, что «подобные клетки (фагоциты) должны служить в организме для противодействия вредным деятелям». В последующем И. И. Мечников и его сотрудники обстоятельно изучили фагоцитарную реакцию у млекопитающих и, наконец, у человека. Так была создана фагоцитарная теория иммунитета, и целебные силы организма впервые были связаны с созданной самой природой для этих целей системой особых клеток – фагоцитов.

Одновременно с изучением фагоцитов началось и изучение антител, образующихся в организме больного против микробов и их токсинов. Работами Э. Беринга, Э. Ру, А. Иерсена и других ученых были заложены основы учения о гуморальном иммунитете. В 1888 г. Э. Ру и А. Иерсен обнаружили, что дифтерийная палочка вырабатывает экзотоксин, в 1890 – 1892 гг. Э. Беринг и С. Китазато, а в 1893 г. Я. Ю. Бардах и в 1894 г. Г. Н. Габричевский показали, что иммунитет к дифтерии и столбняку зависит от образования антитоксинов, циркулирующих в крови. Эффективность гуморальных факторов иммунитета подтверждалась тем, что введение антитоксических сывороток обеспечивало выздоровление больных. Этими исследованиями был открыт новый путь в области медицинской науки, который дал в руки врачей эффективное средство против ряда болезней.

В 1897 г. П. Эрлих внес крупный вклад в развитие иммунологии. Он разработал практический метод стандартизации препаратов дифтерийного токсина и антитоксина. В этой же работе он изложил основы своей концепции боковых цепей, которая объясняла происхождение специфических антител, т. е. создал гуморальную теорию иммунитета, которая в течение нескольких десятилетий, наряду с фагоцитарной теорией И. И. Мечникова, оказывала значительное влияние на развитие иммунологии. Между сторонниками фагоцитарной теории И. И. Мечникова и гуморальной теории П. Эрлиха развернулась и продолжалась в течение многих лет знаменитая дискуссия, обеспечившая быстрый прогресс иммунологии и закончившаяся присуждением в 1906 г. И. И. Мечникову и П. Эрлиху Нобелевской премии, так как обе теории оказались правильными.

За короткий срок учение о невосприимчивости к инфекционным болезням достигло расцвета. В это время И. И. Мечников дал следующее определение понятия иммунитета. «Под невосприимчивостью к заразным болезням надо понимать общую систему явлений, благодаря которым организм может выдерживать нападение болезнетворных микробов. В настоящее время невозможно дать более точное определение, так что бесполезно настаивать на этом». В начальном периоде развития науки иммунитет рассматривали только как невосприимчивость к инфекционным болезням. Но постепенно стали накапливаться данные о том, что иммунные реакции проявляются не только к микроорганизмам, но и к другим клеткам. Так, Ж. Борде в 1898 – 1899 гг. установил, что антитела образуются и к эритроцитам. В 1900 г. К. Ландштейнер разработал учение о группах крови человека, различающихся по изоантигенам эритроцитов (система АВ0) и антителам к ним. Эти и другие данные постепенно приводили к выводу, что иммунологическим механизмам принадлежит более весомая роль, чем участие их только в формировании невосприимчивости к инфекционным болезням. Становилось ясно, что наряду с инфекционным иммунитетом существует и неинфекционный иммунитет.

Решающий вклад в изменение представления об иммунитете только как о способе защиты от микробов внесли исследования английского ученого П. Медавара (1945). Он убедительно показал, что отторжение аллогенного (чужеродного) кожного трансплантата осуществляется с помощью обычных иммунологических реакций. «Механизм, посредством которого элиминируется чужеродная кожа, принадлежит к общей категории активно приобретенных иммунных реакций». Таким образом, стало ясно, что в основе неинфекционного трансплантационного иммунитета лежат те же механизмы, что и при защите от возбудителей заразных заболеваний. В последующие 10 лет было установлено, что иммунные механизмы отторгают такие аллотрансплантаты, клетки которых отличаются от клеток хозяина по минимальным генетическим признакам – всего лишь по одному гену гистосовместимости. В связи с этим возник вопрос, в чем же заключается основная функция иммунитета, для чего нужен столь строгий контроль, который позволяет отличить любую чужеродную клетку, даже если она отличается от всех других клеток организма только по одному гену.