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.
Глава 22
Основная функция иммунитета – обеспечение структурной и функциональной целостности организма
Ответ на вопрос – для чего нужен иммунитет? – дал в 1964 г. австралийский ученый Ф. Бернет. Он сформулировал положение о том, что с помощью иммунитета осуществляется постоянный надзор за обеспечением генетического гомеостаза: «Величайший смысл иммунитета, по-видимому, заключается в той роли, которую он играет в процессах, направленных на поддержание структурной и функциональной целостности любого сложного организма… Центральным биологическим механизмом является механизм распознавания ″своего″ и ″чужого″». Необходимость осуществления такого постоянного иммунологического надзора вытекает из следующего положения. Тело большинства млекопитающих состоит из 1012– 1013 клеток, генетически идентичных друг другу. Однако в природе происходят так называемые спонтанные мутации с частотой, соответствующей появлению на 1 млн клеток одной мутантной. Следовательно, в каждый момент в организме может быть около 10 млн измененных (мутантных, в том числе раковых) клеток. Если бы не было механизмов, с помощью которых такие клетки распознаются и уничтожаются, это привело бы к катастрофическим последствиям. Поэтому живая природа в процессе эволюции изобрела и сохранила уникальные механизмы иммунитета, то есть самозащиты. Их действие направлено против вторгшихся или образующихся в организме любых генетически чужеродных ему, а следовательно, и опасных для него клеток, включая и собственные мутантные, и различные микроорганизмы, и образуемые ими чужеродные вещества, способные нарушить генетический гомеостаз.
