Великие иммунологии (Л. Пастер, И.И. Мечников, Д.И. Ивановский). Зарождение науки – иммунология.

Медицинская микробиология как наука оформилась во второй половине X в. Ее становле-ние было подготовлено, с одной стороны, бактериологическими исследованиями микро-организмов, которые наводили на мысль о спефичности возбудителя («живого конта-гия»), а с другой — успехами физиологии и патологической анатомии, которые изучали строение и функции тканей и клеток макроорганизма (имеющих отношение к иммунной системе).

1880-х гг. в микробиологии сформировались два направления: 1) этиологическое, связан-ное с изучением этиологии заразных болезней (Р. Кох, немецкая школа), и 2) физиологическое, направленное на экспериментальное изучение приичин возникновения инфекци-онных заболеваний и их профилактику (Л. Пастер, французская школа). Именно физиоло-гическое направление легло в основу такой науки как ИММУНОЛОГИЯ.  

Э.Дженнер, придя к открытию вакцинации эмпирическим путем, не представлял (и на том этапе развития наук еще не мог представлять) механизма процессов, происходящих в ор-ганизме после прививки. Эту тайну раскрыла новая наука — экспериментальная имму-нология, основоположником которой стал Пастер.

Луи Пастер (1822—1895 гг.) — выдающийся французский ученый, химик и микробио-лог, основоположник научной микробиологии и иммунологии.

В возрасте 36 лет он защитил докторскую диссертацию, представив две работы: по химии и физике кристаллов. Основные открытия Л. Пастера: ферментативная природа молочно-кислого (1857 г.), спиртового (1860 г.) и маслянокислого (1861 г.) брожения, изучение «болезней» вина и пива (с 1857 г.),опровержение гипотезы самопроизвольного зарожде-ния микроорганизмов (1860 г., премия Французской Академии наук), исследование болез-ней шелковичных червей (1865 г.), основы представлений об искусственном иммунитете (на примере куриной холеры, 1880 г.), создание вакцины против сибирской язвы (1881 г.) путем искусственного изменения вирулентности микроорганизмов, создание антирабиче-ской вакцины (1885 г.). Даты этих великих открытий запечатлены на мемориальной доске дома Пастера в Париже, где располагалась его первая лаборатория.

Их значение для экономики Франции было столь велико, что английский естествоиспыта-тель и врач Томас Гексли имел все основания сказать, что прибыли, полученные Франци-ей в результате открытий Пастера, превысили контрибуцию, наложенную на нее Пруссией в 1871 г. Однако только к концу жизни Л. Пастер получил мировое признание.

Познакомившись с работами Э.Дженнера по оспе, Пастер был потрясен фактом продол-жительной невосприимчивости к болезни после заболевания или вакцинации. Более того, он понял, что метод вакцинации можно применить  и к другим инфекционным заболева-ниям.

В то время Пастер изучал куриную холеру, от которой во Франции погибало до 90 % от всех заболевших кур. В июне 1879 г., отправляясь на отдых в Арбуа, Пастер забыл в тер-мостате одну из разводок куриной холеры, которая простояла там пересева в течение все-го летнего отпуска. Это была «счастливая случайность», которая «выпадает лишь на долю подготовленных умов». Вернувшись в Париж, Пастер продолжил свои эксперименты по заражению куриной холерой, однако куры не заболевали — культура, простоявшая в тер-мостате, казалась «бесплодной». «...Был момент, — вспоминал сотрудник Пастера  Э.Дюкло, — когда мы хотели бросить, чтобы начать сначала, вдруг Пастеру пришла мысль сделать этим самым курам, которые, с виду по крайней мере, перенесли без всякого для себя вреда прививку из культур предшествующего лета, новую прививку из вновь приготовленной свежей культуры. Ко всеобщему удивлению, а может быть, и к удивле-нию самого Пастера, который не ожидал  подобной удачи, почти все куры остались здо-ровыми, тогда как куры, принесенные с рынка, умирали через определенное время, дока-зывая этим силу культуры, которая была взята для прививки. Сразу куриная холера пере-шла в область заразных, и был найден способ ее прививки. Какой тайный инстинкт, какой талант угадывания внушил Пастеру мысль постучаться в дверь, которая только и ждала того, чтобы раскрыться!».

Защитный эффект старой культуры Пастер объяснил ослаблением патогенных свойств за время ее пребывания в термостате и назвал этот эффект словом «аттенуация» (от лат. at-tenuare — ослаблять, уменьшать). Этим термином стали обозначать метод приготовления вакцин по Пастеру.

Этот опыт впервые показал, что возбудитель болезни может развиваться вне организма и его вирулентность можно легко изменять по желанию экспериментатора ( микроб как бы оказался «прирученным»).

Куриная холера стала первым инфекционным заболеванием, на модели которого Пастер впервые сделал экспериментально обоснованный вывод: «первое заболевание предохра-няет от последующего». Отсутствие рецидива инфекционной болезни после прививки он определил как «иммунитет» (лат immunitas — освобождение от чего-либо). До Пастера этот термин употреблялся только в юридическом смысле — «освобождение от податей или судебной ответственности».

Сравнивая свои результаты с работами Дженнера, Пастер увидел аналогию между ослаб-ленным штаммом куриной холеры в своем эксперименте и вакциной Дженнера. И он счел исторически верным применить дженнеровский термин «вакцина» к любому аттенуиро-ванному (ослабленному) возбудителю, более того — выбором «дженнеровского слова» он выразил «признательность к заслугам и неизмеримой пользе, принесенной одним из вели-чайших людей Англии — Дженнером».

О неразрывной связи этих двух великих открытий прекрасно сказал биограф Пастера, из-вестный французский писатель Р.Валери-Радо: «Коровья оспа — болезнь, свойственная известной расе животных... Если бы вдруг исчезла эта болезнь, то сейчас же наступила бы полная тьма в предохранительной прививке против оспы. Во французском же открытии, напротив, сам смертоносный вирус служит исходной точкой для приготовления вакцины. Производство вакцины становится делом рук человеческих, эта вакцина может быть при-готовлена лабораторным путем и в таком количестве, что можно удовлетворять всем тре-бованиям... Дженнер сделал гениальное открытие! Пастер открыл гениальный метод!». Год открытия этого метода — 1880 —вошел в историю науки как год рождения экс-периментальной иммунологии.

Вакцина против сибирской язвы (1881 г.) была другим выдающимся открытием Пастера и его сотрудников. В 1876 г. Р. Кох уже выделил чистую культуру возбудителя сибирской язвы — Bacilla anthracici. Изучая эпидемиологию этой повальной болезни овец и коров, Пастер доказал вирулентность сибиреязвенного фильтрата и показал, что при +44 "С этот возбудитель погибает. Это навело на мысль о понижении его вирулентности путем куль-тивирования при + 42 — 43 °С в течение 2 — 8 сут в аэробных условиях. Так была разра-ботана вакцина против сибирской язвы, а уже в 1882 г. во Франции ею были привиты 85 тыс. животных; к 1894 г. эта цифра достигла 3,5 млн.

Серьезные трудности возникли при разработке антирабической вакцины (от лат. rabies — бешенство). До Пастера лучшим средством «лечения» бешенства считалось прижигание места укуса раскаленным железом. Возбудитель бешенства (фильтрующийся вирус) в то время не был известен и относился к «невидимым микробам». «Я не говорю о микробе бешенства, так как его у нас нет... Чрезвычайно трудно найти способ прививки заразной болезни, не получив ее яда, не умея изолировать и культивировать ее микробов», — гово-рил Пастер в августе 1884 г. Но в 1881 г. он взял на себя смелость бороться с этим неви-димым врагом. (Заметим, что первый вирус табачной мозаики был открыт в 1892 г. рос-сийским ученым Дмитрием Ивановичем Ивановским (1864—1920 гг.); в 1899 г. был пред-ложен термин «вирус» (лат. VIRUS — яд), и только в 1903 г. сотрудник Института Пастера в Париже П.Ремленже установил, что возбудителем бешенства является не бактерия, а фильтрующийся вирус.)

Вместе с Эмилем Ру (1853—1933 гг.) и другими сотрудниками Пастер нашел метод ос-лабления невидимого возбудителя путем высушивания зараженных тканей спинного моз-га в атмосфере едкого калия при +23 — 25 "С. Вакцинация проводилась введением эмуль-сии спинного мозга, высушенной за разное время.

В 1885 г. Пастер организовал в Париже первую в мире антирабическую станцию. Уже через год число привитых достигло трех тысяч человек из разных стран мира. Вторая анти-рабическая станция была создана в России И. И. Мечниковым (в Одессе в 1886 г.). Затем бактериологические станции стали организовываться в Петербурге, Москве, Варшаве, Самаре и других городах России.

В 1888 г. в Париже на средства, собранные по международной подписке, был создан спе-циальный институт по борьбе с бешенством и другими инфекционными заболеваниями. Работой института руководил Пастер. Впоследствии Институт Пастера (как он был назван по предложению Французской Академии наук) стал крупнейшим центром научной мысли в области микробиологии и иммунологии. В его стенах работали Э.Ру, А.Йерсен, Э.Дюкло, российские ученые: И.И.Мечников (вицедиректор, 1904—1916 гг.), Н.Ф.Гамалея, А.М.Безредка, Д.К.Заболотный, Ф.Я.Чистович, Г.Н.Габричевский, Л.А.Тарасевич, В. М. Хавкин и др.

Открытия Пастера заложили научные основы для борьбы с инфекционными заболевания-ми методом вакцинации.

Таблица 1. Вакцины человека, созданные в конце XVIII — начале XX в.

Заболевание                Год создания    

Натуральная оспа        1796    

Бешенство                    1885    

Брюшной тиф               1896    

Холера                          1896    

Чума                              1897    

Туберкулез                     1921    

Дифтерия                       1923

Коклюш                          1926

Столбняк                         1927

Желтая лихорад-ка        1935

Инфлюэнца                     1936            |

Риккетсия                        1938

Следующей славной страницей истории иммунологии стало открытие физиологических механизмов иммунитета. До открытий И. М. Мечникова и П.Эрлиха сущность индиви-дуальной невосприимчивости организма к инфекционным заболевания была совершенно не понятна.

Илья Ильич Мечников (1845—1916 гг.) — выдающийся русский биолог, патолог, имму-нолог и бактериолог, создатель фагоцитарной теории иммунитета, один из основополож-ников эволюционной эмбриологии. Изучая процессы внутриклеточного пищеварения, он заметил, что мезодермальные клетки — лейкоциты (а также клетки селезенки и костного мозга), которые он впоследствии назвал фагоцитами (греч. phagocytus; от phagein — есть, поедать и kytos от — полость, клетка) обладают способностью собираться вокруг инород-ных частиц (бактерий в том числе) и поглощать их, выполняя таким образом функцию защиты организма от болезнетворных микроорганизмов. Первый доклад о фагоцитарной теории иммунитета — «О защитных силах организма» И. И. Мечников сделал на VII съезде русских естествоиспытателей и врачей в Одессе в 1883 г. Его теория явилась также основой для понимания сущности процесса воспаления.

В 1896 г. И.И.Мечников организовал первую в России (вторую в мире) Пастеровскую станцию по борьбе с бешенством и другими инфекционными заболеваниями. Работая в Париже (1888—1916 гг.), он создал крупную научную школу российских микробиологов, иммунологов и патологов. В его лаборатории в Институте Пастера постоянно работали российские ученые, которые стали его учениками и последователями. Среди них Георгий Норбетович Габричевский (1860—1907 гг.) — основатель московской научной школы бактериологов и первого курса микробиологии в Московском университете (1892 г.), ор-ганизатор производства противодифтерийной сыворотки в Москве; Даниил Кириллович Заболотный (1866—1929 гг.) — один из основоположников  эпидемиологии и учения о природной очаговости чумы (1922 г.), организатор Института эпидемиологии и микро-биологии АН Украины; Николай Федорович Гамалея (1859—1949 гг.) — один из основа-телей первой в России бактериологической станции (Одесса, 1896 г.), инициатор профи-лактики бешенства, холеры, сыпного тифа, оспы и чумы; Лев Александрович Тарасевич (1868—1927 гг.) — основатель НИИ стандартизации и контроля медицинских и биологи-ческих препаратов, директор ГИНЗ; Александр Михайлович Безредка (1870—1940 гг.) — преемник Мечникова по Пастеровскому институту и многие другие.

Практически одновременно с Мечниковым, в конце XIX в., немецкий ученый Пауль Эр-лих (1854—1915 гг.) в процессе работы с дифтерийным  токсином сформулировал теорию гуморального иммунитета. Согласно этой теории, микробы или токсины содержат струк-турные единицы — антигены, которые, попадая в организм, через определенное время вызывают образование  антител — белков класса глобулинов. Антитела существуют в виде особых химических групп на поверхности клеток; часть их отделяется от поверхно-сти, циркулирует с кровью и, встречаясь с микробами или токсинами, связывает их. При-чем антитела способны связывать только те антигены, в ответ на проникновение которых они возникли. Эрлих показал, что существуют два вида иммунитета: пассивный, который достигается введением в организм готовых антител, и активный, когда организм сам вы-рабатывает антитела в ответ на введение антигенов. Позднее было показано, что иммун-ная система подавляет также и раковые клетки, которые постоянно появляются в любом здоровом организме. Более того, иммунные реакции возникают и при пересадке органов и тканей, что привело к созданию в наши дни нового важнейшего направления иммуноло-гии — неинфекционной иммунологии.

Бурная полемика и многочисленные исследования, предпринятые после открытий Мечни-кова и Эрлиха, привели к весьма плодотворным результатам: было установлено, что им-мунитет определяется как клеточными (фагоцитоз), так и гуморальными факторами. Та-ким образом, было стройное учение об иммунитете, а его авторы И.И.Мечников и П. Эр-лих были удостоены Нобелевской премии (1908 г.).