История оспопрививания и других методов иммунизации

 

Содержание:

1. История науки об Иммунитете………………………………………….3

1. От древности до XX века…………………………………………………3

2. XX век. Иммуноглобулины. Гуморальная теория иммунитета………………………………………………………………………..6

3. Первые шаги…………………………………………………………………...7

4. Цитокины……………………………………………………………………..10

5. Основные законы трансплантации……………………………...13

6. Превратности судьбы Иммунологии……………………………14

7. История Иммунологии в России…………………………………..16

8. Нобелевские лауреаты за работы по Иммунологии…….18

 

2. Борьба с оспенной эпидемией…………………………………………20

1. Вариоляция…………………………………………………………………..20

2. Вакцинация Дженнера………………………………………………….21

3. Полная ликвидация оспы  в мире………………………………….23

III.     Литература………………………………………………………………………25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. История науки об Иммунитете

 

1. От  древности до XX века

 

Всякая биологическая  наука изучает соотношения структуры и функции. Одну науку от другой отличают по тому, какие конкретно функции служат предметом изучения. Предметом изучения иммунологии, кратко говоря, является внутренняя защищенность организма от инфекций. Описания эпидемий заразных болезней сохранились в таких письменных источниках, как Вавилонский эпос о Гильгамеше (2000-й год до н.э. по старой хронологии), в нескольких главах Ветхого Завета (II Samuel 24, I Samuel 5:6, I Isaiah 37:36, Exodus 9:9, и др.). Древнегреческий историк Thucydides при описании эпидемии чумы в Афинах в 430 г. до н.э. (по старой хронологии) подробно остановился на наблюдениях о том, что переболевшие и выжившие от чумы люди никогда не заражаются ею повторно. Другой историк времен римского императора Юстиниана Procopius, описывая эпидемию бубонной чумы в Риме, также обращал внимание на резистентность (невосприимчивость) единожды переболевших людей к повторному заражению и называл это явление латинским термином immunitas. Это никак не означает «первого упоминания». В X веке персидский врач Рази (Rhazes) дал клиническое описание дифференциального диагноза оспы, признаки отличия ее от кори и других лихорадочных заболеваний с сыпью. При этом Рази также писал о том, что у выздоровевших от оспы людей остается пожизненная невосприимчивость к данному заболеванию. Рази объяснял развитие иммунитета к оспе по Гиппократу, который понимал всякую болезнь как нарушение равновесия между 4 жидкостями в организме — кровью, слизью, желтой желчью и черной желчью. Оспа по Рази — это процесс избавления организма от лишней влаги (через пустулы на коже). Рази заметил также, что оспой болеют преимущественно дети, гораздо реже взрослые и не болеют старики. Причастность Рази к иммунологии проявилась еще и в том, что он по каким-то своим соображениям предлагал лечить людей, укушенных ядовитыми скорпионами, сывороткой ослов, покусанных теми же скорпионами (это серотерапия!).

В XI веке Авиценна выдвинул свою теорию приобретенного иммунитета. Позже эту теорию развил итальянский врач Джироламо Фракасторо (Girolamo Fracastoro), в 1546 г. он написал книгу "Зараза" ("On Contagion"). Авиценна и Фракасторо полагали, что все болезни вызываются мелкими "семенами" (seeds, germs, seminaria), которые переносятся от человека к человеку. Разные "семена заразы" имеют различное сродство к разным растениям и животным, а внутри организма — к различным органам и жидкостям тела. Фракасторо полагал, что иммунитет к оспе у взрослых объясняется тем, что, переболев оспой в детстве, организм уже выбросил из себя тот субстрат, на котором только и могут развиваться "семена оспы". Современник Фракасторо врач Геронимус Меркуриалис (Heironymus Mercurialis) обращал внимание на то, что невосприимчивость к повторному заболеванию оспой не распространяется на возможность заболеть другой экзематозной лихорадкой, например корью (это наблюдение специфичности иммунитета!).

 

 

*Прививки от оспы.

 

По преданиям, практика профилактики заболевания черной оспой существовала в античном Китае. Там это делали так: здоровым детям в нос вдували через серебряную трубочку порошок, полученный из истолченных сухих корочек (струпьев) с оспенных язвочек больных оспой людей, причем мальчикам вдували через левую ноздрю, а девочкам — через правую. Похожая практика имела место в народной медицине многих стран Азии и Африки. С начала XVIII в. практика противооспенных прививок пришла и в Европу. Эту процедуру называли вариоляцией (от лат. variola — оспа). По сохранившимся документам в Константинополе начали прививать оспу с 1701 г. Прививки не всегда заканчивались добром, в 2—3 % случаев от прививок оспы умирали. Но в случае пришествия дикой эпидемии смертность составляла до 15—20 %. Кроме того, выжившие от оспы оставались с некрасивыми щербинами на коже, в том числе и на лице. Поэтому сторонники прививок уговаривали людей решаться на них хотя бы ради красоты лица своих дочерей (как, например, Вольтер в "Философских тетрадях" и Жан Жак Руссо в романе "Новая Элоиза"). Из Константинополя в Англию идею и материал для прививки оспы привезла леди Магу Montague. Она сделала вариоляцию своим сыну и дочери и убедила привить детей принцессу Уэльскую. Но прежде чем подвергнуть риску детей из королевской семьи, прививку сделали 6 заключенным, пообещав им освобождение, если они хорошо перенесут вариоляцию. Заключенные не заболели, и в 1722 г. принц и принцесса Уэльские привили оспу двум своим дочерям, чем подали монарший пример жителям Англии. В Лондоне в 1746 г. был открыт специальный госпиталь Святого Панкраса (St. Pancras), в котором желающим жителям прививали оспу. С 1756 г. практика вариоляции, также добровольная, имела место и в России. А вот практика карантинов на территориях, охваченных известными тогда заразными болезнями людей и сельскохозяйственных животных, в России была на протяжении нескольких столетий и отнюдь не добровольная, а весьма жесткая. И в этом выражалась забота государства о здоровье еще не зараженного населения и страны в целом.

 

*Начало истории современной иммунологии. Вакцинация. Прививки от бешенства, сибирской язвы, куриной холеры.

 

 

Таким образом, как функция защищенности организма от заразных болезней иммунитет был известен людям с древности. Ну а соответствующие структуры — носители этой функции — человек получил возможность, изучать только с появлением и развитием методов микроскопии, открытием микроорганизмов — возбудителей заразных болезней, с развитием методов биохимии, клеточной и молекулярной биологии, методов работы с клетками эукариот in vitro, в том числе живыми.

В XVII—XVIII вв. большинство врачей этиологию и патогенез заразных болезней объясняли теорией "врожденных семян" ("innate seeds"). Томас Фулбр (Thomas Fulbr) писал, например, что все люди и животные рождаются с предрасположенностью к определенным болезням, но эти болезни не развиваются, пока в организм не попадет определенный инфекционный агент из внешней среды (с чем не поспоришь и сегодня!). Таким образом, Т.Фулбр осознавал специфичность этиологии заболевания и специфичность приобретаемого иммунитета.

Условно историю современной иммунологии начинают отслеживать обычно с работ английского врача Эдварда Дженнера (Edward Jenner, 1749—1823), который в 1798 г. опубликовал статью, где описал свои испытания прививок коровьей оспы сначала одному 8-летнему мальчику и затем еще 23 людям. Через 6 недель после прививки Дженнер рискнул привить испытуемым натуральную человеческую оспу — люди не заболели. Дженнер был врачом, но испытанный им метод придумал не он. Он обратил профессиональное внимание на практику отдельных английских фермеров. В документах осталось имя фермера Бенджамина Джести, который в 1774 г. попробовал вцарапывать вязальной иглой содержимое пустул оспы коров своей жене и ребенку с целью их защиты от заболевания черной оспой, основываясь на практических наблюдениях крестьян, свидетельствующих, что контакт человека с коровами, больными коровьей оспой (vaccinia) каким-то образом защищает от заболевания человеческой оспой (smallpox). Дженнер разработал врачебную технику оспопрививания, которую он назвал вакцинацией (vaccus — корова по-латыни). Термин "дожил" до наших дней и давно получил расширительное толкование: вакцинацией называют любую искусственную иммунизацию с целью защиты от болезни.

В 1870—1890 гг. благодаря развитию методов микроскопии и методов культивирования микроорганизмов Луи Пастер (Louis Pasteur, 1822-1895; стафилококк), Роберт Кох (Robert Koch, 1843—1910; туберкулезная палочка, холерный вибрион) и другие исследователи и врачи (А. Нейссер, Ф. Леффлер, Г. Хансен, Э. Клебс, Т. Эшерих и др.) идентифицировали возбудителей более 35 заразных болезней. Имена первооткрывателей остались в названиях микробов — нейссерии, палочка Леффлера, клебсиелла, эшерихии и т.д. С этого времени развитие иммунологии связано с медицинской бактериологией, Р.Кох выделил возбудителей туберкулеза и холеры и много работал с возбудителем сибирской язвы (Bacillus anthracis). Он наблюдал и описал туберкулиновую реакцию, т.е. феномен кожной гиперчувствительности замедленного типа, и экспериментально показал специфичность иммунизации. Р.Кох сформулировал критерии диагностики инфекционных болезней, известные как постулаты Коха, или триада Генле — Коха:

1) микроб-возбудитель должен  обнаруживаться при данном заболевании  и отсутствовать у здоровых;

2) следует высеять чистую  культуру целевого микроба;

3) чистая культура искомого  микроба должна вызывать у экспериментальных животных симптомы, сходные с заболеванием человека.

Кох особо подчеркивал, что разные заболевания вызываются разными микроорганизмами (идея специфичности!). В науке метод "решает все". Р.Кох первым разработал методы выделения чистых культур бактерий на твердых питательных средах (клонирование микроорганизмов), первым использовал для окраски микробов анилиновые красители и усовершенствовал технику микроскопирования за счет иммерсии объектива микроскопа. Р.Кох первым сделал микрофотографии бактерий под микроскопом.

Л.Пастер показал (сначала на шелковичных червях и винном брожении, затем на позвоночных животных), что заболевания можно экспериментально воспроизводимо вызывать путем введения в здоровые организмы определенных микробов. Л.Пастер вошел в историю как создатель вакцин против куриной холеры, сибирской язвы и бешенства и как автор метода аттенуации микроорганизмов — ослабления заразности микробов путем искусственных обработок в лаборатории. По преданию, аттенуацию Л.Пастер открыл случайно. Он (или лаборант) забыл пробирку с культурой холерного вибриона в термостате, культура перегрелась. Ее тем не менее ввели подопытным курам, но те холерой не заболели. Побывавших в опыте кур не выкинули из соображений экономии ресурса, а через какое-то время вновь использовали в экспериментах по заражению, но уже не испорченной, а свежей культурой холерного вибриона. Однако эти куры опять не заболели. Л.Пастер обратил на это внимание, подтвердил в других экспериментах (известен его успешный публичный опыт по прививке в мае 1881 г. 27 овцам сибиреязвенной вакцины), что предварительное введение в организм ослабленых (аттенуированных) микробов способно в будущем защитить от развития заболевания при заражении одноименным, но вирулентным микробом. Вместе с Эмилем Роуксом (Emile Roux) Л.Пастер исследовал различные штаммы одного и того же микроорганизма. Они показали, что разные штаммы проявляют различную патогенность, т.е. вызывают клинические симптомы заметно разной степени тяжести. Л.Пастер и Э.Роукс разрабатывали методы лабораторной аттенуации микроорганизмов и приготовили аттенуированные вакцинные штаммы возбудителей куриной холеры, бешенства и антракса. Вакцину от бешенства Л.Пастер испытал на мальчике, которого укусила бешеная собака. Мальчик не заболел бешенством, что было расценено как выдающийся успех. В странах Европы и раньше всего в России (в Одессе И.И.Мечников) стали открывать так называемые пастеровские станции, где людям, укушенным животными, делали прививки от бешенства.

В последовавшее столетие медицина энергично внедрила пастеровский принцип изготовления вакцинирующих препаратов путем искусственной аттенуации диких микробов в глобальном размере. Но, как отмечают многие, не склонные к преувеличениям специалисты по прошествии века, фейерверк успехов пастеровской иммунизации закончился к 1910 г.

 

 

2. XX век. Иммуноглобулины. Гуморальная теория иммунитета.

 

Л.Пастер полагал, что механизм защиты организма предварительной иммунизацией состоит в том, что при иммунизации микроб "выедает" специфические пищевые вещества в организме (по аналогии с культивированием микробов in vitro) и при повторном заражении одноименным микробам уже нечем питаться. Однако вскоре Теобальд Смит (Theobald Smith) показал, что иммунитет можно индуцировать введением не живых, а убитых микроорганизмов, которые уже не потребляют питательных веществ. А Э.Беринг и Ш.Китасато и вовсе иммунизировали животных супернатантами с культур дифтерийной палочки и столбнячного микроба и получили сыворотки, нейтрализующие каждая свой токсин. Эти прикладные работы не остались незамеченными, и ученые — врачи и бактериологи — будущие иммунологи принялись за изучение механизмов защиты от инфекционных болезней. Первое открытие на этом пути сделали Эмиль фон Беринг (Emil von Behring, 1854— 1917) и его коллеги Шибасабуро Китасато (Shibasaburo Kitasato, 1892-1913) и Е.Вернике (E.Wernicke). В 1890 г. они опубликовали работу, в которой показали, что сыворотка крови, т.е. жидкая бесклеточная часть крови от людей, переболевших дифтерией или столбняком, или животных, которым вводили микробные токсины, способна инактивировать свой токсин. Они назвали этот феномен антитоксическими свойствами сыворотки и ввели термин "антитоксин" для обозначения той субстанции в жидкой части крови, которая появляется у контактировавших с дифтерийной бактерией организмов и способна инактивировать токсин. В 1891 г. термин "антитоксин" использовали итальянские исследователи Д.Тиццони и Д.Каттани применительно к неким факторам, которые появляются в сыворотке крови животного после введения ему несмертельных доз токсина столбняка. Эти факторы способны нейтрализовать постоянное действие токсина столбняка. Кроме феномена нейтрализации токсических свойств, эти исследователи эмпирическим путем нашли способ "дотронуться до антитоксинов руками": они сумели осадить антитоксин из цельной сыворотки сульфатом магния. На основании этого биохимического свойства в первой же работе антитоксины правильно были отнесены к белкам и, более того, к белкам-глобулинам. И в наши дни самая первая и доступная методика по выделению иммуноглобулинов — осаждение солями серной кислоты (сульфатом аммония или сульфатом натрия).