История оспопрививания и других методов иммунизации

В 1926 г. была опубликована работа Х.Цинссера и Т.Тамия (H.Zinsser, T.Tamiya). Авторы экспериментально показали в опытах по бактериальной аллергии, что некие продукты жизнедеятельности активированных лейкоцитов заметно воздействуют на клетки стенки кровеносных сосудов (активируют эндотелий). В 1932 г. А.Рич и М.Левис (A.R.Rich, M.R.Lewis) наблюдали в культуре ткани, сенсибилизированной к туберкулезной бактерии, что в присутствии антигена значительно замедлена миграция фагоцитов и макрофаги быстро погибают. В 1958 г. Б.Ваксман и М.Матолтси (B.H.Waksman, M.Matoltsy) подтвердили, что туберкулин стимулирует препараты макрофагов. В 1962 г. М.Георг и Дж.Ваугхам (M.George, J.H.Vaugham) предложили удобный метод для анализа миграции макрофагов—из капиллярной трубки. В 1966 г. Дж.Дэвид, а также Б.Блум и Б.Беннет (J.R.David, B.R.Bloom, B.C.Bennet) опубликовали работы, в которых показали, что сенсибилизированные к туберкулезной бактерии лимфоциты в присутствии антигена вырабатывают гуморальный фактор, ингибирующий миграцию макрофагов из капилляра (MIF). MIF, по-видимому, первый идентифицированный гуморальный медиатор близкоклеточных взаимодействий — цитокин. При этом почему-то он до сегодняшнего дня остается наименее охарактеризованным. Указанные работы были выполнены в культурах клеток in vitro (в пробирке).

Однако были наблюдения в клинике  и на моделях in vivo, которые, как мы теперь понимаем, относятся именно к цитокинам. В 20—30-е годы XX в. итальянский врач Е.Центанни (E.Centanni) вводил своим раковым больным плевральную жидкость от пациентов с тяжелой формой бактериальной пневмонии и в нескольких случаях наблюдал регрессию опухолей. Он установил, что именно токсин Е. coli (как мы теперь знаем, это ЛПС) индуцирует выработку в организме эндогенного медиатора регрессии опухоли. В другой области исследований в 1943 г. физиолог Менкинс (Menkins), изучавший лихорадку, обратил внимание на то, что именно лейкоциты продуцируют некую пирогенную субстанцию, которую автор назвал пирексином (pyrexin). В 1955 г. Е.Аткинс и В.Вуд (E.Atkins, W.B.J.Wood) обнаружили в крови кроликов с лихорадкой циркулирующий пирогенный фактор, который они назвали эндогенным пирогеном (ЕР). Эти же авторы известны тем, что они открыли противовоспалительное действие глюкокортикоидных гормонов (кортизона) на модели пирогениндуцированной лихорадки. В 1961 г. Дж.Фесслер (J.H.FessIer) показал, что в культуре in vitro ЕР продуцируют мононуклеарные клетки человека, мыши и кролика. В 1977 г. группа исследователей (C.Dinarello и др.) очистили фактор ЕР до состояния гомогенности. Была показана его идентичность с продуктом макрофагов, описанным как эндогенный медиатор лейкоцитов, индуцирующий воспалительные реакции острой фазы (индукцию биосинтеза в. печени фибриногена, гипоферремию, гипоцинкемию). Теперь мы знаем, что этот фактор IL-lp. П.Аурон (P.E.Auron) клонировал IL-lp человека в 1984 г.

В 1976 г. Морган и соавт. (D.A.Morgan и др.) обнаружили, что супернатант со смешанной культуры лейкоцитов оказывает бластогенное действие на лимфоциты. Так был открыт фактор роста Т-клеток — TCGF, который затем получил название интерлейкина-2 (IL-2).

В 1975 г. Е.Карсвелл и соавт. (EA.Carswell и др.) обнаружили в крови мышей, сенсибилизированных BCG (вакцинным штаммом туберкулезной бактерии) и реактивированных введением ЛПС, цитотоксичный белок, который вызывал гибель некоторых опухолевых клеток in vitro и геморрагический некроз некоторых опухолей in vivo у мышей. Фактор назвали "фактором некроза опухолей" (TNF). В 70-е годы XX в. использовали термины "лимфокины" [Dumonde D.C. et al., 1969] и "монокины" применительно к гуморальным факторам в зависимости от того, что было известно о клетках-продуцентах (соответственно лимфоциты или моноциты). В 1974 г. в лаборатории Стенли Кохена (S.Cohen) в супернатанте культивируемых клеток почки зеленой обезьяны, инфицированных вирусом SV40, обнаружили фактор, идентичный лимфоцитарному MIF. С.Кохен понял, что гуморальные факторы, секретируемые из клетки, не являются исключительной особенностью, лимфоцитов и моноцитов, и предложил более универсальный термин "цитокины", который является самым точным по смыслу и на сегодняшний день.

*Интерлейкины.

В 1978 г. на II Международном рабочем совещании, посвященном лимфокинам, был введен термин "интерлейкины". Больше 20 цитокинов получили именно это название с тем или иным номером (IL-1 — 23 ...)• Но в целом номенклатуру цитокинов и до настоящего времени не "привели" к рациональному варианту, она представляет смесь первоназваний по тест-системе, в которой открыли тот или иной цитокин, и "интерлейкинов", но без четких правил отнесения к этой рубрике.

Из вирусологии пришло открытие таких значимых для здоровья и болезней цитокинов как интерфероны. В 1957 г. А.Исаакс и Дж.Линденманн (A.Isaacs, J.Lindenmann) описали факторы в супернатанте вирусинфицированных клеток в культуре in vitro, которые при добавлении в культуру неинфицированных клеток защищали последние от инфицирования вирусами (мешали инфицированию — interfere with, отсюда название "interferons")-

В 1965 г. Д.Плузник и Л.Сакс (D.H.Pluznik, L.Sachs) и в 1966 г. Т.Брэдли и Д.Меткальф (T.R.Bredley, D.Metcalf) описали факторы роста колоний гранулоцитарных и макрофагальных клеток в культурах на полужидком агаре — колониестимулирующие факторы (CSF). Их также до настоящего времени относят к цитокинам, а именно к группе гематопоэтических факторов роста. Отсутствие рациональной классификации цитокинов проявляется в "спутанности" терминологии. Например, гемопоэтический мульти-CSF не имеет в своем названии "CSF". Обнаружившие его авторы обозначили этот фактор роста интерлейкином-3 (IL-3).

*Функции лимфоцитов.

Наконец, мы подошли к истории открытия функций лимфоцитов в организме. Эта история является еще одной иллюстрацией того вселенского закона, "что нет пророка в своем отечестве...".

В 1911—1926 гг. в Рокфеллеровском институте медицинских исследований в США (Rockefeller Institute for Medical Research) работал Джеймс Мерфи (James В.Murphy). Co студенческой скамьи он попал в лабораторию экспериментальной патологии, руководимую Пейтоном Раусом (Peyton Rous, открыл в 1911 г. вирусную этиологию саркомы Рауса; вирусы тогда известны не были, саркому ему удавалось привить здоровым животным от больных посредством фильтрующегося материала), Дж.Мерфи работал энергично и увлеченно, с 1911 по 1926 гг. опубликовал не менее 12 работ, в которых показал, что именно лимфоциты ответственны за устойчивость к заразным болезням (на примере туберкулеза)  и за отторжение трансплантатов.  Статьи Дж.Мерфи публиковали в солидном журнале — Journal of Experimental Medicine. А в 1926 г. он издал монографию, которую назвал "The lymphocyte in resistance to tissue grafting, malignant disease, and tuberculous infection".  И однако иммунологи не заметили его работ! В 1951 г. Арнольд Рич (Arnold Rich) называл лимфоциты мистическими клетками — mysterious lymphocyte. В 1961 г. (!) известный эксперт по клеткам крови Дж.Иоффе (J.M.Yoffee) говорил и писал про лимфоциты, которые наблюдали в гистологических препаратах и мазках крови, что это стволовые кроветворные клетки, из которых развиваются все остальные клетки крови. Дж.Мерфи работал как настоящий ученый, а не просто научный сотрудник. Он не столько воспроизводил, сколько разрабатывал новые методы. Именно он первым начал выращивать опухоли в эмбрионах кур и показал, что в эмбрионах растут даже те опухоли, которые не удается привить взрослым птицам. Эту методику Дж.Мерфи использовал в исследовании роли лимфоцитов в отторжении трансплантатов опухолей. И он первым показал, что именно лимфоциты отторгают трансплантат!  На экспериментальную разработку этой проблемы ученого навело его же наблюдение, что в гистологических препаратах ложе  отмирающих трансплантатов инфильтрировано лимфоцитами. Кроме того, в 1916 г. Дж.Мерфи опубликовал наблюдение, что если эмбриону цыпленка трансплантировать лимфоидную ткань, то на хорионаллантоисной мембране развиваются "оспины" ("pocks"), а у цыпленка спленомегалия, т.е. Дж.Мерфи описал РТПХ — реакцию "трансплантат против хозяина", правда не ввел этот термин. И только через 40 лет М.Симонсен (Morten Simonsen) повторил это открытие на тех же эмбрионах цыплят и ввел термин GVHD (graft-versus-host disease). Р.Е.Бидлинхам и Л.Брент (R.E.Billingham, L.Brent) описали аналогичный феномен в экспериментах на мышах и назвали его рант-болезнью (runt disease, runt — малорослый, поскольку реципиентами лимфоидной ткани в этих исследованиях были новорожденные мышата, которые заметно отставали в росте от своих здоровых собратьев). Дж.Мерфи изучал эффекты лимфопении и лимфоцитоза и при туберкулезной инфекции у мышей. В 1914 г. он открыл, что если у животных индуцировать лимфоцитоз, то возрастает их резистентность к туберкулезной инфекции, если индуцировать лимфопению, то резистентность к инфекции резко падает. Ученый изучал эффекты лимфоцитоза и лимфопении и при трансплантациях. Лимфоцитоз, индуцированный иммунизацией (1915), слабым рентгеновским облучением (1918) или сухим теплом (1919), приводил к возрастанию резистентности к трансплантированным опухолям. Но если у реципиентов вызвать лимфопению, например большими дозами рентгеновского облучения, то аллогенные опухолевые трансплантаты активно растут в таком организме. Еще одно открытие Дж.Мерфи состояло в том, что ксеногенные опухолевые трансплантаты хорошо приживаются в мозге крыс, если не допустить контакта трансплантата с желудочками мозга (ведь это открытие иммунологически привилегированных мест в организме, только Дж.Мерфи не употреблял таких слов!).

Не все открытия Дж.Мерфи, однако, остались столь фантастически незамеченными. Дж.Мерфи еще первым разработал лиофилизацию — метод высушивания из замороженного состояния, при котором отлично сохраняется биологическая активность продукта. Ученый лиофилизировал биоматериал, посредством которого можно было перевить с животного на животное саркому Рауса (впоследствии поняли, что это вирусы саркомы). Чего только с тех пор не лиофилизируют! В наши дни работы Дж.Мерфи вывел "на свет белый" сотрудник Института истории медицины при Медицинской школе Джона Гопкинса (Johns Hopkins School of Medicine) Артур Силверстейн (Arthur M.Silverstein).

Только после работ 60-х годов XX в. Джеймса Гованса (James Gowans, 1924) внимание иммунологов привлекли, наконец, лимфоциты. Дж.Гованс в опытах на крысах показал, что хронический дренаж грудного лимфатического протока, который физически "вынимает" лимфоциты из организма, приводит к утрате способности животных к развитию иммунного ответа. Заодно эти опыты показали, насколько быстро лимфоциты рециркулируют между лимфоидными органами и системным кровотоком.

Развитие и укрепление "лимфоцитологии" в 60-х годах  XX в. Происходили в фундаментальных работах Р.М.Чейза и Н.А.Митчисона (R.M.Chase, N.A.Mitchison), предложивших метод пассивного переноса кроветворных клеток от донора реципиенту; М.Симонсена, Р.Биллинхама, Л.Брента и П.Терасаки (M.Simoonsen, R.E.Billingham, L.Brent, P.I.Terasaki), исследовавших реакцию "трансплантат против хозяина"; П.Джелла и Б.Г.Ваксмана (P.Gell, B.H.Waksman), описавших гистологию очагов воспаления при различных вариантах гиперчувствительности; Дж.Миллера, Б.Ваксмана и Р.А.Гуда (J.F.A.P.Miller, B.H.Waksmun, R.A.Good), открывших иммунологические функции тимуса; Р.А.Гуда (R.A.Good), описавшего участие бурсы Фабрициуса птиц в лимфопоэзе; Дж.Миллера, Г.Митчела и Н.А.Митчисона (J.F.A.P.MiIler, G.F.Mitchell, N.A.Mitchison), показавших, что у Т- и В-лимфоцитов разные функции в иммунном ответе.

5. Основные законы трансплантации.

Экспериментальная иммунология, следовательно, иммунология в целом стала развиваться гораздо динамичней, но главное, количественнее и точнее с широким использованием в работах чистолинейных мышей. Их начали выводить биологи с начала XX в. Нобелевское признание заслужили такие "мышиные генетики", как Бару Бенацерраф (Baruj Benacerraf, 1920) и Георг Снелл (George Snell, 1903—1996). Коллектив, руководимый Г.Снеллом, вывел инбредные и конгенные линии мышей, Г.Снелл открыл факт существования генов главного комплекса гистосовместимости (МНС) и ввел это понятие. Б.Бенацерраф в соавторстве с Г.О. МакДэвиттом (H.О. McDevitt) одними из первых поняли и показали экспериментально существование генетических ограничений силы иммунного ответа, связанных с МНС, и открыли "гены иммунного ответа". Термин "трансплантационный иммунитет" ("transplantation immunity") ввел еще в 1912 г. Георг Шон (Georg Schone) в своей книге "Heteroplastic and Homoplastic transplantation". Обобщив опыт свой и других исследователей в этой области, Г.Шон Сформулировал основные законы трансплантации:

1)           трансплантаты между животными разных видов (гетеропластические или ксеногенные) всегда отторгаются;

2)           трансплантаты между животными внутри одного вида (гомопластические или аллогенные) отторгаются в большинстве случаев;

3)           аутотрансплантаты всегда приживаются;

4)           в случае аллогенных трансплантатов первичный трансплантат живет дольше, чем вторичный от того же донора;

5)           чем больше кровное родство между донором и реципиентом, тем больше вероятность приживления трансплантата;

6)      эти правила равноприменимы как к трансплантатам нормальных тканей, так и опухолевым трансплантатом.

Комплексы генов  гистосовместимости.

В 1916 г. Э.Тиззер (E.E.Tyzzer) в книге "Tumor Immunity" подтвердил и развил рассуждения Г.Шона. Э.Тиззер проанализировал данные, полученные на инбредных мышах, и сделал заключение о генетической природе несовместимости тканей между донором и реципиентом и даже показал, что эта генетика не укладывается в представление об одном менделирующем факторе наследственности (т.е. полигенна — на современном языке). С.С.Little на базе Джексоновской лаборатории инбредных мышей в Bar Harbor выполнил большой объем генетических исследований на моделях трансплантации опухолей. Эти работы подготовили фактическую базу данных, в развитие которой в 30—40-х годах XX в. Георг Снелл изобрел (вывел) линии конгенных мышей (линии, различающиеся теоретически одним геном, точнее, одной локальной областью генома). Конгенные мыши позволили Г.Снеллу идентифицировать главный комплекс генов гистосовместимости (МНС). К этой работе Г.Снелла побудили также ранее выполненные Питером Горером (Peter Gorer) исследования, в которых он показал, что отторжение трансплантата сопровождается продукцией в организме реципиента антител к эритроцитам донора. П.Горер назвал соответствующий антиген эритроцитов антигеном-2. Г.Снелл назвал открытый им комплекс генов гистосовместимости Н2 (histocompatibility, который рядом с антигеном-2).

В 50-х годах XX в. Джо Доссе (Jean Dausset) во Франции обнаружил в сыворотке крови людей, которым переливали донорскую кровь, изоантитела к антигенам мембран белых клеток крови— лейкоцитов. Д.Доссе систематизировал свои данные и ввел понятие системы антигенов лейкоцитов человека — HLA (human leukocyte antigens)- К 1965 г. Д.Доссе с коллегами описали 10 таких антигенов и сумели показать, что HLA человека аналогичны (гомологичны) Н2 мышей.

6. Превратности судьбы иммунологии.

Над трансплантациями работали хирурги, онкологи и генетики. Иммунологи-инфекционисты не интересовались этими работами. Хирурги же и онкологи в первой половине и середине XX в. "отвернулись" от иммунологии, первые в связи с безуспешностью попыток преодоления реакций отторжения трансплантата, вторые из-за того, что убедились в невозможности применения данных, полученных в экспериментах на инбредных мышах, в клинике с пользой для здоровья людей.