58277 (Нобелевские лауреаты в иммунологии)

Министерство здравоохранения и социального развития РФ

Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П.Павлова

кафедра философии и политологии

заведующий кафедрой профессор И.Б. Гардинар

РЕФЕРАТ

«Вклад нобелевских лауреатов в развитие иммунологии»

Аспирант: Мазинг А.В.

Специальность: Аллергология и иммунология (14.00.36)

Научный руководитель: д.м.н., проф. Тотолян А.А.

Санкт-Петербург

Оглавление

Введение

Глава 1. 1901 Эмиль Адольф Фон Беринг (1854-1917) 9

Глава 2. 1905 Роберт Кох (1843-1910)

Глава 3. 1908 Илья Ильич Мечников (1845-1916) и Пауль Эрлих (1854-1915)

Глава 4. 1913 Шарль Робер Рише (1850-1935)

Глава 5. 1919 Жюль Борде (1870-1961)

Глава 6. 1930 Карл Ландштейнер (1868-1943)

Глава 7. 1951 Макс Тэйлер (1899-1972)

Глава 8. 1957 Даниель Бове (1907)

Глава 9. 1960 Френк Макфалейн Бернет (1899-1985) и Питер Брайн Медавар (1915-1987)

Глава 10. 1972 Родни Р. Портер (1917-1985) и Джеральд М.Эдельман (1929)

Глава 11. 1977 Розалин Ялоу (1921)

Глава 12. 1980 Бару Бенацерраф (1920), Жан Доссе (1916) и Джорд Д. Снелл (1903)

Глава 13. 1984 Нильс К. Ерне (1911-1994), Георг Й. Келлер (1946-1995) и Сезар Мильштейн (1927-2002)

Глава 14. 1987 Сусуму Тонегава (1939)

Глава 15. 1996 Питер К. Догерти (1940) и Рольф М. Цинкернагель (1944)

Глава 16. 1997 Стенли Б. Прузинер (1942)

Заключение

Список литературы

Введение

О том, что человек не болеет некоторыми болезнями дважды, было известно с древних времен. Так, Фукидид, описывая чуму в Афинах, отметил, что те немногие, кто выжил, могли ухаживать за больными без риска повторного заражения. О том же сообщали сочинения арабского врача X века Разеса и «Канон врачебной науки», написанный Авиценной (Иби-Сина Абу Али 980-1037) в XI веке. В Средние века любой обладатель оспин без страха встречал очередную эпидемию этой смертельно опасной болезни, а все остальные заболевали почти поголовно («Любовь и оспа минуют лишь немногих»- поговорка тех лет). Механизмы такой индивидуальной невосприимчивости не были известны даже в общих чертах. Само слово иммунитет (лат. immunitas) употреблялось только в его юридическом значении «свобода от податей или судебной ответственности».

В 1798 году английский врач Эдуард Дженнер (1749-1823) прославился тем, что, заражая людей возбудителем легко переносимой коровьей оспы, избавлял их от риска заболеть смертельно опасной натуральной, то есть «человеческой», оспой. Таким образом, Дженнер первым (1798) показал возможность того, что позднее было названо созданием активного иммунитета. Сейчас мы знаем, что микроб, вводимый в организм человека, активирует его иммунную систему, и та вырабатывает защитные белки - антитела, связывающие микроорганизмы и способствующие их уничтожению. Разумеется, свое открытие Дженнер сделал на основании одной только наблюдательности: каких-либо данных или хотя бы догадок не только о механизмах иммунитета, но и о микроорганизмах как возбудителях заразных заболеваний тогда не существовало. Просто доярки часто болели коровьей оспой и практически никогда натуральной. Удача Дженнера состояла в том, что он нашел один из нечасто встречающихся случаев перекрестного иммунитета, когда одно заболевание вызывает невосприимчивость к другому. Именно поэтому открытие Дженнера не могло быть использовано для предупреждения многих других заразных болезней. Таким образом, Дженнер первым показал возможность того, что позднее было названо созданием активного иммунитета.

Следующий шаг к пониманию процессов иммунитета был сделан французом Луи Пастером, показавшим в 1880-е годы, что именно микроорганизмы являются причиной инфекционных заболеваний. Работая с возбудителем куриной холеры, он доказал принципиальную возможность создания активного искусственного иммунитета к возбудителям различных инфекционных заболеваний. Пастер заражал кур ослабленными микробами или микробами, взятыми из старых культур. Эти ослабленные патогенные микробы вызывали несмертельное заболевание, которое заканчивалось приобретением устойчивости к повторному заражению. Вскоре этот метод был применен для создания иммунитета и у человека. Правда, для объяснения феномена приобретенной невосприимчивости Пастер предложил наивную на сегодняшний взгляд теорию истощения: микроб, размножаясь в организме, полностью уничтожает запасы какого-либо вещества и в результате - погибает. Вскоре Теобальд Смит показал, что в качестве вакцины можно использовать убитые микроорганизмы.

Мечников и Эрлих разделили Нобелевскую премию 1908 года за открытие двух главных механизмов иммунитета: клеточного (фагоцитоз) и гуморального (антителообразование).

Благодаря работам Луи Пастера распространилось представление о микробах как возбудителях инфекционных болезней. Пастер создал первые методы экспериментального исследования иммунитета.

Мечников (Нобелевская премия 1908 года) предложил клеточную теорию иммунитета, основанную на представлении о фагоцитозе - способности некоторых белых клеток крови поглощать и переваривать бактерии и другие и чужеродные тела, проникшие в организм.

Фон Беринг (Нобелевская премия 1901 года) в 1890 году показал, что на введение некоторых токсинов (ядов) бактериального происхождения организм отвечает выработкой антитоксинов — специальных белковых молекул, способных связывать токсины. Эрлих (Нобелевская премия 1908 года) положил представление о защитных молекулах в основу своей гуморальной теории иммунитета. Сами защитные молекулы Эрлих называл амбоцепторами. Борде (Нобелевская премия 1919 года) именовал их сенситизаторами, но в конце концов утвердилось название «антитело». Было показано, что гуморальный иммунитет специфичен, то есть антитела, выработанные против возбудителя одной болезни, не защищают от возникновения другой.

В первоначальном виде гуморальная теория иммунитета, как ее сформулировал Эрлих, предполагала существование изначально заложенного в клетках механизма, готового синтезировать антитела к любому антигену, как только он проникнет в организм (селекционная интерпретация). В 1930 годы Ландштейнер (Нобелевская премия 1930 года) установил, что антитела могут образовываться и в ответ на введение искусственных антигенов, не существующих в природе. Это факт нанес сильный удар по теории селекционной интерпретации, и большинство исследователей, в том числе Полинг (Нобелевская премия по химии 1954 года), стали исповедовать инструктивную интерпретацию, согласно которой механизм ответа изначально не заложен, но формируется после попадания антигена в организм.

Борде (Нобелевская премия 1919 года) первым показал, что переливание животному крови животного другого биологического вида приводит к гемагглютинации - склеиванию эритроцитов, и объяснил это работой антител. В 1901-1902 годах году Ладштейнер (Нобелевская премия 1930 года) и его сотрудники предложили относить кровь каждого человека к одной из четырех групп: А, В, АВ или 0. Эта классификация основана на том, что на поверхности эритроцитов большинства людей содержатся антигены (участки белковых молекул, способные активировать чужую иммунную систему) А и/или В, а в плазме крови изначально присутствуют готовые антитела к таким антигенам. Если перелить человеку кровь иной группы, чем его собственная, возможна встреча антител с соответствующими им антигенами и как результат - гемагглютинация, закупорка капилляров и нарушение кровотока, иногда смертельное.

Туберкулез (лат. tuberculum - бугорок) был известен человечеству очень давно. Однако различные его формы считались отдельными заболеваниями. Наиболее известны были чахотка - туберкулез легких и обыкновенная волчанка (lupus vulgaris) - туберкулез кожи, особенно - кожи лица. Если поражались одновременно кожа и шейные лимфатические узлы, болезнь называли - золотухой. Чахотку считали следствием плохого питания, возникновение волчанки объясняли недостатком пребывания на солнце (и то и другое отчасти соответствует истине). Состоятельным чахоточным больным рекомендовали жить на горных швейцарских курортах с их свежим воздухом и жирным молоком альпийских коров. Тем, кто не мог себе этого позволить, советовали чаще дышать «густым воздухом хлева». Лечение золотухи было более экзотичным: в Средние века люди верили, что в роду французских королей передается по наследству мистический дар лечить эту болезнь возложением рук на голову страждущего.

Понадобилась проницательность французского врача Р. Лаэннека, изобретателя стетоскопа, чтобы увидеть в столь различных поражениях проявления единой болезни - туберкулеза. Мысль о том, что туберкулез является инфекционным заболеванием, высказывал еще итальянский врач и анатом Д.Б. Морганьи.

Фридрих Леффлер (1852-1915) и Эмиль Ру (1853-1933) предположили, что не сам микроб-возбудитель, а выделяемый им токсин (яд) поражает организм человека. В 1888 году Ру и Александр Йереен (1863-1943) выделили этот растворимый токсин из надосадочной жидкости культуры дифтерийной палочки, Беринг (Нобелевская премия 1901 года) и Сибасабуро Китасато (1852-1931) продвинулись дальше, показав в 1890 году, что введение этого токсина вызывает в организме образование антитоксина (противоядия). Они также показали, что если эти антитоксины выделить из крови и ввести заболевшему человеку, то можно спасти его от смерти. Механизм возникновения невосприимчивости известен не был.

В 1880 году Рише присутствовал на эксперименте Пастера и видел, как тот вводил цыплятам ослабленные микробы холеры. В связи с этим Рише заинтересовала идея о том, что инфекционные заболевания могут быть связаны с выработкой токсина. В 1881 году Рише предположил, что французских овец, подверженных сибирской язве, можно предохранять от этой болезни путем переливания им крови алжирских овец, устойчивых к сибирской язве. Эту идею Рише проверил в 1888 году - изучая кровь зараженных животных.

В 1894 году немецкий бактериолог Рихард Пфейффер и русский микробиолог Василий Исаевич Исаев (1854-1911) вводили холерные вибрионы животным, обладающим иммунитетом к холере, и обнаружили гибель бактерий. Явление получило название бактериолиз. Бактериолиз также происходил, если интактным (не обладающим иммунитетом к холере) животным вводили взвесь холерного вибриона вместе с сывороткой иммунных животных. Повторить пот эффект in vitro не удавалось. Мечников считал, что причину бактериолиза следует искать в деятельности фагоцитов (клеток-«пожирателей» микробов).

Первые, не очень надежные, сообщения о черной рвоте болезни, напоминавшей желтую лихорадку, относятся к XV веку. Первая документально зарегистрированная ее эпидемия имела место в 1648 году в Мексике, куда, как полагают, ее завезли из Западной Африки работорговцы.

В ХVII-Х1Х столетиях эта болезнь особенно свирепствовала в Карибском бассейне, откуда периодически распространялась по морским путям Атлантики и, в конечном счете, захватила большие территории в континентальной Южной Америке и в Африке. История желтой лихорадки изобилует драматическими событиями.

Природа желтой лихорадки и способ ее передачи долгое время оставались не известными. Однако в 1881 году гаванский врач Карлос Хуан Финлей-и-Баррес отметил изобилие москитов в местах распространения болезни и даже послал в Испанскую королевскую академию трактат, в котором утверждал, что болезнь передается комарами. Несмотря на то, что это сообщение в 1884 году появилось на страницах "Scientific American", оно не привлекло к себе должного внимания.

Когда в 1898 году вспыхнула Испано-американская война, желтая лихорадка соде значительные трудности для армии США на Кубе. Из-за этого американские власти в 1900 году назначили Комиссию по изучению желтой лихорадки во главе с военным врачом Уолтером Ридом. В состав комиссии входили бактериолог Джеймс Кэррол и энтомолог Джесси У. Лейзер.

Комиссия обнаружила, что желтая лихорадка передается от человека к человеку через укусы комаров Aedes aegypti которые обитают вблизи человеческого жилья и размножаются в стоячей воде. Стало возможным бороться с лихорадкой, истребляя комаров и изолируя заболевших в местностях, где комаров не было. Аналогичные меры были предприняты на Юге США, в Мексике, зоне Панамского канала, Бразилии и других местах.

Комиссия Рида впервые показала, что причиной заболевания человека желтой лихорадкой может быть вирус. Там, где имеется достаточно большое количество людей, не обладающих иммунитетом к этой болезни и обитают комары Aedes aegypti, один-единственный инфицированный человек может стать причиной эпидемии.

Казалось, что комиссия Рида полностью решила проблему желтой лихорадки, но уже в1911 году группа южноамериканских врачей доказала, что заразиться этой болезнью можно не только возле человеческого жилья, но также и в девственных джунглях. Возникла догадка, что эта форма болезни, которая получила известность как лихорадка джунглей, существует среди диких обезьян и может быть передана от них человеку. Поскольку обезьяны и комары Aedes aegypti часто обитают на вершинах деревьев, их нельзя истребить, поэтому в джунглях желтая лихорадка до сих пор остается постоянной угрозой. Однако прошло много времени прежде, чем это удалось доказать, и шесть врачей-исследователей из экспедиции Фонда Рокфеллера заплатили за это своими жизнями.

К середине 1940-х годов было уже известно, что хромосомы состоят из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и белков. Освальд Теодор Эйвери и другие в 1944 году покачали, что наследственные признаки бактерий могут быть переданы от одной клетки к другой путем переноса ДНК. В 1952 году Хергаи (Нобелевская премия 1969 года) и Марта Чейс доказали, что генетическим материалом бактериофага является ДНК.

Основываясь на существовавших данных Э. Чаргаффа о соотошении различных азотистых оснований в молекуле ДНК и на результатах ее рентгеноструктурного анализа, выполненного Р. Франклин и Уилкинсом (Нобелевская премия 1962 года), Уотсон и Крик (Нобелевская премия 1962 года) в 1953 году открыли структуру молекулы ДНК и создали ее трехмерную модель - знаменитую двойную спираль. Очоа и Корнберг (Нобелевская премия 1959 года) синтезировали ДНК in vitro.

Количество вариантов антител, которые способен выработать человеческий организм, оценивалось числом не менее 10 млн. Согласно правилу Бидла-Тейтема (Нобелевская премия 1058 года) «один ген-один белок) для кодирования структуры 10 млн. молекул требуется 10 млн. генов. Это многократно превышает возможности ДНК. (По современной оценке, у человека примерно 30 тыс. генов.)

Структура антител оставалась неизвестной пока Тиселиус (Нобелевская премия по химии за 1948 год) и Э. А. Кэбет не показали, что антитела являются γ-глобулинами с огромной молекулярной массой, что и затрудняет их изучение. Чтобы облегчить задачу исследователей, требовалось найти способ расщепления больших молекул на точно определенные фрагменты, с которыми было бы легче работать.