58277 (672481), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Беринг указывал, что когда исследуешь трупы животных, умерших от дифтерии, находишь большое количество транссудата (то есть жидкости, выпота) в плевральной полости. Этот транссудат не содержит дифтерийных бацилл, но ядовит для морских свинок. Те немногие морские свинки, которые выжили после введения им 10-15 мл транссудата, переносили без вреда инъекции возбудителя, которые убивали здоровых животных за 3-4 дня.
Беринг занялся получением более концентрированных растворов дифтерийного токсина, совершенствовал методику выращивания культуры микробов и с помощью фильтрации получал все более сильнодействующие препараты: уже 1 мл жидкости хватало для того, чтобы вызвать у морских свинок заболевание, симптомы которого не исчезали и за 3-4 недели. Предварительно иммунизированные животные без видимого вреда переносили введение даже 3-5 мл жидкости.
Вначале Беринг сравнивал полученный им иммунитет с «привыканием», подобным тому, которое происходит у алкоголиков, морфинистов и людей, получающих препараты мышьяка. Однако такому объяснению противоречил факт видовой невосприимчивости мышей и крыс к возбудителю дифтерии. (Объяснить этот феномен удалось только в XX веке.) Пока же Беринг был поражен тем, что мыши без видимых последствий переносят дозы токсина, смертельные для более крупных морских свинок.
Беринг высказал идею, что в плазме крови крыс должно содержаться вещество, обезвреживающее токсин. Предполагалось, что такого вещества (антитоксина) нет в крови животных, чувствительных к дифтерии. Чтобы проверить это, Беринг ввел токсин крысам и через 3 ч их кровь инъецировал в брюшную полость морских свинок. Симптомов отравления не было. Беринг изменил схему опыта; теперь токсин вводился животным, чувствительным к дифтерии, и через 3 ч их кровь - морским свинкам. Наступало отравление, хотя несмертельное.
Уже в рождественскую ночь следующего 1891 года дифтерийный анатоксин был апробирован на человеке. Его применение позволило снизить смертность от дифтерии в среднем с 35 до 5 %, а при поражениях гортани — с 95 до 15 %. Спасение жизней тысяч детей принесло Берингу быструю славу. В том же 1890 году с помощью схожей методики была создана сыворотка против столбнячного токсина, и во время Первой мировой войны она стала спасением для многих раненых [1].
В 1893 году в США на основе работ Беринга были созданы методы диагностики для определения периода необходимой изоляции больных дифтерией. В 1913 году американский педиатр Бела Шик описал внутрикожное введение токсина - тест на индивидуальную невосприимчивость человека к дифтерии (реакция Шика). Тогда же Беринг предложил введение смеси токсина и антитоксина для выработки у детей активного иммунитета, и это оказалось наиболее действенным средством защиты (пассивный иммунитет, возникающий после введения одного только антитоксина, недолговечен). В 1924 году токсин-антитоксиновая смесь была заменена на токсин, обработанный формалином (его назвали анатоксином). Так Беринг создал новую отрасль медицины - серотерапию.
Глава 2. 1905 Роберт Кох (1843-1910)
Формулировка нобелевского комитета: «за его исследования и открытия в области туберкулеза».
В 1882 году Роберт Кох сообщил Берлинскому обществу врачей, что он открыл возбудитель туберкулеза, который он называл бациллой, его современники - палочкой Коха.
Перепробовав множество методик, Кох выбрал для выявления микобактерий в тканях окрашивание их метиленовым синим при температуре +40°С. После нескольких дополнительных манипуляций клетки микроорганизма приобретали коричневую окраску, а микобактерии - «прекрасно голубую». Более того, все исследованные Кохом возбудители других инфекционных заболеваний, кроме возбудителя проказы, тоже окрашивались в коричневый цвет. Кох показал наличие микобактерий в легких больного туберкулезом, в кишке, костях, почках, лимфатических узлах и коже.
Кох исследовал не только ткани больных туберкулезом людей, но и животных, спонтанно заразившихся и искусственно зараженных, и во всех случаях он обнаружил одного и того же возбудителя - микобактерию туберкулеза. Кох поставил перед собой задачу: выделить микобактерии из тканей, размножить их в культуре и, введя здоровому животному, вызвать у него типичную картину, туберкулеза. Кох разработал плотную питательную среду для культивирования микобактерии. Ее получали из сыворотки или цельной крови животных, подвергнутой термической обработке (+58°С в течение 1 ч на протяжении шести последовательных дней, затем +65°С в течение нескольких часов). Частицу пораженной туберкулезом ткани с помощью прокаленной на огне платиновой петли переносили на поверхность среды и помещали чашку со средой в термостат для выращивания при температуре 37-38°С. В результате из отдельных возбудителей возникали колонии, содержавшие только микобактерии туберкулеза (чистая культура). Частицы выращенной культуры вводили животным подкожно, внутривенно, внутрибрюшинно или в переднюю камеру глаза и в каждом случае получали типичную картину туберкулеза.
Доклад, сделанный Кохом на Берлинском физиологическом обществе 24 марта 1882 года, занимает лишь две печатных страницы и все же содержит доказательства открытия микобактерии туберкулеза и описание ее главных характеристик. В нем изложена методика окрашивания микобактерии в тканях и ее постоянное присутствие в туберкулезном процессе, упомянута методика создания чистых культур и дана информация о типичных и положительных результатах прививания микобактерии животным. Было также подчеркнуто, что возбудитель может передаваться с мокротой больного.
В 1890 году Кох объявил о выделении вещества, с помощью которого можно было контролировать рост микобактерии туберкулеза in vitro (в пробирке) и in vivo (в организме больного) [1]. Это был туберкулин - глицериновый экстракт чистой культуры микобактерии туберкулеза. Для лечения туберкулеза он оказался непригоден, зато был ценен, как диагностическое средство: его внутрикожное введение вызывало иммунную реакцию: в месте введения проявлялась воспалительная реакция, по величине которой можно было судить о наличии или отсутствии микобактерии в организме. Это позволило выявлять скрытые формы туберкулеза.
Кроме достижений в понимании природы туберкулеза, Кох еще и определил стратегию дальнейших исследований: бороться с заразными болезнями можно, только определив специфического возбудителя каждой из них.
Эрлих (Нобелевская премия 1908 года) и Ф. Циль усовершенствовали методики окраски тканей, что позволило ускорить диагностику туберкулеза. Прежние понятия «верхушечная пневмония» и «верхушечный катар» исчезли из медицинской литературы. Появилась возможность пробовать предлагаемые против туберкулеза лекарства сначала in vitro и только после этого in vivo. Работы Коха по туберкулину послужили отправной точкой для создания Берингом (Нобелевская премия 1901 года) антидифтерийной сыворотки.
Кох основал лабораторную бактериологию, создав методы выращивания чистых культур. Он сформулировал действующие до сих пор критерии для определения связи между конкретным микроорганизмом и инфекционной болезнью (постулаты Коха).
Глава 3. 1908 Илья Ильич Мечников (1845-1916) и Пауль Эрлих (1854-1915)
Формулировка нобелевского комитета: «в знак признания работ по иммунитету» И.И. Мечников.
В начале 1880-х годов Мечников в Мессине, Италия, отправив семью смотреть цирковое представление, спокойно рассматривал под микроскопом прозрачную личинку морской звезды. Он увидел, как подвижные клетки окружают инородную частицу, попавшую в тело личинки. Явление поглощения наблюдали и до Мечникова, но было принято считать, что это - просто подготовка к транспорту частиц кровью. Неожиданно у Мечникова возникло предположение: а что если это - механизм не транспорта, а защиты? Мечников тотчас же ввел в тело личинки кусочки шипов мандаринового дерева, которое он приготовил вместо новогодней елки для своих детей. Подвижные клетки вновь окружили чужеродные тела и поглотили их.
Если подвижные клетки личинки, думал он, защищают организм, они должны поглощать и бактерии. И это предположение подтвердилось. Мечников прежде не раз наблюдал, как белые клетки крови - лейкоциты, так же собираются вокруг проникшей в организм инородной частицы, формируя очаг воспаления. Кроме того, после многих лет работы в области сравнительной эмбриологии он знал, что эти подвижные клетки в теле личинки и лейкоциты человека происходят из одного зародышевого листка - мезодермы. Получалось, что у всех организмов обладающих кровью или ее предшественником - гемолимфой, есть единый механизм зашиты - поглощение инородных частиц клетками крови. Так был открыт фундаментальный механизм, с помощью которого организм защищает себя от проникновения в него чужеродных веществ и микробов. По предложению профессора Клауса из Вены, которому Мечников рассказал о своем открытии, клетки-защитники были названы фагоцитами (от греч. phagein - пожирать и kytos - клетка), а само явление - фагоцитозом. Механизм фагоцитоза был подтвержден в организме человека и высших животных. Лейкоциты человека окружают проникшие в организм микробы и, подобно амебам, образуют выпячивания, охватывают со всех сторон инородную частицу и переваривают ее.
Пауль Эрлих
Начав с работы с дифтерийным токсином в Институте инфекционных болезней. Эрлих создал теорию гуморального иммунитета (по его терминологии - теорию боковых цепей). Согласно ей, микробы или токсины содержат в себе структурные единицы - антигены, которые вызывают в организме образование аптител - особых белков класса глобулинов. Антитела обладают стереоспецифичностью, то есть конформацией, позволяющей им связывать только те антигены, в ответ на проникновение которых они возникли. Так Эрлих подчинил взаимодействие аптиген-антитело законам стереохимии. Вначале антитела существуют в виде особых химических групп (боковых цепей) на поверхности клеток (фиксированные рецепторы), затем часть их отделяется от поверхности клетки и начинает циркулировать с кровью (свободно перерешающиеся рецепторы). Встречаясь с микробами или токсинами, антитела связываются с ними, обездвиживают их и предупреждают их действие на организм. Эрлих показал, что отравляющее действие токсина и его способность связываться с антитоксином - это разные функции и на них можно воздействовать раздельно. Повысить концентрацию антител можно было повторными введениями антигена - так Эрлих решил беспокоившую Беринга проблему получения высокоэффективных сывороток. Эрлих ввел различие между пассивным иммунитетом (введение готовых антител) и активным иммунитетом (введение антигенов для стимуляции собственного антителообразования). Исследуя растительный яд рицин, Эрлих показал, что антитела появляются не сразу после введения в кровь антигена. Он первым изучал передачу части иммунных свойств от матери к плоду через плаценту и к младенцу - с молоком.
Открытие Мечникова далеко не сразу получило признание ученого сообщества. Его поддерживали главным образом его же ученики и мало кто из посторонних. Намного большей популярностью пользовалась теория иммунитета, предложенная Эрлихом. Между Мечниковым и Эрлихом возникла долгая и упорная дискуссия в печати об «истинной теории иммунитета». Наиболее сильный удар по позициям Мечникова нанесла весть об открытии Берингом и Китасато в: 1890 году гуморальной (то есть обусловленной антителами) природы иммунитета к дифтерии. Борде (Нобелевская премия 1919 года), ученик Мечникова, невольно повредил учителю, описав лизис (разрушение и растворение) бактерий и эритроцитов антителами и неким термолабильным (нестойким к высоким температурам) фактором, содержащимся в крови. Эрлих и Моргенрот продолжили изучение этого фактора и назвали его комплементом (лат. complementum - дополнение, добавление). Фагоцитоз Мечникова здесь вроде бы был непричем. Казалось, идея «гуморализма» окончательно победила.
Мечников ответил простым опытом: возбудители сибирской язвы, помещенные в маленький бумажный мешочек, свободно пропускавший растворимые антитела и не пропускавший клетки-фагоциты, сохраняли свою вирулентность (способность вызывать заражение). Мечников изложил свои взгляды в вышедшей в 1901 году книге «Иммунитет к инфекционным болезням», но скептиков и она не убедила.
Долгая полемика между Мечниковым и Эрлихом не принесла победы ни одному из них. В начале XX века Альмрот Эдвард Райт (1861-1947) и С. Р. Дуглас в бактериологическом отделении лондонской больницы Св. Марии отрыли существование антител, облегчающих фагоцитоз, которым Райт - большой ценитель классической словесности - дал название опсонинов (греч. opsoniazo - снабжать пищей).
Накал страстей и интерес широкой публики к спору были так велики, что Бернард Шоу посвятил этой теме пьесу «Врач на распутье», где герои рассуждают о фагоцитах и опсонинах. Открытие Райта и Дугласа позволило, наконец, свести взгляды обеих школ в единую теорию иммунитета. Фагоцитоз получил название клеточного, а антителообразование - гуморального иммунитета. Мечников и Эрлих разделили в 1908 году Нобелевскую премию [2].
Признание научным сообществом теории фагоцитоза опосредованно привлекло внимание к той области науки, из которой эта теория вышла, - к эволюционной эмбриологии, одним из создателей которой по праву является Илья Ильич Мечников.
Глава 4. 1913 Шарль Робер Рише (1850-1935)
Формулировка нобелевского комитета:
«…за открытие того, что повторное введение в организм животного и человека чужеродных белков и некоторых других веществ приводит к повышению чувствительности к ним, и что при повторном контакте с тем же веществом может возникнуть анафилактический шок – тяжелая реакция всего организма, часто ведущая к смерти. Таким образом, было показано, что защитные иммунные механизмы могут вызывать болезнь».
Рише скромно утверждал, что его открытие было результатом не глубокого осмысления, но «простого наблюдения, почти случайного». «У меня нет другой заслуги, кроме той, что я не отказался увидеть факты, которые сами предстали передо мною совершенно очевидным образом, - говорил он в своей Нобелевской лекции. - В экваториальных морях можно встретить кишечнополостных животных, называемых Physalia, известных также как «португальский кораблик». Эти животные в принципе состоят из мешка, наполненного воздухом, что позволяет им плавать подобно кожаному меху. С этим мешком соединена полость, украшенная очень длинными филаментами, в воде висящими вниз. Эти филаменты, иногда в 2-3 м длиной, вооружены маленькими выростами, которые прилипают, как присоски, к встречаемым ими предметам. А во внутренней части этих бесчисленных присосок есть маленькое острое жало, которое вонзается в прикоснувшееся к ним чужеродное тело так, что контакт с филаментами физалии равноценен множественным инъекциям яда.»
Далее Рише рассказывал, как он, путешествуя по Средиземному морю на яхте Альбера, князя Монако, получил от него и двоих общих друзей Жоржа Ришара и Поля Портье совет: изучить яд физалии. Этот яд хорошо растворялся в глицерине и введение такого раствора вызывало симптомы отравления ядом физалии. Вернувшись в Париж, и не имея возможности работать с физалиями, Рише переключился на исследование актиний (Actiniae), которых было в избытке, так как они обитают в водах европейских побережий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
