ИММУНОЛОГИЯ

Иммунология (лат. immunis свободный, избавленный от чего-либо + греч, logos учение) — научная дисциплина медико-биологического профиля, к-рая изучает молекулярные, клеточные и общефизиологические реакции организма на различные антигены и возникающие при этом специфические и неспецифические явления.

Основными понятиями этой науки являются иммунокомпетентные клетки (см.). Кроме того, в сферу изучения Иммунологии входят биологические (генетические) и физиологические факторы организма, которые в значительной мере определяют возникновение, развитие, течение и исход иммунных реакций в норме и патологии. Большое влияние на иммунные реакции оказывают факторы окружающей среды.

Иммунные реакции, сложившиеся в результате длительной эволюции, носят приспособительный характер и направлены на поддержание постоянства внутренней среды организма, нарушаемого поступлением в него чужеродных антигенов. Таковыми являются антигены микробов, а также самые разнообразные вещества животного и растительного происхождения. Иммунные реакции, как правило, способствуют сохранению вида, и потому они целесообразны. Однако в силу тех или других причин они могут быть извращены и направлены не только на чужеродные антигены, что естественно, но и на некоторые собственные нормальные, неизмененные антигены клеток и тканей, в результате чего возникают истинные аутоиммунные болезни (см. Иммунопатология).

Иммунные реакции, так же как и все другие функции организма, в силу их относительного совершенства могут быть причиной и других патологических состояний, напр. повышенной чувствительности к антигенам (см. гемолитическую болезнь новорожденных (см.).

И. охватывает широкий круг явлений; одни из них характеризуют норму реагирования на чужеродные антигены, другие сопровождаются патологическими проявлениями или даже полным извращением иммунных реакций.

Иммунология — самостоятельная научная дисциплина; она отличается от других наук не только содержанием изучаемых ею проблем, но и своими особыми методами исследования. Существенной особенностью иммунологических реакций является их специфичность и высокая чувствительность. Они позволяют, напр., по одной капле крови с абсолютной точностью устанавливать ее видовую принадлежность, определять внутривидовые (изоантигенные) различия, что недоступно методам других наук.

И. вышла из недр науки об инфекциях и в течение длительного времени была неразрывно с ней связана. Она развивалась как часть микробиологии, и иммунол, исследования проводились гл. обр. на кафедрах микробиологии и в ин-тах микробиологического профиля.

Позднее, однако, иммунол, исследования начинают развиваться под влиянием других наук, и И. становится самостоятельной научной дисциплиной, связанной со многими мед. и биол, науками.

Существенную веху в становлении И. составили многолетние наблюдения Э. Дженнера (1798) о возможности предупреждения заболевания натуральной оспой путем прививки людям оспенного материала от больных коров. Однако эти оригинальные наблюдения не создали еще науки об иммунитете. Возникновение И. как науки неразрывно связано с именем Л. Пастера. Своими классическими экспериментальными исследованиями он показал: что ослабленные различными способами возбудители куриной холеры, сибирской язвы и бешенства при введении их в организм вызывают невосприимчивость к последующему введению соответствующих высоковирулентных микробов. Эти открытия Л. Пастера и послужили основанием для возникновения И. как науки.

С разработкой проблем инфекционной И. связано открытие многих факторов принципиального значения и установление закономерностей, которые не потеряли своей ценности и для нашего времени.

Внимание исследователей прежде всего было обращено на изучение причин, обусловливающих иммунитет после перенесения заболевания или после прививок. Создаются гипотезы и теории иммунитета (см.).

И. И. Мечниковым (1883) была создана первая экспериментально обоснованная фагоцитарная теория иммунитета, согласно к-рой фагоциты обеспечивают невосприимчивость организма к микробу, а после перенесения заболевания усиливают свою активность. Эта теория стала общепризнанной и вошла в золотой фонд мировой науки.

Одновременно с клеточной теорией иммунитета начинает разрабатываться гуморальное направление, к-рое главную роль в защите от инфекции отводит жидкостям, сокам организма, содержащим вещества, нейтрализующие микробы и их яды. Бактерицидные свойства сыворотки крови стали известны благодаря работам Й. Фодора (1887) и Дж. Паттолла (1888) и в особенности после исследований Г. Бухнера (1889), открывшего иммунизации (см.). Первое вещество было раньше изучено Г. Бухнером и названо им и Ж. Борде алексином; П. Эрлихом — комплементом, а И. И. Мечниковым — цитазой. Второе вещество, открытое Ж. Борде и необходимое для реакции бактериолиза, также получило различные названия: «сенсибилизирующее вещество» (Ж. Борде), «фиксатор» (И. И. Мечников), «амбоцептор» (П. Эрлих). Понятие «антиген» было введено Дейчем (L. Deutsch, 1899) и с тех пор стало общепринятым.

На протяжении длительного времени велась оживленная научная дискуссия между сторонниками клеточного и гуморального иммунитета. Первое направление возглавлял И. И. Мечников, теорию гуморального иммунитета особенно плодотворно развивал П. Эрлих.

На первых порах казалось, что оба эти направления находятся в резком противоречии друг с другом. Дальнейший ход развития науки, однако, показал, что между клеточными и гуморальными факторами иммунитета существует тесное взаимодействие. Напр., такие гуморальные факторы, как опсонины, агглютинины и другие антитела, способствуют фагоцитозу тем, что, присоединяясь к патогенным бактериям, делают их более доступными для захватывания фагоцитами и переваривания. Фагоциты же участвуют в качестве клеток-помощников в продукции антител. Как клеточная, так и гуморальная теории иммунитета правильно отражали лишь отдельные стороны явлений иммунитета, но не все явления в целом, т. е. были односторонними. Теперь известно, что фагоцитарные реакции — это могучий механизм защиты организма, хотя далеко не всеобъемлющий. Напр., в отношении вирусов значение фагоцитарных реакций невелико. То же самое можно сказать и в отношении защиты от токсинов: гуморальным факторам — антитоксинам принадлежит решающая роль. Однако появление самих антител связано с иммунокомпетентными клетками (см.). В фагоцитах происходит разрушение нейтрализованных антителами токсинов, вирусов и других комплексов. Так тесно переплетаются в единый механизм клеточные и гуморальные факторы защиты организма. Признанием ценности этих двух теорий явилось одновременное присуждение в 1908 т. основоположнику клеточной теории иммунитета И. И. Мечникову и основоположнику гуморальной теории П. Эрлиху Нобелевской премии.

До начала 20 в. работы в области И. были направлены гл. обр. на раскрытие механизмов невосприимчивости (иммунитета). Успехи, достигнутые в разработке проблем инфекционной И., внесли неоценимый вклад в специфическую диагностику (см. Серологические исследования), профилактику и терапию инфекционных болезней и создали необходимый теоретический фундамент для развития общей И. Однако дальнейшие исследования показали, что И. охватывает более широкий круг проблем, далеко выходящий за рамки науки о невосприимчивости к инфекционным болезням.

Огромная заслуга И. И. Мечникова в развитии И. состоит в том, что он придал ей общебиол. направление и показал, что иммунол, закономерности являются закономерностями общебиол. и не ограничиваются инфекционной патологией. Учение о невосприимчивости к инфекционным болезням составляет лишь часть И. и далеко не исчерпывает всего богатого содержания этой науки. Фагоцитарный процесс И. И. Мечников не ограничивал только борьбой с инфекцией, но видел в нем и другие функции, напр, освобождение организма от погибших собственных клеток, участие в процессах питания, атрофии и др. Исследования И. И. Мечникова устанавливали взаимоотношения между И. и биологией, физиологией и патологией. Многими исследователями были получены доказательства, что и гуморальные факторы иммунитета направлены не только на нейтрализацию микробов и продуктов их жизнедеятельности, но и на все другие чужеродные антигенные вещества при парентеральном поступлении их в организм. П. Эрлих (1891) получает антитоксины к ядам растений, Ж. Борде (1898) — агглютинины и лизины к эритроцитам, Ф. Я. Чистович (1899)— преципитины к белкам животного происхождения, И. И. Мечников (1900) — антитела по отношению к лейкоцитам. К. Ландштейнер (1889), И. И. Мечников (1900) и Е. С. Лондон (1901) сообщили о получении антител, парализующих движение сперматозоидов.

То обстоятельство, что введение в организм не только патогенных микробов, но и сравнительно индифферентных для него клеток, напр, эритроцитов, приводит к образованию антител, служило подтверждением взглядов И. И. Мечникова на иммунитет как на общебиол. реакцию, присущую организму, а не как специальную функцию защиты от инфекций.

Для развития неинфекционной И. большое значение имели работы Ж. Борде (1898), П. Эрлиха, Ю. Моргенрота (1899, 1900), Дунгерна (E. Dungern, 1899) и К. Ландштейнера (1899) по получению гетеро- и изоиммунных гемагглютининов и гемолизинов. Эти исследования послужили исходным пунктом для изучения и нормальных (естественных) изогемагглютининов человека. Сопоставляя гемагглютинирующие свойства сывороток, взятых от одних лиц, с агглютинабельными свойствами эритроцитов других, К. Ландштейнер (1900—1901) установил, что кровь людей иммунологически неоднородна и что все люди на основании антигенно-серол. признаков их крови могут быть разделены на три группы. Эти исследования и положили начало нового раздела И.— науки о группах крови (см. Группы крови). Основным содержанием этой науки является изучение изоантигенов, изоантител и тех явлений, какие могут возникать в организме в результате их взаимодействия, напр, при переливании крови, в процессе беременности и т. д. Накопленные в этой области знания нашли широкое применение в медицине, биологии, антропологии.

Групповая антигенная дифференцировка организма человека, как было установлено И. Л. Кричевским с сотрудниками (1927), не ограничивается только форменными элементами крови, а распространяется также и на все остальные клетки тканей и органов. Поэтому при подборе органов, напр, почки, для пересадки, учитывают прежде всего совместимость донора и реципиента по группам крови системы AB0, а затем идет подбор по трансплантационным антигенам системы HLA.

Новый и важнейший раздел И. аллергология (см.) начинает формироваться почти одновременно с изо-иммунологией — наукой о группах крови. Изучая реакцию организма на повторное введение антигена, Ш. Рише и Портье (P. Portier) в 1902 г. описали феномен анафилаксии, а К. Пирке (1906) наблюдал аналогичный феномен, названный им аллергией, и в клинике инфекционных болезней. Повышенная чувствительность, сопровождающаяся патол. явлениями на повторное поступление в организм антигена (аллергена), образование в организме нового класса иммуноглобулинов — IgE, а также IgG и особенности взаимодействия обоих классов глобулинов с клетками отличают феномены аллергии от явлений иммунитета.

Антитела к аллергену неспецифически фиксируются Fc-фрагментами их молекул на поверхности базофилов, тучных и других клеток. В последующей фазе имеет место специфическое взаимодействие антигенных детерминант аллергена с активными центрами антител, фиксированных клетками, что и ведет к освобождению клетками кининов и других биологически активных веществ и развитию аллергической реакции. В основе аллергии лежат те же молекулярные, клеточные и общефизиол. реакции, какие осуществляют специфическую и неспецифическую защиту организма от проникающих в него извне чужеродных антигенов инфекционной и неинфекционной природы. Аллергия, как и иммунитет, определяется взаимодействием аллергена (антигена) с клеточными и гуморальными факторами организма. Общность факторов и механизмов, участвующих как в аллергии, так и в иммунитете, свидетельствует о единой иммунобиол. природе этих явлений.

Применение методов генетического анализа в иммунол, исследованиях оказалось весьма плодотворным и привело к формированию нового раздела И.— Иммунология эмбриогенеза). Иммуногенетика, изучающая природу и свойства антигенов и антител, генетическую регуляцию их биосинтеза, а также генетически обусловленные реакции организма на различные антигены в норме и патологии, стала неотъемлемой частью И. Генетика внесла свой неоценимый вклад в И. Однако и генетика получила возможность включить в сферу своих исследований специфические, стабильные и сравнительно легко доступные для объективного анализа маркеры, какими являются, напр., групповые антигены.

Большое развитие получила клиническая иммунология, к-рая охватывает весьма широкий круг проблем. Помимо аллергии, сюда относят аутоиммунные болезни, такие как приобретенная гемолитическая анемия, пароксизмальная холодовая Гемоглобинурия, болезнь Хасимото и др. Болезни крови, связанные с иммунол, механизмами, выделяют в особый раздел И. — Иммуноморфология), а также гемолитическую желтуху новорожденных.

Успешно развивается новый раздел И.— иммунология злокачественных опухолей (см. Иммунитет противоопухолевый). В клетках и тканях опухолей вирусного происхождения, в опухолях, вызванных канцерогенами, и так наз. спонтанных опухолях обнаружены специфические для этих опухолей антигены. Используются иммунохим. методы для диагностики первичного рака печени, тератомы яичников и яичка путем выявления в крови больных эмбрионального альфа-фетопротеина, а также путем определения канцероэмбрионального антигена в сыворотке крови больных раком желудка и кишечника. Изучаются клеточные и гуморальные факторы и механизмы противоопухолевого иммунитета; изыскиваются иммунол, методы профилактики и терапии злокачественных новообразований. Иммунол, методы широко используют и для решения проблемы этиологии рака человека.

Важным разделом теоретической и клин. И. является изучение трансплантационного иммунитета и иммунологической толерантности (см. Толерантность иммунологическая), т. е. двух возможных реакций организма на один и тот же антиген. Обоснованная теоретически [Ф. Бернет и Феннер (F. Fenner), 1949], а затем и экспериментально [Биллингхем, Брент (R. Billingham, L. Brent) и П. Медавар; 1953, М. Гашек, 1953], проблема иммунол, толерантности оказала огромное влияние на развитие общей и клин. И. Возможность контроля за иммунной реакцией реципиента на трансплантат, использование наиболее эффективных способов, предотвращающих его отторжение,— практические результаты этих исследований. Первостепенное значение в этом отношении имеет подбор совместимых пар доноров и реципиентов по системе антигенов HLA и AB0.

Клин. И. изучает также различные формы как врожденной, так и приобретенной иммунологической недостаточности (см.) и ведет изыскание путей компенсации этих дефектов.

Большим вкладом в развитие теоретической И. явилась радиационная иммунология, позволившая выяснить участие и взаимодействие различных иммунокомпетентных клеток и систем организма в формировании специфического иммунитета (см. Иммунология радиационная).

Все описанные выше разделы и направления И., несмотря на кажущиеся их особенности и отличия, имеют общую основу — они неразрывно связаны с понятием антигенов, иммунокомпетентных клеток и антител.

Важнейшим разделом Иммунологии является иммунохимия (см.), изучающая хим. структуры антигенов и антител, молекулярные механизмы реакции между ними, действие антигенов и антител на биол, активность клеток и тканей. Основанная на классических исследованиях П. Эрлиха, иммунохимия благодаря трудам К. Ландштейнера, Маррака (J. М arrack), Моргана (W. Morgan), Кабата (Е. Rabat), Р. Портера и др. представила важные сведения о химии природных и синтетических антигенов, структуре их детерминант, иммуноглобулиновой природе антител, деталях их строения и взаимодействия с антигенами.

Изучение молекулярных основ иммуногенеза, структуры рецепторов иммунокомпетентных клеток, физ.-хим. механизмов их взаимодействия, процессов биосинтеза иммуноглобулинов и их структуры ввело И. в русло молекулярной биологии.

Получила развитие высказанная впервые И. И. Мечниковым идея о первостепенном значении клеток в формировании иммунитета. Изучены морфология и функции клетки и органов в процессе иммунного ответа, локализация антигенов в тканях, происхождение и развитие клеток, продуцирующих антитела, роль тимуса и других лимфоидных органов в иммуногенезе. Представлены доказательства в пользу того, что иммунный ответ зависит от взаимодействия клеток Т, В и макрофагов. Показано, что вырабатываемый Т-лимфоцитами белок иммуноглобулиновой природы является медиатором взаимодействия этих клеток с макрофагами и В-лимфоцитами. Продуцируемый Т-клетками иммуноглобулин в зависимости от различных условий может или стимулировать B-клетки для образования антител, или, наоборот, блокировать их образование и вызывать состояние иммунол, толерантности. Предполагают, что в тимусе продуцируются три типа Т-клеток: помощники, киллеры, обладающие цитотоксическими свойствами, и супрессоры, индуцирующие развитие толерантности (см. Иммунокомпетентные клетки).

Показана связь между генами иммунореактивности, специфичности распознавания антигенов, а также интенсивностью иммунного ответа.

Начиная с 50-х гг. 20 в. стали разрабатываться клеточные селективные теории образования антител [Ерне (N. J erne), 1955; Ф. Вернет, 1959, и др.]. Накапливается все больше фактов, свидетельствующих о влиянии и общефизиол. механизмов на иммунный процесс. Установлено (П. Ф. Здродовский, 1963), что в иммунных реакциях организма принимают участие два антагонистически действующих гормона: кортизол (гидрокортизон) и соматотропный гормон. К ускорению процессов обмена и усилению иммунных реакций приводит и лихорадка, способствуя разрушению чужеродных веществ и освобождению от них организма. Это свидетельствует о том, что специфические и неспецифические молекулярные, клеточные и общефизиол. факторы и механизмы иммунитета функционируют как единый процесс, протекающий на различных уровнях организации.

Установленные И. факты и разработанные методы нашли широкое применение в медицине. Трудно найти мед. дисциплину, где бы иммунол, методы благодаря их высокой специфичности и чувствительности не применялись: в них заинтересованы хирурги и терапевты, акушеры-гинекологи и гематологи, инфекционисты и эпидемиологи и другие специалисты.

Велико значение И. для биологии, генетики и эмбриологии. Групповые антигены крови являются идеальными генетическими маркерами, используемыми генетикой человека, антропологией и судебной медициной. Биохимики успешно используют иммунол, методы для изучения синтеза, сборки и секреции много-цепочечных белков и т. д.

В развитие как инфекционной, так и неинфекционной И. значительный вклад внесли отечественные ученые И. И . Мечников, Н. Ф. Гамалея, Ф. Я. Чистович, Г. Н. Габричевский, Л. А. Тарасевич, И. Г. Савченко, В.А. Барыкин, С.В. Коршун, И. Л. Кричевский, Л. А. Зильбер, П. Ф. Здродовский и др.

Научные исследования в области И. ведутся во многих лабораториях и отделах ин-тов АМН СССР и различных ин-тов М3 СССР. При Всесоюзном об-ве микробиологов и эпидемиологов создана секция общей и прикладной И. На всесоюзных съездах микробиологов и эпидемиологов функционирует секция И. Во многих странах мира организованы национальные об-ва иммунологов. В 1969 г. было создано Международное объединение иммунол, об-в. Каждые три года созываются международные конгрессы иммунологов: первый конгресс состоялся в 1971 г. в США, второй в 1974 г. в Великобритании, третий в Австралии в 1977 г. Созываются региональные конгрессы иммунологов, международные симпозиумы.

Преподавание И. в мед. ин-тах и техникумах ведется гл. обр. в пределах программ по микробиологии.

Вопросы Иммунологии широко освещаются в периодической литературе по медицине, биологии, биохимии, а также в специальных журналах по иммунологии и аллергии.

Библиография: Адо А. Д. Общая аллергология, М., 1970, библиогр.; Александер Дж. У. и Гуд Р. А. Иммунология для хирургов, пер. с англ., М., 1974; Бернет Ф. М. Клеточная иммунология, пер. с англ., М., 1971, библиогр.; Бойд У. Основы иммунологии, пер. с англ., М., 1969; Здродовский П.Ф. Проблемы инфекции, иммунитета и аллергии, М., 1969, библиогр.; Зильбер Л. А. Основы иммунологии, М., 1958; Зотиков Е. А. Изосерология гомотрансплантации, М., 1969, библиогр.; Косяков П. Н. Изоантигены и изоантитела человека в норме и патологии, М., 197 4; Петров Р. В. Иммунология и иммуногенетика, М., 1976; Туманов А. К. и Томилин В. В. Наследственный полиморфизм изоантигенов и ферментов крови в норме и патологии человека, М., 1969, библиогр.; Эфроимсон В. П. Иммуногенетика, М., 1971; Comparative immunology, ed. by J. J. Marchalonis, Oxford, 1976, bibliogr.; Fudenberg H. H. a. o. Basic and clinical immunology, Los Altos, 1977.

Периодические издания — Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, М., с 1936; Журнал гигиены, эпидемиологии, микробиологии (ЧССР), Прага, с 1957; Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии, М., с 1935 (1924— 1929 — Журнал микробиологии, патологии и инфекционных болезней, 1930— 1934 — Журнал микробиологии и иммунологии); Медицинский реферативный журнал, Разд. XXI — Медицинская генетика, Общая и прикладная иммунология, Трансплантация органов и тканей, М., с 1956; Acta Microbioiogica, Yirologica et Immunologica, Sophia, с 1975; Annales d’lmmunologie, P., с 1973 (1887—1973 — Annales de l’lnstitut Pasteur); Cellular Immunology, N. Y.—L., с 1970; Clinical and Experimental Immunology, Oxford, с 1966; European Journal of Immunology, N. Y., с 1970; Immunochemistry, N. Y., с 1964; Immunology, Oxford, с 1958; International Archives of Allergy and Applied Immunology, Basel, с 1950; Journal of Immunology, Baltimore, с 1916.

П. H. Косяков.