Нобелевские премии по физиологии или медицине за 100 лет

Иммунные процессы

ЭМИЛЬ АДОЛЬФ ФОН БЕРИНГ, Германия

(EMIL ADOLF VON BEHRING)

1854–1917

1901

1905

1908

1913

1919

1930

1951

1960

1972

1980

1984

1987

1996

ФОРМУЛИРОВКА НОБЕЛЕВСКОГО КОМИТЕТА: «за работы по серотерапии, и прежде всего за ее использование в борьбе против дифтерии, которыми он открыл новое направление в области медицинских знаний и тем самым дал в руки врача победоносное оружие против болезни и смерти».

СУТЬ ОТКРЫТИЯ: за открытие возможности создания у человека и животных пассивного иммунитета путем введения в их кровь готовых антител, полученных иммунизацией другого организма, и успешное приложение этого метода к лечению дифтерии.

ПРЕДЫСТОРИЯ

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 (Rhazes) (Рази Абу Бакр Мухаммед бен Закария) и «Канон врачебной науки», написанный Авиценной (Ибн-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 (Edward Jenner, 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 бшкн-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.

Большой опыт был накоплен практической медициной в применении предложенных Джозефом Листером (Joseph Lister, 1827–1912) методов асептики и антисептики.

Следующий шаг к пониманию процессов иммунитета был сделан французом Луи Пастером (Louis Pasteur, 1822–1895), 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.

В 1880-е годы Мечников (Нобелевская премия 1908 года) предложил теорию фагоцитоза, позднее названную теорией клеточного иммунитета. В соответствии с этой теорией в основе невосприимчивости лежит поглощение микробов и других инородных частиц подвижными клетками фагоцитами.

В 1890-е годы Эрлих (Нобелевская премия 1908 года) выступил с теорией гуморального иммунитета. Он показал, что в ответ на введение микробов в организме животного и человека образуются защитные вещества, которые он назвал амбоцепторами (теперь они носят название антител).

Первое известное нам описание дифтерии принадлежит Аретею из Каппадокии (ок. II века). Однако научное ее изучение началось только в конце XIX века, когда немец Фридрих Леффлер (Friedrich Loftier, 1852–1915) и француз Эмиль Ру (Emile Roux, 1853–1933) высказали мнение, что не сам микроб-возбудитель, а выделяемый им токсин (яд) поражает организм человека. В 1888 году Ру и его соотечественник Александр Йерсен (Alexandre Yersin, 1863–1943) выделили этот растворимый токсин из надосадочной жидкости культуры дифтерийной палочки. Последовательное введение морским свинкам взвеси ослабленных микробов, вызвало у них за 10–14 дней появление невосприимчивости к последующему введению таких же, но живых, микробов (которые прежде были для этих животных смертельными).

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

В 1890 году Беринг и его ассистент японец Сибасабуро Китасато (Shibasaburo Kitasato, 1856–1931) ослабляли культуру возбудителей дифтерии добавлением к ней небольших количеств трихлорида йода и вводили ее животным. Потом этим же животным вводили чуть более активную культуру и так далее, пока, наконец, не добивались невосприимчивости и к живым микробам.

Беринг сделал вывод о том, что «иммунитет вызывается метаболическими продуктами, выделяемыми дифтерийными бациллами в культуру». На то, что бацилла дифтерии не сама по себе поражает организм, а делает это, выделяя какие-то ядовитые вещества – токсины. указывали и результаты вскрытия трупов умерших от дифтерии. Болезнь поражала не только инфицированные ткани, но и всю сердечно-сосудистую систему.

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.

ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

Уже в рождественскую ночь следующего 1891 года дифтерийный антитоксин был опробован 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.

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 (Bela Schick, 1877–1967) 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-антитоксино-вая смесь была заменена на токсин, обработанный формалином (его назвали анатоксином). Так Беринг создал новую отрасль медицины – серотерапию.

Среди последствий открытия Беринга было и одно отрицательное: его хорошо документированные результаты и строго логичные рассуждения о связи иммунитета с плазмой крови (то есть с кровью, очищенной от клеток) некоторое время препятствовали принятию теории фагоцитоза (клеточного иммунитета) Мечникова (Нобелевская премия 1908 года).

Людям, родившимся в XX веке, трудно осознать, до какой степени каждый из нас обязан развитию учения об инфекционных болезнях и иммунитете. До работ Пастера, Эрлиха, Мечникова и Беринга средняя продолжительность жизни в Европе составляла немногим более 30 лет.

БИОГРАФИЯ

Эмиль Беринг родился 15 марта 1854 году в Гансдорфе (Восточная Пруссия, ныне – Польша) в семье Августа Георга Беринга (August Georg Behring) и Августины Цех (Augustine Zech). Желая стать врачом и не имея денег на обучение в университете, он получил образование в Военно-медицинском училище в Берлине (1874–1878), затем до 1889 года служил в прусской армии. Там он заинтересовался применением дезинфицирующих средств, изучение которых ему удалось продолжить в Боннском фармакологическом институте. В 1888 году Беринг был назначен преподавателем в то же Военно-медицинское училище, которое прежде окончил, и это позволило ему в свободное от службы время работать ассистентом в Институте гигиены у Коха (Нобелевская премия 1905 года). В 1891 году, когда Кох стал директором нового Института инфекционных болезней, Беринг последовал за ним. В это время Беринг опубликовал несколько статей по серотерапии. Успех метода в медицинской практике был столь велик, что Беринг скоро стал знаменитым. В 1894 он принял кафедру гигиены в Галле, а годом позже – такую же кафедру в Марбурге, где положил начало работам по массовому изготовлению антитоксинов, а также средств для лечения туберкулеза скота. Беринг был удостоен дворянского звания, многих наград и премий, в том числе (редчайшее сочетание!) Железного креста и ордена Почетного легиона.

В 1896 году Беринг женился на Эльзе Спинола (Elsie Spinola), у них было шесть сыновей.

Беринг умер в Марбурге 31 марта 1917 года в возрасте 63 лет.

ЛИТЕРАТУРА

Работы лауреата:

Борьба с заразными болезнями. Зараза и обеззараживание. СПб., 1896;

Общая теория инфекционных заболеваний. СПб., 1900;

Uber das Zustandekommen der Diphtherie-Immunitat und der Tetanus-Immunitat bei Thieren // Deutsche medizinische Wochenschrift. 1890. B. 16. S. 113–114 (with S. Kitasato);

Gesammelte Abhandlungen zur atiologishen Therapie von ansteckenden Krankheiten. Leipzig, 1893;

Gesammelte Abhandlungen. Nene Folge. Bonn, 1915.