1933 г.
Едва только – с возникновением бактериологии – стало возможным научное изучение явлений инфекции и иммунитета, как перед исследователями открылись изумительные факты. Сначала было найдено, что кровь обладает способностью уничтожать бактерий. А затем было обнаружено еще более замечательное свойство животного организма – отвечать на попадание во внутреннюю среду чужеродных элементов появлением специально настроенных против них веществ. Токсины ведут к образованию антитоксинов: ферменты – к антиферментам; различные белки вызывают появление преципитинов; бактерии и иные чуждые организму клетки встречаются в крови с лизинами и агглютининами. Это является основным законом: на парентеральное введение антигенов животное отвечает образованием антител.
Единственное общее всем антителам отличительное свойство – соединяться со своими антигенами. Но при этом антитела обладают чрезвычайной специфичностью. Дифтерийный антитоксин действует только на токсин дифтерии. Антихолерная сыворотка агглютинирует и убивает только холерных вибрионов, отличая их от всех других, хотя бы вполне сходных всеми морфологическими и физиологическим признаками. При помощи преципитации различаются отдельные белки. Действительно антитела сочетаются с антигенами не менее точно, чем ключ входит в замок, для которого он сделан.
Перечисленные факты поставили перед учеными ряд загадок, на решение которых было затрачено много времени и труда.
Некоторые вопросы были быстро разъяснены. Так, было найдено, что доля разрушения чуждых клеток бактерий или эритроцитов необходимо участие двух составных частей сыворотки крови: термолабильного комплемента и теплоустойчивого амбоцептора или иммунного тела.
С большей степенью вероятности было установлено единство всех иммунных тел, или антител. Различия в производимых ими видимых иммунитетных реакциях – бактериолизе, агглютинации, преципитации, фагоцитозе и т. д. – были сведены к неодинаковой внешней обстановке одной и той же реакции: присоединения антитела к антигену.
Значительное затруднение представило объяснение разрушительного действия комплемента. Оно, однако, потеряло теперь свою загадочность после установления участия окисления в литических процессах[9]. Наименее понятными оставались явления специфичности.
Специфичность антител изумительна. Она реагирует даже на индивидуальные отличия отдельных животных, йодированием, нитрированием, азотированием, эстерификацией, ацетилированием, метилированием белков, внесением в них новых групп совершенно изменяются их антигенные свойства, т. е. они ведут к появлению новых антител, только с ними и реагирующих. Структурная и оптическая изомерии отмечаются особыми антителами.
От каких свойств антител может зависеть такая их точная специфичность?
Казалось естественным, на первый взгляд, предположить, что, имитируя все особенности антигенов, антитела должны заключать в себе эти. особенности и, следовательно, должны быть каким-то видоизменением антигенов.
«Специфичность, – говорит Уэльс (Химия иммунитета, русск, перевод, стр. 99, 1929), – есть количественное выражение степени сродства, достигающего при определенной комбинации максимального значения, что и обозначается как специфический антиген и гомологичное антитело».
Такова была первая теория происхождения антител, высказанная впервые Бухнером. Специфические части бактерий, введенные в организм животных, превращаются в нем в обезвреженное и обезвреживающее вещество. Антитоксин есть видоизмененный организмом токсин.
Эта теория натолкнулась, однако, на несовместимые, казалось бы, с нею факты (Основы иммунологии, стр. 51).
1. Антитела вырабатываются животным в количествах, совершенно не соответствующих количеству антигена. Так, Кнорр вычислил, что лошадь реагирует на единицу токсина развитием 100 тыс. единиц антитоксина. При введении в кровь кролику 0,004 мг убитых холерных вибрионов получается – по Пфейфферу – в 60 см3 его сыворотки количество лизинов, способное растворить 120 г вирулентной культуры: соотношение между антигеном и антителом – 1: 30 млн. Можно ли допустить влияние на специфическое средство антител таких ничтожных следов антигена?
2. Второе затруднение для бухнеровской теории представляет продолжительность выработки и содержания антител в организме. После кровопускания, отнимающего антитела у лошади, количество их быстро восстанавливается. Впрыскивание пилокарпина увеличивает иммунный титр сыворотки. Через много лет после иммунизации, когда в сыворотке крови уже не остается антител, они могут снова в ней появиться при различных неспецифических воздействиях.
3. Антитела существуют в крови животных, которым совсем не вводился антиген. Так, у некоторых лошадей имеется дифтерийный антитоксин в сыворотке.
Теория Кухнера тем легче была оставлена и забыта, что на смену ей пришла другая, ставшая на многие годы господствующей. Это – теория боковых цепей, или. рецепторов, созданная Эрлихом.
Она считает продукцию антител функцией клетки и дает объяснение как происхождению антител, так и механизму их действия на антигены.
Что касается последнего, то он предполагался химическим и сравнивался с. реакцией между сильными кислотами и щелочами. Для различных иммунитетных реакций это соединение антитела с антигеном изображалось отдельными остроумными схемами. Я думаю, что именно эти схемы подкупали ученых и отвлекали их внимание от того факта, что эрлиховская теория совсем не объясняет происхождения антител, так как постулирует их предсуществование в виде всевозможных рецепторов клеточек.
Специфичность не создается, а предусмотрена «древней мудростью протоплазмы». Какой бы ни придумать антиген, для него уже имеется специфическое антитело.
Это чисто виталистическая теория господствовала в микробиологии в течение 30 лет. Только последние годы на нее посыпались нападки, и ученые стали постепенно убеждаться в ее несостоятельности. Вместе с тем происходит реабилитация старой бухнеровской теории. Так, например, Мануаринг (Manwaring, I. of immunology, 1930, т. 19, стр. 155) озаглавил свою статью: «Ренессанс доэрлиховской иммунологии».
Замечательно, что к убеждению в неправильности эрлиховской теории Мануаринг пришел на основании практических соображений о почти всеобщем банкротстве терапевтических методов, основанных на этой теории. Так, из нее следует, что специфическое антитело появляется в результате активной иммунизации, если специфическое защитное химическое средство и представляется единственным специфическим приспособлением организма. Необходимо только добыть это антитело в достаточно большом количестве, чтобы иметь ценное терапевтическое: средство.
«Однако, несмотря на миллионы долларов и 20 лет упорного труда, которые были затрачены на изучение и коммерческую эксплуатацию таких антител, терапевтические сыворотки оставались плачевным образом безуспешными, кроме небольшого числа (около 5 %) сравнительно неважных инфекций. Возможно, что в организме имеются иные защитные факторы, не охватываемые эрлиховской теорией рецепторов».
Затем Мануаринг указывает несколько примеров расхождения этой теории с экспериментальными данными. На этих сравнительно мелочных возражениях против уже опровергнутой теории не стоит останавливаться.
По мнению Мануаринга и большинства ученых, необходимо вернуться к бухнеровскому объяснению. Единственной альтернативой для эрлиховской теории предустановленных рецепторов является, по их мнению, допущение, что антитела получаются в результате синтеза с антигеном. Сам Мануаринг развивает энзимную теорию, по которой антигены соединяются с белками крови и подвергаются внеклеточному перевариванию, причем первоначальные продукты распада сохраняют еще специфичность и могут являться специфическими защитными средствами, т. е. антителами.
Рамон также возвращается к бухнеровской теории и считает антитела продуктом синтеза антигенов с белками крови. Он доказывает, что приводившееся в опровержение Бухнера нарастание антител в крови после кровопускания или впрыскивания пилокарпина не происходит на- самом деле, а симулируется поступлением в кровь жидкости из тканевых щелей.
Дин с сотрудниками (Dean, Goldworthy a. Ten Broeck, J. of Immunology, т. 18, стр. 95, 1930) и сам Мануаринг устраняют и главное препятствие для бухнеровской теории, доказывая, что как в пробирке, так и в животном введенные антитела могут умножиться в сотни раз. Так, если лошадиную сыворотку подвергнуть действию лейкоцитарного протеолизина, то в первые 2–4 часа замечается видимое умножение лошадиных протеинов до 400 и 800 %. То же наблюдается при введении этой сыворотки в кровь собаки. Многие авторы получали антитела из антигена in vitro: Остромысленский и Петров (Протоколы Русского общества физической химии, 1915, т. 47, стр. 263), Здравосмыслов и Костромин (Основы иммунологии, 69), Крыжановский (Ztbl. f. Bakteriol, 1929, в. 110, 1), Мец и Цигенбок (Основы, иммунологии, 67, 68), Башкирцев (Manwaring, L. С.)[10].
Мне кажется, что теория Мануаринга не выдерживает критики, так как антитела только соединяются с антигенами, не испытывая никакого протеолиза.
Но и самое основное положение бухнеровской теории, по-моему, неправильно. Присутствие антигена или его производных в антителе не только необязательно для объяснения специфического действия последнего, но по существу неспособно объяснить этого действия. Для того чтобы входить в специфическое соединение с антигеном, антитело не должно ведь иметь тождественного строения, а напротив – противоположное ему.
На основании этих соображений для объяснения происхождения и механизма действия антител мной была предложена гипотеза отпечатков (Учение об инфекции, стр. 75). По этой гипотезе антиген вызывает в коллоидах плазмы крови или клеточек образование слепков или отпечатков, противоположных ему по строению и потому имеющих специфическое сродство с ним.