Иммунология

Иммуноло́гия (от лат. immunitas – освобождение, избавление и ...логия), наука о защитных свойствах организма, его иммунитете. Иммунология исследует: общебиологические основы иммунитета, его происхождение и эволюцию (иммунобиология); анатомию, гистологию и цитологию иммунной системы организма (иммуноморфология); генетическую обусловленность иммунологических процессов (иммуногенетика); молекулярные механизмы иммунитета, а также химические свойства гуморальных факторов иммунитета и закономерности их взаимодействия (иммунохимия); иммунные реакции (аллергические, аутоиммунные), повреждающие различные органы и ткани (аллергология, аутоиммунология); заболевания, сопровождающиеся дефектами иммунной системы (иммунопатология); иммунологическое взаимоотношение опухоли и организма (онкоиммунология). Разработкой иммунологических основ профилактики, диагностики и лечения заболеваний занимается иммунология клиническая. Иммунология располагает набором специфических методов исследования, основанных на регистрации реакции антиген – антитело, происходящей в растворе или на твёрдых поверхностях (иммуноферментный анализ), на клеточной мембране или внутри клетки (проточная цитометрия).

История развития иммунологии

Зарождение иммунологии связано с разработкой методов вакцинации – усиления устойчивости организма к инфекциям путём предварительного введения ослабленного или убитого возбудителя. Первый опыт предупреждения развития оспы у человека с помощью введения в организм инфекционного материала предпринят в Китае (около 3000 лет назад), а 1-я научная публикация о вакцинации против оспы осуществлена Э. Дженнером в 1796 г. Однако годом рождения иммунологии считается 1880 г., когда Л. Пастер опубликовал результаты экспериментов по предотвращению развития холеры у кур с помощью введения ослабленного возбудителя. За этим последовала разработка методов профилактики различных инфекционных заболеваний с помощью вакцин или иммунных сывороток (например, против вируса бешенства). В течение трёх последующих десятилетий преимущественно усилиями учёных Франции, Германии и России сделан ряд важнейших открытий. И. И. Мечников обнаружил защитную роль фагоцитоза и сформулировал клеточную теорию иммунитета (1882). Российский бактериолог В. К. Высокович открыл ретикулоэндотелиальную систему (1886), Н. Ф. Гамалея создал вакцину против холеры человека (1888), А. М. Безредка стал основателем учения о местном иммунитете, предложил метод десенсибилизации к аллергенам (1900-е г.). В 1890 г. Э. фон Беринг и Китадзато Сибасабуро выделили антитоксины столбняка и дифтерии и разработали способ лечения антитоксическими сыворотками. Г. Н. Габричевский исследовал гуморальные механизмы хемотаксиса (1891), первым в России применил противодифтерийную сыворотку (1895). П. Эрлих предложил теорию образования антител (1897) и термин «комплемент» (1895), С. И. Метальников создал органоспецифические цитотоксические сыворотки (1900), К. Ландштейнер открыл группы крови у человека (1900), Ж. Борде совместно с О. Жангу разработали реакцию связывания комплемента (1901), К. фон Пирке предложил аллергическую диагностическую пробу (проба Пирке), ввёл термин «аллергия» (1906).

Иммунология в 20 в.

Иммунология очень быстро нашла широкое общественное признание, о чём свидетельствуют отклики на работы Л. Пастера, быстрое распространение во всех цивилизованных странах станций по профилактике бешенства и других инфекционных заболеваний, создание исследовательских лабораторий, ориентированных на развитие иммунопрофилактики. После 2-й мировой войны благодаря доказательству иммунологической природы отторжения чужеродных тканей интересы исследователей сосредоточились преимущественно на неинфекционных аспектах иммунологии. Были открыты главный комплекс гистосовместимости у мышей (Дж. Д. Снелл, английский иммунолог П. Горер, 1948) и человека (Ж. Доссе, 1958), явление приобретённой иммунологической толерантности (П. Медавар, 1953), разработана клонально-селекционная теория иммунитета (австралийский иммунолог Ф. Бёрнет, 1959). В 1950–1960-е гг. Р. Портер и Дж. Эдельман расшифровали молекулярную структуру иммуноглобулина. В 1974 г. Н. Ерне выдвинул теорию идиотипической сети, в соответствии с которой иммунная система рассматривается как саморегулирующаяся сеть комплементарно взаимодействующих компонентов. В 1970-е гг. Б. Бенасерраф исследовал связь главного комплекса гистосовместимости с иммунным ответом, а П. Дохерти и Р. Цинкернагель установили, что Т-лимфоциты распознают антиген лишь при условии встраивания его фрагмента в молекулы этого комплекса, выяснили природу распознавания. В конце 1970-х гг. С. Тонэгава расшифровал механизм формирования вариабельности антител, обусловленный перетасовкой фрагментов вариабельных генов в процессе дифференцировки В-лимфоцитов; затем было показано, что этот же механизм обеспечивает разнообразие специфичности антигенраспознающих рецепторов Т-лимфоцитов. В 1975 г. С. Мильштейном и Г. Кёлером разработана технология получения гибридо́м; использование их продуктов – моноклональных антител – значительно расширило возможности иммунологического анализа, появились предпосылки для клинического применения антител заданной специфичности. Начиная с 1980-х гг. происходит интенсивное внедрение в иммунологию принципов и методов молекулярной биологии, существенно изменившее методологию этой науки и степень доказательности получаемых результатов. Проблемы профилактической иммунологии в сильно обновлённом виде вновь заняли в ней одно из центральных мест. Объектом иммунопрофилактики кроме инфекционных стали опухолевые, аутоиммунные и аллергические заболевания, а в качестве средств профилактики начали применяться, помимо вакцин, молекулярные конструкции, содержащие гены или кодируемые ими белки (в том числе полученные путём химического синтеза). К важнейшим достижениям фундаментальной иммунологии последних двух десятилетий 20 в. относится формирование новых представлений о взаимодействии врождённого и приобретённого иммунитета, основанных на выяснении природы распознавания в системе врождённого иммунитета, а также понимание функций дендритных клеток, регуляторных Т-лимфоцитов, хемокинов. Фактически заново создано учение об иммунитете слизистых оболочек (мукозальном иммунитете).

Первые специализированные иммунологические лаборатории возникли в конце 19 в. В 20 в. были созданы первое иммунологическое общество (Американская ассоциация иммунологов, 1913), журнал (Journal of Immunology, 1916, Балтимор, США), отделы в научно-исследовательских институтах (отдел иммунологии в Университете Дж. Хопкинса, США, 1919); кафедры иммунологии в университетах появились уже после 2-й мировой войны.

Развитие иммунологии в России в целом повторяло рассмотренные выше тенденции. Первые отечественные иммунологи, как правило, проходили стажировку в Институте Пастера (Париж), где сосредоточилась большая группа русских учёных во главе с И. И. Мечниковым. Иммунопрофилактика в России была налажена практически одновременно с другими европейскими странами. Отставание в развитии иммунологии в России проявилось лишь после революции 1917 г. Только в 1960-е – начале 1980-х гг. были созданы многочисленные иммунологические лаборатории, а затем – специализированные институты иммунологии в Москве (1979) и Новосибирске (1981), открыты кафедры иммунологии в ряде медицинских институтов и университетов, основан 1-й специализированный журнал (Иммунология, 1980, Москва). Важную роль в формировании отечественной иммунологии в 20 в. сыграли Л. А. Тарасевич (установил наличие иммунологической функции кишечника, 1910), Л. А. Зильбер (одним из первых в 1940–1950-е гг. обратился к исследованию иммунологии опухолей), его ученик Г. И. Абелев, в начале 1960-х гг. открывший 1-й антигенный маркер карцином – α-фетопротеин. А. Е. Гурвич (1950-е гг.) впервые предложил иммуносорбенты для выделения чистого антигена. Б. Д. Брондз одним из первых установил антигенную специфичность Т-лимфоцитов. Значительный вклад в анализ межклеточных взаимодействий и клеточных механизмов иммунитета внесли Р. В. Петров и его ученики; в начале 1970-х гг. ими был открыт лимфоцитарный контроль гемопоэза, в том числе ингибиция (подавление) стволовых клеток аллогенными лимфоцитами (как установлено позднее – естественными киллерами). Р. В. Петрову и Р. М. Хаитову принадлежит приоритет в области создания синтетических вакцин с использованием неприродных иммуномодуляторов (1980–1990-е гг.).

Основные проблемы иммунологии

Усилия иммунологов всего мира направлены на выяснение причин возникновения специфичности иммунитета, а также на установление рекомбинации генов, определяющей разнообразие и структуру рецепторов иммуноцитов; на повышение эффективности вакцин против инфекционных заболеваний, а также создание онко- и аллерговакцин на основе использования достижений биотехнологии. К практическим задачам первостепенной важности относятся также иммунопрофилактика ВИЧ-инфекции и разработка иммунотерапии злокачественных опухолей.