Открытие антител и начало пассивной иммунизации
Открытие антител и начало пассивной иммунизации. Антитела имеют решающее значение для формирования иммунитета против инфекционных заболеваний и применяются для профилактики и лечения бактериальных и вирусных инфекций более века. Они содержатся в иммунных сыворотках.
Э. А. фон Беринг был удостоен первой Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1901 г. за открытие сывороточной терапии дифтерии. Он и Китадзато Сибасабуро показали, что сыворотка от кроликов, иммунизированных столбнячным токсином, может предотвращать столбняк у кроликов. То же скоро подтвердилось и в отношении дифтерийного токсина (Winau. 2002). Эти открытия привели к появлению термина «антитоксин». И, вероятно, также к использованию П. Эрлихом термина antikörper в статье 1891 г., переведённого с немецкого как «антитело» (Lindenmann. 1984). Работа Эрлиха, показавшая, что увеличение доз бактериальных токсинов может обеспечить иммунитет против смертельных доз токсина, была значимой в изучении сывороточной терапии. Его работа также породила концепции активной и пассивной иммунизации. Он был награждён Нобелевской премией в 1908 г. за труды в области гуморального иммунитета.
Иммунизация лошадей для выработки бактериальных антитоксинов способствовала открытию адъювантов. Заметив, что титры сыворотки были выше у животных с инфекцией в месте инъекции токсина, французский учёный Г. Рамон провёл первоначальные исследования адъювантов, полученных из бактериальных клеточных стенок (Ramon. 1925).
За исследованиями иммунных сывороток животных для лечения заболеваний в конце 1800-х гг. последовала эра сывороточной терапии как вирусных, так и бактериальных заболеваний. Во время пандемии гриппа 1918 г. сыворотка от выздоровевших пациентов использовалась для успешного лечения тяжелобольных пациентов (Meta-analysis ... 2006). Сывороточную терапию стали применять при многих других инфекциях, помимо гриппа, в течение 1-й половины 20 в., при этом клиническая польза была продемонстрирована при других вирусных заболеваниях, таких как корь (Janeway. 1945) и полиомиелит (Evaluation of Red Cross ...1953), а также при инвазивных бактериальных инфекциях, включая пневмококк, гемофильную палочку гриппа В и менингококк (Hemophilus influenzae ...1946; Casadevall. 1994). Эти клинические программы, в свою очередь, способствовали распространению в медицинской среде базовых знаний об антителах, которые, как тогда было известно, обладали специфической антитоксиновой активностью и были связаны с преципитинами и агглютининами, но химические процессы, лежащие в основе действия антител, всё ещё не были объяснены. Этот вопрос был рассмотрен в работе М. Хайдельбергера и О. Эйвери в 1920-х гг., когда обычной практикой было лечение пневмококковой пневмонии типоспецифической антисывороткой, полученной от лошадей. Используя специфическую антисыворотку в качестве реагента, учёные показали, что антигенной мишенью является углевод, который содержит капсулу пневмококка (Heidelberger. 1923). Это открытие было неожиданным само по себе, потому что предполагалось, что все «антигены» были белками. Используя относительно очищенную фракцию сыворотки, содержащую антитела, и новые знания о том, что пневмококковый антиген представляет собой углевод, они смогли доказать, что антитела представляют собой белок (Heidelberger. 1924). Хайдельбергер продолжил поиск способов количественной оценки реакций преципитина и агглютинина, которая легла в основу современных серологических анализов (Heidelberger. 1929).
С открытием антибиотиков в 1940-х гг. интерес к лечению бактериальных инфекций с помощью сывороточной терапии ослаб. Тем не менее область оставалась значимой для исследования инфекций, которые не лечились антибиотиками, и значительно развилась благодаря открытию доктором Э. Коном антител, очищенных посредством фракционирования плазмы этанолом (Kendrick. 1964). С использованием этого процесса было разработано много эффективных продуктов с поликлональными антителами, которые были направлены либо на профилактику вирусных инфекций, либо на лечение заболеваний, связанных с бактериальным токсином. Эти препараты включали: иммуноглобулин против дифтерии, иммуноглобулин против столбняка, иммуноглобулин сыворотки иммунитета, иммуноглобулин против бешенства, иммуноглобулин против гепатита В, иммуноглобулин против ветряной оспы, ЦМВ-глобулин и иммуноглобулин против ботулизма.
Знаковой стала публикация С. Мильштейна и Г. Ф. Кёлера (награждены за неё Нобелевской премией в 1984 г.), в которой был описан метод получения мышиных моноклональных антител путём иммортализации В-клеток в виде гибридо́м (Kohler. 1975). После этой работы появилось множество подходов к получению человеческих моноклональных антител (EB virus-induced B lymphocyte ...1977; Antigen-specific human ...1994; Rapid cloning ... 2008; Neutralizing antibodies ... 2008), но в 2003 г. была представлена трансформирующая технология, в которой гены иммуноглобулинов с тяжёлой и лёгкой цепями (Ig) были амплифицированы из отдельных В-клеток человека и клонированы в экспрессирующие векторы (Predominant autoantibody ... 2003). Этот способ, наряду с инновациями в сортировке клеток и клонировании, стал новым словом в медицине и позволил в больши́х масштабах обнаружить новые человеческие моноклональные антитела.
За последние 30 лет было лицензировано 30 терапевтических моноклональных антител, которые оказывают значительное влияние на рак, язвенный колит, болезнь Крона, ревматоидный артрит, рассеянный склероз, псориаз, системную волчанку, аллергию, а также на несколько орфанных заболеваний. Актуальные проблемы моноклонального развития связаны с вирусными заболеваниями без доступных вакцин (например, ВИЧ, Эбола, SARS, MERS), вирусными заболеваниями с ограниченными эффективными противовирусными препаратами (например, грипп, бешенство) и заболеваниями, вызываемыми бактериальными токсинами (например, сибирская язва, колит C. Difficile).