Иммунология как определенное направление исследований возникла из практической необходимости борьбы с инфекционными заболеваниями. Как отдельное научное направление иммунология сформировалась лишь во второй половине ХХ века. Гораздо более продолжительна истории иммунологии как прикладного раздела инфекционной патологии и микробиологии. Многовековые наблюдения за заразными болезнями заложили фундамент современной иммунологии: несмотря на широкое распространение чумы (V век до н.э.), никто не заболевал дважды, по крайней мере смертельно и для захоранения трупов использовали переболевших.

Имеются свидетельства тому, что первые прививки оспы проводили в Китае за тысячу лет до Рождества Христова. Инокуляция содержимого оспенных пустул здоровым людям с целью их защиты от острой формы заболевания распространилась затем в Индию, Малую Азию, Европу, на Кавказ.

На смену инокуляции пришел метод вакцинации (от лат. «vacca» - корова), разработанный в конце XVIII в. английским врачом Э. Дженнером . Он обратил внимание на тот факт, что молочницы, ухаживавшие за больными животными, иногда заболевали в крайне слабой форме оспой коров, но при этом никогда не болели натуральной оспой. Подобное наблюдение давало в руки исследователя реальную возможность борьбы с болезнью людей. В 1796 г., через 30 лет после начала своих изысканий Э. Дженнер решился опробовать метод вакцинации коровьей оспой. Эксперимент прошел успешно и с тех пор способ вакцинации по Э. Дженнеру нашел широкое применение во всем мире.

Зарождение инфекционной иммунологии связывают с именем выдающегося французского ученого Луи Пастера . Первый шаг к целенаправленному поиску вакцинных препаратов, создающих устойчивый иммунитет к инфекции, был сделан после наблюдения Пастера над патогенностью возбудителя куриной холеры. Из этого наблюдения Пастер сделал вывод: состарившаяся культура, потеряв свою патогенность, остается способной к созданию устойчивости к инфекции. Это определило на многие десятилетия принцип создания вакцинного материала - тем или иным способом (для каждого возбудителя своим) добиваться снижения вирулентности патогена при сохранении его иммуногенных свойств.
Хотя Пастер разработал принципы вакцинации и успешно применял их на практике, он не знал о факторах, включенных в процесс защиты от инфекции. Первыми, кто пролил свет на один из механизмов невосприимчивости к инфекции, были Эмиль фон Беринг и Китазато . Они продемонстрировали, что сыворотка от мышей, предварительно иммунизированных столбнячным токсином, введенная интактным животным, защищает последних от смертельной дозы токсина. Образовавшийся в результате иммунизации сывороточный фактор - антитоксин - представлял собой первое обнаруженное специфическое антитело. Работы этих ученых положили начало изучению механизмов гуморального иммунитета.
У истоков познания вопросов клеточного иммунитета стоял русский биолог-эволюционист Илья Ильич Мечников . В 1883 году он сделал первое сообщение по фагоцитарной теории иммунитета на съезде врачей и естествоиспытателей в Одессе. У человека есть амебоидные подвижные клетки - макрофаги, нейтрофилы. «Едят» они пищу особого рода - патогенных микробов, функция этих клеток - борьба с микробной агрессией.
Параллельно с Мечниковым разрабатывал свою теорию иммунной защиты от инфекции немецкий фармаколог Пауль Эрлих . Он знал о том факте, что в сыворотке крови животных, зараженных бактериями, появляются белковые вещества, способные убивать патогенные микроорганизмы. Эти вещества впоследствии были названы им «антителами». Самое характерное свойство антител - это их ярко выраженная специфичность. Образовавшись как защитное средство против одного микроорганизма, они нейтрализуют и разрушают только его, оставаясь безразличными к другим.
Две теории - фагоцитарная (клеточная) и гуморальная - в период своего возникновения стояли на антагонистических позициях. Школы Мечникова и Эрлиха боролись за научную истину, не подозревая, что каждый удар и каждое его парирование сближало противников. В 1908 г. обоим ученым одновременно была присуждена Нобелевская премия.
К концу 40-х - началу 50-х годов ХХ столетия завершается первый период развития иммунологии. Был создан целый арсенал вакцин против самого широкого набора инфекционных заболеваний. Эпидемии чумы, холеры, оспы перестали уничтожать сотни тысяч людей. Отдельные, спорадические вспышки этих заболеваний встречаются до сих пор, но это лишь очень локальные, не имеющие эпидемиологического, а тем более пандемического значения случаи.

Рис. 1. Ученые-иммунологи: Э. Дженнер, Л. Пастер, И.И. Мечников, П.Эрлих.

Новый этап развития иммунологии связан в первую очередь с именем выдающегося австралийского ученого М.Ф. Бернета . Именно он в значительной степени определил лицо современной иммунологии. Рассматривая иммунитет как реакцию, направленную на дифференциацию всего «своего» от всего «чужого», он поднял вопрос о значении иммунных механизмов в поддержании генетической целостности организма в период индивидуального (онтогенетического) развития. Именно Бернет обратил внимание на лимфоцит как основной участник специфического иммунного реагирования, дав ему название «иммуноцит». Именно Бернет предсказал, а англичанин Питер Медавар и чех Милан Гашек экспериментально подтвердили состояние, противоположное иммунной реактивности - толерантности. Именно Бернет указал на особую роль тимуса в формировании иммунного ответа. И, наконец, Бернет остался в истории иммунологии как создатель клонально-селекционной теории иммунитета. Формула такой теории проста: один клон лимфоцитов способен реагировать только на одну конкретную, антигенную, специфическую детерминанту.
Особого внимания заслуживают взгляды Бернета на иммунитет как на такую реакцию организма, которая отличает все «свое» от всего «чужого». После доказательства Медаваром иммунологической природы отторжения чужеродного трансплантата, после накопления фактов по иммунологии злокачественных новообразований стало очевидным, что иммунная реакция развивается не только на микробные антигены, но и тогда, когда имеются любые, пусть незначительные антигенные различия между организмом и тем биологическим материалом (трансплантатом, злокачественной опухолью), с которым он встречается.

Сегодня мы знаем если не все, то многое из механизмов иммунного реагирования. Нам известны генетические основы удивительно широкого разнообразия антител и антигенраспознающих рецепторов. Мы знаем, какие типы клеток ответственны за клеточные и гуморальные формы иммунного реагирования; в значительной степени понятны механизмы повышенной реактивности и толерантности; многое известно о процессах распознавания антигена; выявлены молекулярные участники межклеточных отношений (цитокины); в эволюционной иммунологии сформирована концепция роли специфического иммунитета в прогрессивной эволюции животных. Иммунология как самостоятельный раздел науки встала в один ряд с истинно биологическими дисциплинами: молекулярной биологией, генетикой, цитологией, физиологией, эволюционным учением.

У истоков иммунологии стоял английский врач Дженнер , который разработал метод вакцинации против оспы. Однако его исследования носили частный характер и касались только одного заболевания.

Развитие научной иммунологии связывают с именем Луи Пастера , который сделал первый шаг к целенаправленному поиску вакцинных препаратов, создающих устойчивый иммунитет к инфекциям: получил и применил на практике вакцины против холеры, сибирской язвы, бешенства, полученные из микробов с ослабленной вирулентностью (аттенуированные).

Основоположником учения о клеточном иммунитете является И.И.Мечников , создавший фагоцитарную теорию (1901-1908).

Беринг и Эрлих - заложили основу гуморального иммунитета.

Эмиль фон Беринг – 1 лауреат Нобелевской премии по медицине (1901 г.), награжден за открытие антитоксических антител и разработку противостолбнячной и противодифтерийной сывороток.

Эрлих – основатель теории боковых цепей (ат в виде рецепторов находятся на поверхности клеток, аг специфически отбирает соответствующие антительные рецепторы, обеспечивает их выход в циркуляцию и компенсаторную гиперпродукцию антител (рецепторов).

Учение об антигенах – К. Ландштейнер, Ж. Борде, доказавшие, что аг могут быть не только микробы и вирусы, но любые клетки животного. К. Ландштейнер открытие групп крови. (1930 г.).

Ч. Рише – открытие анафилаксии и аллергии (1913).

Бернет и Медовар (1960 г.) - учение об иммунологической толерантности, показали, что в основе отторжения генетически чужеродных тканей и инфекционного иммунитета лежат одни и те же механизмы. М. Бернет создатель клонально-селекционной теории иммунитета – один клон лимфоцитов способен реагировать только на одну специфическую антигенную детерминанту. И кроме того, Бернет является автором одного из важнейших положений иммунологии – концепции об иммунологическом надзоре за постоянством внутренней среды организма.

В 60-е годы бурно начинает развиваться учение о Т- и В системах иммунитета (Клэман, Дэвис, Ройт ).

Была предложена теория 3-х - клеточной кооперации иммуноцитов в иммунном ответе (Петров, Ройт и др.). Главными участниками предложенной схемы стали Т и В-лимфоциты и макрофаги.

· расшифровка структуры Ig - (Портер, Эйдельман )

· открытие структур, кодируемых ГКГ – (Бенацераф, Снелл )

· генный контроль иммунного ответа, разнообразия антител и значение некоторых генов в предрасположенности к заболеваниям

· получение моноклональных антител и обоснование сетевой регуляции иммуногенеза (Келер, Милштейн, Ерне )

В настоящее время отмечается интенсивное развитие клинической иммунологии и широкое внедрение в практическую медицину достижений теоретической иммунологии (расшифровка патогенеза многих заболеваний; создание новых классификаций; классификация болезней иммунной системы; разработка методов иммунодиагностики (ИФА, РИА, цепная полимеразная реакция и др.), иммунотерапии).

Основные этапы становления и развития иммунологии:

1796 – 1900 гг. – инфекционная иммунология

1900 – 1950 гг. - нормальная иммунология

1950 г. и по настоящее время – современный этап

Открытие возбудителей болезней сопровождалось изучением их биологических свойств, разработкой номенклатуры и их классификации. Данный этап в развитии микробиологии можно назвать физиологическим. В этот период были изучены процессы и характеристики обмена веществ у бактерий: дыхание, потребность в органических и минеральных веществах, ферментативная активность, размножение и рост, культивирование на искусственных питательных средах и т.д.

Огромное значение для развития микробиологии в этот период имели открытия гениального французского ученого Луи Пастера (1822--1895). Он не только обосновал этиологическую роль микробов в возникновении болезней, но и открыл ферментативную природу брожения -- анаэробиоз (т.е. дыхание в отсутствие кислорода), опроверг положение о самозарождении бактерий, обосновал процессы дезинфекции и стерилизации, а также открыл и обосновал на примере бешенства и других инфекций принципы вакцинации, т.е. предохранительных прививок против микробов.

Иммунологический период

микробиология вирусология иммунологический медицина

С Л.Пастера начинается четвертый, иммунологический период в развитии микробиологии. Ученый в блестящих экспериментах на животных, использовав в качестве модели холеру кур, сибирскую язву и бешенство, разработал принципы создания специфической невосприимчивости к микробам путем вакцинации ослабленными, а также убитыми микробами. Он разработал способ аттенуации, т.е. ослабление (снижение) вирулентности микробов путем многократных пассажей через организм животных, а также путем выращивания их на искусственных питательных средах в неблагоприятных условиях. Введение животным штаммов с пониженной вирулентностью обеспечивало впоследствии защиту от заболеваний, вызываемых вирулентными микробами. Эффективность вакцинации аттенуированными штаммами микробов была блестяще подтверждена Л.Пастером при спасении людей, зараженных вирусом бешенства.

До Л.Пастера была известна возможность предохранительных прививок против натуральной оспы людей путем нанесения на кожу содержимого пустул (оспин), взятых от коров, больных коровьей оспой. Это впервые более 200 лет назад осуществил английский врач Э.Дженнер (1749--1823). Человечество с благодарностью отмечает это событие. Так, 1996 г., когда исполнилось 200 лет со дня оспопрививания, во всем мире был объявлен годом Дженнера. Однако вакцинации против оспы человека материалом, содержащим возбудителя оспы коров, носили чисто эмпирический характер и не привели к разработке общих научных принципов вакцинопрофилактики. Это было сделано Л.Пастером, который с большим уважением относился к Э.Дженнеру и в его честь предложил называть препараты, использующиеся для прививок, вакцинами (от фр. vaca -- корова).

Л.Пастер разработал не только принцип вакцинации, но и способ приготовления вакцин, который не потерял своей актуальности и в наши дни. Следовательно, Л.Пастер является основоположником не только микробиологии и иммунологии, но и иммунобио- технологии.?

Развитие иммунологии в конце XIX--начале XX вв. связано с именами двух выдающихся ученых -- русского зоолога И.И.Мечникова (1845--1916) и немецкого химика П.Эрлиха (1854--1915). Оба этих ученых, а также Пастер являются основоположниками иммунологии. И.И.Мечников, окончивший Харьковский университет и ставший профессором в 26 лет, более 28 лет работал рядом с Л.Пастером, являясь заместителем по науке Парижского пастеровского института, возглавляемого самим Л.Пастером. Этот институт был создан в 1888 г. на пожертвования как простых людей, так и правительств различных стран. Самое шедрое пожертвование сделал российский император Александр III. Пастеровский институт и в наши дни является одним из ведущих институтов мира. Не случайно именно в этом институте в 1983 г. Л.Монтанье открыл вирус иммунодефицита человека.

И.И.Мечников разработал фагоцитарную теорию иммунитета, т.е. заложил основы клеточной иммунологии, за что ему была присуждена Нобелевская премия. Одновременно эта же премия была присуждена и П.Эрлиху за разработку гуморальной теории иммунитета, объяснявшей механизмы защиты с помощью антител. Подтверждением гуморальной теории П.Эрлиха послужили работы Э.Беринга и С.Китазато, впервые приготовивших антитоксические дифтерийные сыворотки путем иммунизации лошадей дифтерийным токсином.

Наряду с разработкой вакцин и сывороток развивалось направление поиска химических противобактериальных препаратов, оказывающих бактериостатическое и бактерицидное действие. Основоположником этого направления был П.Эрлих, искавший "волшебную пулю" против микробов. Им впервые был создан препарат "Сальварсан" (препарат 606), губительно действующий на спирохеты -- возбудителя сифилиса. Это направление химиотерапии и химиопрофилактики интенсивно развивается и в настоящее время, имеет множество достижений, венцом которых является создание антибиотиков, открытых английским врачом А.Флемингом.

Иммунологический период развития микробиологии заложил прочную основу для выделения в качестве самостоятельной дисциплины иммунологии, а также обогатил микробиологию новыми иммунологическими методами исследования, что позволило поднять микробиологию на более высокий научный и практический уровень. Этому способствовали также успехи в области биохимии, молекулярной биологии, генетики, а впоследствии генной инженерии и биотехнологии. Начиная с 40--50-х годов XX в. микробиология и иммунология вступили в 5. молекулярно- генетический этап развития. Этот этап характеризуется расцветом молекулярной биологии, открывшей универсальность генетического кода человека, животных, растений и бактерий; молекулярные механизмы биологических процессов. Были расшифрованы химические структуры жизненно важных биологически активных веществ, таких как гормоны, ферменты и др.; осуществлён химический синтез биологически активных веществ. Расшифрованы, клонированы и синтезированы отдельные гены, созданы рекомбинантные ДНК; в практику внедряются генно- инженерные способы получения сложных биологически активных веществ и т.д.

Иммунология представляет собой науку о специфических реакциях организма на внедрение чужеродных организму веществ и структур. Первоначально иммунологию рассматривали как науку о невосприимчивости организма к бактериальным инфекциям и с момента возникновения иммунология развивалась как прикладная область других наук (физиология человека и животных, медицина, микробиология, онкология, цитология).

За последние 40 лет иммунология стала самостоятельной фундаментальной биологической наукой.

История развития .

Первый этап развития : первые сведения в 5в до н. э. В древности человечество было беззащитно перед инфекционными болезнями (чума, оспа). Эпидемии уносили множество жизней. Первые иммунологические наблюдения относятся к древней Греции. Греки заметили, что люди, переболевшие оспой не восприимчивы к повторному заражению. В древнем Китае брали оспенные струпья, перетирали и давали нюхать. Этот метод использовался персами и турками и назывался метод вариоляции . Он получил распространение и в Европе.

В 18 веке в Англии замечено, что доярки обслуживающие болеющих коров редко заболевают натуральной оспой. На этом основании Джеер в 1796 г. разработал безопасный способ профилактики оспы путем прививки человеку коровьей оспы. Дальше этот способ был усовершенствован: к вирусу коровьей оспы был добавлен вирус натуральной оспы. Благодаря полной вакцинации населения оспа была ликвидирована. Однако зарождение иммунологии как науки относится к началу 80 гг 19 века и связано с открытием Пастером микроорганизмов, возбудителей болезней . Изучая куриную оспу, Пастер пришел к выводу, что микробы теряют способность вызывать гибель животных вследствие изменения биологических свойств и высказал предположение о возможности предупреждения инфекционных болезней ослабленными микробами оспы.

В 1884 г Мечников сформулировал теорию фагоцитоза . Это была первая экспериментально обоснованная теория иммунитета. Он ввел понятие клеточный иммунитет . Эрлих считал, что в основе иммунитета лежат вещества, которые подавляют чужеродные объекты. Позже выяснилось, что правы оба.

В конце 19 в. были сделаны следующие открытия: Леффлер и Ру показали, что микробы выделяют экзотоксины, которые при введении животным вызывают такие же заболевания, как и сам микроб. В этот период были получены антитоксические сыворотки к различным инфекциям (противодифтерийная, противостолбнячная). Букнер установил,что в свежей крови млекопитающих микробы не размножаются, т к она обладает бактерицидными свойствами, которые обуславливает вещество алексин (комплемент).

В 1896 г. открыты АТ - агллютинины. В 1900 г. Эрлих создал теорию образования АТ.

Второй этап начинается с начала и до середины 20 в. Начинается этот этап с открытия Лангштейнера Аr (сенсибилизированные T-клетки) группы А, В, 0, определяющих группу крови человека, а в 1940 г. Лангштейнер и Винер открыли Аr на эритроцитах, которые назвали Rh-фактором. В 1902 г. Рише и Портье открыли явление аллергии. В1923 г. Рамон обнаружил возможность превращения высокотоксичных бактериальных экзотоксинов в нетоксичные вещества под влиянием фармолина.

Третий этап середина 20 в. до нашего времени. Начинается с открытия Бернетом толерантности организма к собственным Аr. В 1959 г. Бернет разработал клонально-селекционную теорию образования АТ. Портер открыл молекулярную структуру АТ.

Иммунная система наряду с другими системами (нервная, эндокринная, сердечно-сосудистая) обеспечивает постоянство внутренней среды организма (гомеостаз). В иммунной системе различают 3 компонента:

• клеточный,
• гуморальный.
• генный.

Клеточный компонент находится в 2 формах – организованный (- лимфоидные клетки, которые входят в состав тимуса, костного мозга, селезенки, миндалин, лимфоузлов) и неорганизованный (свободные лимфоциты, циркулирующие в крови).

Клеточный компонент не однороден: Т и В-клетки. Молекулярным компонентом являются Ig, которые вырабатываются В-лимфоцитами. Известно 5 классов Ig: G, D, M, A, E. В настоящее время установлено строение Ig различных классов, преобладающими в сыворотке крови человека являются Ig G (70-75% от общего количества Ig).

Кроме Ig в молекулярный компонент входят иммуномедиаторы (цитокины), которые выделяются различными клетками иммунной системы (макрофаги и лимфоциты).

Цитокины выделяются не постоянно, взаимодействуют с поверхностными рецепторами клеток и регулируют силу и продолжительность иммунного ответа. Генетический компонент включает множество генов, определяющих синтез Ig. Каждая из 4 белковых цепей АТ кодируется 2-мя структурными генами.