Текст книги "Сфинксы XX века"
Автор книги: Рэм Петров
Жанр:
Биология
сообщить о нарушении
Текущая страница: 9 (всего у книги 14 страниц)
«Иммунитас» – значит «освобождение от податей»
Написано уже больше половины книги об иммунитете. Это слово использовано, наверное, сотню раз. Мы уже знаем, что такое иммунитет. Но что значит сам термин? Откуда он пришел такой емкий, что в него вписываются все новые и новые иммунологические закономерности? Этот термин произошел от латинского слова «иммунитас». Точный перевод его означает «освобождение от податей».
При чем тут подати? И где же тут точный научный смысл? Где тут невосприимчивость к генетически чуждым клеткам и продуктам их деятельности?
Термин «иммунитет» – варяг. Он пришел в биологию отнюдь не из родственных научных сфер. В средние века – в VII—XII веках – в большинстве стран Европы иммунитет оформлялся королевской грамотой. Эту грамоту король вручал феодалу, сюзерен вручал вассалу. Вместе с грамотой он передавал и ряд прав. Владелец земель и людей освобождался от податей в пользу другого феодала. Он приобретал власть над крестьянами. Он приобретал права на своей территории взимать налоги и подати, производить суд и расправу. Чем больше было иммунитетных прав, тем более могучим был феодал.
Термин этот не исчез из сфер политических взаимоотношений. Феодализм исчез, но оставил нам прекрасный термин.
«Иммунитет государства» – государство не может быть судимо судом другого государства.
«Иммунитет дипломатический» – особые права и неприкосновенность дипломатических представителей на территории страны, где они аккредитованы, то есть где они работают.
«Иммунитет депутата» в ряде стран означает неприкосновенность личности члена законодательного органа, то есть его нельзя арестовать и судить.
И во всех случаях, заметьте, речь идет об освобождении от тех или иных повинностей, от тех или иных податей.
Ученые, применившие термин для обозначения невосприимчивости к микробам – возбудителям болезней, не ошиблись в емкости этого слова. Учение об иммунитете перешагнуло рамки проблем невосприимчивости к инфекциям. Более того, иммунология, как вы видите, старается даже создать восприимчивость. А термин живет. Внутренний смысл, образность термина оказались настолько емки, что соответствуют все новым открытиям.
Когда микробы попадают внутрь организма, они требуют «подати», они требуют расплаты болезнью. Для их уничтожения организм – мобилизует армию иммунитета. Введем ли мы в организм чужую кровь, пришьем ли к ране лоскут чужой кожи – все равно пришельцы эти требуют подати: они требуют создания для себя во всех мельчайших подробностях тех условий, к которым привыкли. Иначе они жить не хотят и не могут.
Переселенцы не желают жить по-новому, по-чужому, не желают приспосабливаться к чужому образу жизни. Против податей, вернее, против требующих подати, восстает местное население, собирается армия – армия иммунитета – и уничтожает или изгоняет чужака. Рассасывает или отторгает трансплантат.
Но вот в кровь попадает белок не живой, но чужой по происхождению. Он не требует податей – мертвые не требовательны. Но организм все равно объявляет мобилизацию, иммунологическая армия все равно уничтожает его. И правильно делает! В неприступную Трою греки с помощью хитростей Улисса сумели «ввести», «инъецировать» деревянного мертвого коня. Троянцы не «отторгли» коня. А в нем оказались воины, и они решили исход десятилетней битвы. Троя пала. Организм не хочет «троянских коней».
Иммунитет освобождает организм от «податей».
Иммунитет охраняет индивидуальность, несмешиваемость ни с чем биологически посторонним.
Иммунитет стоит на страже уникальности индивидуальности организма. В этом отношении иммунитет подобен наследственности с ее задачей передать в неизменном виде все индивидуальные качества организма следующим поколениям. Иммунитет и наследственность – две стороны одного закона – закона сохранения биологической индивидуальности. Наследственность охраняет ее при передаче от родителей к детям. Или, как говорят генетики, в нисходящем ряду поколений. Иммунитет в течение жизни каждого индивидуума.
Биологические химеры
Рэю Оуэну – профессору отдела биологии Калифорнийского института технологии – не везло с терминами. В 1945 году он первый в мире увидел, обдумал и счел нужным описать животных, чья кроветворная ткань состояла из клеток, разных иммунологически, несовместимых генетически, из клеток разнородных типов. Об этих оуэновских телятах вы уже читали в предыдущей главе. В их крови, костном мозге, селезенке мирно сосуществовали и размножались клетки генетически других телят. Клетки, которые по всем законам иммунитета являлись чужеродными и подлежали отторжению или разрушению.
А они великолепно сосуществовали. Они терпели друг друга всю жизнь!
Вы помните, что такие телята, составленные из несоставимых, казалось бы, частей, изредка создаются природой. Происходит это, когда в организме коровы-матери развиваются одновременно два не идентичных друг другу теленка. Да и то при условии установления между ними общего кровообращения в утробе коровы-матери.
И вот Рэй Оуэн обнаружил такие смешанные организмы, описал их и установил причины их возникновения. Он их открыл. Но не назвал, не дал имя. Может быть, он не увидел в этом факте крупного биологического явления, не увидел большие последствия и возможности, поэтому и не удостоил хорошим термином. А может быть, считал, что важен сам факт, а не его название. Кто знает?.. Ясно одно – явление это осталось без хорошего имени. И может быть, в какой-то мере поэтому довольно долго не привлекало к себе внимания.
Точности ради следует сказать, что термин все-таки был использован Оуэном. Обнаружив в крови своих телят смесь эритроцитов разных типов, он назвал это «эритроцитарной мозаикой». Как показали последующие события, это название было неудачным. Во-первых, оно касалось только эритроцитов, не подчеркивая, что сосуществуют и другие клетки. Во-вторых, оно не отражало главного: того, что феномен является следствием смеси и сосуществования клеток разных организмов, а мозаика может быть следствием всего лишь изменения собственных эритроцитов. Рэй Оуэн понимал это, но термин этого не отражал.
Должно было пройти шесть лет, чтобы такими телятами для своих специальных целей заинтересовался Питер Медавар. Работая с группой молодых сотрудников, Медавар подтвердил данные Оуэна. Да, действительно, в определенном проценте случаев у коров рождаются телята-двойни. Но не идентичные, а различные генетически и, следовательно, внешне. Среди этих телят-двоен некоторые представляют собой организмы, в которых мирно сосуществуют иммунологически несовместимые клетки крови. У таких телят взаимные пересадки кожи друг от друга удачны. После таких пересадок составленность организма из разных – в обычных условиях несовместимых – частей становится видимой на глаз. После приживления пересаженного кожного лоскута смешанный состав начинает иметь не только кровь, но и кожа. Пересаженный лоскут покрывается шерстью иного цвета и качества.
Человек верхом на сфинксе
Как бы акцентируя самую главную смысловую сторону этого иммунологически невероятного явления, Медавар дает ему название «химеризм», а самих животных называет «химерами». Химеры древнегреческой мифологии – это существа, составленные из частей различных животных, чудища с головой и шеей льва, козьими туловищами и хвостом дракона. Этим животным с таким же успехом можно было бы дать имя «сфинксы». В мифах древней Греции, вы помните, сфинкс – фантастическое, как и химеры, чудище, обладающее лапами льва, собачьим туловищем, головой женщины и крыльями. Но если химеры в переносном смысле – это несбыточные фантазии, неосуществимые мечты, то сфинкс в переносном смысле загадка, трудная, но разрешимая. А разве ученые XX века не разгадывают загадки природы одну за другой подобно тому, как царь Эдип разгадал загадку сфинкса? Тем не менее появился термин «химера». Этот термин приобрел самое широкое признание и хождение в науке. В 1959 году на Международном симпозиуме по трансплантации органов и тканей в Льеже десятки ученых в докладах и выступлениях пользовались этим термином. И только верный себе Оуэн, первооткрыватель клеточного химеризма, не употреблял этого слова в своем докладе о животных-химерах.
Клеточный химеризм – это терпимость организма к несовместимым клеткам и тканям. Явление, обратное иммунитету. Питер Медавар назвал его иммунологической толерантностью – иначе говоря, иммунологической терпимостью. Толерантность значит терпимость. Он сделал лишь один логический шаг – воспроизвел клеточный химеризм экспериментально. Из мышей породы СВА получил мышей-химер СВА с кроветворной тканью породы А. Этим мышам-химерам смогли пересаживать кожу породы А. До создания химеризма это никогда не удавалось. Открытие развернуло перспективу преодоления иммунологической несовместимости тканей, перспективу реальной возможности пересаживать ткани и органы.
За это открытие Питер Медавар получил Нобелевскую премию.
Мне рассказывал один из ведущих советских иммунологов, Лев Александрович Зильбер, о своей встрече с Оуэном на одном из международных совещаний. Совещание это состоялось вскоре после опубликования решения Нобелевского комитета. Они заговорили о премии за открытие иммунологической толерантности.
– Почему я не вижу вашего имени среди лауреатов? – спросил Лев Александрович профессора Оуэна. – Фактически вы еще в 1945 году, на восемь лет раньше Медавара, описали условия естественного возникновения и особенности явления толерантности к генетическим чужеродным клеткам.
– Да, – улыбнулся собеседник, – это так. Но я не догадался назвать явление иммунологической толерантностью.
Новый термин – сфинксы
«Не Колридж первым сотворил эти чары, это сделал божий, великий и нельстивый поэт-лауреат по имени Природа».
Герман Мелвилл
Ящерица
Итак, уже раскрыто много.
Уже приблизились к главному. Пока все это интересно. Пока – познания. В чем-то и отвлеченные. Но совершенно ясна и близка практическая цель. Хирурги уперлись в барьер несовместимости тканей. Им самим этот барьер не преодолеть. Но открытие иммунологической толерантности – это трамплин перед барьером. Практическое использование иммунологической толерантности – это ключ к управлению механизмами иммунитета. Такой же ключ, как и вакцины. Это два ключа для двух сторон иммунитета. Вакцина стимулирует воинственные качества армии иммунитета, усиливает, так сказать, обороноспособность. Иммунологическая толерантность учит быть терпимой к чужеземцам, к инородных тканям. Раньше иммунитет умели только стимулировать. Теперь научились его укрощать.
Остались «пустяки». Надо научиться создавать иммунологическую терпимость тогда, когда появляется потребность в пересадке.
Это еще впереди, но это уже не беспочвенная мечта. Приближаемся.
Каковы же практические перспективы? Если взять толерантный организм, неспособный иммунологически реагировать на определенные тканевые антигены, то естественно, что он не сможет выработать антитела против них. Он не сможет заставить клетки фагоцитировать и уничтожать их. Он не будет считать их чужими, и, стало быть, трансплантат ткани или органа от донора с этими антигенами не будет отторгнут и приживет.
Помните мышей разных линий – А и СВА – эксперимент Питера Медавара? Аналогичное должно происходить и с другими животными. Например, мышь линии С57ВL, толерантная к тканям крыс линии Вистар, должна считать их своими. Пересаженная на такую мышь крысиная кожа или другой орган от крыс линии Вистар должны прижить. Трансплантация должна проходить успешно. Так и происходит! Вот где простор для сногсшибательной фантастики. Ведь на животных можно экспериментировать. Мышь на крысиных ногах и с крысиным хвостом – это уже почти не фантастика. Это возможно, но просто не сделано. Наверно, у маленькой мышки не хватит сил передвигать такие громадные ноги и таскать такой колоссальный хвост.
Но ведь это и есть чудо древнегреческой мифологии. Существо, составленное из тканей разных животных.
Рождается сфинкс, или, как его официально называют, химера. Мне больше нравится термин «сфинкс».
В сфинксе все загадочно: и фантазия древних, составившая эдакое немыслимое. И фантазия древних, создавших легенду о царе Эдипе. Загадочное и потому, что сфинкс – символ загадочности. Мне приятно называть этих полувыдуманных животных, составленных по милости экспериментаторов, иммунологов, хирургов, не химерами, а сфинксами. Мне это приятно еще и потому, что загадка – задача пересадок – очень трудная, но, несомненно, разрешимая. И мне приятно будет убедиться, что иммунология окажется не менее мудрой, чем Эдип.
Поэтому я и прошу читателя простить мне эту научную вольность и отступить вместе со мной от официального термина «химера». Давайте на страницах этой книги пользоваться термином «сфинкс».
Если наших сфинксов составляют клетки разных видов животных – например, курица и индюшка, мышь и крыса, такие сфинксы называются гетерологическими.
Если клетки-составители принадлежат животным разных пород или линий, но одного вида, такие сфинксы будут называться гомологическими. Естественно, медицину интересует создание гомологических сфинксов.
Итак, медицину интересуют гомологические сфинксы, поскольку объект медицины – люди, все представители которых относятся всегда к одному виду – homo sapiens. Значит, медицину и, следовательно, нас интересуют именно гомологические пересадки.
Сфинксами рождаются
Однако сфинксы возникают не тогда, когда у толерантного животного приживает кожа или какой-либо другой пересаженный орган. Сфинкс возникает раньше. Сфинксами рождаются.
Вы, конечно, запомнили пятое условие, необходимое для установления состояния толерантности, продолжающегося всю жизнь? Это условие требует введения эмбриону не экстрактов из тканей, не кровяной сыворотки или разрушенных клеток, а живых клеток. Живых клеток других индивидуумов того же вида или родственного. В эмбрионе, реагирующем наоборот, не будут развиваться реакции, направленные на отторжение чужих клеток; возникает противоположный процесс – процесс привыкания (терпимости) к ним. И клетки приживают. Таким образом, если эмбриону мыши линии СВА ввести живые клетки костного мозга, лимфатических узлов или селезенки мышей линии А, то в эмбрионе будут сосуществовать генетически разные клетки двух несовместимых в норме индивидуумов А и СВА. Это сосуществование будет продолжаться бесконечно долго, потому что избранные для введения клетки способны бесконечно размножаться. Когда эмбриону придет время родиться, то родится сфинкс. Внешне этот созданный руками человека сфинкс не будет отличаться от мыши линии СВА – он будет такой же серый. Но ему можно пересадить кожу от белых мышей линии А. Кожа приживет – сфинкс будет отличаться и внешне. Лоскуток его шубки будет белым.
Но не чужая кожа или пересаженный орган делает это животное сфинксом. Он уже родился сфинксом. Чужая кожа не приживет у обычного животного. Кусок чужого организма только усложняет, усиливает то сфинксовое, что уже есть у этого животного.
Итак, сфинксами рождаются.
Теперь снова приходится обратиться к вашей памяти. Вспомните методику создания иммунологической толерантности у птиц, предложенную Гашеком. Соединяются сосудистые зародышевые оболочки двух яиц через выпиленные «окошки». Эта методика много проще сложных операций на беременной матке мышей и укалывания «микроскопических» зародышей. Методика Гашека позволяет объединить и птиц разных пород одного вида и разных, но обязательно близких видов, например различных видов уток, кур, индюшек и т.п.
В термостате заканчивается развитие спаренных яиц. Вылупившиеся птенцы будут временными или постоянными взаимно толерантными сфинксами. В их костном мозге, селезенке, лимфатических узлах и в крови размножаются и живут одновременно два типа клеток. И в зависимости от выбора экспериментатора эти клетки могут принадлежать курам, индюшкам, уткам и так далее – какова будет воля ученого. Внешне эти сфинксы также не будут отличаться от своих родителей. Но если им пересадить кожу от партнера по парабиозу, то кожа приживет. Возникнет внешне выраженный сфинкс: например, белая курица леггорн с кожей и пестрыми перьями от петуха породы родайленд.
Сфинксами становятся взрослые
Иммунологи, как и все ученые, постоянно ставят перед собой задачу – передать достижения теории практике. Ясно, что для хирурга важно создавать и управлять иммунологической толерантностью по отношению к тканям донора, тканям, которые требуется пересадить больному человеку.
Понятно, что метод Гашека для человека, к сожалению, неприемлем. Внутриэмбриональные инъекции клеток шприцем также не пригодны. И не только потому, что это тяжело беременной женщине, не только потому, что эти инъекции могут привести к серьезным осложнениям и даже к гибели плода, но и потому, что мы не знаем, которому из будущих людей, а пока плодов, пересадка понадобится в жизни. Надо искать пути и способы создания сфинксов после рождения.
Нам нужны не рожденные сфинксы. Создать их наша задача. Надо выбрать пути. По каким же путям пошли?
Прежде всего вспомнили данные о продолжительности иммунологической неотвечаемости эмбрионов. Вспомнили, что период неспособности вырабатывать антитела у многих животных не заканчивается в момент рождения. Выше уже было сказано, что введение эмбрионам различных антигенов не приводит к выработке антител. Они не образуются и при иммунизации только что рожденных животных. Способность новорожденных продуцировать антитела возникает у различных видов животных по прошествии разного времени. Включает эту способность специальный орган – вилочковая железа, или, как ее еще называют, тимус.
Но ведь возникновение иммунологической толерантности происходит у эмбрионов именно вследствие развития терпимости к чужеродным антигенам в условиях неспособности к синтезу антител. Значит, толерантность может быть создана и после рождения в течение периода неспособности вырабатывать антитела.
Эксперименты показали, что это так. Период времени, в течение которого может быть создана иммунологическая толерантность, назван адаптивным. У некоторых животных, например у овец, адаптивный период заканчивается до рождения. Поэтому введение клеток после рождения не приводит к развитию толерантности. Но у мышей, крыс, собак, кур, индюшек, уток и у человека адаптивный период продолжается в течение нескольких дней после рождения: 1—2 дня для мышей, кур, индюшек; 2—5 дней для крыс, собак, уток. Например, в опытах на собаках переливали большие количества крови щенкам в течение первой недели их жизни. Это обеспечило развитие столь высоковыраженной толерантности, что у них через несколько месяцев прижила не только кожа, но и почка и даже нога, взятые от доноров крови. Эти опыты проделали Александр Пуза в Чехословакии и Анастасий Григорьевич Лапчинский в СССР.
Чешский исследователь осуществлял так называемое тотальное кровозамещение у новорожденных щенят. Иначе говоря, вся кровь подопытного новорожденного животного была замещена кровью взрослой собаки-донора. Когда щенок вырастал, у того же донора, который давал кровь, брали почку и пересаживали подросшему щенку. В ряде случаев созданная уже после рождения толерантность обеспечила длительное приживление чужеродной почки. Собственные почки у таких собак были удалены. Тем не менее они отлично себя чувствовали и даже приносили потомство.
Анастасий Григорьевич Лапчинский проделал аналогичную операцию у 6-дневного щенка рыжей масти по имени Братик. Донором была Цыганка – взрослая собака черной масти. В 9-месячном возрасте Братику пересадили правую заднюю ногу от Цыганки. Это произошло в январе 1964 года. Чужая нога служит Братику уже более двух лет.
Для человека продолжительность адаптивного периода пока еще точно не установлена. Тем не менее проведены успешные пересадки кожи у лиц, которым сразу после рождения переливали большие количества крови в связи с врожденной анемией. Кровь переливали через 10—120 часов после рождения. Кожу для пересадки брали от того же донора, что и кровь.
При создании иммунологической толерантности у новорожденных животных в течение последних дней адаптивного периода требуется пересаживать большее количество клеток, чем эмбрионам. Все перечисленные условия и закономерности сохраняются. Лучше всего вводить клетки в кровь, в вену. На втором месте стоит введение клеток в брюшную полость.
