Дэниэл Дэвис - Невероятный иммунитет. Как работает естественная защита вашего организма

Эксперимент провели французский биолог Гастон Рамон и лондонский врач Александр Гленни. Оба обнаружили, что белковая молекула, вырабатываемая бактериями, вызывающими дифтерию, — дифтерийный токсин, — можно обезвредить нагреванием и малыми дозами химического формалина. Потенциально это означало, что обезвреженный токсин можно применять как вакцину от этой болезни. Но, к удивлению ученых, обезвреженный токсин, введенный животным, пробудил к жизни лишь мимолетный иммунитет. Наблюдение это в свое время сочли занятным, не более, и почти забыли о нем, однако десятилетия спустя Джейнуэй рассудил, что белок бактерии — не своя молекула, то есть не часть человеческого тела, а потому, согласно общепринятому мнению 1980-х, объяснить, почему она как вакцина не действует должным образом, не получается. Как так: гной из волдырей коровьей оспы — действенная вакцина, размышлял Джей- нуэй, а белковые молекулы, подобные дифтерийному токсину, выделенному из микробов, — нет?

Гленни был трудоголиком и при всей своей застенчивости и нелюдимости умело организовывал исследования — упорядочивал процедуры так, чтобы вместе со своими коллегами проводить множество экспериментов с большой эффективностью [26] Oakley, C. L., ‘A. T. Glenny’, Nature 211, 1130 (1966). . Времени на тщательный статистический анализ у него не оставалось: результаты он делил на «очевидные и полезные либо сомнительные и не имеющие ценности» [27] Там же. . Такое отношение — вперед-вперед, скорей-скорей — значимый для его лаборатории фактор: так удавалось перебирать громадный объем экспериментальных условий, отыскивать способ заставить дифтерийный токсин действовать как вакцина [28] Гленни вырос в чрезвычайно консервативной христианской семье, походы в театры или на концерты не допускались, и потому этот ученый не интересовался почти ничем, кроме своей работы. . И вот наконец в 1926 году команда Гленни обнаружила, что, когда дифтерийный белок чистили химическими методами с применением солей алюминия, это помогало удерживать дифтерийный токсин в человеческом организме подольше — и тогда успевал развиваться иммунный отклик, однако никто не догадывался, как и почему так получается [29] Marrack, Ph., McKee, A. S., & Munks, M. W., ‘Towards an understanding of the adjuvant action of aluminium’, Nature Reviews Immunology 9, 287–293 (2009). . После Гленни обнаружили и другие вещества — парафиновое масло, например, — которые помогают вакцине действовать, как помогали ей соли алюминия, и эту группу веществ назвали адъювантами. Но все равно никакого общего свойства, объясняющего их действие, установить не удалось.

В январе 1989 году Джейнуэй и его коллега-супруга, иммунолог Ким Боттомли, обсуждали, что́ происходит в организме, когда нам случается порезаться или подцепить инфекцию. Они осознали, что вот так с наскока объяснить, как начинается иммунный отклик, не выходит: что служит побудителем? По воспоминаниям Боттомли, они с мужем часто спорили о науке, сидя в машине, а потом попросту забывали о сказанном, однако в этот раз они участвовали в конференции в Стимбоут-Спрингз, Колорадо, а потому имели при себе блокноты [30] Gura, T., ‘The Toll Road’, Yale Medicine 36, 28–36 (2002). . Тот спор застрял у Джейнуэя в уме. В последующие несколько месяцев он размышлял над тем вопросом — как начинается иммунный отклик? — а также над вопросом, как работают адъюванты, и одновременное обдумывание этих двух загадок как раз и привело его к революционной мысли.

Важная подсказка: оказалось, что особенно действенный адъювант — вещество, обычно присутствующее во внешней оболочке бактерии (крупная молекула с неуклюжим названием липополисахарид, ЛПС). А что если, рассуждал Джейнуэй, присутствие чего-то, прежде телу не присущего, — не единственный предвестник дальнейшего обязательного иммунного отклика? А ну как должно быть что-то еще — второй сигнал, — чтобы запустить иммунную реакцию, и его подает адъювант, что, в свою очередь, способно воспроизводить присутствие настоящих микробов? Так можно было бы объяснить, почему белковые молекулы, взятые у исходных микробов, не действуют как вакцина, а вот молекулы, подобные ЛПС, выделенные из внешней оболочки бактерий, — прекрасные адъюванты.

Джейнуэй впервые представил свои соображения — с большим смаком, надо сказать, — в ныне знаменитой статье «Приближаемся к асимптоте? Эволюция и революция в иммунологии», опубликованной в тезисах престижного съезда в Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк, проведенного в июне 1989 года [31] Симпозиумы по количественной биологии в Колд-Спринг-Харбор — цикл конференций, начавшийся в 1933 году. Многие знаменитые ученые посетили и встречу 1989-го, включая Тасуку Хондзё, Лероя Худа, Джона Инглиса, Ричарда Клознера, Фрица Мельхерса, Густава Носсаля и Рольфа Цинкернагеля. Двадцать фотографий с той встречи попали в онлайн-архивы, их можно посмотреть тут: http://libgallery.cshl.edu/items/browse/tag/Immunological+Recognition. Джон Инглис, исполнительный директор «Колд-Спринг-Харбор Пресс», говорил мне (электронная переписка от 25 марта 2015 года), что, по его воспоминаниям, Джейнуэй послал ему свою статью для включения в план встречи уже после симпозиума, а на са- мой встрече официальной речи на эту тему не произносил. Возможно, он просто обсуждал свои соображения с другими участниками симпозиума, но в неформальной обстановке. . В той статье Джейнуэй выдвинул предположение, что все изучают иммунную систему так, будто знание о ней приближается к «своего рода асимптоте, где будущие эксперименты очевидны, выполнить их технически трудно, а цель — достигать все большей точности, а не революционных подвижек в понимании» [32] Janeway, C. A., Jr, ‘Approaching the asymptote? Evolution and revolution in immunology’ , Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology 54 Pt 1, 1–13 (1989). . В результате эти исследования упускают нечто значимое: «громадную брешь» в нашем понимании, как именно запускается иммунный ответ [33] Там же. . Джейнуэй предположил, что различение своего и не своего недостаточно: иммунная система должна быть способна засечь нечто угрожающее телу до того, как произойдет иммунный отклик, а значит, иммунная система, рассудил он, обязана уметь замечать красноречивые признаки настоящих микробов или зараженных клеток. Он предсказал, что у нашей иммунной системы должен существовать целый отдел, который еще предстоит определить, задача которого как раз такова, и Джейнуэй даже предсказал, каков вероятный механизм ее работы.