Читать книгу Аллергия: Жестокие игры иммунитета - - Страница 5

Прежде чем мы углубимся в сложную, полную хитросплетений историю аллергии и историю изучения устройства иммунной системы, важно с самого начала подчеркнуть, что на самом деле эта болезнь – вовсе не «явление», не «объект». По крайней мере не в том смысле, в каком мы привыкли думать о других вещах, которые нас окружают, – вроде столов, вирусов, кошек и т. п. Аллергию лучше воспринимать как сложный биологический процесс, в котором задействовано множество различных, пересекающихся компонентов нашей иммунной системы. Она больше связана с действиями наших иммунных клеток, чем с симптомами, которые мы можем испытывать из-за этих действий. История о том, как развивались наши знания об иммунитете, и о том, как благодаря им удалось открыть аллергические реакции, по-настоящему началась только на рубеже XIX–XX вв.

Представления об иммунной системе, как самые ранние, так и современные, сформировались во многом благодаря первоначальным знаниям о микробах. К концу XIX в. научное сообщество уже располагало результатами экспериментов Луи Пастера, Джозефа Листера и Роберта Коха: эти и другие известные ученые окончательно доказали, что невидимые живые микроорганизмы (например, бактерии сибирской язвы, туберкулеза и холеры) могут вызывать болезни, инфицировать раны и заставлять пищу портиться и гнить. Это новое объяснение принципов жизнедеятельности микроорганизмов и происхождения инфекционных заболеваний, больше известное как «микробная теория», породило современную медицинскую концепцию иммунитета – способности организма противостоять болезням.

Иметь иммунитет означает иметь «щит», который защищает и оберегает от инфекции, исходящей извне и вызываемой каким бы то ни было организмом. Биологические механизмы иммунитета стали главным фокусом научных исследований в области микробной теории конца ХIX – начала XX в. В итоге ученые сосредоточились на исследовании основных биологических механизмов, которые вызывали либо невосприимчивость, либо восприимчивость к заболеванию у отдельного животного после того, как оно подвергалось воздействию болезнетворного организма (в частности, бактерий сибирской язвы). У первых иммунологов была основная конечная цель: понять, как формируется иммунитет, и научиться влиять на него. В то время вакцины и сыворотки, содержавшие небольшое количество измененных микробов и антител, борющихся с болезнями, уже использовались в медицинских учреждениях для профилактики и лечения распространенных заболеваний, таких как оспа, дифтерия или столбняк, но механизм их действия по-прежнему оставался загадкой.

Воодушевленные успехом первых вакцин и сывороток, ученые и врачи твердо верили, что можно выработать иммунитет ко всем инфекционным заболеваниям и токсинам. Они полагали, что для этого требуется лишь более глубоко разобраться в том, как происходит процесс формирования иммунитета у животных. Общие усилия по изучению иммунитета и лечения различных заболеваний послужили фоном для случайного открытия аллергии.

Термин «аллергия», означающий «иное действие» (от греческих слов ἄλλος – «другой», «чужой» и ἔργον – «действие», «работа»), был изобретен в начале прошлого века австрийским педиатром и иммунологом Клеменсом фон Пирке, когда он работал в венской детской больнице. Пирке и его коллега Бела Шик заметили, что некоторые дети, которым вводили вакцину против оспы, изготовленную из сыворотки лошадиной крови (обычная медицинская практика того времени), плохо реагировали на вторую дозу вакцины: у них появлялись сыпь, зуд или воспаление в месте укола, повышалась температура. Предположив, что эти негативные биологические реакции вызывает один из элементов самой вакцины, ученые стали методично наблюдать за своими пациентами после повторных инъекций.

Первоначально Пирке использовал термин «аллергия» для обозначения любого измененного биологического состояния, хорошего или плохого, которое было вызвано воздействием чужеродного вещества – в данном случае сыворотки[5]. Согласно Пирке, негативные реакции или изменения состояния проявлялись сыпью или лихорадкой, вызванными инъекциями вакцины, положительные же связывались с развитием иммунитета вследствие тех же инъекций. Под аллергией – в первоначальном понимании этого термина – подразумевались и иммунитет, и гиперчувствительность. Термин был нейтральным и обозначал просто вызванные чем-либо изменения в биологическом состоянии пациента.

В 1906 г., когда Пирке впервые ввел термин «аллергия», даже само это понятие – иммунитет – было новым и крайне узким: так называлась только естественная защита организма от болезней[6]. Концепция иммунитета зародилась в политической, а не в медицинской сфере: первоначально под этим словом имелась в виду неприкосновенность (от латинского слова immunitas – «освобождение», «избавление») в смысле избежания наказания или ответственности[7]. В то время ученые позаимствовали термин и лишь немного изменили его значение. В области медицины иммунитет относится к естественной «неприкосновенности» по отношению к инфекционному заболеванию и указывает на статус полной защиты от «наказания» в виде болезни и, возможно, смерти. Иммунная система получила свое название вслед за устоявшимся представлением об иммунитете, и на тот момент представление о ней было, строго говоря, рабочей теорией, призванной объяснить любые биологические процессы, происходящие внутри организма и ответственные за формирование иммунитета. В те годы считалось, что единственная функция иммунной системы – это защита. Только защита. Первые клиницисты, такие как Пирке и Шик, наблюдая за негативной реакцией своих пациентов на те же вещества, которые должны были формировать иммунитет, считали, что у них на глазах происходит этап последовательного развития защиты организма от выбранного вещества. Они воспринимали сыпь, лихорадку и зуд в местах инъекций как свидетельство того, что вакцины или сыворотки действуют, то есть заставляют включаться защитные механизмы пациентов.

Но что, если иммунная система – Пирке и Шик начали это осознавать – вдруг совершит ошибку? Может ли иммунная система не только защищать нас, но и вызывать болезни? Что, если и сама иммунная система – а не только бактерии или токсины – способна стать причиной заболевания?

Эта идея воспринималась не столько как революционная, сколько как еретическая и – по крайней мере, сначала – осуждалась и отвергалась. Ученым, стоявшим у истоков иммунологии, казалось немыслимым признать, что иммунная система человека может каким-то образом причинять ему вред. Считалось, что выработка антител[8] и способность иммунной системы создавать специализированные клетки, которые противостоят вторжению в организм вредоносных веществ, – это безусловно полезный процесс. Допущение, что та же иммунная система, ответственная за борьбу с бактериями, может быть и первопричиной реакции гиперчувствительности, скажем, на лошадиную сыворотку или пыльцу, заставляло усомниться в результатах многолетней работы. Теория аллергии Пирке открыто бросила вызов фундаментальному принципу новой области иммунологии и, как следствие, была отвергнута большинством коллег. Потребовалось более 10 лет, чтобы ученые признали не только то, что она в принципе верна, но и то, что она может быть полезна с медицинской точки зрения.

По мере накопления клинических и лабораторных данных ученые постепенно осознавали, что данное Пирке описание аллергических реакций гораздо шире, чем казалось. В то же время врачи начали понимать, что такие реакции могут с легкостью объяснить многие хронические заболевания (например, сезонную бронхиальную астму, поллиноз, хроническую рецидивирующую крапивницу), которые часто наблюдались у пациентов. С годами эта концепция получила более широкое распространение, поскольку врачи, занимавшиеся лечением сложных и непонятных заболеваний, стали рассматривать «аллергию» как возможность поставить пациентам диагноз, который мог хотя бы частично объяснить, что с ними происходит. Со временем определение аллергии изменилось: этим словом стали называть лишь наиболее тяжелые и опасные реакции иммунной системы – так называемый чрезмерный иммунный ответ на безвредные во всем остальном вещества[9].

К середине и концу 1920-х гг. зарождающаяся область – аллергология – только начинала отделяться от иммунологии[10]. Термин «аллергия» регулярно использовался наравне с терминами «чувствительность», «гиперчувствительность», «гиперреакция» и т. п., то есть для обозначения любого чрезмерного иммунного ответа на условно безопасное вещество. Уоррен Воган, один из ведущих аллергологов того времени, определил эту болезнь как «гипервозбудимость или нестабильность части нервной системы»[11]. Будучи одновременно врачом и страстным научным исследователем, Воган был озадачен своеобразными, крайне индивидуальными реакциями некоторых своих пациентов на аллергены. Он не находил никакого объяснения, почему при контроле всех других переменных два человека могут так по-разному реагировать на один и тот же аллерген, – в этом не было никакой логической закономерности. Еще больше сбивало с толку то, что один и тот же пациент мог по-разному реагировать на одно и то же вещество в разные дни или даже в разное время одного и того же дня. Казалось, аллергические реакции вообще не подчинялись никаким биологическим правилам – по крайней мере, таким, которые Воган мог легко определить.

К началу 1930-х гг. Воган выдвинул гипотезу, что общая цель иммунной системы млекопитающих заключается в поддержании некоего «равновесия» – баланса – между организмом и окружающей средой. Таким образом, симптомы человека, страдающего аллергией, следовало рассматривать просто как признаки временного или хронического дисбаланса между самим больным и окружающим биологическим миром. Воган считал – и, как оказалось, правильно, – что аллергическая реакция начинается на клеточном уровне, а не на уровне организма в целом. Когда клетки аллергика сталкиваются с чужеродным веществом или испытывают экзогенный (внешний) шок, они реагируют слишком остро, выводя собственные биологические системы из равновесия – временно или хронически. Задача аллерголога – помочь пациенту вернуться в «сбалансированное аллергическое состояние» и затем поддерживать такое положение дел. Хрупкое равновесие между «нормальным» и «аллергическим» состояниями может быть нарушено – по крайней мере, так считал Воган, – любым стрессовым фактором в жизни пациента: тяжелой респираторной инфекцией, внезапным изменением температуры, гормональным сдвигом или общим повышением уровня тревожности.

Другие аллергологи того времени понимали аллергию аналогичным образом и были солидарны с мнением Вогана, усматривая в этих факторах причины ее возникновения у пациентов. Британский врач Джордж Брей определял аллергию как «состояние повышенной восприимчивости к различным чужеродным веществам или агентам»[12], которые в остальном безвредны. По мнению Брея, и анафилаксию, и аллергию лучше всего рассматривать как «несчастные случаи в ходе защиты организма». Доктор Уильям Томас называл эту болезнь «измененной реакцией»[13] и поставил под сомнение связь аллергии с развитием иммунитета после повторных бактериальных или вирусных инфекций (что само по себе являлось отголоском первоначального тезиса Пирке о взаимосвязи иммунитета и гиперчувствительности)[14]. В 1930-х гг., к моменту выхода заметок Томаса, исследователи уже заметили, что астму часто провоцирует бактериальная инфекция легких, и предположили, что существует связь между предшествующими респираторными заболеваниями пациента и развитием аллергии. В публикации, предназначенной для практикующих врачей, доктор Дж. Ориел утверждал, что существует только три возможных функциональных состояния иммунной системы: нормальное (ни аллергическое, ни иммунное – нейтральное), состояние сенсибилизации (аллергия) и состояние невосприимчивости (иммунитета)[15]. К концу 1930-х гг. термин «аллергия» перестал быть нейтральным обозначением любых биологических изменений, вызванных внешним раздражителем, и за ним прочно закрепилось другое значение: он стал пониматься исключительно как негативное описание очень ограниченного набора физических реакций на попадание в организм любого постороннего вещества. А к 1940-м гг. аллергия как медицинский термин окончательно стала воплощением «темной стороны иммунитета»[16].

Эта ее «репутация» укрепилась в конце 1950-х гг., когда знаменитый иммунолог Фрэнк Макфарлейн Бёрнет обнаружил, что некоторые заболевания, такие как волчанка и ревматоидный артрит, по сути представляют собой результат неспособности иммунной системы человека отличать «хорошие» клетки от «плохих» (или «свои» от «чужих»). Аутоиммунитет – когда организм атакует сам себя – занял центральное место в иммунологических исследованиях после того, как Бёрнет понял, что основной функцией иммунной системы является не защита организма от инфекционных захватчиков, а распознавание собственных клеток организма и отделение их от всего остального. Вступив в контакт с чем-либо из непосредственного окружения, иммунная система либо решает принять инородное, «чужое» вещество (как это происходит с большинством белков, поступающих с пищей), либо атаковать его, как это происходит с вирусами и бактериями. У людей с аутоиммунным расстройством иммунная система совершает фундаментальную ошибку, путая собственные клетки организма с чужеродными, и становится сверхчувствительной, то есть чрезмерно остро реагирует на них. По существу, она запускает реакцию на собственные ткани организма.

Догадка Бёрнета об аутоиммунитете заложила основу для дальнейших научных исследований иммунной функции вплоть до последних десятилетий XX в., поскольку иммунология все больше и больше фокусировалась на исследовании процессов развития иммунологической толерантности, а не защиты. Сегодня аллергия и аутоиммунитет в основном рассматриваются как вариации на одну и ту же тему, а не как совершенно разные проблемы. Оба термина отражают то, как биологические механизмы, лежащие в основе иммунитета к заболеваниям и переносимости как природных, так и искусственных веществ, могут дать сбой. В XXI в. первоначальное предположение Пирке, что человеческая иммунная система может столь же легко навредить, сколь и защитить, больше не ересь, а каноническое понимание общей иммунной функции и дисфункции.

Более поздние работы в области иммунологии вновь претерпели изменения: концепция Бёрнета о «своих» и «чужих» веществах преобразовалась в современное представление о том, как наши собственные клетки взаимодействуют с триллионами инородных клеток, частиц и химикатов в кишечнике, полости носа и на коже. Но как же организм решает, с какими веществами бороться, а с какими нет? Иными словами, как наши иммунные клетки определяют – угрожают ли организму вещества, которые содержатся в окружающей среде? Это пока остается загадкой. Доктор Памела Геррерио, один из ведущих исследователей пищевой аллергии, врач-клиницист Национальных институтов здравоохранения США (NIH), отметила: «Мы до сих пор не понимаем, что за механизмы лежат в основе иммунной толерантности, то есть не можем объяснить, почему одни вещества мы переносим, а другие нет». По словам доктора Эйвери Огаста, профессора иммунологии Корнеллского университета, до сих пор ведутся ожесточенные споры о конечной функции иммунных клеток. Принимая во внимание очевидность защитной функции, Огаст предпочитает считать иммунные клетки «смотрителями» нашего организма, которые постоянно оценивают все, с чем мы сталкиваемся, и принимают миллионы микрорешений о том, что может стать его частью или сосуществовать с ним, а что нет. Но одно мы, кажется, знаем наверняка: в XXI в. наша иммунная система становится все более восприимчивой и все хуже и хуже переносит даже условно «полезные» вещества из окружающей среды.