[172]
Недавно Савченко [232] воспользовался эпидемией возвратного тифа в Казани, чтобы провести аналогичные исследования естественного иммунитета морской свинки против спириллы Обермейера. Он наблюдал, что эти организмы при введении в брюшную полость оставались там живыми в течение 24 и даже 30 часов, тогда как эти же спириллы при содержании при 37° C вне организма в своей естественной среде погибали по прошествии нескольких (4–7) часов. Инъекция человеческой сыворотки, содержащей спириллы, в брюшную полость морских свинок вызывала фаголиз, сменявшийся значительным притоком лейкоцитов. Несмотря, однако, на прибытие целой армии этих клеток, спириллы продолжали быстро двигаться; долгое время они избегали фагоцитов, которые, однако, в конце концов всегда поглощали их. Но только макрофаги выполняют свою фагоцитарную функцию (рис. 32 и 33); микрофаги упорно проявляют абсолютно отрицательный хемотаксис. Теперь, поскольку макрофаги не проникают в брюшную полость до тех пор, пока не появятся микрофаги, легко понять, что фагоцитоз может происходить только в поздний период. Савченко пришел к выводу, что «в брюшной полости животных, естественно рефрактерных, спирохеты погибают в результате медленного фагоцитоза, а не от действия бактерицидных веществ жидкостей». В соответствии с этим результатом этот исследователь часто отмечал поглощение живых спирилл макрофагами в висячих каплях перитонеального экссудата инокулированных морских свинок. Явление соответствует в точности тому, что описано в связи со спириллой гуся.
Несмотря на большую разницу между спириллой и бациллой сибирской язвы с точки зрения их адаптации к окружающим средам, общий результат один и тот же для обоих этих микробов: животные, наделенные естественным иммунитетом, избавляются от них посредством своих фагоцитов.
[173]
[174]
Было бы невозможно и даже бесполезно здесь рассматривать все случаи естественного иммунитета против инфекционных микроорганизмов. Мы должны, следовательно, ограничиться несколькими примерами, которые могут иметь интересный вклад в изучение проблемы в целом. Спириллы, историю которых мы только что записали, остаются в перитонеальной жидкости без изменения формы до момента, когда они захватываются макрофагами. Посмотрим, каким механизмом производится естественный иммунитет против микроорганизмов, характеризующихся очень особой чувствительностью к внешним влияниям и значительным изменением формы. Холерный вибрион и его союзники лучше всего удовлетворяют этому постулату. Когда они оказываются помещенными в неблагоприятные условия, эти вибрионы немедленно превращаются в маленькие сферические тела, которые гораздо больше похожи на кокки, чем на вибрионы. Холерный вибрион патогенен для лабораторных грызунов, особенно для морской свинки, когда довольно большое количество культуры вводится в брюшную полость. Против меньших доз, однако, естественный иммунитет является наиболее выраженным. Если мы возьмем расу холерного вибриона средней вирулентности и введем в брюшную полость морских свинок сублетальную дозу культуры, можно наблюдать следующие явления [233]. Инокулированные вибрионы активно движутся в перитонеальной жидкости, из которой исчезли почти все лейкоциты. Остаются только несколько лимфоцитов, которые кажутся безразличными к влияниям, вызывающим настоящий фаголиз. Но мало-помалу свежие лейкоциты приходят в экссудат и вступают в борьбу с вибрионами, которые, пока они свободны, сохраняют свою изогнутую форму и полную подвижность. Микрофаги, особенно, роятся в брюшной полости. Некоторые из них начинают поглощать вибрионы, но этот фагоцитоз сначала слаб. Позже он становится гораздо более активным. Микрофаги и макрофаги захватывают вибрионы, которые очевидно живы и не повреждены, что иногда можно наблюдать внутри вакуолей лейкоцитарного содержимого, проявляющими очень живые движения. Однажды поглощенные, однако, многие из вибрионов превращаются в круглые гранулы. Это изменение формы постоянно, когда они внутри микрофагов, но полностью отсутствует, когда они внутри макрофагов (рис. 34 и 35). Наконец, фагоцитоз становится полным, и организм избавляется от вибрионов исключительно посредством этой реакции. Даже через семь часов после инъекции вибрионов, когда перитонеальная жидкость, набитая лейкоцитами, стала густой и мутной, все еще остаются несколько рассеянных вибрионов, которые всегда сохраняют свою форму и свою нормальную активность. Капля этого экссудата, поддерживаемая при 38° C вне организма, дает через несколько часов обильную культуру очень активных вибрионов. Должно, следовательно, быть заключено, что жидкая часть экссудата была бессильна разрушить вибрионы или даже сделать их неподвижными, тогда как живые лейкоциты показали себя способными поглощать и переваривать их. Перитонеальный экссудат, извлеченный в период, когда он больше не содержит свободных вибрионов, все еще дает культуры организма в течение некоторого времени. Вскоре, однако, наступает период, когда инокулированный экссудат остается стерильным, это доказывая, что вибрионы, поглощенные в живом состоянии фагоцитами, были в конце концов убиты микрофагами и макрофагами.
Рис. 34. — Микрофаг морской свинки, заполненный холерными вибрионами, большинство из которых превращены в гранулы.
Рис. 35. — Макрофаг морской свинки, заполненный холерными вибрионами, не превращенными в гранулы.
[175]
Когда вместо холерных вибрионов средней вирулентности мы берем разновидность, полностью лишенную патогенной активности, иногда наблюдается, что некоторые из этих организмов при введении в брюшную полость нормальной морской свинки превращаются в сферические гранулы в жидкости экссудата без какого-либо прямого участия фагоцитов. Это превращение в гранулы было впервые изучено Р. Пфайффером [234] и поэтому было названо феноменом Пфайффера. Оно ограничено в своем проявлении при естественном иммунитете и производится, как я смог продемонстрировать, только при определенных хорошо определенных условиях. Феномен Пфайффера наблюдается в перитонеальной жидкости. Он начинается вскоре после инъекции вибрионов и происходит во время периода фаголиза. В других частях тела морской свинки, особенно в подкожной клетчатке и в передней камере глаза, феномен Пфайффера не проявляется; животное, тем не менее, сопротивляется инокуляции вибрионов. Даже в брюшной полости, более того, легко проверить гранулярную трансформацию вибрионов с помощью средств, которые предотвращают производство фаголиза. Когда мы вводим в брюшную полость морской свинки чужеродную жидкость, способную возбуждать фагоцитарное действие, например телячий бульон, физиологический раствор, мочу и т. д., мы сначала возбуждаем преходящий фаголиз. За этой стадией следует другая, в которой лейкоциты становятся очень многочисленными и гораздо более устойчивыми, чем прежде. Если мы воспользуемся этим периодом лейкоцитарной стимуляции, чтобы ввести вибрионы, которые были ослаблены насколько возможно, мы будем наблюдать, что они вскоре становятся добычей перитонеальных фагоцитов, не проявляя никакого знака феномена Пфайффера.
Очевидно, таким образом, что это внеклеточное разрушение вибрионов, иногда наблюдаемое в брюшной полости, является действительно работой микроцитазы, которая вышла из фагоцитов во время их периода преходящего повреждения.
[176]
[177]
Рис. 36. — Перитонеальный экссудат морской свинки, показывающий свободные стрептококки и микрофаги, которые поглотили бациллы Proteus.
Проанализировав механизм естественного иммунитета против некоторых бацилл, спирилл и вибрионов, будет интересно определить, применяются ли те же правила в случае кокков. Выбор не труден, поскольку мы можем одинаково хорошо остановиться на стафилококках, пневмококках, стрептококках или гонококках. Если мы остановимся на стрептококке, то исключительно потому, что естественный иммунитет против этого микроорганизма привлек особое внимание нескольких исследователей. Второе преимущество стрептококка, однако, заключается в высокой степени естественного иммунитета, проявляемого против него лабораторным животным, столь удобным, как морская свинка. Д-р Жюль Борде [235] изучал этот предмет в моей лаборатории. Он наблюдал, что инъекция стрептококков в брюшную полость вызывает выраженный лейкоцитоз, который заканчивается полным разрушением микроорганизмов. Лейкоциты быстро поглощают подавляющее большинство стрептококков и разрушают их; остаются только несколько изолированных и свободных особей, которые защищены прозрачной зоной (ареолой), развивающейся вокруг них, но в конце концов они также становятся жертвами прожорливости фагоцитов. Когда мы увеличиваем дозу введенных стрептококков, фагоцитоз все еще продолжается, но некоторые из стрептококков преуспевают в побеге, и мы видим новое поколение, которое отличается толщиной защитной ареолы. Несмотря на приток большого количества лейкоцитов, они больше не поглощают стрептококки, и результатом является генерализация инфекции, за которой следует смерть животного. Естественный иммунитет, таким образом, может быть подавлен при определенных определенных условиях. Д-р Жюль Борде [236] хотел убедиться, не удалось ли лейкоцитам выполнить свою фагоцитарную функцию из-за паралича их движений или в результате какой-то другой слабости. С этой целью он ввел в брюшную полость морских свинок, в момент, когда стрептококки начинают брать верх над лейкоцитами, определенное количество культуры Proteus vulgaris. Эти маленькие бациллы в короткое время становятся добычей фагоцитов, которые, однако, все еще отказываются поглощать стрептококки (рис. 36). Таким образом, в брюшной полости существует своего рода селективный процесс в отношении поглощения этих микробов. Proteus исчезает в результате фагоцитоза, тогда как стрептококки процветают в жидкости экссудата и продолжают размножаться. Этот эксперимент, который легко удается, демонстрирует очень ясно разницу между положительной восприимчивостью лейкоцитов (в отношении Proteus) и отрицательной (в отношении стрептококка). Борде, в соответствии с взглядом, ныне общепринятым, рассматривает эту чувствительность как хемотаксис, то есть восприятие химического состава окружающей среды. Должно быть признано, что вещество, которое возбуждает хемотаксис лейкоцитов, не диффундирует легко и не может, следовательно, быть найдено в состоянии раствора в плазме перитонеального экссудата. Иначе лейкоциты отказывались бы поглощать не только стрептококки, но и маленькие бациллы Proteus, купающиеся в той же отталкивающей жидкости. Более вероятно, что вещество, которое возбуждает отрицательный хемотаксис, содержится в ареоле, которая окружает стрептококки, откуда оно выходит только с трудом и на небольшое расстояние.
[178]
Маршан [237] продолжил исследование того же предмета в лаборатории Дени в Лувене. Он изучал естественную сопротивляемость морской свинки, кролика и собаки против стрептококка. Он также пришел к выводу, что фагоцитоз составляет главное средство защиты этих млекопитающих в их борьбе против одного из самых грозных патогенных микроорганизмов. Начиная с одной колонии, Маршан получил две различные расы, одну очень вирулентную для кролика, другую, встречающую наиболее эффективную естественную сопротивляемость. Эта сопротивляемость обусловлена активностью фагоцитов, которые разрушают стрептококки обычным способом. Он заявляет как общий результат своего исследования, что «ослабленный стрептококк — это стрептококк, легко пожираемый фагоцитами», тогда как «очень вирулентный стрептококк — это микроб, который не атакуется лейкоцитами», и он добавляет, что «стрептококк вирулентен, потому что он не пожирается фагоцитами» (l.c., стр. 270). До этого момента взгляды Маршана согласуются с таковыми Борде; но здесь они расходятся, фактически как только вопрос касается объяснения происхождения разницы в поведении лейкоцитов. Маршан отказывается применять теорию хемотаксиса и утверждает, «что фагоцитоз зависит от какого-то физического свойства стрептококка и, следовательно, зависит от тактильных функций лейкоцитов» (стр. 292). Эксперименты, на которых он основывает свой вывод, не могут, однако, рассматриваться как абсолютно демонстративные. Так, Маршан наблюдал, что ослабленные стрептококки, когда они переносятся в культуральной жидкости вирулентной разновидности, так же легко пожираются фагоцитами, как когда они вводились одни. Согласно ему, следовательно, в культуральной жидкости вирулентного стрептококка не было растворимого вещества, способного возбуждать отрицательный хемотаксис лейкоцитов. Но доказано ли вполне, что это вещество должно обязательно переходить в фильтрат вирулентной культуры? Если оно тесно прилегает к слизистой ареоле, как мы предположили, не может ли оно остаться позади с телами стрептококков, не проходя через фильтр в каком-либо заметном количестве? Вопрос не может рассматриваться как окончательно решенный, но вероятность, кажется, на стороне теории хемотаксиса.
Маршан также исследовал, не может ли иммунитет против ослабленного стрептококка быть объяснен бактерицидной активностью жидкостей рефрактерных животных. Его результаты были неизменными и определенными. Сыворотка крови его животных никогда не проявляла никакой бактерицидной силы против стрептококка, и ослабленная раса, как и вирулентная, хорошо росла в сыворотках кролика, собаки и морской свинки.
Более недавно Валльгрен [238] занялся изучением иммунитета и восприимчивости кроликов в отношении стрептококка. Его выводы в целом согласуются с выводами его предшественников. Он обнаружил, что если введенные стрептококки были не очень вирулентны, фагоцитоз начинался немедленно после инъекции в брюшную полость и продолжался до тех пор, пока оставались какие-либо стрептококки, которые нужно было атаковать. В тех случаях, с другой стороны, где стрептококк был наделен большей вирулентностью, преходящий фагоцитоз имел место в начале инфекции; но стрептококки вскоре преуспевали в адаптации к борьбе с лейкоцитами и держали их на расстоянии. Размножение стрептококков могло тогда продолжаться без ограничений, и животное вскоре погибало от генерализованной инфекции. Валльгрен считает, что в защите организма против стрептококка продукты разрушенных лейкоцитов могут иногда играть роль.
[179]
Поскольку механизм естественного иммунитета против групп бактерий — бацилл, спирилл (и вибрионов) и кокков — представляет очень большую аналогию во всех трех, можно было бы считать излишним продолжать наш анализ этого явления. Наш обзор, однако, был бы неполным, если бы мы упустили из виду естественный иммунитет животного организма против микроорганизмов, которые отличаются исключительной токсичностью. Первое место в этой группе должно, несомненно, быть отведено бацилле столбняка.
Рис. 37. — Лейкоциты кроликов, заполненные спорами столбняка.
[180]
Может показаться очень непоследовательным слышать, что животные, очень восприимчивые к столбняку, такие как морская свинка и кролик, наделены естественным иммунитетом против бациллы столбняка. И все же этот факт, парадоксальный, как он может казаться, был продемонстрирован вне сомнения Вайяром и его сотрудниками Венсаном и Руже [239]. Когда небольшое количество культуры бациллы столбняка вводилось одному из животных, только что упомянутых, столбняк не заставлял себя долго ждать. После периода инкубации некоторые мышцы становились жесткими, и столбняк, сначала местный, вскоре становился общим и имел смертельный исход. Теперь, когда инокулируются гораздо большие количества бацилл, но принимаются меры, чтобы избавить их от столбнячного яда, выработанного в культуральной жидкости, животные сопротивляются, не проявляя никакого следа столбняка. Этот эксперимент, повторенный много раз, всегда с тем же результатом, демонстрирует, что бацилла столбняка, когда лишена сотрудничества токсина, встречает у этих животных, столь восприимчивых к последнему, наиболее эффективное противодействие. Почему это так? Предполагалось, что в заболеваниях, подобных столбняку, столь выраженно токсичных по характеру, сопротивляемость никоим образом не зависела от фагоцитарной функции. Так, Вайяр и Венсан были вполне готовы не приписывать никакой доли фагоцитам в примере естественного иммунитета, который они открыли. Детальный анализ фактов убедил их, однако, что в этом они ошибались. Морские свинки и кролики не заболевают столбняком после инокуляции количества спор и бацилл столбняка, лишенных их токсина, исключительно из-за возникновения очень выраженного фагоцитоза. Такая инъекция вскоре сопровождается очень выраженным вторжением лейкоцитов, которые набивают себя спорами и бациллами, не будучи никоим образом обеспокоенными этим (рис. 37). Как только фагоциты пожирают все эти организмы, последние становятся неспособными производить свой болезнетворный эффект. Споры не могут прорастать внутри фагоцитов, но там претерпевают выраженную дегенерацию и наконец, после более или менее длительного интервала, исчезают.
Когда, с другой стороны, бациллы столбняка или их споры сопровождаются заранее сформированным токсином, последний, согласно Вайяру, возбуждает отрицательный хемотаксис лейкоцитов, которые держатся вдали от организмов и которым, таким образом, позволяется размножаться и секретировать свежие количества токсина. Естественный иммунитет организма животного против бациллы столбняка может быть подавлен всякий раз, когда фагоцитарная защита затруднена каким-либо образом. В естественных условиях обычно именно адъювантные микроорганизмы помогают столбнячной инфекции, препятствуя фагоцитам захватывать споры с достаточной быстротой, чтобы предотвратить их прорастание. Этот фундаментальный результат, установленный Вайяром и Венсаном, часто оспаривался на основании недостаточных экспериментов (Санчес-Толедо, Клипштейн, Ронкали), но, в конечном счете, его точность была полностью подтверждена. Были приведены случаи, в которых споры столбняка, лишенные своего токсина, все еще вызывали смертельный столбняк. Когда инокулируется маленький фрагмент агаровой культуры столбняка, предварительно нагретый до 85° C с целью разрушения токсина, мы вызываем столбняк. Вайяр и Руже продемонстрировали, что в этих условиях лейкоциты проникают только в поверхностный слой агара, споры прорастают, а бациллы размножаются в более глубокой части. Мы можем также вызвать смертельный столбняк у животных, инокулируя вместе со стерилизованной землей споры, лишенные своего токсина с помощью тепла. Частицы почвы защищают споры против агрессии фагоцитов, позволяют им прорастать, а затем отравлять организм. Молочная кислота производит аналогичный эффект, разрушая или ослабляя фагоциты. Микроорганизмы, чаще всего безвредные сами по себе, также предотвращают фагоцитоз спор столбняка и таким образом помогают интоксикации.