[222]
Детальное исследование явлений, наблюдаемых у иммунизированных лягушек, выявило следующие факты. На самой ранней стадии бациллы, введенные в спинной лимфатический мешок, обнаруживались свободными в жидкости, сохраняли свою форму и не превращались в гранулы. Бациллы, переносимые лимфатическим током, быстро распространялись по всему телу. Однако очень скоро после инокуляции некоторые лейкоциты начинали поглощать бациллы, которые внутри этих клеток превращались в сферические тельца. Позже фагоцитарная реакция усиливалась, и через 15–20 часов все бациллы обнаруживались внутри лейкоцитов. Легко было продемонстрировать, что эти бациллы были поглощены в живом состоянии. Через сорок восемь часов после инокуляции в лимфе спинного мешка не было обнаружено никаких бацилл ни внутри, ни вне клеток. Но эта жидкость при посеве на питательные среды давала колонии Bacillus pyocyaneus вплоть до 15 и даже 18 дней после инокуляции.
Из этих фактов мы можем сделать вывод, что холоднокровные позвоночные способны приобретать иммунитет в слабой степени и что при этом приобретенном иммунитете можно наблюдать выраженный фагоцитоз, но не бактерицидное действие жидкостей.
Чтобы получить более полное представление о механизме приобретенного иммунитета, необходимо наблюдать его у высших позвоночных, у которых легко достигается хорошо развитый иммунитет этого типа. Здесь мы должны прибегнуть к млекопитающим и рассмотреть достаточное количество примеров, прежде чем мы попытаемся дать нашим читателям общее резюме вопроса.
Долгое время исследования приобретенного иммунитета ограничивались почти исключительно анализом фактов, наблюдаемых у животных, подвергнутых противосибиреязвенной вакцинации с помощью двух вакцин Пастера. Таким образом было собрано большое количество важных фактов, наиболее весомые из которых должны быть представлены читателю. Но прежде чем приступать к теме, необходима общая ориентация в вопросе приобретенного иммунитета у лабораторных животных к вибрионам, поскольку этот пример, так сказать, доминирует во всей главе о приобретенном иммунитете к микроорганизмам.
[223]
Фон Беринг и Ниссен [308] в своих исследованиях бактерицидной силы сывороток исследовали, среди прочих, несколько образцов сывороток, полученных от животных, вакцинированных против различных микроорганизмов. В большинстве приведенных ими примеров приобретенный иммунитет не вызывал увеличения этой силы, но сыворотка крови морских свинок, иммунизированных против вибриона Гамалеи (Vibrio metchnikovi), оказалась гораздо более бактерицидной в отношении этого микроорганизма, чем сыворотка нормальных восприимчивых морских свинок. Эти авторы пришли к выводу, что при приобретенном иммунитете, по крайней мере в отношении упомянутого вибриона, главная роль принадлежит бактерицидному веществу, которое развивается в жидкостях вакцинированных животных. Они ограничились простой демонстрацией этого факта, не пытаясь проследить ход событий при разрушении вибрионов, как это происходит в организме вакцинированной морской свинки. Р. Пфайффер [309] в сотрудничестве с Исаевым стремился восполнить этот пробел. Но вместо того чтобы взять вибрион Гамалеи, эти наблюдатели сосредоточили свое внимание на изучении приобретенного иммунитета морских свинок к холерному вибриону. Поскольку этот вибрион, как правило, менее вирулентен, чем вибрион Гамалеи, для получения смертельной инфекции необходимо было вводить его не в подкожную клетчатку, а в брюшную полость. Мы уже видели (глава VI), что холерный вибрион при инокуляции в брюшную полость морской свинки встречает там энергичное сопротивление со стороны лейкоцитов, которые захватывают живые и вирулентные вибрионы и, переваривая их, избавляют животное от их присутствия. Но когда доза вибрионов увеличивается, они размножаются, несмотря на фагоцитарную реакцию; они обнаруживаются роящимися в брюшной полости, откуда они вторгаются в лимфатические и кровеносные сосуды и вызывают смерть животного. Таким образом, легко вызвать смертельную инфекцию морской свинки холерным вибрионом. Но также легко вакцинировать этих животных против этой экспериментальной болезни. Нам нужно только инокулировать их несмертельным количеством живых холерных вибрионов или ввести им культуру, в которой вибрионы были убиты нагреванием, или часть культуральной жидкости, из которой вибрионы были удалены фильтрацией. Все эти методы вскоре вызывают приобретенный иммунитет у морских свинок. Если после того, как это было достигнуто, взять немного крови и добавить к сыворотке небольшое количество холерных вибрионов in vitro, мы легко можем продемонстрировать их исчезновение под влиянием бактерицидного вещества, растворенного в жидкости. В этом отношении, следовательно, существует заметная аналогия с фактом, установленным фон Берингом и Ниссен в отношении вибриона Гамалеи.
[224]
Когда в брюшную полость вакцинированных морских свинок вводится определенное количество холерной культуры, содержащей вирулентные и очень подвижные вибрионы, мы обнаруживаем, что в перитонеальной жидкости, извлеченной с помощью тонкой пипетки, вибрионы претерпели глубокие изменения в рефрактерном организме. Даже через несколько минут после инъекции вибрионов лейкоциты почти полностью исчезают из перитонеальной жидкости; и обнаруживаются лишь несколько мелких лимфоцитов и большое количество вибрионов, большинство из которых уже превратились в гранулы (рис. 39); и представлен наиболее типичный случай феномена Пфайффера. Рядом с круглыми гранулами можно увидеть набухшие вибрионы и другие, сохранившие свою нормальную форму, но все они абсолютно неподвижны. Некоторые из этих гранул собраны в небольшие комки, другие остаются изолированными в жидкости. Когда к висячей капле, содержащей эти трансформированные вибрионы, добавляется небольшое количество разбавленного водного раствора метиленового синего, мы наблюдаем, что некоторые гранулы окрашиваются очень глубоко, в то время как другие приобретают лишь очень бледный оттенок, едва заметный. Многие из этих гранул все еще живы, потому что легко наблюдать, как они развиваются вне животного и удлиняются в новые вибрионы. Однако большое количество гранул больше не проявляет никаких признаков жизни и явно мертво. Р. Пфайффер и некоторые другие наблюдатели утверждают, что гранулы могут быть полностью растворены в перитонеальной жидкости, точно так же, как кусочек сахара растворяется в воде. Мы неоднократно искали это исчезновение гранул в висячих каплях перитонеальной жидкости, не будучи в состоянии обнаружить какое-либо уменьшение числа этих трансформированных вибрионов даже спустя несколько дней; также мы не смогли наблюдать явление растворения гранул. Во всяком случае, бесспорно, что эта гранулярная трансформация является проявлением очень глубоких поражений, перенесенных холерными вибрионами под влиянием перитонеальной жидкости иммунизированного животного.
Рис. 39. Холерные вибрионы в брюшной полости, демонстрирующие феномен Пфайффера.
[225]
Была предпринята попытка более точно определить механизм феномена Пфайффера, и Фишер [310] стремился отнести его к осмотическому действию, оказываемому солями жидкостей, в которых взвешены вибрионы. Говорят, что эти вибрионы под действием сред, более богатых или более бедных солями, чем жидкость, в которой они развивались, проявляют увеличение своего внутреннего давления, вследствие чего вибрионы набухают или позволяют сферической капле протоплазмы вырваться у одного из их полюсов. Это объяснение было недостаточно обосновано его автором и не может считаться доказанным. С другой стороны, приходится прийти к выводу, что гранулярная трансформация обусловлена, как мы увидим позже, ферментативным действием перитонеального экссудата.
В то время как вибрионы претерпевают эту трансформацию в брюшной полости иммунизированной морской свинки, животное оправляется от недомогания, которое является совершенно преходящим, и продолжает жить, в то время как нормальные невакцинированные морские свинки погибают, а огромное количество вибрионов роится в перитонеальном экссудате. Разница между двумя животными наиболее поразительна, и мы легко можем понять, что Пфайффер был настолько впечатлен ею, что был склонен приписывать приобретенный иммунитет своих морских свинок исключительно гранулярной трансформации, вызванной бактерицидным веществом, содержащимся в жидкостях иммунизированных животных.
[226]
Легкость, с которой мы можем получить представление об изменении формы вибрионов под влиянием жидкостей организма, значительно помогает изучению бактерицидного вещества. Прежде чем переходить к вопросу о роли, которую играет это вещество в приобретенном иммунитете, мы должны на мгновение рассмотреть основные свойства этого приобретенного иммунитета. Очень заметная в перитонеальной жидкости, способность вызывать феномен Пфайффера столь же очевидна в сыворотке крови иммунизированных морских свинок, как это было продемонстрировано Борде. Капля этой сыворотки, когда она совсем свежая, легко и быстро превращает множество вибрионов в гранулы. Когда сыворотка хранится несколько дней или была нагрета до 55° C в течение часа, происходит полное исчезновение вещества, которое вызывает феномен Пфайффера. Это сразу выдает присутствие микроцитазы в жидкостях морских свинок, которые приобрели иммунитет против холерного вибриона. Тем не менее сыворотка крови и перитонеальная жидкость этих животных, будучи лишенными своей микроцитазы путем нагревания до 55° или 56° C, все еще сохраняют замечательную силу воздействия на вибрионы. Эти организмы больше не подвергаются гранулярной трансформации под влиянием нагретых жидкостей организма, но они лишаются всякой способности к движению, агглютинируют в комки и приобретают особую восприимчивость к действию цитазы. Вскоре после открытия феномена Пфайффера я [311] смог продемонстрировать, что эта гранулярная трансформация может быть получена in vitro при следующих условиях. Подготовьте висячую каплю с сывороткой крови морской свинки, вакцинированной против холерного вибриона, сывороткой, которая потеряла способность самостоятельно превращать вибрионы в гранулы. Добавьте к ней каплю перитонеальной лимфы нормальной невакцинированной морской свинки; эта лимфа содержит мертвые или живые лейкоциты и сама по себе также неспособна вызывать феномен Пфайффера. Когда к смеси этих двух жидкостей, которые неактивны при использовании по отдельности, добавляется несколько холерных вибрионов, они быстро превращаются в гранулы. Эта трансформация, полученная in vitro, удивительно похожа на ту, что происходит в брюшной полости вакцинированного животного.
Жюль Борде [312], работавший в моей лаборатории, провел очень полное исследование феномена Пфайффера вне организма животного и обнаружил, что в моем эксперименте перитонеальная лимфа может быть заменена сывороткой крови вакцинированной морской свинки, не препятствуя при этом ни в малейшей степени гранулярной трансформации. После особенно тщательного изучения вопроса он пришел к выводу, что феномен Пфайффера является результатом действия двух веществ. Одно из них обнаруживается в сыворотке крови и в перитонеальной жидкости морских свинок, вакцинированных против холеры, нагретых до 55°–56° C или лишенных каким-либо иным способом их индивидуальной способности превращать вибрионы в гранулы. Это вещество сопротивляется такой температуре и теряет свою активность только при нагревании до 68°–70° C. Второе из двух веществ, то, которое обнаруживается в перитонеальной лимфе или в сыворотке крови нормальной морской свинки, с другой стороны, разрушается при 55°–56° C и является не чем иным, как обычной цитазой (или алексином), присутствующей в жидкостях нормальных животных.
[227]
Факты, которые мы описали в отношении феномена Пфайффера в жидкостях организма иммунизированных животных, должны, следовательно, интерпретироваться следующим образом. Свежий перитонеальный экссудат или сыворотка крови этих животных легко вызывает гранулярную трансформацию, потому что в этих жидкостях обнаруживаются оба необходимых вещества. Но поскольку микроцитаза является очень нестабильным веществом, которое под влиянием времени или нагревания до 55°–56° C разрушается, жидкости иммунизированных животных очень легко лишаются ее. Сыворотка крови затем, после некоторого пребывания вне организма, становится неспособной превращать вибрионы в гранулы; но когда к ней добавляется небольшое количество цитазы, обнаруженной в сыворотке крови или в перитонеальной лимфе нормальной морской свинки, трансформация происходит с большой быстротой. К сыворотке иммунизированного животного, которая стала неактивной, возвращается ее свойство вызывать феномен Пфайффера. Эта интерпретация, сформулированная Борде, соответствует всей совокупности известных данных и в настоящее время общепринята.
[228]
Поскольку жидкости иммунизированных животных, ставшие неспособными превращать вибрионы в гранулы, все еще сохраняют свою способность лишать эти организмы подвижности и объединять их в комки, можно было бы спросить, не может ли это агглютинирующее вещество быть тем веществом, стабильным при нагревании, которое необходимо для возникновения феномена Пфайффера. Некоторое время, действительно, полагали, что этот феномен обусловлен микроцитазой, действующей на вибрионы, которые были предварительно модифицированы агглютинирующим веществом. Это последнее вещество сопротивляется нагреванию до 55°–56° C, разрушается только при более высоких температурах и сохраняется в сыворотке крови долгое время после того, как цитаза полностью исчезла. Аналогия между агглютинирующим веществом жидкостей животных, приобретших иммунитет, и веществом в тех же жидкостях, которое стабильно при нагревании, неоспорима, и все же эти два вещества не идентичны. Целый ряд наблюдений, которые мы опишем в дальнейшем, ясно демонстрирует этот тезис. Сыворотка может быть высокоагглютинирующей, не будучи способной вызвать трансформацию вибрионов в гранулы; обратное также верно. Вещество, которое вызывает феномен Пфайффера и которое обнаруживается в жидкостях иммунизированных морских свинок, является «фиксирующим веществом», аналогичным тем, с которыми мы уже встречались в сыворотках животных, адаптированных таким образом, что они способны резорбировать различные клеточные элементы. Как при резорбции клеток, так и при разрушении микроорганизмов фиксирующие вещества специфичны. Вещество, которое способствует трансформации в гранулы, отличается не только от фиксирующих веществ, которые сенсибилизируют красные кровяные тельца или сперматозоиды, но также от фиксирующих веществ, которые сенсибилизируют бактерии. Эта специфичность была продемонстрирована и тщательно изучена Пфайффером, который показал, что она может даже служить для различения видов бактерий. Сыворотка морской свинки, которая была иммунизирована против холерного вибриона, сделает чувствительными эти вибрионы, и только их, к действию микроцитазы. Даже родственные вибрионы, такие как различные водные вибрионы, например, не чувствительны к фиксирующему веществу антихолерной сыворотки. С другой стороны, сыворотки, полученные после инокуляции этих водных вибрионов, неспособны вызывать гранулярную трансформацию у холерного вибриона.
Когда мы вводим одному и тому же животному несколько видов вибрионов, мы получаем сыворотку или перитонеальную жидкость, которая вызывает феномен Пфайффера с вибрионами всех видов, которые были использованы для проведения инокуляций. Эта антивибрионная сыворотка содержит только одну цитазу для вибрионов, но содержит столько же различных фиксирующих веществ, сколько было инокулировано видов.
[229]
Трансформация вибрионов в гранулы, когда она вызывается в высокой степени против вирулентных вибрионов под влиянием жидкостей организма иммунизированных животных, дает очень ценное указание на одновременное присутствие цитазы и специфического фиксирующего вещества. Как мы уже заявляли в начале этого отчета о приобретенном иммунитете морских свинок против холерного вибриона, феномен Пфайффера проявляется в перитонеальной жидкости этих животных в очень короткое время (5–20 минут) после инокуляции вибрионов. Это доказывает, что в этой жидкости два вещества действительно встречаются вместе и что фиксирующее вещество и цитаза находятся в растворе в плазме экссудата. Так ли это в каждой части тела иммунизированных морских свинок? Если вместо введения холерного вибриона в брюшную полость мы вводим его в подкожную клетчатку или в переднюю камеру глаза этих животных, феномен Пфайффера не появляется. Вибрионы, изолированные или собранные в небольшие комки, не подвергаются гранулярной трансформации; они сохраняют свою нормальную форму вибриона и остаются живыми гораздо дольше, чем в брюшной полости. Некоторые из них могут быть найдены еще живыми через 24 часа после подкожной инъекции и через несколько (4–6) дней в передней камере глаза. Также феномен Пфайффера нельзя наблюдать, когда холерный вибрион вводится в отек стопы, вызванный вследствие замедления кровообращения, при этом вибрионы остаются живыми довольно долгое время. Эти факты ясно указывают на то, что в жидкости, выброшенной при пассивном отеке, так же как в водянистой влаге глаза или в подкожной клетчатке, два вещества, необходимые для возникновения гранулярной трансформации, отсутствуют. Отсутствуют ли оба или только одно? На этот вопрос легко ответить, добавив к упомянутым жидкостям сыворотку нормальной морской свинки, сыворотку, которая сама по себе неспособна вызывать феномен Пфайффера. Борде [313] провел эти эксперименты и обнаружил, что когда к жидкости пассивного отека иммунизированной морской свинки добавляется нормальная сыворотка, эта жидкость превращает холерный вибрион в гранулы, но делает это в меньшей степени, чем сыворотка той же иммунизированной морской свинки, нагретая до 55°–56° C, к которой также была добавлена нормальная сыворотка. Следовательно, есть основания сделать вывод, что жидкость отека не содержит никакой цитазы, но содержит определенное количество холерного фиксирующего вещества, однако в меньшем количестве, чем то, которое обнаруживается в сыворотке крови. Что касается водянистой влаги глаза иммунизированных животных, аналогичные эксперименты продемонстрировали, что она не содержит ни одного из двух веществ, необходимых для возникновения феномена Пфайффера.