Імунологія (від імунітет і ...логия ), наука про захисні реакції організму, направлені на збереження його структурної і функціональної цілісності і біологічної індивідуальності. І. — дисципліна широкого біологічного профілю, що швидко розвивається, виросла як галузь медичної мікробіології. Теоретичні напрями в І. — вивчення на клітинному і молекулярному рівні механізму утворення антитіл, їх патогенетичної ролі, філогенезу і онтогенезу імунної системи — все частіше об'єднують терміном імунобіологія.
І. бере свій початок з наступного спостереження: люди, що перенесли заразливе захворювання, зазвичай можуть без небезпеки для себе доглядати хворих під час епідемій даного захворювання. У 1796 Е. Дженнер розробив спосіб штучної імунізації проти віспи шляхом зараження людини коров'ячою віспою. Почало І. як самостійній науці поклало відкриття Л. Пастера (1880), що виявив, що імунізація курнув старою холерною культурою створює у них стійкість до зараження високовірулентним збудником курячої холери. Пастер сформулював основний принцип створення вакцин і отримав вакцини проти сибірської виразки і сказу. І. І. Мечників (1887) відкрив феномен фагоцитозу і створив клітинну (фагоцитарну) теорію імунітету. До 1890 роботами німецького бактеріолога Е. Берінга і його співробітників було показано, що у відповідь на введення мікробів і їх отрут в організмі виробляються захисні речовини — антитіла . Німецький учений П. Ерліх (1898, 1900) висунув гуморальну теорію імунітету. У 1898—99 бельгійський учений Ж. Борде і російський учений Н. Н. Чистовіч виявили утворення антитіл у відповідь на введення чужорідних еритроцитів і сироваткових білків. Це відкриття поклав початок неінфекційної І. У 1900 австрійський імунолог К. Ландштейнер відкрив групи крові людини і створив основу вчення про тканинні ізоантигени (див. Антигени ). Нове, передбачене австралійським ученим Ф. Бернетом напрям в І. — вчення про імунологічну толерантність — виникло після експериментального відтворення цього феномену англійським ученим П. Медаваром (1953).
Почало вітчизняною І. поклали роботи І. І. Мечникова, А. А. Безредки, Г. Н. Габричевского, Н. Ф. Гамалєї, Л. А. Тарасевіча. Радянська І. 20—30-х рр. поряд з вирішенням практичних питань плідно займалася теоретичними дослідженнями (роботи І. Л. Крічевського, Ст А. Барикина, Ст А. Любарського, З. И. Гинзбург-Калининой). У 40—60-і рр. проблеми І. успішно вирішувалися під керівництвом Л. А. Зільбера, П. Ф. Здродовського, Р. Ст Вигодчикова, М-код. П. Покровской, Ст І. Іоффе, А. Т. Кравченко, П. Н. Косякова і ін.
І. розвивається дуже швидкими темпами, особливо на стиках з хімією, генетикою, фізіологією, радіобіологією і ін. галузями біології і медицини. І. складається з ряду більш менш напрямів ( див. мал.(малюнок) 1 ) , перерахованих нижче, що чітко визначилися.
Іммуноморфология вивчає анатомію, гістологію і цитологію імунної системи організму. У ній використовуються гістологічні і цитологичеськие методи дослідження, культивування кліток поза організмом, світлова, флуоресцентна і електронна мікроскопія, авторадіографія і ін. Останніми роками весь процес первинної імунної відповіді лімфоїдних кліток удалося відтворити в пробірці. Встановлено, що специфічна імунна відповідь, а частково і природна стійкість організму забезпечуються функцією його лімфоїдної системи і розсіяних по всіх тканинах кліток, що фагоцитують (див. Фагоцитоз ). Властивістю захоплювати антиген володіють нейтрофільні і еозінофільниє гранулоцити, моноцити і тромбоцити в крові; гістіоцити в сполучній тканині; мікроглія в мозку; синусні клітки печінки, селезінки, надниркових, кісткового мозку і передньої долі гіпофіза; ретикулярні клітки селезінки, лімфатичних вузлів, кісткового мозку, тімуса (вілочкової, або зобною, залози) і невелика частина циркулюючих лімфоцитів. Основна маса введеного у внутрішнє середовище організму антигена захоплюється, руйнується і усувається цими клітками. Лише долі відсотка антигенних молекул зберігаються довгий час, викликаючи специфічні імунологічні реакції. Особливо важливу роль приписують тим молекулам антигена, які осідають на поверхні ретикулярних кліток в лімфатичних вузлах. Імунна відповідь відбувається при взаємодії, по крайній мірі, двох типів малих лімфоцитів ( мал. 2 ) , які постійно мігрують в тканинах, циркулюючи по лімфатичних і кровоносних дорогах.
Клітки одного типа (В-клітки) походять з кісткового мозку і при зустрічі з антигеном перетворюються на клітки, створюючі антитіла (плазматичні клітки). Клітки іншого типа (Т-клітки) походять з тімуса. Їм властива здатність специфічно реагувати на антигенні молекули і забезпечувати взаємодія в-кліток з антигеном.
В імунологічно зрілому (імунокомпетентному) організмі клітки, що фагоцитують, і Т- і В-лімфоцити здійснюють всі форми специфічної відповіді: утворюють циркулюючі антитіла, що відносяться до різних класів імуноглобулінів (верхня частина мал.(малюнок) 2), реалізують імунні реакції клітинного типа — сповільнену підвищену чутливість відторгнення трансплантата і ін. Так організм відповідає на ряд бактерійних і паразитарних інвазій (туберкульоз, бруцельоз, лейшманіоз), а також на пересадку кліток і тканин від іншого організму (див. Тканинна несумісність, Трансплантація ). Диференціювання і взаємодія цих кліток під впливом антигена можуть привести до виникненню імунологічної «пам'яті» або специфічної імунологічної толерантності.
Порівняльна І. вивчає імунну відповідь в різних видів тварин. Еволюційне тлумачення явищ імунітету допомагає з'ясувати їх механізми. Лімфоїдна система і здібність до утворення специфічних антитіл вперше з'являються лише в хребетних. Наприклад, морська мінога має примітивний лімфоепітеліальний тімус, лімфоїдні острівці в селезінці і кістковому мозку і циркулюючі лімфоцити; у неї утворюються антитіла і виникає імунологічна пам'ять, але асортимент антигенів, на які відповідає мінога, дуже обмежений. У примітивних хрящових риб (акул, скатів) лімфоїдна система розвиненіша; вони здатні реагувати на більше число антигенів. Типові плазматичні клітки з'являються в хрящових, лучеперих і костистих риб. У цих тварин виробляється декілька типів імуноглобулінів. В земноводних вперше в ряду філогенезу утворюється система плазматичних кліток, що синтезують високо- і низькомолекулярні імуноглобуліни, що розрізняються по антигенних властивостях. Вельми схожа система є у плазунів. Система комплементу (що складається з різних білків нативної сироватки), мабуть, дуже древня, оскільки в схожій формі є як в нижчих, так і у вищих хребетних.
В більшості ссавців імунні реакції розвиваються повною мірою лише після народження. Під час ембріонального розвитку, коли зародок захищений від дії антигенів, функціонує система виборчого перенесення імуноглобулінів від матері до плоду. Проте до 4—5 місяців плід людини самостійно утворює імуноглобуліни М-коду і G. Птиці і ссавці, у тому числі людина, володіють однаковим спектром імунологічних реакцій. Міра іммунореактівності пов'язана з віком і помітно знижується у міру старіння організму.
Фізіологія імунних реакцій вивчає механізми, за допомогою яких організм виявляє і видаляє «чуже», — речовини, що не є нормальними компонентамі його власних тканин: мертві і такі, що злоякісно перероджуються клітки, власні пошкоджені молекули, чужорідні клітки і молекули, бактерії, віруси, прості, гельмінти і їх отрути і тому подібне Функціональним вираженням чужеродності антигена є його здатність викликати утворення специфічних антитіл і з'єднуватися з ними. Природа антигенності, питання про те, чому організм, не виробляючи антитіла на величезну безліч власних молекул, утворює антитіла до безконечного числа чужорідних антигенів, суть специфічної імунної відповіді, зокрема синтезу антитіл, є головними питаннями так званої теорії утворення антитіл. Передбачають, що утворення антитіл, тобто біосинтез високоспеціалізованих білкових молекул, здійснюється подібно до синтезу інших білків плазми крові (див. Імуногенетика ).
Загальна теорія імунологічних реакцій повинна пояснити физико-хімічну природу антигенності, описати молекулярні механізми синтезу антитіл і розшифрувати специфічність імунохімії. Створення такої теорії можливе при послідовному рішенні три найважливіших і взаємозв'язаних проблем імунної відповіді: 1) генетичні основи різноманітності імуноглобулінів; 2) вопросы про те, скільки різних по специфічності антитіл може синтезувати клітка, про міжклітинні взаємодії і про те, на якому рівні, клітинному або субклітинному, здійснюється дія антигена; 3) механізм специфічної імунологічної толерантності (відсутність специфічної відповіді на антиген). Перша спроба хімічної інтерпретації імунологічних реакцій була зроблена П. Ерліхом (1900). Він вважав, що кожна антітелообразующая клітка володіє преформірованной «бічним ланцюгом», випадково просторово відповідною антигену. «Бічні ланцюги», що відокремилися від клітки-носія і попали в кровотік, ототожнювалися з антитілами. Ця гіпотеза вражаюче близька до сучасних уявлень про біосинтез білка тим, що в ній передбачається передіснування (до дії антигена) генетичної коди для кожного виду антитіл. Антигенні молекули повинні лише «вибрати» (виробити селекцію) передіснуючу структуру і підсилити її відтворення. Популярність селекційної ідеї Ерліха була поколеблена відкриттям До. Ландштейнера (1936), який показав, що велика кількість штучних антигенів, отриманих синтетичним дорогою, може викликати утворення специфічних антитіл. У зв'язку з цим американські учені Ф. Брейнль і Ф. Гауровиц, Д. Александер і С. Мадд (1930) передбачили, що преформірованних антитіл не існує. Антиген втручається в процес утворення молекули глобуліну, порушуючи її збірку. В результаті утворюється антитіло із специфічною для даного антигена структурою. Дія антигена в цьому випадку є інструктивною, що легко пояснює безмежну різноманітність антитіл, що синтезуються організмом. Американський учений Л. Полінг (1940) приписував антигену роль «матриці», на якій складаються поліпептидні ланцюги антитіла. Новим етапом в розвитку І. була поява концепції австралійських учених Ф. Бернета і Ф. Феннера (1941), що розглядали синтез антитіл як окремий випадок адаптивного білкового синтезу, подібний до синтезу індукованих ферментів у бактерій. Передбачалося, що антиген в клітці здійснює побічну інструктивну дію, викликаючи зміни в комплексі ферментів, що беруть участь в синтезі молекули антитіла. Згодом ця концепція була доповнена гіпотезою про існування особливих «міток» для власних антигенів організму, що пояснювало природну толерантність до них. Згідно з представленням американських учених Р. Швита і Р. Оуена (1957), антиген, подібно мутагену, викликає відповідні зміни дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), наслідком яких є біосинтез молекул антитіл. Американський учений Д. Голдштейн (1960) передбачив аналогічну дію антигена на інформаційну рибонуклеїнову кислоту (І-РНК). У 1950 німецький учений Н. Ерне висунув нову гіпотезу специфічної імунної відповіді, засновану на селекційній ідеї Ерліха. Гіпотеза «натуральної селекції» Ерне зводилася до того, що в ембріональному періоді в тімусе утворюються різні по специфічності молекули антитіл. Комплекс антигена з відповідним антитілом потрапляє в клітку, що синтезує антитіла, яка використовує антитіло як модель для утворення подібних молекул. Ерне постулював відсутність антитіл до власних антигенів організму і «розпізнавання» лише чужорідних конфігурацій. Подальшим розвитком селекційної ідеї була клонально-селекційна теорія придбаного імунітету висунута Ф. Бернетом (1957). Клоном називають групу кліток, що сталися шляхом ділення від однієї клітки-попередниці. По Бернету, лімфоїдна система імунологічно зрілого організму містить безліч (не менше 10 4 —10 5 ) клонів кліток, здатних специфічно відповідати на різні антигени. Природа генетичної різноманітності імуноглобулінів невідома. Проте саме клонально-селекційна теорія представляється найбільш правдоподібною і відповідною сучасним уявленням про біосинтез білка. Відсутність реакції на власні антигени Бернет пояснив усуненням «заборонених клонів» (здатних синтезувати антитіла до «свого») в ембріональному періоді. Згідно цієї теорії, антиген, потрапляючи в організм, «вибирає» клітку, яка здатна утворити відповідне антитіло, і стимулює її до розмноження з подальшим синтезом антитіла. Як відбувається цей вибір — на рівні клітинних клонів (як вважає Бернет) або субклітинних одиниць, — залежить від того, скільки різних по специфічності молекул антитіл здатна синтезувати клітка. Можна думати, що клітка несе генетичну інформацію для синтезу більш ніж 10 5 різних імуноглобулінів. Проте в результаті диференціювання її здатність синтезувати антитіла практично пригнічена. Антиген викликає дерепресію синтезу відповідних антитіл, внаслідок чого синтезуються антитіла лише одній специфічності. Це положення лежить в основі гіпотези «репресії-депресії», висунутої американським вченим Л. Силардом, австралійським, — І. Фінчем і радянським вченими Ст П. Ефроїмсоном, А. Е. Гурвічем і Р. С. Незліним.
Фізіологія імунних реакцій вивчає також чинники, регулюючі кількісні характеристики імунної відповіді, у тому числі роль нервової системи (переважно гіпоталамуса), гормонів, віку, живлення, стану організму (у частковості, міри стомлення) і зовнішніх дій. Тепер відомо, що не лише гормони гіпофіза і надниркових можуть змінювати імунологічну реактивність, але і плацента виділяє особливий гормон, який в значній мірі гальмує імунні реакції організму матері на антигени плоду.
Імунопатологія вивчає не лише надмірні або ушкоджувальні організм імунні реакції (див. Аутоіммунні захворювання ), але і захворювання, що супроводяться дефектами імунної системи: спадкові і придбані агамаглобулінемії і іммуноглобулінопатії при пухлинах лімфо-ретікулярної тканини, при нефрозах, після вживання цитостатічеських лікарських препаратів і після опромінення. У імунопатології особлива увага приділяється методам гальмування і стимуляції імунної відповіді. Посилення імунної відповіді неспецифічними стимуляторами (так званими ад'ювантамі) або трансплантацією активних лімфоїдних тканин перспективно при інфекційних захворюваннях і при дефектах імунної системи. І навпаки, гальмування імунної відповіді — лікувальний прийом при захворюваннях з надмірною або небажаною активністю імунної системи. Гальмування досягають, ушкоджуючи лімфоїдні клітки опроміненням, азотистим Іпритом, антіметаболітамі, кортікостероїднимі гормонами, антілімфоцитарной сироваткою. Імунну відповідь пригнічують також пасивним введенням антитіл, наприклад введенням матері антірезусних антитіл для запобігання гемолітичній жовтяниці новонароджених.
Останніми роками інтенсивно вивчаються реакції організму на клітки і макромолекули індивідуумів того ж або іншого вигляду. Цю галузь називають неінфекційними І. Каждий багатоклітинний організм володіє деякими унікальними, неповторними особливостями будови білків і клітинних мембран. Відмінність одного індивідуума від іншого обумовлено генетичними механізмами. Саме з цієї причини введені в організм ззовні клітки і молекули розпізнаються як чужорідні і викликають комплекс імунних реакцій, направлених на їх видалення. Тому, не дивлячись на найдосконалішу хірургічну техніку, пересаджені органи і тканини зазвичай відторгаються, будучи не в змозі здолати бар'єр тканинної несумісності; її вивченням займається трансплантаційна І. Другой розділ неінфекційної І. — імунологія пухлин — вивчає пухлинні антигени і механізми розпізнавання і видалення кліток, що злоякісно перероджуються. У круг проблем неінфекційної І. входить також розробка способів створення специфічної імунологічної толерантності, які в майбутньому дозволять зробити трансплантацію органів практично вживаним методом лікування всіляких захворювань. Отримувані І. дані служать основою для розвитку прикладною, клінічною І. і таких її основних напрямів, як імунопрофілактика, імунотерапія, імунодіагностика .
Імунологічні методи дослідження широко використовуються для тонкого аналізу у всіляких галузях медицини (гематології, акушерстві, дерматології і ін.) і біології (у біохімії, ембріології, генетиці і антропології).
Проблемами І. у СРСР займаються більше 50 науково-дослідних установ. Найбільші з них — інститут епідеміології і мікробіології ім. Н. Ф. Гамалєї АМН СРСР(Академія медичних наук СРСР) (Відділ імунології і онкології цього інституту — міжнародний центр по опухолеспецифічеським антигенах), Московський інститут вакцин і сироваток ім. І. І. Мечникова, Державний контрольний інститут медико-біологічних препаратів ім. Л. А. Тарасовича, Московський інститут епідеміології і мікробіології, Ленінградський інститут експериментальної медицини.
За кордоном питаннями І. займаються: Інститут імунології (Базель) і Інститут біохімії Лозанського університету (Швейцарія), Національний інститут медичних досліджень (Мілл-Хилл, Великобританія), Національний інститут раки, Національний інститут охорони здоров'я, а також Рокфеллеровський інститут медичних досліджень (США). Науково-дослідний інститут імунології (Прага, Чехословакія), Інститут Л. Пастера (Париж, Франція) і ін. З 1963 Усесвітня організація охорони (ВІЗ) здоров'я, здійснюючи свою програму по І., створює довідкові центри по імунології і імуноглобулінам, скликає симпозіуми і наради по імунопатології, імунології паразитарних захворювань, імунотерапії раки, по тіпірованію антигенів тканинної несумісності, по клітинному імунітету.
В СРСР роботи по І. публікуються у ряді медичних і біологічних журналів: «Журнал мікробіології, епідеміології і імунобіології» (з 1924); «Патологічна фізіологія і експериментальна терапія» (з 1957); «Питання вірусології» (з 1956); «Медична паразитологія і паразитарні хвороби» (з 1923); «Бюлетень експериментальної біології і медицини» (з 1936).
За кордоном ряд періодичних видань цілком присвячений проблемам І.: «Journal of Immunology» (Balt., з 1916); «Journal of Experimental Medicine» (N. Y., з 1896); «Journal of Allergy» (St. Louis, з 1929); «Immunology» (Oxf., з 1958); «Clinical and Experimental Immunology» (Oxf., з 1966); «Immunochemistry» (N. Y., з 1964); «Advances in Immunology» (N. Y. — L., з 1961); «Zeitschrift für Immunitäts- und Allergieforschung» (Jena — Stuttg., з 1909); «International Archives of Allergy and Applied Immunology» (N. Y. — Basel, з 1950); «Revue d''immunologie et de Thérapie antimicrobienne» (P., з 1935).
Питанням І. присвячено багато статей в «Бюлетені Усесвітньої організації охорони» (з 1964) здоров'я, що видається російською мовою, і окремі випуски з серії технічних доповідей ВІЗ, а також статті в міжнародному «Журналі гігієни, епідеміології, мікробіології і імунології», видаваному російською мовою в Празі (з 1957).
Літ.: Незлін Р. С., Біохімія антитіл, М., 1966; Фонталін Л. Н., Імунологічна реактивність лімфоїдних органів і кліток, Л., 1967; Петров Р. Ст, Введення в неінфекційну імунологію, Новосиб., 1968; Здродовський П. Ф., Проблеми інфекції, імунітету і алергії, 3 видавництва, М., 1969; Ефроїмсон Ст П., Введення в медичну генетику, 2 видавництва, М., 1968; його ж, Імуногенетика, М., 1971; Бойд У. К., Основи імунології, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1969; Бернет Ф. М., Клітинна імунологія, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1971, с. 11; Pressman D., Grossberg A. L., The structural basis of antibody specificity, N. Y. — Amst., 1968; Humphrey J. Н., White R. G., Immunology for students of medicine, 3 ed., Oxf., 1970.
А. Н. Маци.
Практична, у тому числі і клінічна, І. займається використанням імунологічних реакцій в цілях діагностики, профілактики і лікування ряду захворювань. Вона тісно пов'язана з медичною і ветеринарною мікробіологією, а також з епідеміологією, фізіологією і патофізіологією, біохімією, ендокринологією і ін. Самостійними розділами практичної І. є вірусна І., І. паразитарних захворювань. І. вивчає антигенний склад мікроорганізмів, особливості імунних процесів при різних видах інфекцій і неспецифічні форми стійкості організму до інфекційного збудника. Всього більшого значення набувають вивчення імунологічних процесів і імунологічної перебудови організму, викликаних неінфекційними антигенами екзогенного і ендогенного походження, розробці методів боротьби з алергічними захворюваннями (див. Алергія, Алергологія ). Інтенсивно розвиваються і інші розділи клінічної І.: радіаційна І., що вивчає порушення імунологічної реактивності організму під впливом опромінення; імуногематологія, що досліджує антигенний склад кліток крові, причини і механізм розвитку імунологічних поразок системи крові і ін. І. розробляє методи імунопрофілактики, імунотерапії і імунодіагностики. Клінічна І. використовує різні методи дослідження. Так, при вивченні природи і властивостей антигенів і антитіл використовується біохімічні і физико-хімічні методи. За допомогою ізотопних індикаторів і флюоресцентній мікроскопії вивчають долю антигенів в організмі і закономірності антітелообразованія на клітинному рівні. Механізми розвитку неспецифічних запальних і алергічних реакцій досліджують біохімічними і цитохимічеськимі методами.
Імунологічні методи дослідження засновані на специфічності взаємодії антигена (мікроба, вірусу, чужорідного білка і ін.) з антитілами. Розділ І., що вивчає реакції антигена з антитілами сироватки крові, називається серологією . До найбільш поширених імунологічних методів відносяться: реакція преципітації, реакція аглютинації, реакція лізису, реакція нейтралізації. Широкого поширення набуває вивчення взаємодії антигена з імунними клітками. Багато методів І. володіють дуже високою специфічною чутливістю (наприклад, реакція анафілаксії перевершує по чутливості методи аналітичної хімії) і використовуються в інших дисциплінах, наприклад в судовій медицині.
В СРСР і за кордоном І. викладають в медичних і ветеринарних вузах на кафедрах патологічної фізіології, мікробіології, загальній патології, а також в спец.(спеціальний) науково-дослідних інститутах. Питання клінічної І. обговорюються на міжнародних конгресах з мікробіології і алергології і освітлюють в багатьох вітчизняних і зарубіжних журналах.
Літ.: Доссе Ж., Імуногематологія, пер.(переведення) з франц.(французький), М., 1959; Радіаційна імунологія, М., 1965; Лабораторні методи дослідження в неінфекційній імунології, під ред. О. Е. Вязова, М., 1967; Іоффе Ст І., Клінічна і епідеміологічна імунологія [Л., 1968]; Практична імунологія, під ред. П. Н. Бургасова і І. С. Безгрошевих, М. 1969.
