Введение
Искусственная индукция иммунитета – это иммунизация, достигаемая благодаря усилиям человека в профилактической медицине, в отличие от (и в дополнение к) естественному иммунитету, вырабатываемому иммунной системой организма. Она позволяет сделать людей невосприимчивыми к конкретным заболеваниям иным способом, нежели ожидание, пока они ими заразятся. Цель – снизить риск смертности и страданий. Предполагается, что дальнейшее углубление понимания молекулярных основ иммунитета приведет к улучшению клинической практики в будущем.
Artificial induction of immunity is immunization achieved by human efforts in preventive healthcare, as opposed to (and augmenting) natural immunity as produced by organisms' immune systems. It makes people immune to specific diseases by means other than waiting for them to catch the disease. The purpose is to reduce the risk of death and suffering, It is hoped that further understanding of the molecular basis of immunity will translate to improved clinical practice in the future.
Оспа и оспа
Самым ранним задокументированным искусственным вызовом иммунитета у людей была вариоляция, или инкульция – контролируемое заражение человека менее летальной природной формой оспы (известной как Variola Minor) для выработки иммунитета к повторному заражению более смертельной природной формой, Variola Major. Эта практика применялась в древности в Китае и Индии и была завезена в Европу, через Турцию, около 1720 года леди Монтегю и, возможно, другими. Из Англии эта техника быстро распространилась в колонии, а также была распространена африканскими рабами, прибывавшими в Бостон. Вариоляция имела недостаток: используемый для инкульции материал все еще представлял собой активную форму оспы и, хотя и менее сильную, все же мог привести к смерти инкулированного или распространиться в полной форме на окружающих. Однако, поскольку риск смерти от инкульции Variola Minor составлял всего 1–2%, по сравнению с 20% риском смерти от естественной формы оспы, риски инкульции в целом считались приемлемыми.
Вакцинация
В 1796 году Эдвард Дженнер, доктор и ученый, практиковавший вариоляцию, провел эксперимент, основанный на народных знаниях о том, что заражение коровьей оспой – болезнью с легкими симптомами, никогда не приводящей к летальному исходу – также обеспечивало иммунитет к оспе. Эта идея была не нова; несколько лет ранее Бенджамин Джести уже продемонстрировал это, но не опубликовал свое открытие. В 1798 году Дженнер расширил свои наблюдения, показав, что коровью оспу можно передавать от одного пациента к другим через четыре последовательные переноса от руки к руке, и что последний в этой цепочке приобрел иммунитет, когда его подвергли воздействию оспы. Дженнер описал эту процедуру, бесплатно распространял свою вакцину и предоставил информацию тем, кто хотел создать собственные вакцины. В 1798 году он опубликовал свои результаты в своем знаменитом «Исследовании причин и последствий коровьей оспы». Ему приписывают то, что он первым начал детальное изучение этого вопроса и привлек к нему внимание медицинского сообщества. Несмотря на некоторую оппозицию, вакцинация вытеснила вариоляцию. Дженнер, как и все члены Королевского общества того времени, был эмпириком. Теоретическое обоснование для дальнейшего развития вакцинации появилось позднее.
Токсоиды
Некоторые заболевания, такие как столбняк, вызывают болезнь не ростом бактерий, а выработкой бактериями токсина. Токсин столбняка настолько смертелен, что у человека не может выработаться иммунитет к естественной инфекции, поскольку количество токсина и время, необходимое для гибели человека, значительно меньше, чем требуется иммунной системе для распознавания токсина и выработки антител против него. Однако токсин легко денатурируется, теряя способность вызывать заболевание, но сохраняя способность индуцировать иммунитет к столбняку при введении его испытуемым. Денатурированный токсин называется токсоидом.
Адъюванты
Использование простых молекул, таких как токсоиды, для иммунизации обычно вызывает слабый ответ со стороны иммунной системы и, как следствие, слабую иммунологическую память. Однако добавление определенных веществ в состав, например, адсорбция тетанус-токсоида на глинозем, значительно усиливает иммунный ответ (см. Roitt и др. ниже). Эти вещества известны как адъюванты. Для приготовления вакцин использовалось несколько различных адъювантов. Адъюванты также применяются в других исследованиях иммунной системы. Более современный подход к "усилению" иммунного ответа на более простые иммуногенные молекулы (известные как антигены) заключается в конъюгации антигенов. Конъюгация – это присоединение к антигену другого вещества, которое также способно вызывать иммунный ответ, тем самым усиливая общий ответ и формируя более стойкую иммунологическую память к антигену. Например, токсоид может быть присоединен к полисахариду из капсулы бактерии, вызывающей большинство случаев долевой пневмонии.
Временно вызванный иммунитет
Временный иммунитет к конкретной инфекции может быть индуцирован у субъекта путем введения ему внешне произведенных иммунных молекул, известных как антитела или иммуноглобулины. Впервые это было сделано (и до сих пор иногда практикуется) путем взятия крови у субъекта, уже обладающего иммунитетом, выделения из крови фракции, содержащей антитела (известной как сыворотка), и введения этой сыворотки человеку, которому требуется иммунитет. Это известно как пассивный иммунитет, а сыворотка, выделенная у одного субъекта и введенная другому, иногда называется антисывороткой. Антисыворотки, полученные от других млекопитающих, в частности лошадей, использовались у людей с обычно хорошими и часто спасающими жизнь результатами, однако существует определенный риск анафилактического шока и даже смерти от этой процедуры, поскольку человеческий организм иногда распознает антитела других животных как чужеродные белки. Это обеспечивает некоторую защиту для молодых особей, пока их собственная иммунная система развивается. В настоящее время возможно производство синтетических (рекомбинантных или полученных из клеточных клонов) человеческих иммуноглобулинов, и по ряду причин (включая риск контаминации биологических материалов прионами) их использование, вероятно, будет все более распространенным. Однако их производство дорогостоящее, и по состоянию на 2013 год они не производились в больших масштабах. В будущем может стать возможным искусственно конструировать антитела, специфичные к определенным антигенам, а затем производить их в больших количествах для индуцирования временного иммунитета у людей до контакта с конкретным патогеном, таким как бактерия, вирус или прион. На сегодняшний день наука, необходимая для понимания этого процесса, существует, но технология для его реализации отсутствует.