Вакцинация и иммунология
Победа медицины над оспой с помощью вакцины Э. Дженнера 1796 г. была победой «вслепую», полученной не знаниями, а опытом. Медики не понимали ни причин возникновения болезни, ни механизмов формирования иммунитета к ней после прививки. В XIX в. французский химик и естествоиспытатель Луи Пастер и другие исследователи связали многие инфекционные болезни с микроорганизмами и развили методы вакцинации против ряда инфекций. Эти работы стали важной частью становления микробиологии и иммунологии.
Бактерии (бациллы) под микроскопом
Погружение в микромир
Первым увидел бактерии в свой микроскоп А. Левенгук в 1676 г., но он не выделял их в ряду других микроорганизмов. Спустя 200 лет после открытия Левенгука, в 1850-х гг., изучением бактерий и других микробов занялся Луи Пастер. Он сделал ряд блестящих открытий: определил, что брожение не химический процесс, как считали ранее, а результат жизнедеятельности дрожжевых грибков, доказал невозможность самозарождения микроорганизмов, открыл ряд микроорганизмов анаэробов, для которых губителен кислород.
Микроорганизмы, или микробы, — организмы микроскопических размеров, например бактерии, многие грибы и простейшие. Вирусы имеют неклеточное строение и обычно рассматриваются отдельно.
Бактерии — одноклеточные организмы, относящиеся к прокариотам — микробам без клеточного ядра. Бактерии для человеческого организма могут быть как полезными (например, бактериальная флора, способствующая пищеварению), так и вредными, болезнетворными.
Бациллы, или палочки, — бактерии вытянутой формы.
Вино и куры на службе иммунологии
Вредоносные действия микробов Пастер впервые обнаружил, изучая по просьбе французских виноделов и пивоваров причины, по которым портятся производимые ими напитки. Он определил, что каждая «болезнь» вина или пива вызвана своим возбудителем — микробом. Это открытие натолкнуло Пастера на мысль, что и заразные болезни человека и животных также вызываются деятельностью вредных микроорганизмов.
Луи Пастер
В поисках подтверждения своей теории Пастер взялся за исследование безопасной для человека, но смертельной для птиц куриной холеры. Он выявил бактерии-возбудители этой болезни, разводил их на питательном бульоне и заражал ими кур. Заражённые куры неизбежно умирали, а способа борьбы с болезнью не находилось. Но однажды бактерии куриной холеры на несколько недель остались без питания, и, когда этими ослабленными бактериями заразили кур, птицы выжили.
Пастер понял, что введение ослабленных культур микробов создает у животных и человека невосприимчивость к ним — вырабатывает иммунитет. Вакцина Дженнера действовала иначе: заражение родственным вирусом коровьей оспы формировало защиту от натуральной оспы. Ослабленный микроб не способен вызвать тяжёлую болезнь, но на нём организм «тренируется» вырабатывать защиту к данному виду возбудителей. Этим открытием Пастер положил основу новой науке — иммунологии.
Опыт Пастера, доказывающий невозможность самозарождения микробов.
Пастер доказал, что появляющиеся в любой пригодной питательной среде микробы развиваются из распылённых в воздухе спор (клеток размножения), а не само — зарождаются. Он залил стерилизованный питательный раствор в сосуд с изогнутым горлышком, и споры из воздуха оседали в изгибах горлышка, не достигая раствора. Даже спустя длительное время признаков жизни в растворе не обнаружили. Такой же раствор в открытом сосуде оказался полон микробов.
Второе рождение вакцинации
Продолжая исследования, Пастер обратился к изучению сибирской язвы. Это инфекционное заболевание, вызывающее массовый падёж скота, смертельно опасно и для людей. В 1876 г. немецкий врач и микробиолог Роберт Кох открыл возбудитель этой болезни — бациллу антракса. Пастер разработал способ получения ослабленной культуры возбудителя для опытной вакцинации животных. В память о противооспенной вакцине Дженнера Пастер предложил называть все препараты, предназначенные для создания иммунитета к инфекциям, — вакцинами, а само прививание — вакцинацией.
В 1881 г. Пастер заразил сибирской язвой 50 овец, половина из которых перед этим прошла вакцинацию. Все непривитые овцы умерли, а привитые остались здоровы, что блестяще доказало верность выводов Пастера. Опыт способствовал развитию вакцинации животных против сибирской язвы.
Бациллы антракса — возбудители сибирской язвы
Развитие идеи
Эффективность открытого Пастером способа вакцинации подтвердилась в 1885 г. с открытием вакцины против смертельного заболевания — бешенства, которым люди заражались после укуса больным животным. Пастер ввел ослабленный возбудитель бешенства мальчику, покусанному бешеной собакой (постконтактная вакцинация), и спас жизнь ребенку. С 1886 г. пастеровские станции, делающие прививки против бешенства, стали открываться по всему миру. В 1887 г. Пастер основал Институт по изучению инфекционных заболеваний и пригласил работать лучших микробиологов мира, в том числе и русских учёных И. И. Мечникова и Н.Ф. Гамалею. Институт Пастера стал одним из крупнейших центров исследований инфекционных заболеваний. В 1983 г. Франсуаза Барре-Синусси, Люк Монтанье и их коллеги из Института выделили вирус, позднее получивший название ВИЧ-1. Надёжной профилактической вакцины против ВИЧ пока нет.
Институт Пастера в Париже с памятником его основателю — Луи Пастеру