«Сфинксы XX века»

Сфинксы XX века (fb2) - Сфинксы XX века 2329K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - Рэм Викторович Петров

Рэм Викторович Петров Сфинксы XX века

Издание 2-е, дополненное

Художник В. Галацкий

Книга посвящается памяти моей жены —

ТАТЬЯНЫ АЛЕКСАНДРОВНЫ ПЕТРОВОЙ (КУК)

Автор

Девиз фанатика:

не сбивайте меня новыми фактами, я уже все решил —

это полная противоположность научному подходу.

Артур Кларк

Предисловие автора

Сфинксы Древнего Египта, русалки славян, леопардочеловек Герберта Уэллса и человек-амфибия Александра Беляева — вот вехи фантазии людей, мечтающих о тех временах, когда станет возможным пересаживать и приживлять ткани и целые органы от одного организма другому. Фантазия создавала людей с крыльями орлов или с жабрами молодой акулы, а действительность разбивала все эти мечты. Наука оказывалась бессильной пересадить человеку не только какой-либо новый орган, но даже свойственный ему и утраченный вследствие болезни или несчастного случая.

И вдруг ошеломляющая новость: «Сфинксы созданы!» Созданы в лабораториях ученых — представителей молодой науки иммунологии, науки, выросшей из биологии и медицины и тесно связанной с генетикой.

Перед вами рассказ об иммунологии. О науке и ученых. Об истории этой науки. О том, что, прежде чем заняться пересадкой органов и тканей, иммунологи в течение долгого времени были взволнованы проблемами предупреждения заразных болезней. Создание сфинксов — это труды самых последних лет. Но я назвал книгу «Сфинксы XX века» не только потому, что иммунологи создали экспериментальные подобия мифических существ, составленных из тканей и органов разных животных. Хотелось обратить внимание на духовную жизнь в мире науки, на бесконечную необходимость разгадывать загадки природы. Ведь сфинкс в переносном смысле — загадка. Трудная, но разрешимая. Загадка, которую разгадал герой Древней Греции молодой Эдип. Сфинксы XX века — это еще и тайны, которые открывают ученые — наши современники. Какими достоинствами обладают они, чего они должны избежать в своей работе и к чему стремиться? Каковы особенности самой работы?

Я старался, не рассказывая биографий, показать некоторые особенности научных исканий, черты, общие для ученых всех специальностей. А так как я хотел написать книгу об иммунологии — науке, в которой работаю сам, — все обобщения я построил на примерах, взятых из этой области знаний. Получилась книга, где каждая глава, даже выхваченная из текста, представляет собой самостоятельный маленький очерк, посвященный особенностям научной работы, ее духовной сущности, облику ученого. Если же читать от начала до конца, то это целостный рассказ о науке, которой удалось избавить человечество от оспы, чумы, холеры, полиомиелита и от других тяжелых болезней, а в довершение чуда в наши дни создать живых сфинксов, дать хирургам способы преодоления несовместимости тканей и обеспечить успехи при пересадках органов от человека человеку.

Решимость уверенности

Нужно иметь храбрость поверить в свои убеждения, иначе самое интересное, что могло прийти вам в голову, у вас из-под носа заберут другие, более отважные духом, но главное — это ведь единственное, ради чего по-настоящему стоит работать.

Норберт Винер

Ничто новое в науке не приходит без большой духовной борьбы, будь то новая идея, обобщение или рождение не существовавшей ранее научной отрасли. И начинается эта борьба сначала в душе ученого. Борцы: сомнение и вера. Ученый, создающий нечто новое, вне зависимости от масштабов созидаемого должен иметь силы глубоко уверовать сам в родившуюся мысль, идею, связать ее с фактами, имеющимися у него в руках. Без этого нельзя. Это справедливо даже для Александра Флеминга — отца пенициллина, о своем открытии отзывавшегося как о случайности.

Но случайность в открытиях трансформируется в закономерность лишь тогда, когда падает на подготовленные умы. Еще средневековые врачи говорили, что на раны хорошо класть зеленую плесень. Русский врач А. Г. Полотебнов в 1872 году описал лечебные свойства зеленой плесени. И тем не менее закономерности не вышло, плесень ждала Флеминга.

Пенициллиновая плесень залетела в чашку с микробами случайно. Флемингу осталось сделать «пустяк». «Пустяк», равнозначный подвигу. Не отбросить эту загрязненную чашку с испорченной культурой микробов, а заметить плесень, увидеть, что вокруг плесени погибли микробы. Погибли почему-то! Задуматься о том, что это может быть интересным, проверить, убедиться и поверить во всемогущество открытого им явления. Задуматься! Самое главное — задуматься, не разозлиться на пропавший труд.

Но тем и отличаются подготовленные умы настоящих ученых. Он задумался.

А потом ведь надо поверить в то, что надумал, придумал, поверить тому, что разгадал.

Поверить! Самому поверить в свое предположение! Кажется, так просто. Нет, не просто!

Верить себе до полного доказательства — это много трудов и времени. Времени, которого у ученого всегда мало и которое уходит безвозвратно. А Флеминг изучал не плесень, он работал совсем над другим. Значит, надо все бросить. И если был не прав — все пропало. Пропало то, что никогда не вернешь. Пропало время, время ученого. Да, решиться поверить себе — подвиг. Ведь настоящий ученый не должен быть завороженным собственной идеей, он не имеет права быть субъективным и пристрастным к себе. У Флеминга хватило сил решиться себе поверить. Хватило подготовленности. Хватило мужества.

Флеминг должен был верить 13 лет. Верить до тех пор, пока биохимия сумеет создать метод выделения очищенного пенициллина из плесени. И не просто верить 13 лет, а работать, доказывать другим, искать. Только глубокая уверенность в своей правоте дает ученому силы довести идею до конца. Не было бы у Флеминга такой уверенности — человечество не узнало бы об антибиотиках… Впрочем, наверно, просто не Флеминг был бы отцом эры антибиотиков. Открытие это было не только «открытием» подготовленного ума, оно было подготовлено и развитием науки. Пришло время. И если использование плесени в средние века было одним из начал, то гибель микробов в чашке Петри от плесени неминуемо должна была обратить внимание настоящих ученых. Главное — чтобы они были.

А они были.

Эдвард Дженнер

Одна из ужасных и в то же время прекрасных особенностей научной работы состоит в том, что ученый чаще всего не знает, насколько правилен его замысел и подтвердится ли его идея. Тем не менее он работает, он верит в замысел, верит в идею.

Уверенность рождает решимость. Но не только решимость к многолетним научным исканиям. Порой она концентрируется в одном кульминационном пункте.

Эдвард Дженнер родился более двухсот лет назад в Англии, в графстве Глестершир, в местечке Беркли.

Дженнеру 21 год.

Молодой врач обратил внимание на существовавшее в народе поверье: человек, переболевший весьма безобидной коровьей оспой, никогда не заболевает натуральной, или, как ее называют, черной, оспой.

Только в Лондоне от этой болезни умирало от одной до трех тысяч человек ежегодно.

Дженнер поверил в народную молву. 26 лет зрела эта вера. 26 лет он наблюдал и сопоставлял факты. Сомнений оставалось все меньше и меньше. Люди, чаще всего доярки, перенесшие коровью оспу, действительно не заболевали натуральной!

Дженнеру 47 лет.

14 мая 1796 года врач и ученый Эдвард Дженнер решился на эксперимент, который избавил человечество от оспы, и стал прародителем новой науки — иммунологии. Уверенный в своей идее, ученый решился поставить опыт на человеке.

Крестьянка Сарра Нелмс заразилась коровьей оспой, и у нее на руке появилось несколько типичных пузырьков. Содержимое одного из них будет привито Эдвардом Дженнером восьмилетнему мальчику Джеймсу Фиппсу. Но этого мало. Мальчика надо будет заразить настоящей черной оспой. Если он ошибется, мальчик умрет. После этого нельзя будет жить и Дженнеру…

Можно ли? Достаточно ли он уверен? Достаточно ли силы веры? Достаточно ли доказательств, подтверждающих идею? Как жаль, что опыт нельзя поставить на себе… Нужен человек, никогда раньше не контактировавший с больными оспой. Впрочем, это опыт на себе. Если мы вспомним, как боролись в той же Англии с противооспенной вакциной в последующие годы. Вспомним, что «за» или «против» прививок было иногда центральным пунктом предвыборной борьбы между тори и вигами; вспомним, сколько поджогов и покушений было из-за этого, с уже доказанной благотворностью мероприятия, и становится совершенно ясно, что Дженнер знал, на что шел. Дженнер понимал: неудачный эксперимент на мальчике кончится трагически и для него.

«Для того чтобы с большей точностью наблюдать за ходом заражения, — пишет Дженнер, — я выбрал здорового мальчика (Джеймса Фиппса) около восьми лет с целью привить ему коровью оспу. Я взял материю с пустулы на руке одной скотницы (Сарры Нелмс), которая заразилась коровьей оспой от коров своего хозяина. Эту материю я привил на руку мальчика 14 мая 1796 года посредством двух поверхностных надрезов, едва проникнувших через толщу кожи, длиной около полудюйма каждый. На седьмой день мальчик начал жаловаться на боль под мышкой, а на девятый его стало немного лихорадить, он потерял аппетит, и появилась легкая головная боль. На следующий день он был совершенно здоров… Все болезненные явления исчезли, оставив на месте прививки струпья и незначительные рубцы, но не причинив ни малейшего беспокойства ни мне, ни моему пациенту. Для того чтобы удостовериться в том, что мальчик, над которым я производил опыт, после этого легкого заболевания от прививки яда коровьей оспы был огражден от заражения настоящей оспой, я произвел ему 1 июля того же года инокуляцию человеческой оспы, взятой непосредственно с оспенной пустулы.

Несколько легких уколов и надрезов были сделаны на его обеих руках, и материя тщательно втерта, но какого-либо заметного заболевания не последовало».

Решающий эксперимент — апофеоз идеи — прошел успешно. Маленький Фиппс приобрел в результате безопасной прививки невосприимчивость к одной из самых страшных болезней — черной оспе. Эта прививка была названа вакцинацией, от латинского слова «вакка», что значит «корова». Термин этот прижился, и всякая профилактическая прививка болезнетворного начала с тех пор и называется этим словом, которое, если подумать, звучит примерно «коровизация», хотя вакцина может быть приготовлена из мозга зараженного кролика, как в случае бешенства, или из легочной ткани мышей, в случае сыпного тифа.

Уверенность ученого родила решимость. Решимость ученого привела к открытию. Нужно ли подчеркивать слово «ученого»? Да, нужно. Уверенность и решимость невежды может привести в лучшем случае к нелепости, в худшем — к трагедии. Уверенность ученого — это вера, основанная на длительных наблюдениях, сопоставлениях, точных знаниях. Вера ученого, основанная на строгих доводах разума, — великая созидающая сила.

Уверенность невежды — вера, основанная лишь на вере. Вера, основанная на недоказуемом. Эта вера и приводит к различным мистическим учениям, где все основано не на доводах разума, а на указаниях авторитетов.

Вера невежды, да еще подкрепленная авторитетом, а вернее, наоборот: авторитет, подкрепленный верой невежд, порождает решимость невежд — тоже силу немалую. Решимость невежд может приостановить прогресс. К счастью, это явление всегда временное.

Рассказывать ли о том, что значили для Дженнера эти дни и ночи наблюдения за мальчиком! Говорить ли о той радости, которая пришла в итоге!

Эдвард Дженнер полюбил мальчика, как родного сына. А в 20-летие опубликования знаменитого эксперимента подарил Джеймсу Фиппсу дом.

Ведь в конце концов, если Дженнер активное начало в этом открытии, то мальчик тоже был соавтором. Хотя он даже не знал, чему он помог и чем рисковал.

Но активный родитель знал. И никогда не забывал.

Он любил мальчика, любил соавтора. Любил свое детище, свою воплощенную идею.

Луи Пастер

И все-таки открытие Дженнера не родило новой науки. Это было гениальное наблюдение, опередившее время почти на 100 лет. Но оно дало человечеству всего лишь способ предупреждать оспу.

Всего лишь!

Нет слов, это очень большой подарок. И человечество благодарило великого англичанина еще при жизни. Эдвард Дженнер стал знаменит во всем мире. Его способ предупреждения оспы был признан и распространен во многих странах. Лондонское медицинское общество вручило Дженнеру выбитую в его честь Большую золотую медаль. Английский парламент вручил ему награду в 10 тысяч фунтов стерлингов, а потом вторично в 20 тысяч. Дженнер стал почетным гражданином Лондона. Русская императрица Елизавета — жена Александра I — послала Дженнеру в подарок перстень с крупным бриллиантом. Первого вакцинированного русского ребенка, Антона Петрова, нарекли Вакциновым и воспитывали за казенный счет. Во Франции Наполеон Бонапарт официально содействовал оспопрививанию и сделал его обязательным в армии. Рассказывают, что однажды Наполеона попросили об освобождении английского пленного, которого он не хотел освободить. «Об этом просит Дженнер», — заметила Жозефина. «Ах, Дженнер! — воскликнул Наполеон. — Ну, Дженнеру я ни в чем не могу отказать».

Итак, Дженнер научил человечество не бояться оспы. Но ни он, ни медицина того времени не создали всеобщего метода предупреждения любых других заразных болезней. Не было учения, не было теории.

Наука должна была еще немножко подрасти. Человечество должно было еще кое-что познать. Наконец, должен был родиться Луи Пастер, чтобы через 85 лет после открытия Дженнера создать науку иммунологию и дать людям принципы изготовления вакцин против любой инфекции.

В Париже на одном из зданий висит мемориальная доска. На этой доске даты — вехи открытий Луи Пастера.

«Здесь была лаборатория Пастера.

1857. Брожение.

1860. Самопроизвольное зарождение.

1865. Болезни вина и пива.

1868. Болезни шелковичных червей.

1881. Зараза и вакцина.

1885. Предохранение от бешенства».

1881 год — год рождения иммунологии. И опять все началось с того, что ученый должен был поверить мелькнувшей в результате исследования догадке, поверить себе.

Внешне открытие пришло случайно. Но нужно было обладать гениальным умом Пастера, чтобы сделать как будто бы «немного»: заметить, проверить и глубоко уверовать во всеобщность принципа.

1880 год. Пастер изучает куриную холеру. Не ту холеру, которой болеют люди. У кур своя холера, безопасная для человека. Микроб, живущий в пробирках лаборатории, действовал безотказно, когда им заражали подопытных птиц. Смерть наступала через один-два дня. В каникулярный период работу временно прервали и пробирки оставили в термостате при свободном доступе воздуха. Когда через три недели микробами из этих пробирок заразили кур, они заболели… но не сдохли. Неудачу решили исправить: через несколько дней птиц заразили снова, но свежими микробами.

Птицы даже не заболели!

На основании этого, казалось бы, неудачного эксперимента у Пастера возникла обобщающая идея. Он сумел абстрагироваться от виденных им случайностей. Он проверил то, что заметил, и глубоко уверовал во всеобщность принципа: если понизить ядовитость микробов, понизить их способность вызывать болезнь и смерть, то они превращаются в препарат, защищающий от этой болезни. Ученый поверил, хотя и говорил в ответ на расспросы: «Я ничего не могу сказать, я не осмеливаюсь громко формулировать все то, на что я надеюсь». И это он говорил, создавая в соответствии со своей идеей новую вакцину. Уже не против куриной холеры, а против сибирской язвы, которая поражает и животных и людей. Он готовил ее, создавая «ужасные жизненные условия» сибироязвенным бациллам. Их длительно держали в подогретом состоянии.

Когда вакцина против сибирской язвы была готова, Луи Пастер, абсолютно уверенный в успехе, решился на публичный эксперимент.

Пастер был мастером публичных выступлений. Он умел вызывать слезы на глазах у слушателей, он умел и любил запугать, а затем указать путь к спасению. Он устраивал научные вечеринки, приглашал на них Александра Дюма, Жорж Санд, высокопоставленных вельмож. Темноту зала пронзал лучом света и, указывая на пляшущие пылинки, говорил о мириадах микробов, несущих болезни и смерть. Он знал, как расшевелить журналистов, интеллигентов, снобов, буржуа, молодежь. Ученых расшевелить сложнее. Особенно умудренных опытом членов Французской академии наук. Не всякий ученый, добившись успеха и усевшись в кресло академика, склонен воспринимать новое, особенно устрашающее новое. К тому же строгим, педантичным ученым нелегко воспринимать идеи, низвергаемые на них бурным, непостижимо уверенным Пастером. Но он был гениален. Он почти всегда был прав. Он увлекался, но никогда не придумывал.

Французская академия наук уже знала о создании сибироязвенной вакцины. Сообщение о своем открытии Пастер сделал в академии 28 февраля 1881 года. Как всегда, новая идея многими была встречена весьма сдержанно. Но Пастер обещал публичный эксперимент. Было принято решение проверить его идеи, его работу, его вакцину на скотоводческой ферме в Пуильи-ле-Фор. Пастер вынес на суд ученых, и не только ученых, на суд толпы сановников, журналистов, обывателей свое открытие. Этот один из самых опасных экспериментов Пастера состоялся в мае 1881 года. А если бы опыт не удался? Если бы опыт не удался, лаборатория Пастера тотчас лишилась бы ассигнований. Ему было бы весьма трудно продолжать работу. А ведь впереди еще не начатая борьба с бешенством. Он еще не знает, чем он рискует. Он еще не знает, чем он будет заниматься дальше. Но мы-то теперь знаем, чем он рисковал. Впереди была одна из самых драматических его работ. Но азартный Пастер уверовал в свою идею, апробировал ее в лаборатории — и родилась решимость. А ученым в академии он без эффектов говорил о главном — о принципе, об иммунитете.

Доклад в академии был не простым сообщением о создании вакцин против куриной холеры и сибирской язвы. Доклад сообщал об универсальном принципе создания искусственного иммунитета введением ослабленного возбудителя болезни, к которой необходимо выработать невосприимчивость. Вот почему публичный эксперимент был много больше, чем апробация вакцины против сибирской язвы. На карту ставилась судьба только что рожденной науки об иммунитете. Многие ученые в академии не одобряли решения Пастера, упрекали его в излишней самоуверенности.

И все же можно представить себе тяжесть сомнений, силу решимости и глубину уверенности Пастера в те знаменательные дни.

В начале мая 1881 года на ферме в Пуильи-ле-Фор было вакцинировано 30 овец и 5 коров. Столько же животных было оставлено в качестве контрольных. 31 мая все 70 животных были заражены сибирской язвой. Эксперимент проводился в присутствии врачей, ученых, государственных деятелей, журналистов. Через двое суток Пастер и гости снова были на ферме.

Все контрольные животные погибли. Все вакцинированные остались жить!

Пастер до начала эксперимента предсказал его результаты. Он не сомневался в них.

Пастер вопреки тогдашним законам чести отказывался от дуэли, даже когда первым наносил оскорбления, но смело шел на, казалось бы, авантюрный, рекламный эксперимент. Жизнь показала, что это не авантюра. Людям меньшего масштаба это казалось авантюрой. А у Пастера была уверенность в принципе. Эта смелость побольше, чем при дуэли.

В научном споре побеждают все

Пусть ученые спорят.

Олег Писаржевский

В научном споре побеждают все. Звучит ли эта фраза парадоксально? Разве история науки не знает поверженных теорий и победного шествия новых? А разве это не значит, что есть победители и побежденные?

Нет, не значит.

Только давайте сразу договоримся. Мы рассуждаем о научном споре, о дискуссиях настоящих ученых или научных школ, для которых главное — истина. И не будем говорить о тех спорах, которые затевали псевдоученые клики. Затевали и использовали в дискуссиях не силу научных фактов, а силу власти. Это бедствие, подобное обвалу на горной дороге. Такие споры погребали истину под грудами каменьев. Потом ее все равно приходилось оттуда извлекать.

Мы будем говорить о спорах ученых, ищущих законы и закономерности природы. Они все больше приближают нас к истине. Еще мудрые ученые древности говорили: «В спорах рождается истина».

Именно так. Конечно, тяжело убедиться в споре, что твоя точка зрения ошибочна, или не совсем верна, или слишком одностороння. Но зато ты избавляешься от ошибок и направляешь свои мысли и все последующие усилия по более правильному пути. Долг ученых — спорить. Может быть опровергнута теория или точка зрения, но выигрывает истина. Выигрывает наука. Выигрыш достается всем. Выигрыш достается и тому, кто прав, и тому, кто заблуждается, и всему человечеству. Новые теории сменяют старые, потому что они более точно отображают мир.

Иногда спорят не ученые. Спорят их идеи, их теории. Вспомним длительный спор между теориями Гюйгенса и Ньютона о природе света. Гюйгенс говорил, что свет имеет волновую природу, Ньютон — корпускулярную. Сначала казалось, что в этом споре победил Ньютон, победила его точка зрения. Потом была доказана волновая природа света. Гюйгенс! А теперь выяснилось — оба правы в какой-то степени, равно как и оба не правы. Конечно, они оба победили. Так пусть ученые спорят!

Роберт Кох и Макс Петтенкофер

Чтобы по-настоящему возражать, нужны настоящие факты. 73-летний Макс Петтенкофер, ученый-врач, создатель новой науки — гигиены, химик, изобретатель, в прошлом артист и, наконец, гигиенист-администратор Мюнхена, как никто другой понимал необходимость факта в научном споре. И спорить-то надо с Кохом, который исследовал сотни больных холерой, много погибших, тысячи пробирок с микробами. У всех больных Кох видел микроб, по форме напоминающий запятую. Микроб назвали вибрионом.

Вот уже девять лет Роберт Кох утверждает, что он открыл возбудителя холеры. Коховский вибрион действительно обнаруживается в кишечнике у всех умерших от холеры людей. Факт этот вновь и вновь подтверждается — в Европе вот уже несколько лет свирепствует холера. Ну и что?!

Разве это значит, что Кох прав? В кишечнике человека сотни видов разных микробов. Чтобы доказать, что вибрион причина болезни, необходимо показать, что его попадание в организм вызывает холеру. Вот если этим микробом можно вызвать холеру… тогда другое дело! Заболевание — результат употребления зараженной вибрионами воды и пищи, считают Кох и его школа. Но тогда в деревне, городе, районе, где пользуются водой из одного источника, должны заболеть все. А это не так! Даже в одной семье, где едят и пьют за одним столом, не обязательно болеют все. И у заболевших холера протекает по-разному. Какой же это один и тот же возбудитель, когда человек может погибнуть, а может отделаться легчайшей формой болезни? А вибрион ли виновник холеры?

Макса Петтенкофера волновали эти вопросы не только как ученого. Врач-гигиенист Мюнхена, он отвечал за здравоохранение города. И у него свои взгляды на предупреждение болезни. Коховский вибрион тут ни при чем, думал Петтенкофер. Но ведь от того, чья точка зрения более правильна, зависит и выбор методов борьбы с болезнью. Выбор ограничительных мер в городе. Спор должен быть решен: быть или не быть холере в Мюнхене.

Вибрион или нет?

Ответить можно просто. Для этого надо заразить вибрионом Коха животных. Если это возбудитель, холера будет.

На счастье животным, на горе ученым-экспериментаторам, холера — привилегия человека. И даже направленные действия ученых не помогли животным отнять у человека его привилегию. Сам Кох неоднократно пытался заразить разных животных своей «запятой». Животные человеческой холерой не болеют. Эксперимент невозможен.

А чтобы по-настоящему возражать, нужны настоящие факты.

Осенью 1892 года Макс Петтенкофер выписывает из Берлина культуру коховских «запятых». Он не верит, что они возбудители холеры. Но коль скоро нужны факты, он их добудет.

В то утро 7 октября завтрак Петтенкофера закончился не совсем обычно. Он вылил микробов из пробирки в стакан. Выпил и, ополоснув стакан, выпил остатки…

Это не было театрализованным представлением, как иногда описывают поступок Петтенкофера. С холодным спокойствием Петтенкофер содой ощелочил желудочный сок, боясь, что кислота в желудке ликвидирует ядовитость вибрионов, если она у них имеется.

Он не назначал себе какой-либо щадящей диеты. Это был спокойный научный эксперимент, поставленный на себе, без аплодисментов и лучей прожектора. Это была форма научной дискуссии. Форма, при которой ущерб мог быть нанесен только себе, но никак не оппоненту. Это был способ добывания фактов.

Ученый выпил такое количество микробов-возбудителей, что его, казалось бы, хватило, чтоб вызвать холеру у целого города. Выпил, но холерой не заболел…

Эксперимент был продолжен для большей достоверности. Ученик Петтенкофера Рудольф Эммерих повторил опасный эксперимент и… тоже не заболел.

Что это — победа Петтенкофера и поражение Коха? Или это остро поставленный в дискуссии вопрос: «Да или нет? Холерный вибрион или нет?»

Прошло не более двух лет с момента нашумевшего эксперимента. Роберт Кох и другие «охотники за микробами», как называл бактериологов Петтенкофер, привели новые доказательства своей правоты. Заразность коховских холерных «запятых» проверили на себе и другие ученые. Среди них были и ученики Петтенкофера, и русский ученый Илья Ильич Мечников со своими учениками. Некоторые из них заболели тяжелой холерой. Никто и никогда больше не сомневался, что вибрион действительно причина холеры.

Так что же, значит, Кох победил Петтенкофера?

Нет, они победили оба.

Роберт Кох открыл вибрион и доказал, что это возбудитель холеры. Но и сомнения Макса Петтенкофера оставили свой след: стало ясно, что одного попадания возбудителя недостаточно для возникновения болезни. Один человек заболевает — другой нет, хотя они оба пили одну и ту же зараженную воду. Есть еще какие-то причины. И внешние, о чем особенно много говорил Петтенкофер; и внутренние, о которых к тому времени стало уже кое-что известно. Внутренние — это и есть иммунитет. Не у всех людей он одинаковой силы. Нельзя все делить на «да» и «нет», на «черное» и «белое». Иммунитет — это не значит, что если он есть — нет болезни, если его нет — значит человек болеет. Стало очевидным, что причины неодинаковой сопротивляемости надо изучать. А для этого нужно узнать механизмы иммунитета. Нужно узнать, какие системы организма защищают нас от микробов-агрессоров.

Вот чем закончился спор. Наука поставила новый вопрос. Это и есть истинно научная дискуссия, когда не столь важна победа одной из сторон, сколько приближение к истине. А это прежде всего новый вопрос.

В чем же дело? Почему один человек заболевает, а другой нет?

Илья Мечников и Пауль Эрлих

«С самых древнейших и до самых позднейших времен принималось за несомненное, что организм обладает какой-то способностью реагировать против входящих в него извне вредных влияний. Эту способность сопротивления называли разно. Исследования И. И. Мечникова довольно твердо устанавливают факт, что эта способность зависит от свойства фагоцитов, главным образом белых кровяных телец и соединительнотканых клеток, пожирать попадающие в тело высшего животного микроскопические организмы». Так рассказывал журнал «Русская медицина» о докладе Ильи Ильича Мечникова в Обществе киевских врачей 21 января 1884 года.

Можно ли день доклада считать днем рождения первой научно обоснованной теории, объясняющей механизмы невосприимчивости к инфекционным болезням?

Конечно, нет. Доклад уже формулировал мысли, родившиеся в голове ученого много раньше, во время работы. Отдельные элементы теории были опубликованы раньше в статьях и докладах.

Но назвать эту дату днем рождения великой иммунологической дискуссии можно.

Эта дискуссия длилась 15 лет. Жестокая война, в которой цвета одной точки зрения были на знамени, поднятом И. И. Мечниковым. Цвета другого знамени защищали такие великие рыцари бактериологии, как Беринг, Пфейффер, Кох, Эммерих. Возглавлял их в этой борьбе Пауль Эрлих — автор принципиально иной теории иммунитета. Удары-эксперименты, опровергающие, уточняющие, подтверждающие, следовали с обеих сторон как в ответ на удар, так и предупреждая очередной. Воины не искали выгод для себя. Они не искали территорий, контрибуций, не распространяли власть. Их война не уносила человеческие жизни.

Они искали решение одного вопроса. Они хотели раскрыть еще одну тайну природы.

Они боролись со смертью, за жизнь многих людей, не теряя при этом жизни сражающихся, лишь иногда рискуя только собственной. Это настоящая справедливая война, и притом для обеих сражающихся сторон.

Теории Мечникова и Эрлиха исключали одна другую. Спор велся не за закрытой дверью, а перед лицом всего мира. На конференциях и съездах, на страницах журналов и книг — всюду скрещивали оружие очередные экспериментальные выпады и контрвыпады оппонентов. Оружием были факты. Только факты.

Идея родилась внезапно. Ночью. Мечников сидел один над своим микроскопом и наблюдал за жизнью подвижных клеток в теле прозрачных личинок морских звезд. Илья Ильич вспоминал, что именно в этот вечер, когда вся семья ушла в цирк, а он остался работать, его осенила мысль. Мысль о том, что эти подвижные клетки должны иметь отношение к защите организма. (Наверно, это и надо считать «мигом рождения».)

Последовали десятки опытов. Инородные частицы — заноза, зерна краски, бактерии — захватываются подвижными клетками. Под микроскопом видно, как собираются клетки вокруг непрошеных пришельцев. Часть клетки вытягивается в виде мыса — ложные ножки. Они называются по-латыни «псевдоподии». Инородные частицы охватываются псевдоподиями и оказываются внутри клетки, как бы пожираются ею. Мечников так и назвал эти клетки фагоцитами, что значит клетки-пожиратели.

Он обнаружил их у самых разных животных. У морской звезды и у червей, у лягушек и кроликов и, конечно, у человека. У всех представителей царства животных в тканях и в крови присутствуют специализированные клетки — фагоциты.

Самое интересное — это, конечно, фагоцитоз бактерий.

Вот ученый вводит в ткани лягушки возбудителей сибирской язвы. К месту введения микробов стекаются фагоциты. Каждый фагоцит захватывает одну, две, а то и десяток бацилл. Клетки пожирают эти палочки и переваривают их: внутри они растворяются.

Так вот он, таинственный механизм невосприимчивости! Вот как идет борьба с возбудителями заразных болезней. Теперь понятно, почему один человек заболевает во время эпидемии холеры (да и не только холеры!), а другой нет. Значит, главное — это количество и активность фагоцитов.

А в то же самое время в начале восьмидесятых годов ученые Европы, особенно в Германии, несколько по-иному — вернее, совсем по-иному — расшифровывали механизм иммунитета. Они считали, что микробы, оказавшиеся в организме, уничтожаются вовсе не клетками, а специальными веществами, находящимися в крови и других жидкостях организма. Концепция получила название гуморальной, то есть жидкостной.

И начался спор…

1887 год. Международный гигиенический конгресс в Вене. О фагоцитах Мечникова и его теории говорят лишь попутно, как о чем-то совсем неправдоподобном. Мюнхенский бактериолог, ученик Петтенкофера Рудольф Эммерих в своем докладе сообщает, что он вводил иммунным, то есть предварительно вакцинированным, свиньям микроб краснухи, и бактерии погибали в течение часа. Погибали без всякого вмешательства фагоцитов, которые за это время не успевали даже «подплыть» к микробам.

Что делает Мечников?

Он не ругает оппонента, не пишет памфлетов. Свою фагоцитарную теорию он сформулировал до того, как увидел пожирание клетками именно микробов краснухи. Он не призывает на помощь авторитеты. Он воспроизводит опыт Эммериха. Мюнхенский коллега ошибся. Даже через 4 часа микробы еще живы. Мечников сообщает результаты своих опытов Эммериху.

Что делает Эммерих?

Он снова повторяет эксперименты и убеждается в своей ошибке. Он убеждается, что микробы краснухи гибнут через 8–10 часов. А это как раз то время, которое и нужно фагоцитам для работы. В 1891 году Эммерих публикует опровергающие себя статьи.

1891 год. Очередной международный гигиенический конгресс. Теперь он собрался в Лондоне. В дискуссию вступает Эмиль Адольф Беринг — также немецкий бактериолог. Имя Беринга навсегда останется в памяти людей. Имя это связано с открытием, спасшим миллионы людских жизней. Беринг — создатель противодифтерийной сыворотки.

Последователь гуморальной теории иммунитета, Беринг сделал очень логичное предположение. Если животное перенесло в прошлом какую-нибудь заразную болезнь и у него, у этого животного, создался иммунитет, то и сыворотка крови, то есть бесклеточная часть крови, должна повысить свою бактериоубийственную силу. Если это так, то можно искусственно вводить животным микробы, ослабленные или малые количества. Можно искусственно получить такой иммунитет. И сыворотка этого животного должна убивать соответствующие микробы. Предположение подтвердилось, и к Лондонскому конгрессу Беринг создал противостолбнячную сыворотку. Чтобы ее получить, он вводил кроликам яд столбнячных бацилл, постепенно увеличивая дозу его. А теперь надо проверить силу этой сыворотки против столбнячных палочек. Надо крысу, кролика или мышь заразить столбняком, а потом ввести противостолбнячную сыворотку, то есть сыворотку крови иммунизированного кролика. Болезнь не развивалась. Животные оставались живыми. То же самое Беринг проделал и с дифтерийными палочками. И именно так ее стали лечить у детей и лечат до сих пор, используя сыворотку заранее иммунизированных лошадей. В 1901 году Беринг за это получил Нобелевскую премию.

Но при чем здесь клетки-пожиратели? Вводили сыворотку крови. Вводили ту часть крови, где нет клеток. И эта сыворотка помогла бороться с микробами. Значит, дело не в клетках. Никакие клетки, никакие фагоциты в организм не вводили, и тем не менее он получает какое-то оружие против микробов. Значит, клетки ни при чем. Что-то есть в бесклеточной части крови. Значит, верна теория гуморальная. Значит, фагоцитарная теория неверна.

В результате такого удара ученый получает толчок к новой работе, к новым исследованиям. Начинается… вернее, продолжается поиск, и, естественно, Мечников опять отвечает экспериментами. В результате выясняется — не сыворотка убивает возбудителей дифтерии и столбняка. Она обезвреживает выделяемые ими токсины, то есть яды, и стимулирует фагоцитоз в десятки раз. Активизированные сывороткой фагоциты легко расправляются с обезоруженными бактериями, чьи ядовитые выделения нейтрализованы находящимися в той же сыворотке антитоксинами, то есть антиядами.

Две теории начинают сближаться. Мечников по-прежнему убедительно доказывает, что в борьбе с микробами главная роль отводится фагоциту. Ведь в конце концов все равно фагоцит делает решающий шаг и пожирает микробов. Тем не менее и Мечников вынужден принять некоторые элементы гуморальной теории.

Гуморальные механизмы в борьбе с микробами все же действуют, они все-таки есть. После беринговских исследований приходится согласиться, что контакт организма с микробными телами приводит к накоплению циркулирующих в крови антител. (Появилось новое понятие — антитело; подробнее об антителах будет дальше.) Некоторые микробы, например холерные вибрионы, под влиянием антител гибнут и растворяются.

Отменяет ли это клеточную теорию?

Ни в коем случае. Ведь антитела должны вырабатываться, как и все в организме, клетками. И конечно же, на фагоцитах все равно основная работа по захвату и уничтожению бактерий.

1894 год. Будапешт. Очередной международный конгресс.

И опять страстная полемика все того же Мечникова, но на этот раз с Пфейффером, и все на ту же тему.

Менялись города, менялись темы, обсуждаемые в споре. Дискуссия уводила ученых все дальше в глубины сложных отношений животных с микробами.

Сила спора, страсть и накал полемики оставались прежними. Через 10 лет, на юбилее Ильи Ильича Мечникова, Эмиль Ру вспоминал эти дни:

«До сих пор я так и вижу Вас на Будапештском конгрессе 1894 года возражающим Вашим противникам: лицо горит, глаза сверкают, волосы спутались. Вы походили на демона науки, но Ваши слова, Ваши неопровержимые доводы вызывали рукоплескания аудитории. Новые факты, сначала казавшиеся в противоречии с фагоцитарной теорией, вскоре приходили в стройное сочетание с нею».

Таков был спор. Кто победил в нем? Все!

Мечниковская теория стала стройной и всеобъемлющей. Гуморальная теория нашла свои главные действующие факторы — антитела. Пауль Эрлих, объединив и проанализировав данные гуморальной теории, создал в 1901 году теорию образования антител.

15 лет спора. 15 лет взаимных опровержений и уточнений. 15 лет спора и взаимопомощи.

1908 год. Высшее признание для ученого — Нобелевская премия присуждена одновременно двум ученым: Илье Мечникову — создателю фагоцитарной теории и Паулю Эрлиху — создателю теории образования антител, то есть гуморальной части общей теории иммунитета. Противники всю войну шли вперед в одном направлении. Такая война — хорошо!

Мечников и Эрлих создали теорию иммунитета. Они спорили. Победили. Все оказались правы, даже те, кто, казалось, прав не был. Выиграла наука. Выиграло человечество. В научном споре побеждают все!

Итоги споров

Чтобы составить себе мнение о механизме невосприимчивости в живом организме, следует наблюдать ход явлений внутри предохраненного животного.

Илья Мечников

Есть в научной, исследовательской работе период между эпохой опытов и наблюдений и началом анализа и обобщений. Конечно, это не четкая граница: сегодня последний опыт, а с понедельника начинаем новую жизнь — будем обобщать. Но все равно между этими двумя творческими стадиями работы есть период осмысления накоплений. Есть период, когда надо, так сказать, сесть в кресло и задать себе вопрос: «Так что же нам стало известно на сегодняшний день?» Впрочем, некоторые это делают за столом, некоторые шагая по полям, некоторые сидя на стадионе, и так далее. Я хочу сказать, что кресло — атрибут не обязательный, как и необязательны судорожная походка, рассеянность, клубы табачного дыма.

Так вот, нам нужно подытожить, что мы знаем. Давайте, прежде чем двинуться дальше, подумаем: «Что же нам стало известно к этой главе?» Для этого придется повторить кое-что из предыдущих глав. Повторить в виде итога исследований, споров, решимости, в виде рассказа о той армии, которая защищает наш организм от инфекций, от микробов-возбудителей. Надо подумать о том, как можно обучить иммунологическую армию сражаться с максимальным успехом, с минимальными поражениями.

Армия иммунитета

Прежде чем подвести первые итоги, мне хочется рассказать, как я сам познакомился с наукой об иммунитете — иммунологией.

Это произошло в 1948 году. Я был студентом второго курса Воронежского медицинского института и пришел на одно из занятий научного кружка, который вел профессор кафедры микробиологии Михаил Васильевич Земсков. На этом занятии я и познакомился с наукой, которую мне суждено было полюбить на всю жизнь.

Самым запоминающимся было не объяснение профессора, не научная формулировка, а эксперимент, крайне простой, но очень демонстративный.

— Эксперимент, — рассказывал Михаил Васильевич, — складывается из двух последовательных заражений одних и тех же животных — в данном случае мышей — возбудителями какой-нибудь болезни. Мы возьмем бактерий брюшного тифа.

— Как же так?! — воскликнул я. — Разве недостаточно одного заражения, чтобы убить мышь?

— И да, и нет. Результат заражения и исход возникшего заболевания в большой мере зависят от числа попавших в организм возбудителей данной инфекции. Можно ввести большую дозу культуры брюшнотифозных микробов, например 100 миллионов клеток, и абсолютно все взятые в опыт мыши погибнут. Такая доза называется абсолютно смертельной. Но можно набрать в шприц и ввести животным меньшее количество возбудителей, например 10–15 миллионов, и тогда не во всех случаях заболевание приведет к смерти. Указанные дозы не одинаковы для разных микробов и разных животных. При чуме, например, доказано, что достаточно проникновения в организм одного микроба, чтобы вызвать заболевание, которое в большинстве случаев заканчивается фатально как для мышей, так и для человека.

Михаил Васильевич приготовил такую взвесь возбудителей брюшного тифа, чтобы в 0,1 кубического сантиметра жидкости содержалось по 10 миллионов микробных клеток. Лаборант подал профессору одну за другой 50 мышек. Каждой было введено по 0,1 кубика слегка опалесцирующей жидкости.

Через два дня животные стали дохнуть. Четырнадцать, восемнадцать, тридцать… Всего погибло 32 мыши. Но 18 выжили, поправились и через две недели выглядели совершенно здоровыми. Следовательно, в организме каждого животного шла борьба с введенными и размножающимися микробами. У одних эта борьба была безуспешной, а у других победили какие-то защитные силы. Эти животные оказались более устойчивыми, или, как выразился Михаил Васильевич, их иммунитет оказался более выраженным. Этим 18 мышам мы повторно ввели по 10 абсолютно смертельных доз — по 1 миллиарду микробов!

Животные не только не погибли — они не проявили никаких признаков заболевания! Их иммунитет усилился в десятки раз!

— Когда во время эпидемии один человек заболевает, — говорил Михаил Васильевич, — а другой нет, значит второй невосприимчив к инфекции, или иммунен, а у первого иммунитет слабый или отсутствует.

Каково же оружие и кто солдаты непобедимой армии иммунитета? Именно непобедимой, не возражайте. Не приводите в качестве примеров ужасающие и опустошительные эпидемии «черной смерти» (чумы) в Западной Европе XIV века. Помнит автор и про холеру, которая, выйдя в 1823 году из Индии, прошлась по всей Европе и Америке. Про грипп, погубивший в 1918–1919 годах около 20 миллионов человек и не усмиренный полностью до сих пор. Да, все это так. И все же армия иммунитета в целом непобедима.

В конце концов, мы патриоты своей армии. А уж так повелось, что патриоты свою армию всегда называют непобедимой, несмотря на бывшие и даже жестокие поражения. «Ведь в конце концов мы на коне», — говорят они.

Каждая смерть в результате инфекционной болезни — это победа возбудителей чумы, оспы, гриппа и т. д. над иммунитетом умершего. Каждое выздоровление — победа иммунитета. История жизни на земле одновременно как бы и летопись борьбы живых организмов с возбудителями болезней. Те виды, у которых не оказалось достаточно надежной армии иммунитета, погибли. Но выжившие-то и создали такую именно непобедимую армию. А если бы это было не так? На Земле бы не было животных, не было бы и людей. Одни микробы.

Но ведь не так! Такого не случилось! Ни одна эпидемия не уничтожила всех. После болезни люди получали в руки, вернее, в кровь еще лучшее, еще более сильное оружие против микробов. Итак, возбудители болезней отступали, а армия иммунитета выходила из очередной схватки с новым конкретным оружием против коварства именно этого конкретного микроба, против именно этой конкретной болезни.

Вот видите, побежденными могут оказаться отдельные особи. Но в целом армия иммунитета непобедима. А особи? Что ж, ничего не поделаешь: «À la guerre comme á la guerre», то есть «На войне как на войне».

Но вернемся к науке. Любое проявление жизни связано так или иначе с ее основой — клеткой. Клеток в организме очень много. Человек состоит приблизительно из 10 000 000 000 000 разных клеток (или, как написали бы представители более точных наук, 1013). И у всех свои специальные заботы. Как и в нашей человечьей жизни одни люди выращивают хлеб, другие добывают уголь, третьи делают одежду. Одни клетки обрабатывают пищу, другие переносят кислород, третьи производят кожные покровы. Их обязанности разделены очень строго. Маленькие органы из особых клеток производят слюну. Еще меньшие — слезы. Особые органы вырабатывают уникальные по своим свойствам клетки — половые. В них удивительным образом «записана» информация. Эта «записанная информация» контролирует развитие будущего организма, повторяя все основные признаки родителей. И все клетки могут оказывать сопротивление микробам. Но в разной степени.

Вот, например, в государстве все его население так или иначе способно оказывать сопротивление врагам. Но известно и то, что этого недостаточно. Государство содержит специальные войска. Нечто похожее и в организме.

Во всех клетках есть вещества, способные убивать или задерживать размножение микробов. Клетки выделяют, например, слюну или слезы и одновременно вырабатывают вещество, способное растворить микробов. Вещество это называется «лизоцим». (Как-то уж так пошло в этой главе, что слезы идут рядом со слюной. А между прочим, слезы можно заменять слюной не только для борьбы с микробами. Если у человека нет слез, кончились слезы, сломался слезный аппарат — глаз сохнет и гибнет. В таких случаях слюнный проток пересаживают в веко. Глаз смачивается — все в порядке. Только один недостаток: при виде еды, во время еды человек плачет. И та же слюна борется с микробами в глазу своим лизоцимом, как делала это и раньше во рту.) В крови тоже есть антимикробные вещества. Одно из них носит имя «комплемент». Выделения кожи также могут убивать бактерий. Если чистую кожу загрязнить взвесью микробной культуры и подсчитать количество микробов сразу после этого, то потом, через 10–15 минут, можно убедиться в бактериоубийственных свойствах кожи — число микробов уменьшится в десятки раз. Все эти антимикробные свойства связаны с естественным, иначе говоря природным, наличием некоторых специфических веществ в жидкостях организма. К сожалению, гуморальные (то есть жидкостные) факторы естественного иммунитета не очень сильное оружие. На многих микробов ни лизоцим, ни комплемент не действуют. Многие микробы прекрасно себя чувствуют на коже и размножаются в крови.

Против них необходимы особые «войска».

Солдатами иммунитета, защищающими наши организмы от микробов, являются уже известные нам вездесущие клетки с общим названием «фагоциты». «Фагос» в переводе с греческого означает «пожирающий». Клетки-фагоциты находятся повсюду — в крови, в стенках кровеносных сосудов, в легких, в печени, в подкожной соединительной ткани. В любом уголке тела-страны, как и полагается, стоят защищающие нас войска-фагоциты в состоянии готовности номер один, как говорят военные. Они различны по размерам и форме; одни из них подвижны и могут передвигаться в жидкостях и тканях, проходить сквозь стенки сосудов, как сказочные джинны; другие прикреплены к одному месту и не могут двигаться, воюя насмерть, не сходя с места. Величина одних — 5–8 микрон, других — 15–20. Всех их объединяет общее свойство — они фагоцитируют, то есть пожирают, захватывая и переваривая инородные частицы и, что самое главное, бактерий.

Итак, все фагоциты делятся на две большие группы — свободные и фиксированные, то есть на блуждающие и стоящие на одном месте. К свободным относятся белые кровяные шарики — лейкоциты и некоторые клетки соединительной ткани, устремляющиеся при тревоге по направлению к чужеродному раздражителю. Эти соединительнотканые клетки получили название «макрофаги», что значит большие фагоциты. Или, вольный перевод, — большие едоки.

Однако не все макрофаги способны блуждать. Неподвижные, фиксированные фагоциты имеются во всех органах. Особенно много фагоцитов в селезенке, печени, лимфатических узлах, костном мозге, в стенках сосудов. Клетки первой группы сами нападают на проникшего врага. Вторые ждут, когда враг будет «проплывать» мимо в потоке крови или лимфы. Они как бы находятся в засаде. Они не ищут врага, не рыщут экспедициями. Они как богатырская застава, стоящая на пути «идолища поганого». И стоят они на путях, которые не могут миновать все, что попадает в кровь. Введите в кровь животному несколько десятков или сотен миллионов микробных тел — через несколько часов в крови не окажется ни одного. Они все будут захвачены фагоцитами печени, селезенки и т. д. Если ввести бактерии под кожу, то можно наблюдать, как огромное число лейкоцитов крови и подвижных макрофагов из соседних тканей двинутся к очагу инфекции, окружат его и вступят в борьбу. Видите, аналогия с защитными войсками довольно полная. Но важно то, что иммунные войска ведут войну только оборонительного характера, только на своей территории. Необходимые человеку войска в принципе не должны быть агрессивными.

В иммунологическом войске есть особые клетки — плазматические. Их немного. Но когда микробы попадают в кровь и ткани организма, их число быстро увеличивается. Они-то и являются главной фабрикой удивительного оружия — антител. Верными помощниками плазматических клеток в производстве антител являются и другие клетки — лимфоциты.

Антитела обладают удивительным свойством (смотрите, сколько у нас удивительного!) соединяться с тем микробом, в ответ на который они были созданы, причем именно с тем, против которого они возникли, и ни с каким другим.

Давайте заразим кролика каким-нибудь микробом. Но только таким, чтобы кролик не погиб. Например, возбудителем человеческой холеры — для кролика он не смертелен. Наберем из пробирки в шприц холерных вибрионов и введем их в вену или под кожу кролика. Через несколько дней в крови у кролика появятся новые молекулы сывороточного белка, способные соединяться с холерным вибрионом. Это антитела.

Чтобы увидеть феномен соединения антител с микробом, нужно взять у кролика кровь и после того, как она свернется, отсосать пипеткой кровяную сыворотку. К сыворотке добавим возбудителей холеры. Антитела присоединятся к вибрионам и склеят их. Хлопья склеенных микробов осядут на дно пробирки, а потом растворятся под влиянием присоединившихся к ним антител. Все это можно увидеть и невооруженным глазом — мутная ранее микробная взвесь становится прозрачной. Каких бы других микробов мы ни добавляли, антитела на них действовать не будут. Микробы не склеятся и не растворятся.

Если кролику в кровь, под кожу или внутримышечно ввести бактерийный яд, бактерийный токсин дифтерийной палочки, то в сыворотке появятся дифтерийные антитоксины. Добавление такой сыворотки к токсину возбудителя дифтерии будет полностью уничтожать его ядовитые свойства. Это действуют появившиеся в крови кролика антитела против дифтерийного токсина. И только против дифтерийного.

Итак, солдаты непобедимой армии иммунитета — это фиксированные и подвижные фагоциты, лимфоциты и плазматические клетки. А их оружие, причем оружие строго направленного действия, — антитела.

А вот тут уже, видите, аналогия закончилась. Оружие специфично. Оно не может ударить по любому врагу. В этом специфика иммунных войск. Против каждого агрессора — свое оружие.

Обучение армии

Мы познакомились с бойцами иммунологической армии клеток и их грозным оружием. А теперь расскажем, как готовится и обучается эта армия.

Чтобы научиться оказывать сопротивление врагу, наши войска обязательно должны познакомиться с ним и его вооружением. Причем в иммунологических «сражениях», как правило, важна первая битва, первая победа. Ведь если это будет не победа — это будет последней битвой. Второе нападение не страшно. При некоторых болезнях первое столкновение с микробом является такой хорошей школой, что солдаты армии иммунитета выходят из нее обученными и действительно непобедимыми на всю жизнь. Человек, перенесший оспу один раз, никогда уже больше не заболеет ею. То же самое относится к брюшному тифу, дифтерии, кори, сыпному тифу, чуме и ко многим другим инфекционным болезням. Повторных заболеваний не бывает. Первая болезнь дает такую «подготовку» иммунологической армии, что ее солдаты становятся для этих микробов непобедимыми.

Мало сказать — непобедимыми. Последующее попадание этих микробов в организм проходит незаметно для человека. Нет даже никакой реакции, нет сражения. Каждый микроб или его токсин обезвреживается, уничтожается, прежде чем весь организм ощутимо отреагирует на это. Ведь болезнь — это сражение. Сила проявления болезни говорит о масштабах войны внутри. Победа — человек жив. Поражение — смерть. А при повторном попадании — нет болезни. То есть первые же части вторгающегося противника еще на границе уничтожаются войсками, когда-то во время прежней болезни хорошо подготовленными и специально обученными.

Конечно, едва ли кто-нибудь захочет, чтобы его иммунологическую армию обучали таким безжалостным способом. Люди потому и обращаются к врачу, что не хотят болеть тифом. И хоть медицина гарантирует от повторных заболеваний, никому не хочется болеть и первый раз…

Легко говорить о мире после войны. А важно, чтоб войны совсем не было.

Это желание естественно и законно. Армию клеток можно обучить с помощью «учебников». Вакцины и есть эти «учебники». Чтобы создать невосприимчивость к брюшному тифу, организм иммунизируют, то есть вводят в него неполноценные, ослабленные возбудители болезни — вакцину. Как бы создают легкий пограничный инцидент.

Чему же обучаются клетки? Ведь они и так умеют фагоцитировать и вырабатывать антитела. И даже разные антитела. Одни — агглютинины — склеивают микробов и лишают их способности к движению. Другие — бактериолизины — растворяют. Третьи — антитоксины — нейтрализуют микробные яды, обезоруживают врага. Чему ж тут учиться? Нечему! Ведь все известно от рождения. Это как безусловный рефлекс. Известно все и без учебы. Но…

Микробы не ждут, когда фагоциты захватят и переварят их. Они размножаются, размножаются без конца… Скорость их размножения необычайна. Их становится все больше и больше. И победителем часто выходит тот, кто проворнее. Если фагоциты пожирают возбудителей быстрее, чем те размножаются, инфекция как бы затухает — болезнь не состоялась, а если размножение микробов обгоняет аппетит фагоцитов — болезнь развивается.

Итак, первое, чему надо учиться, — скорости.

Причем микробам не надо учиться — они изначально, природно размножаются чрезвычайно быстро. А вот быстро пожирать — это не так просто. Этому надо учиться.

Но ведь микробы не просто и не только размножаются: они выделяют яды — токсины. У каждого микроба есть свои специфические яды, отравляющие вещества, пока еще неизвестные организму, на который напали микробы. Таким образом, микробы, никогда раньше не бывавшие на этой территории, в этой крови, в этих тканях — не виданные ранее враги, — пользуются незнакомым для организма «секретным» оружием.

Набор токсинов у разных возбудителей инфекций очень велик. Тут есть и нейротоксины, парализующие нервную систему, и энтеротоксины, поражающие кишечник, и тетанотоксины, вызывающие судороги, и гематоксины, разрушающие кровь, и много, много других. Некоторые микробы-возбудители вооружены еще так называемыми агрессинами (от слова «агрессия»), парализующими действие фагоцитов. Это уже оружие не против всего организма, а непосредственно против защитников.

Представьте себе такую картину. Вот с быстротой цепной реакции (хоть быстрота не такова, как при атомном взрыве) размножаются микробы в крови и тканях. В волнах токсинов задыхается организм. Он пытается как можно скорее расшифровать, раскрыть секреты микробного оружия и создать противодействующие средства — антитела. Необходимо время.

Да это и понятно, время нужно для получения информации о качестве микробов и их токсинов. Получив информацию, организм начинает создавать ответное оружие. На это нужно время. Может создаться впечатление, будто организм отвечает инстинктивно, интуитивно, без точных знаний, с кем и чем бороться. Однако это не так. Все, что происходит, подтверждает известное правило: «Информация — мать интуиции». Организм отлично распознает «чужое».

А микробы между тем размножается… Нужно побольше фагоцитов, максимум их способностей, напряжения всех их сил, чтобы сдерживать полчища врагов до создания специализированных противодействующих средств.

Помните тех кроликов, которых мы заражали холерными вибрионами? Первые антитела в очень малых количествах, явно недостаточных для серьезного сопротивления, появлялись у них в крови только через три дня. Через пять-семь дней их становилось больше, и лишь через две недели количество антител достигает максимума — вернее, нужного нам минимума. Потом уровень антител постепенно снижается, и в небольших количествах они будут циркулировать в крови еще очень долго. При некоторых болезнях после выздоровления антитела обнаруживаются в крови всю жизнь. Учеба не пропала даром. Во-первых, теперь всегда наготове есть некоторое количество антител. Во-вторых, организм познал вражеские секреты и научился создавать противоядия. Создавать быстро и в огромном количестве.

Если мы теперь повторно заразим кролика холерой, количество антител в его крови высоко подскочит на следующий же день. А через три дня их станет больше, чем через две недели прошлый раз, то есть больше необходимого минимума.

Вот чему обучается иммунологическая армия при иммунизации. Вот почему иногда прививки повторяют несколько раз и вакцинация считается законченной после второго или третьего введения ослабленной микробной культуры. После прививки ей уже не приходится распознавать тайны врага и вооружаться в ходе борьбы. У нее уже будет оружие и, главное, умение делать его быстро и много. Армия эта может с ходу, так сказать, не перестраивая боевых порядков, ударить по врагу. На вооружении будут и антитела-антиагрессины, которые снимают подавление микробами фагоцитоза, и антитела-опсонины, которые усиливают фагоцитоз. Велико вооружение армии. А солдаты остаются теми же. Вооруженные антителами, эти солдаты-клетки смогут фагоцитировать быстрее и больше. А антитела противомикробные, антитоксины будут склеивать или растворять бактерии, обезвреживать их токсины, то есть ликвидировать их оружие — оружие агрессора. В результате каждый обученный и вооруженный солдат-фагоцит может захватить и переварить в 5–10 раз больше микробов, чем до обучения.

Итак, чтобы врага победить, надо учиться.

Все современные вакцины-учебники должны строго соблюдать принцип: обучить, но не убить и даже не допустить сколько-нибудь серьезного заболевания. Но клетки-солдаты могут обучиться, только познакомившись с врагом. Стало быть, нужно гарантировать безопасность знакомства. Учиться ловить змей лучше всего на змее без жала. Вакцины-учебники — это и есть микробы с «выдернутым жалом».

Какую же фантастическую голову надо иметь, чтобы там могла поселиться мысль об использовании микробов для борьбы с этими же микробами!

Великий Пастер изобрел принцип создания вакцин. Счастливец Пастер увидел, что ослабленный возбудитель болезни подобен змее без жала. Он понял, что микроб «без жала» — хорошая модель для обучения, это благодатный препарат, при помощи которого иммунологическая армия обучается науке побеждать и в состоянии уничтожить полноценного возбудителя данной болезни со всеми его «жалами». Пастер долго выращивал живых возбудителей сибирской язвы при температуре 42–43 °C. Выращивал до полной потери способности вызывать сибирскую язву. И получил сибиреязвенную вакцину.

Температура не является универсальным методом создания ослабленных микробов. Для каждого заразного микроба ученые отыскивают свои, наиболее удобные в каждом конкретном случае способы. Поиски обычно трудны и продолжительны.

По путям Пастера идут сотни ученых. И упорство и ум побеждают — вакцинные разновидности микробов, или, как их называют, вакцинные штаммы, создаются.

Вакцину против бешенства Пастер получил, много раз проведя одну и ту же культуру, один и тот же штамм возбудителя через организм кроликов. Для этого кашицу из мозга одного зараженного кролика вводили в мозг другому, а от него третьему и т. д. В результате был получен вакцинный штамм, так называемый фиксированный вирус.

Противочумная вакцина — тоже ослабленный микроб. Наиболее известный вакцинный штамм ЕВ получен французами Жираром и Робиком после длительного содержания чумной палочки при пониженной температуре.

Туляремийная вакцина получена русским ученым Гайским путем «состаривания» культуры возбудителя туляремии. (Помните куриную холеру и работу Пастера?)

Для получения вакцины против туберкулеза (общеизвестная вакцина БЦЖ) Кальметт и Герен — французские бактериологи — 13 лет культивировали возбудителя туберкулеза на неблагоприятной среде, содержащей желчь. 13 лет культивировать и пересеивать культуру туберкулезной палочки со старой желчи на свежую желчь! Терпеливо заниматься этим 13 лет, абсолютно не зная, добьются ли они хоть какого-либо малейшего успеха! А не повторяют ли они труд Сизифа? Но мы уже говорили с вами о решимости ученых.

Естественно предположить, превращение смертоносного возбудителя в живую вакцину — задача весьма трудная. И тем не менее, несмотря на все трудности, работа ученых принесла замечательные плоды.

Вспомните прививку против бешенства — она эффективна даже после того, как человека искусают больные животные.

А сколь совершенна прививка против страшной болезни детей, заканчивавшейся смертью или параличом, — полиомиелита! Вы даете ребенку таблетки из живых «учебников» против возбудителей болезни — и полиомиелит отступает. Эта вакцина была создана в 1957 году американским ученым, выходцем из России, Альбертом Сэбином, но путевку в жизнь ей дали советские ученые Анатолий Александрович Смородинцев и Михаил Петрович Чумаков.

В 1957 году они освоили и усовершенствовали производство вакцины, проверили ее безвредность и провели грандиозный эпидемиологический эксперимент — 42 тысячи детей были привиты и оказались защищенными от смерти и от параличей.

Как просто звучит: проверили ее безвредность! Знаете ли вы, что это значит? Сначала Смородинцев с ложкой молока выпил несколько миллиардов вирусных частиц этой ослабленной, но еще не проверенной на людях вакцины. Затем выпила профессор А. А. Дробышевская и другие сотрудники. Из крови всех «подопытных» был выделен вирус. Выделен и размножен. После этого исследователи снова выпили его. Так повторяли 12 раз. 12 раз ослабленный вирус проводили (пассировали) через человеческий организм, чтобы убедиться, что он надежно ослаблен, что он не в состоянии снова набрать силу, которую имел до ослабления. После этого Анатолий Александрович со своим сыном Александром решились испытать ослабленный вирус на внучке — Сашиной дочери, маленькой Леночке. К испытанию подключились еще несколько сотрудников со своими детьми. Нужно было решить, достаточно ли ослаблен вирус, чтобы не принести вред детям.

Вот что значит «проверили безвредность» вакцины! Это мужество ученых. Это вера в препарат. Это решимость уверенности.

Вакцина против полиомиелита совсем недавнее изобретение. Сотни тысяч детей во всех странах, и особенно в Америке (почему-то там эта болезнь была распространена больше всего), пали жертвами вируса полиомиелита. Но пришло время, и в стране — родине этой вакцины — на 5 минут было приостановлено уличное движение в знак приветствия нового оборонительного оружия человечества и его создателей.

Помимо живых вакцин, против некоторых болезней используются и так называемые убитые вакцины. «Жало» микроба удалили вместе с головой. Например, холерная и брюшнотифозная вакцины, которые представляют собой взвесь микробов, убитых нагреванием или формалином. Это обучение на трупах своих врагов. Иммунологическая армия расшифровывает их устройство, образует антитела, способные склеивать и парализовать живые бактерии. Но на трупах не всегда хорошо учиться, даже если это труп врага. Если враг страшен той пулей, что он выпускает, то изучение трупа ничего не дает.

Убитые микробы не всегда являются хорошими «учебниками». При таких инфекционных болезнях, как столбняк, газовая гангрена, дифтерия, основное зло причиняют не сами микробы, а их токсины, их ядовитое «жало» — смертоносные вещества, которые выделяются микробами. Поэтому в качестве «учебников» против этих болезней используются не сами микробы, а специальным образом обезвреженные токсины их. Стараются, не повредив структуры токсинов, лишить их ядовитости. Называются такие препараты анатоксинами или токсоидами, то есть ядоподобными. В ответ на их введение вырабатывается большое количество антител против «микробного жала» — антитоксинов. Создается невосприимчивость к дифтерии, столбняку или газовой гангрене.

Невосприимчивость, которая возникает после вакцинации, связана, как мы видели, с активным обучением иммунологической армии. Этот вид невосприимчивости называют активным иммунитетом. У него большая защитная сила и продолжительность действия, но появляется он через несколько дней или недель после прививки. На обучение нужно время. Антитела, как вы помните, впервые появляются через 3–5 дней, а необходимый нам минимум их — лишь через 1–2 недели.

Но вот другая ситуация. Микробы уже проникли в организм, и учиться некогда. Токсины, например, дифтерии уже отравляют ребенка, и он вот-вот может погибнуть. Надо помочь готовым оружием, готовыми антителами. Можно и так. Солдаты иммунологической армии ценят помощь и умело ею пользуются. Кроме создания своих ракет, можно одолжить ракеты-перехватчики. И конечно, солдаты этой армии примут и используют их.

Введение готовых антител спасает ребенка, умирающего от дифтерии, спасает раненого от газовой гангрены, столбняка. Уже готовые антитела, пусть чужие, одолженные, хоть и безвозвратно, перехватят яды на пути и ликвидируют кризис.

Противодифтерийные, противостолбнячные, противогангренозные сыворотки готовят в иммунологических лабораториях посредством иммунизации лошадей или других животных. Им вводят токсины искомых антитоксинов и по прошествии необходимого срока, когда образуются антитела, берут эту уже антитоксическую кровь. Из крови выделяют сыворотку, в которой антитела и содержатся. Сыворотки эти называют иммунными или антитоксическими, а невосприимчивость, возникающая в результате их применения, получила название пассивного иммунитета. Ведь он возникает пассивно, как следствие введения готовых антител. Он не столь выражен, как активный, и действует он всего несколько недель, но зато возникает сразу после введения сыворотки. Организм получает готовое вооружение против агрессоров, ему не надо тратить время на изучение врага и производство оружия. Пассивный иммунитет быстр, эффективен, но скоропроходящ. Кроме того, он не оставляет после себя никаких остатков иммунитета, никаких антител. Он, как добрый джинн, приходит, выполняет требование и уходит.

Сколько труда потребовала каждая вакцина, каждая сыворотка! И сколько волнений…

Я сейчас говорю не о волнениях, связанных с судьбой экспериментов или испытаний. Нет. В историю создания вакцин вписаны более трагические страницы. В 30-х годах нашего столетия Кальметту — создателю противотуберкулезной вакцины — пришлось пережить скорбное известие о смерти 66 детей, умерших вскоре после прививки им вакцины БЦЖ — вакцины Кальметта — Герена. Это произошло в немецком городе Любеке. Специальная комиссия установила, что детям по ошибке ввели не вакцину, а истинных неослабленных возбудителей туберкулеза. Комиссия оправдала ученого, но еще много лет отношение к вакцине и ее создателю было настороженное.

Нечто подобное пришлось пережить американскому вирусологу Солку — создателю одной из первых вакцин против полиомиелита. Вакцина, предложенная Солком, представляла собой взвесь убитых формалином вирусов. Солк, подобно Дженнеру, сразу же стал знаменит, однако история с БЦЖ повторилась… Фирма, заинтересованная в прибылях, без ведома ученого сократила сроки обработки возбудителя, чтобы увеличить выброс на рынок спасительной вакцины. И прививки стали приносить смерть. Как и в случае с БЦЖ, это на несколько лет затормозило внедрение прививок против полиомиелита в медицинскую практику.

Наука, преодолевая трудности, терпя временные поражения, всегда в конце концов выходит победительницей. Посмотрите на список побежденных болезней и постарайтесь представить, сколько труда и надежд, разочарований и ошибок, подлинного героизма, неудач и подвигов кроется за каждой такой победой. Создание каждой вакцины — это волнующая повесть. Почитайте Поля де Крайфа «Охотники за микробами», А. Шарова «Против смерти» или Г. Глязера «Драматическая медицина», познакомьтесь с жизнью Пастера, Мечникова, Минха, Мочутковского, Заболотного. Подумайте о том, что люди, создающие вакцины, все время имеют дело со смертоносными невидимыми микробами. Они держат их в руках, они должны знать их характер.

Вот Пастер, насасывающий ртом с помощью простой стеклянной трубочки слюну бешеной собаки. Вот Заболотный и Савченко, сознательно заражающие себя холерой, чтобы проверить эффективность созданной ими вакцины. Вот Минх, Мечников, Мочутковский, прививающие себе возвратный тиф, чтобы изучить болезнь. Вот саратовский профессор Берлин, умирающий от чумы, которой заразился во время работы в лаборатории. Вот письмо доктора Деминского: «Джанбек, д-ру Клодницкому. Я заразился от сусликов легочной чумой. Приезжайте, возьмите добытые культуры. Записи все в порядке. Остальное все расскажет лаборатория. Труп мой вскройте, как случай экспериментального заражения человека от сусликов. Прощайте. Деминский».

Сколько хладнокровия и любви к людям, сколько простоты, мужества и отваги!

Имена героев науки можно перечислять бесконечно. Но среди микробиологов, инфекционистов, иммунологов их особенно много. Их подвиги особенно благородны, потому что несут человечеству здоровье, сохраняют жизнь тысячам людей.

Инерция мышления

Размышляя о возможном, люди пользуются примерами прошлого и предвосхищают будущее с воображением, занятым прошедшим. Этот путь рассуждений часто является ошибочным, так как реки, вытекающие из истоков природы, не всегда укладываются в старые русла.

Френсис Бэкон

Что может быть подвижнее мысли? Что может столь резко менять свое направление, доказывая безынерционность? В одно мгновение мысль может оказаться у каналов Марса, в глубинах океанов на Земле, промчаться по картинам жизни динозавров и унестись на сотни лет вперед. И вместе с тем задумались ли вы, что мы привязаны к привычным мнениям, суждениям, понятиям?

Что может быть бурнее и безынерционнее, чем мысль писателя-фантаста! Фантаст легко придумает, как при помощи анабиоза законсервировать человека на века и тысячелетия. Легко может заключить планету в ракету или переделать планету в ракету и погнать ее в другую галактику. Фантаст может создать мужчину из хлора, кремния и плавиковой кислоты и соединить с женщиной из водорода, кислорода и воды. Нет преград для мысли фантаста. Она мгновенно меняет направления. Но… Мысль фантаста почти всегда привязана к современным знаниям, современным успехам науки. И без инерции она меняет направления лишь вслед за новым научным достижением.

Вспомним Жюля Верна. Какие сногсшибательные идей! И на Луну, и под воду, и в воздух. Но все эти достижения все-таки из того, что было известно науке. На Луну — из пушки, под воду уходит электрический корабль, в воздухе либо воздушные шары, либо корабли, похожие на морские лайнеры того времени.

Ему не пришла и не могла прийти в голову идея ракеты. Даже писателю-фантасту трудно оказаться фантастичнее науки. Трудно преодолеть инерцию привычного. И все-таки это случается. Вспомним Савиньена Сирано де Бержерака — поэта, драматурга, бретера, солдата, философа. Дуэлянт, храбрец, вольнодумец. Хочется написать про него все. Он ненавидел чванство, тупость… Сирано, ударившись в фантастическую утопию, предложил еще в первой половине XVII века добираться до Луны на колеснице, начиненной ракетами. Фейерверк должен толкать колесницу. У Сирано мысль оказалась сильнее инерции.

А вот у ученых? Есть ли она? И если есть, нужна ли она, инерция мышления?

Да, есть и в науке. Это и хорошо и плохо. Хорошо потому, что дает опору для исследования природы дальше и глубже. И именно инерция заставляет критически относиться ко всему новому, непривычному, требуя бесспорных доказательств правоты этого нового. Именно инерция мышления помогает разрушать необоснованные научные спекуляции. Иногда грандиозные и вредные спекуляции. Не без участия инерции мышления разлеталась в пыль теория, опровергающая ведущую роль генов в передаче наследственных признаков, целый ряд спекулятивных теорий медицины и методов лечения: например, лечения микробной болезни дизентерии сном.

Инерция мышления может и ослепить ученого, лишить его объективности, заставить отвергать новое, несмотря ни на что. В этом, пожалуй, самое большое зло инерции научного мышления. И если бы меня спросили: «Чего в ней больше — зла или добра?», я бы ответил: «Все-таки зла». Ученый опирается на установленное ранее, но вовсе не должен следовать ему слепо и безрассудно. Ученый идет одним научным путем, но вовсе не должен считать все другие пути бесплодными. Ученый уважает и даже преклоняется перед авторитетами прошлого, но вовсе не должен считать их мнение абсолютным и для наших дней. Благодаря инерции мышления хирурги, несмотря на блестящие результаты венского акушера Игнаца Земельвейса, продолжали еще 20–30 лет мыть руки не до операции, а после, чтобы отмыть кровь. Именно благодаря инерции мышления кибернетика осуждалась как идеалистическое мракобесие. Именно благодаря инерции мышления многие ученые держатся за какую-нибудь догматическую цитату, отбрасывая кажущийся на первый взгляд нелепым, противоречащим здравому смыслу, а точнее, неожиданным результат эксперимента.

Часто поступательное движение вперед требует отбросить старое, привычное понятие или распространить его на совершенно необычные новые явления. И вот тут-то как злейший враг научного прогресса выходит на сцену она, инерция научного мышления. Выходит и запирает те каналы нашей мысли, в конце которых и лежит долгожданный ответ. Мысль не течет по этому каналу, так как у входа, у истока стоит привычное «невозможно» или «еще великий Пастер показал…».

Последние годы XIX и первые годы XX века были годами триумфа молодой микробиологии и молодой иммунологии. Это были годы «охотников за микробами», как назвал ученых того времени Поль де Крайф — автор известной книги с таким названием. В эти годы иммунитет, как волшебный «Сезам, откройся!», открывался все новою добротой к людям. Уже научились делать прививки против бешенства, сибирской язвы, готовятся вакцины против холеры, туберкулеза, детей спасают от дифтерии, вводя им противодифтерийную иммунную сыворотку. Слово «иммунитет» звучит как спасение. Иммунитет — это невосприимчивость к заразным болезням. Иммунитет — это защита от микробов. Иммунитет — это клетки, пожирающие болезнетворных возбудителей, и антитела, которые появляются в крови, чтобы разрушать все тех же возбудителей и их яды.

Среди триумфов открытий все новых способов создания иммунитета против вновь открываемых микробов остаются незамеченными несколько ученых, которые шагают не в ногу, которые увидели нечто другое. Они разглядели второе лицо иммунитета. Они увидели, что иммунитет не всегда друг. Он может быть к врагом.

Мало кто обратил внимание на этих ученых в то время. Осмысливание добытых ими фактов пришло позже, уже в наши дни. А в те годы инерция мышления несла всех по руслу создания иммунитета против инфекционных заболеваний. И они были правы: инфекции в те годы были главным злом человечества. И все-таки несколько исследователей преодолели инерцию и уже тогда сорвали маску со второго лица иммунитета.

А ведь инерция действует до сих пор!

Обратитесь с вопросом к вашим знакомым и друзьям, даже биологам или медикам. Спросите их: «Что такое иммунитет?» Я проводил такой эксперимент и в девяти из десяти случаев получал примерно такой ответ: «Это невосприимчивость к инфекционным болезням». Больше того, так по инерции до сих пор пишут в учебниках. Боюсь, что и вы, дорогой читатель, так ответите на этот вопрос. Тем более если вы прочитали предыдущие главы. Ведь именно это я в них и написал. Но обратите внимание на даты — такое понимание иммунитета выкристаллизовалось в конце прошлого века. С тех пор иммунологами проведена бездна наблюдений, сделано много открытий. Древо их науки дало десятки прекрасных плодоносных побегов, не имеющих отношения к инфекциям. А инерция мышления действует. И даже в медицинских институтах продолжают учить студентов, что «иммунитет — невосприимчивость к инфекционным болезням». Инерция мышления действует.

Жюль Борде и Николай Чистович

Трактовать иммунитет только как способ защиты организма от возбудителей инфекционных болезней в наши дни непростительная инерция мышления. И не безобидная. Если так думает неспециалист — это всего лишь заблуждение. Если же так пишет автор книги об иммунитете или преподает педагог — это уже не просто заблуждение, это невежество. Автор или педагог усугубляют инерцию научного мышления, запирая продуктивные каналы мысли своих читателей или слушателей. Это непростительно. Ведь прошло больше 70 лет с тех пор, как эти каналы впервые были открыты учеными — бельгийцем Жюлем Борде и русским Николаем Чистовичем. Это произошло в самые последние годы прошлого столетия. Оба молодых ученых работали тогда в Париже, в Пастеровском институте, в лаборатории Ильи Ильича Мечникова.

Им выпала честь победить инерцию мышления. Большинство исследователей были увлечены изучением иммунитета против микробов.

Обнаруживались возбудители все новых и новых болезней. Изучались механизмы невосприимчивости к ним. Создавались вакцины.

И вот среди этого захватывающе интересного потока исследований 28-летний Жюль Борде задумывается… Он задумывается над проблемами иммунологии, но без особой связи с микробами и невосприимчивостью к заразным болезням. Жюль Борде ставит вопрос наперекор инерции научного мышления.

Вопрос: вырабатываются ли антитела только в ответ на введение бактерий и бактерийных токсинов? Или они появляются в крови и после попадания в организм немикробных клеток, например после попадания чужеродных красных кровяных шариков — эритроцитов?

В предыдущей главе был описан опыт введения кролику холерного вибриона. В ответ в крови животного появились антитела, склеивающие, а затем и растворяющие холерного вибриона. Ни с какими другими микробами антитела не взаимодействовали. В 1898 году Жюль Борде сделал точно такой же опыт. Только ввел кролику не микробные клетки, а эритроциты из крови барана. Через несколько дней сыворотка крови кролика стала склеивать и растворять эритроциты барана. Именно барана! И только барана! Эритроциты других животных, в том числе и человека, чувствовали себя в иммунной кроличьей сыворотке великолепно. Там были строго антибараньи антитела. Если вводить кролику человеческие эритроциты, появятся антитела античеловечьи, то есть эти антитела склеивают и растворяют только человеческие эритроциты и никакие другие. Специфичность как и в отношении микробов.

Одновременно Николай Чистович описывает появление антител в крови животных после введения им под кожу или в вену тоже немикробных и даже неклеточных, конечно, чужеродных белковых веществ. А именно — белков кровяной сыворотки. Поставим точки над «і»: он иммунизировал животных бесклеточной частью чужеродной крови — сывороткой. После этой акции Чистович обнаружил в организме своих животных антитела против введенной сыворотки. Эти антитела, прибавленные к чужеродной сыворотке, вызывали укрупнение ее белковых молекул, их склеивание. А говоря проще, возникало помутнение прозрачной сыворотки. Феномен назван преципитатией, то есть осаждением. А антитела названы преципитинами. Они тоже строго специфичны. Введите кролику человеческую сыворотку — получите преципитины, реагирующие только с ней. Введите мышиную — получите антимышиные, антисывороточные преципитины.

Еще в конце прошлого века было показано, что иммунитет — это борьба не только с микробами. Это борьба против различных — а вернее, любых — агентов чужеродного, но обязательно биологического происхождения. Организм начинает бороться, начинает вырабатывать оружие против всего чужеродного, что попадает в его внутреннюю среду. И в конце концов какая разница ему, организму, что этот чужеродный агент несет в себе: холерное, тифозное, гриппозное начало или чужую кровь, чужую ткань, чужие белковые вещества, пусть и не вызывающие определенных болезней. Организм борется со всем чужим, что в него попадает. А средства борьбы почти всегда одни и те же. Эти-то средства и являются основой иммунитета, как инфекционного, так и неинфекционного, того, который нас сейчас интересует больше всего.

Жюль Борде, Николай Чистович и их учитель Мечников как раз и являются создателями неинфекционной иммунологии, о которой пойдет в основном речь и благодаря которой могли появиться сфинксы XX века.

Теобальд Смит

Подчас открытие нового явления выглядит случайностью, «свалившейся с неба», или, как любил говорить Флеминг, удачей, «залетевшей в окно». Не случайно ли Пастер открыл метод получения вакцин? Счастливой случайностью объяснял Кальметт свой успех в создании туберкулезной вакцины.

Однако все это удачи особого рода, удачи ученого-искателя.

Издревле на Руси говорят: «На ловца и зверь бежит». Но надо быть ловцом, причем ловцом умелым. И чем больше трудишься — тем больше удач. Правда, кроме труда и удачи, необходимо еще одно качество. Вот как говорил Флеминг перед студенческой аудиторией об успехе ученого:

«Луи Пастер достиг невиданного успеха. А как он его добился? Ответ, насколько мне кажется, прост: он упорно трудился, кропотливо вел наблюдения, у него был светлый ум, энтузиазм и чуть-чуть удачи. Многие люди трудятся упорно, некоторые из них кропотливо ведут наблюдения, но, не обладая светлым умом, они не умеют правильно оценить сделанные ими наблюдения и ничего не достигают».

Случайность помогла Теобальду Смиту открыть феномен, который впервые проиллюстрировал, что иммунитет не всегда друг, иногда он может быть причиной смерти. Смит определял антитоксическую силу лошадиной противодифтерийной сыворотки. Для этого лошадиную сыворотку нужно было внутривенно вводить морским свинкам. Для опытов требовалось много этих отнюдь не дешевых животных. И экспериментатор решил сэкономить свинок. Было решено использовать свинок, которым за несколько недель до этого уже вводили лошадиную сыворотку.

Сэкономленные свинки выглядели совершенно здоровыми. Да это так и было на самом деле. Можно было провести детальное клиническое обследование, которое не выявило бы никаких отклонений от нормы. Поэтому Смит взял шприц и уверенно ввел одному из животных исследуемую сыворотку. Не прошло и минуты, как свинка выразила необыкновенное беспокойство, стала бегать по клетке, учащенно дышать, садиться на задние лапки, а передними чесать нос, стараясь как бы освободиться от чего-то мешающего дыханию. Ей явно не хватало воздуха. Еще через полминуты начались чихания, потом резкий, лающий кашель. Животное задыхалось, через 2–3 минуты наступила смерть.

В чем дело? Может быть, при инъекции в вену попал воздух, пузырек которого закупорил какой-нибудь важный сосуд мозга?

Экспериментатор взял вторую свинку, третью… Картина повторялась, наступал шок. Когда же он взял свежую несэкономленную свинку, не получавшую ранее лошадиной сыворотки, никаких неблагоприятных последствий инъекция не вызвала. Следовательно, предыдущая инъекция сделала животных сверхчувствительными к последующему введению той же сыворотки. Именно той же! Это явление, как и выработка антител, отличается сугубой специфичностью.

Первичное введение чужеродной сыворотки иммунизирует особым образом. В отличие от реакции на микробы организм вырабатывает не устойчивость к повторному введению, а повышенную чувствительность. Состояние повышенной чувствительности получило название анафилаксии (от слов «ана» — «против», «филаксис» — «защита»), а смерть при описанных проявлениях называют анафилактическим шоком. Обратите внимание, никаких микробов, никаких ядов, ничего вредоносного. Просто повторное введение чужеродной сыворотки. И смерть. Но только той же самой сыворотки. Если первый раз вводили лошадиную, то и второй раз должна быть лошадиная. Кроличья не вызовет анафилактического шока. Второе введение ее приведет к шоку только при условии первичной инъекции сыворотки кролика. Впоследствии оказалось, что анафилактический шок может быть воспроизведен не только у морских свинок, но и у других животных. Оказалось также, что анафилаксия — это не просто интересные последствия специально поставленного эксперимента. Это частое и неприятное осложнение в клиниках. У человека при повторном введении ему чужеродной сыворотки тоже может развиться анафилактический шок со смертельным исходом. А ведь введение сывороток — важная лечебная процедура. При ранениях обязательно вводят противостолбнячную сыворотку и, если необходимо, противогангренозную. При дифтерии — противодифтерийную. И почти всегда эти сыворотки готовят, иммунизируя соответствующими токсинами лошадей.

Если же шок не наступает, а его легко избежать, вводя препарат дробно, малыми дозами, то в ряде случаев развивается затяжное осложнение — так называемая сывороточная болезнь с лихорадкой, сосудистыми расстройствами, зудящими кожными сыпями.

Я рассказал об опытах Теобальда Смита, которые были опубликованы в 1904 году. А годом позже в журнале «Русский врач» были опубликованы наблюдения Г. П. Сахарова, который также описал сывороточную анафилаксию у морских свинок. Свои опыты он проводил тогда, когда еще не знал о «сэкономленных свинках» Теобальда Смита. Еще через год появилось очень подробное исследование этого явления. Его провел Отто — ученик Эрлиха. Отто уже знал о наблюдениях своих предшественников. Интерес к анафилаксии возрос. Стало ясно, что это иммунологическая реакция. Что это одна из гримас второго — коварного — лица иммунитета. Что иммунитет может быть не только другом, но и врагом. Появилась серия работ, демонстрирующих опасность повторного введения немикробных белков.

Алексис Каррель

Алексис Каррель, выпускник Лионского университета 1896 года, хорошо знал историю медицины, очень хорошо — историю хирургии. Он собрал все достоверные описания пересадок тканей и органов. Он собрал все документы и стал искать причины неудач. Вот документы о древних индусских жрецах. В X веке до нашей эры они успешно использовали для воссоздания поврежденных ушей, носов и губ лоскуты кожи с других мест тела того же больного. А вот рассказ сицилийского врача Бранки. В 1503 году он пытался пересадить кожу раба, чтобы восстановить нос хозяина. Но Бранка был менее удачлив, чем его древние, давно умершие индусские коллеги.

Описаний много. Часть из них очень достоверна, а часть маловероятна. Можно найти описания об успешных пересадках. Но больше… убедительные случаи безуспешных попыток. Стало совершенно ясно, что врачи не умели и не умеют пересаживать ткани от одного человека к другому. Это не получалось, это не получается и сейчас. Индусские коллеги Бранки не более удачливы. Они просто пересаживали ткани того же человека. А Бранка пытался пересадить кожу от одного к другому. И даже такой мощный фактор, как «рабская кожа», не помог.

Но на это Каррель не обратил внимания. Каррель верит в хирургию. Каррелю ясно: хирургия существует сотни лет, но все еще несовершенна. Хирурги не умеют даже сшивать сосуды. Инструменты примитивны. Методы ограниченны. Безграничны лишь возможности. Особенно безграничны надежды и уверенность. В этом сомневаться не приходится.

Во всемогущество хирургии привыкли верить все — и врачи и больные.

Алексис Каррель — хирург. И как всякий хирург, он считает причиной неудач недостаточность мастерства, несовершенство хирургической техники. В этом не сомневались и другие. Так привыкли думать все. Да и почему думать иначе? Почему бы пересаженной ткани не приживать? Ткань такая же. Кожа, например, у всех людей одинаковая. Даже если раб и хозяин. Даже если побежденный и победитель. И даже… если белый и африканец. Ну, чуть больше пигмента в коже, а так — совершенно одинакова. А если взять почки или печень, то и вовсе не видно никаких различий. Значит, если хорошо сшить сосуды (которые, кстати, тоже одинаковые) и по ним к пересаженным тканям или органу пойдет питающая эту ткань кровь (которая тоже одинаковая), все будет в порядке. Ткань ли, орган ли — все равно должны прижить. Так думал Каррель. Так думали все.

В ближайшее время — естественный ход мысли Карреля — хирургия достигнет потолка совершенства в своей технике. Но основной ее метод — отрезание больного органа — невероятно ограничен. Так не может продолжаться дальше. Хирургию варварскую, разрушительную надо заменить созидающей, заместительной, реконструктивной. Надо удалять больной орган и на его место ставить здоровый.

Так надо.

Это главное. Этому можно и нужно посвятить жизнь. Медики прошлого и хирурги наших дней не научились этого делать. Но это возможно! Просто они не достигли еще совершенства, не достигли еще нужной быстроты оперирования. Не умеют еще сшивать сосуды. Ключ к решению проблемы — хирургическая техника. Чужая ткань должна быть точно пригнана. Надо хорошо пришить слой к слою, сосуд к сосуду, нерв к нерву. Техника оперирования должна быть отточена до совершенства.

Так думал Алексис Каррель, не обращая внимания на то, что, когда древние индусские врачи выкраивали лоскут у самого больного, — успех был. Когда итальянец Бранка «одалживал» кусок ткани у другого — неудача. Алексис Каррель посвятил свою жизнь технике пересадок органов и тканей.

Вера в успех, вера в хирургическое мастерство не покидали Карреля. Инерция мышления звала его к действиям. Самое главное — обеспечить нормальное питание пересаживаемого органа. Иначе говоря, обеспечить нормальный приток и отток крови, то есть главное — хорошо сшить сосуды.

Алексис Каррель окончил медицинский факультет в 1896 году. Известным хирургом-экспериментатором он стал уже через несколько лет после окончания университета. Он разработал сосудистый шов. На разработку этой тончайшей хирургической методики ушло два года. Сосуды сшивались слой к слою, стенка в стенку. Создатель сосудистого шва стал известен не только во Франции. Сшивать сосуды не умели во всем мире. В 1900 году Каррель получил степень доктора медицины. Ему было 27 лет.

В 31 год молодой хирург был приглашен на работу в Чикагский университет.

В 32 года он совершил чудо.

Это было в 1905 году.

В операционной стояли два стола. На одном, укрытая стерильными салфетками, лежала собака. Наркотизатор следил за пульсом и дыханием. На втором, тоже в стерильных салфетках, лежала нога. Лежала собачья нога. Ее только что ампутировали. Каррель рассматривал разрезанные ткани, искал артерии, вены, Впереди главное — конечность должна быть пришита на свое старое место. Впереди успех! Вот уже соединены кости, мышцы. Сшиты сосуды, нервы (слой в слой, стенка в стенку!). Зашита кожа.

Прошел день, неделя, месяц, год.

Сомнений не было. Мастерство победило!

Да здравствует хирургия!

Алексис Каррель — первый в истории медицины хирург — приживил полностью отделенную от туловища конечность. Нога прижила навсегда. Собака пользовалась ею почти так же непринужденно, как и до операции. В этом же году Каррель повторил чудо с почкой. Удаленный орган приживлен вновь той же собаке. Приживлен навсегда. Эти операции принесли Каррелю еще большую известность.

В 33 года его приглашают в Рокфеллеровский институт в Нью-Йорке. Там он работает с 1906 года.

Алексис Каррель видел, что он пошел по пути индусских жрецов. Собаке — отрезанную ногу. И не какой-нибудь другой собаки, а именно этой, именно ту же ногу, которую отрезали. Он еще не пошел путем Бранки. Впереди еще годы работы. План работы ясен. Цель ясна. Задачи поставлены.

Алексис Каррель выступает с сообщениями, дает интервью журналистам. Ученый считает: эти попытки только начало пути, только апробация хирургической техники. Ученый заявляет: в ближайшее время будут пересажены чужие органы. Ученый уверен, что в методах сомневаться не приходится — они совершенны. Главная экспериментальная модель — пересадка почки.

Первый «почечный» эксперимент, который Каррель опубликовал совместно с Гутри, был посвящен пересадке этого органа собаки с его обычного места на шею. Почка прижила и хорошо функционировала. Через год они опубликовали результаты эксперимента, которому суждено было повториться тысячи раз в руках сотен и сотен хирургов. Эта экспериментальная модель для изучения проблем пересадки органов широко используется и в наши дни. Их новая статья называлась «Успешная трансплантация обеих почек от одной собаки другой с удалением у последней обеих нормальных почек».

Обратите внимание на то, как верит Каррель в успех. Он называет трансплантацию «успешной». В статье он пишет о том, что на восьмой день собака бегала и прыгала, но он не говорит читателям, что на девятый день у собаки началась рвота, что ее пришлось повторно оперировать, что почки перестали работать и собака погибла. Он считает, что об этом можно не говорить. Раз одна прожила восемь дней, другая проживет восемь лет.

Алексис Каррель продолжает работать. Ученый ищет, и, стало быть, он должен пройти через годы испытания мужества. Эти годы начались. Все успехи, когда он приживлял ампутированные органы, позади. Как только он пытается приживить чужой, хотя и совсем такой же, орган, но взятый от другой собаки, — успеха нет.

Тот же сосудистый шов, та же блестящая хирургическая техника. Тот же успех… но лишь в первые дни после операции.

Проходит 10–20 дней… Чужой орган отторгается. Так проходит один опыт, другой, третий…

То разошелся шов. То закупорился сосуд. То развилась у собаки сердечная недостаточность.

Но разве могут единичные неудачи поколебать привычную веру во всемогущество хирургии, во всемогущество хирургической техники?

Опыты продолжались. Их уже десятки, сотни…

Опыты стали делать не только на собаках, но и на кошках. Был разработан новый прием пересадки сразу двух почек «в целом», в виде единого комплекса вместе с отрезками аорты и полой вены выше и ниже почек. Некоторые кошки доживали до 16-го дня. Но не дольше.

Шли годы. И ни одного случая полной удачи. Ни одного!

Мужество веры в свои убеждения казалось неисчерпаемым. Оперативная техника для каждого случая совершенствовалась и разрабатывалась артистически. Ни одного лишнего движения. Ни одного неоправданного повреждения пересаживаемого органа. Ни одной лишней секунды. И как часто бывает, даже в науке, причины ищут в знакомом, в уже известном. А это было время победного шествия микробов по всем теориям и причинам болезней. В хирургии всякое нагноение приписывают микробам. Всякое отторжение сопровождается неблагополучием в самом месте операции. Экспериментаторы грешат на микробов. Усовершенствуются методы борьбы с микробами.

Ни одного успеха!

Орган пересаживался мгновенно после его изъятия от донора.

Отторжение.

Орган сохранялся в питательных растворах, прежде чем его пересадить.

Отторжение.

Специальная обработка противомикробными растворами — антисептиками.

Отторжение.

Никакие ухищрения не давали положительных результатов — ткани и органы, взятые от другого организма, отказывались приживать.

Вот он, путь Бранки!

Каррель разрабатывает метод сохранения органов в питательных средах. Каррель открывает способ культивирования тканей в пробирках.

В 39 лет, в 1912 году Каррелю присуждают Нобелевскую премию за разработку сосудистого шва и создание метода культивирования органов и тканей.

Но первоначальная идея не оправдалась. Инерция мышления — вера в бесконечные возможности хирургии — питала исследователя многие годы. Вера эта дала силы провести сотни экспериментов. И все-таки через инерцию мышления пришлось перешагнуть.

Темпераментный исследователь и блестящий хирург вынужден признать — пересадка тканей и органов между двумя, казалось бы, совершенно одинаковыми организмами (казалось бы!..) невозможна. Причина этой невозможности лежит за пределами хирургического мастерства.

Стоило ему решить, что это его недостаточное совершенство, и… впереди были бы еще многие годы бессмысленной работы. Мужество его сказалось в том, что он понял — задача не под силу не ему, а хирургии в целом. Всемогущая хирургия не всемогуща.

В 1910 году в статье «Отдаленные результаты пересадок почки и селезенки» он писал: «Коль скоро орган, извлеченный из животного и реплантированный ему же посредством определенной техники, продолжает нормально функционировать и коль скоро этот орган прекращает функционировать, если он трансплантирован другому животному посредством той же самой техники, физиологические расстройства не могут быть следствием хирургических факторов. Изменения, которым подвергается орган, могут быть вызваны влиянием хозяина, т. е. биологическими факторами».

Каковы эти биологические факторы, Каррель не знал. Да и не мог он в те годы знать, в чем причина несовместимости. И не дело это хирурга. Слишком мало еще знали об иммунитете даже иммунологи. Да и у иммунологов действовала тяжеловесная инерция мышления. В иммунитете видели только силы, защищающие от микробов. Должно было пройти немало лет, чтобы стало ясно — иммунологическая армия вступает в бой не только с микробами, но и с любыми другими чужеродными клетками, тканями, органами.

Алексис Каррель был хирургом, который не случайно, а продуманно, сознательно занялся пересадкой. Он был первым хирургом, который разбил свои идеи и мечты о барьер несовместимости. Он был первым хирургом, который понял, что эту проблему не решить хирургу. Он преодолел инерцию мышления, потратив годы на безуспешные эксперименты.

Любопытно заметить, что «бессмысленная» работа родила сосудистый шов, создала методы культивирования тканей.

Но главный успех этой «безуспешной» работы — преодоление инерции мышления: хирургия с самым нечеловеческим хирургическим мастерством в одиночку не сумеет разрешить проблемы пересадки органов.

«Под интегралом»

В апреле 1965 года я приехал в Академгородок под Новосибирском, во владения Сибирского отделения Академии наук СССР. Цель — курс лекций по иммунологии, который я должен был прочитать студентам четвертого курса биофака Университета Академгородка. Конечно же, я начал первую лекцию вопросом:

— Кто мне скажет, что такое иммунология?

— Мне кажется, это наука о предупреждении инфекционных болезней, — ответила одна из студенток.

— И о тех процессах, которые происходят в организме при попадании микробов, — добавил юноша.

— Так вот, — продолжал я, — мои двенадцать лекций будут посвящены тому, чтобы рассеять это ваше заблуждение и показать, что учение о защите от инфекций лишь небольшая часть современной иммунологии.

Академгородок не обычное место. Этот город науки наполнен молодежью. Молодые ученые, аспиранты, студенты, как и везде, общительны и неравнодушны. Как нигде, их объединяет дух познания и исканий, дух научного неравнодушия и заинтересованности во всем. Биологи хотят знать математику, физику, кибернетику. Физики и математики находят захватывающе интересными биологию и медицину. Химики и генетики, экономисты и энергетики находят интересное, полезное в работах и научных увлечениях друг друга.

В результате всего этого в Академгородке возник клуб «Под интегралом». Молодые ученые отвоевали у местных властей дом, предназначавшийся для кафе. Здесь собирается молодежь. Здесь интегрируются интересы. Здесь удовлетворяется взаимное неравнодушие к знаниям. Здесь обсуждаются злободневные научные вопросы. Здесь знакомятся с новыми научными отраслями. Здесь проводятся диспуты о способах научного мышления, о математизации биологии, о биологизации техники и о многом другом. Клуб любят посещать и зрелые ученые, профессора, академики. Но не всех принимают одинаково, уживаются только самые одержимые. Клуб молодежный.

После одной из лекций, в которой я рассказал об иммунологических проблемах, связанных с освоением космоса, ко мне подошла девушка. Отрекомендовалась просто Ирой. Сказала, что она член совета клуба «Под интегралом», и по поручению совета пригласила меня рассказать в клубе об иммунологии.

— Только, — добавила она, — там почти все не биологи. Рассказывать придется главным образом физикам, инженерам, математикам. И они любят поспорить. И просили затронуть какую-либо из проблем космической иммунологии.

После этого мне ничего не оставалось, как придумать форму рассказа об иммунитете. Эта форма должна быть научно достоверной, доступной и интересной для специфической аудитории клуба. Она должна вызвать дискуссию. Наконец, и это абсолютно обязательно, рассказ должен отмести инерцию представления об иммунитете только как о невосприимчивости к возбудителям инфекционных болезней, преодолеть инерцию узкого отношения к иммунологии.

В клубе два зала. В одном буфет, эстрада, столики, место для танцев. Над эстрадой висят две бронзовые стилизованные маски. Одна — глубокомысленная, другая — смеющаяся. Гул… Пьют кофе или вино, играют в шахматы или беседуют, танцуют. Организованный «научный треп» происходит в другом зале. Там тоже столики, но мало. Много стульев. Сидят и на подоконниках. Никакой сцены, трибуны. Доска с мелом. Обстановка непринужденной беседы.

— Давайте представим себе некое кибернетическое устройство, — начал я, расхаживая между стульями. — Это довольно совершенная машина с обратной связью. Она весьма точно и целесообразно реагирует на внешние условия. Целесообразность определяется самосохранением в меняющихся условиях внешнего мира. Для внутренней и внешней связи она пользуется словами, составленными, предположим, из латинских букв. Наша машина знает сто слов. Ими она была запрограммирована при рождении. Этими словами она пользуется и даже может сочинять стихи. Но однажды использованное слово навсегда исчезает из ее словаря. Его уже нет. А без этого слова какая-то команда не сможет быть передана одной из частей машины. Стихи тоже перестанут получаться.

Рассказывая, я наблюдал за аудиторией, которая никак не ожидала от меня подобных рассуждений. Особенный интерес, как мне показалось, проявили два молодых человека. Один из них, как потом выяснилось, работал в Институте вычислительной техники, другой был аспирантом лаборатории бионики.

— Можно представить такую машину? — обратился я к ним.

— Конечно, можно, — ответил молодой кибернетик. — Только она не сможет поддерживать своего «активного существования» сколько-нибудь долго. Ведь мы не можем вложить в нее бесконечного количества копий каждого из ста слов. Их число должно быть конечным. А машина тратит каждое слово после однократного использования. Как только кончится запас любого из ста слов, выключится управляемый данным словом узел или блок. Машина станет. Она не сможет «разумно» реагировать и, как вы предлагаете, писать стихи.

— Отлично! Но у нашей машины есть специальный канал, по которому из внешнего мира поступают целые фразы — конгломераты слов. Назовем их табличками со словами. В этом канале таблички разбиваются на отдельные буквы. Получается котел, наполненный всеми буквами латинского алфавита. Из этих букв машина строит свои сто слов и тратит их на всевозможные «жизненные» нужды.

— А для чего такая сложность? — спросил тот же юноша. — Не проще ли машине заимствовать из внешнего мира готовые слова?

— Видите ли, — пояснил я, — во-первых, это была бы ненадежная система. Нужного слова можно долго не услышать. А во-вторых, в машину не должны проникать посторонние слова, не входящие в ее сотню. Это строжайшее правило. Посторонние слова будут создавать шумы. Посланное в качестве команды лишнее или неправильное слово будет в лучшем случае не воспринято той или иной реагирующей частью машины. В худшем случае реакция будет неправильной. Стихи утратят смысл. Машина погибнет.

В процессе рассказа я старался все в большей мере говорить о нашей фантастической машине как о живом существе. В этом мне помог аспирант-бионик.

— Ну, а если посторонние слова и фразы, или, как вы назвали, таблички, все-таки будут проникать в машину? — спросил он. — Если они будут проникать, минуя «естественный» путь — канал, в котором эти таблички разбиваются на составляющие их кирпичики-буквы? Они могут проникнуть случайно, или мы можем индуцировать их извне. Так сказать, введем чужие слова во внутреннюю среду машины, минуя канал обработки.

— В машине предусмотрена такая возможность, — поспешил сказать я. — В каналах связи по всему телу машины расположены специальные устройства. Они распознают свое и чужое. Распознающий механизм абсолютно строг и не выключается никогда. Любая проплывающая табличка внутреннего или внешнего происхождения подвергается «цензуре». Таблички прочитываются. И если в них хоть одно слово чужое или в своем слове стоит не та буква, дается команда, и табличка выкидывается из машины. Это правило строжайше соблюдается, так как оно жизненно обусловлено. Чуждая информация может вывести из строя важную часть или всю машину.

— Следовательно, если мы искусственно введем в каналы связи машины табличку с любыми из ее ста слов, эту табличку «цензура» пропустит? — спросил кто-то из слушателей.

— Конечно.

— А если с отдельными буквами, не сложенными в слова?

— Тоже пропустит. Ведь чужой информации не проникает. Если на табличке ничего не будет написано, она тоже не будет выброшена. Она не представит опасности и может быть использована для собственных записей, — закончил я характеристику нашего кибернетического существа. Теперь осталось только вызвать активное обсуждение его «жизни».

— Ответьте мне на вопрос, — начал я развертывать боевые действия. — Допустим, мы ввели в нашу машину, минуя естественный путь, табличку, записи на которой сделаны не латинским шрифтом, а китайскими иероглифами. Пропустит ее «цензура» или отдаст команду и машина ее выбросит?

— Выбросит! Пропустит! Пропустит! Выбросит! — раздалось одновременно несколько мнений.

— Почему вы считаете, что выбросит? — спросил я кибернетика.

— Да потому, что там написаны незнакомые знаки.

— Но ведь, — вмешался бионик, — китайские иероглифы настолько отличны от латинского шрифта, что «цензура» ничего не увидит. Она примет эту табличку за пустую и пропустит в машину.

В спор включились другие. Начались непонятные для меня рассуждения о возможностях современных машин и способах считывания. Тем не менее к единому мнению не пришли. Одни утверждали, что такая табличка, заполненная коренным образом отличающимися письменами, будет расценена как пустая и пропущена в каналы связи машины. Другие настаивали на том, что эта табличка будет выброшена. Я уселся в сторонке и молча слушал дискуссию. Наконец кто-то обратился ко мне:

— К чему мы, собственно, спорим? Ведь таких машин нет, и мы не собираемся их строить. Да и зачем вся эта фантазия?

— Вы сказали, таких машин нет, — встал я. — Ошибаетесь. Их необыкновенно много. Эта машина не выдумка. Ее прототипы, если угодно, мы с вами. И все другие млекопитающие планеты Земля, и птицы, и земноводные, и рыбы. Наша машина — это модель живого существа, обладающего иммунитетом. Слова — это основной жизненный субстрат. Для всего живого на Земле этим субстратом являются белки. Сто слов — это сто условных белков живого организма. Буквы, из которых складываются слова, — аминокислоты, из которых построены все белки. Самые разнообразные белки человеческого тела и тела кролика, кошки, лошади и лягушки, орла и окуня составлены из двадцати основных аминокислот — алфавита белковых слов. И как из малого количества букв алфавита складывается бесконечное число совершенно различных по смыслу слов и фраз, так из двадцати аминокислот получается бесконечное число разнообразных по форме и свойствам белковых молекул земных организмов.

Каждый организм строит свои «сто слов», типичные только для него белки. Белки он строит по матрицам-генам. Матрицы-гены находятся в ядрах клеток. Набор генов каждого организма-индивидуума уникален и неповторим. Уникален и неповторим и «узор» белковых молекул каждого индивидуума. Итак, у каждого организма свои «сто слов». Он их тратит на свое существование, на осуществление своих жизненных функций, а поистратив, строит снова. Канал, по которому в нашу машину поступают буквы из внешнего мира, — аналогия с пищеварительным каналом животных. В нем, как и в машине, поступающие извне с пищей чужеродные белки-слова, или как мы их назвали, таблички, разбиваются на составляющие их буквы-аминокислоты. Это необходимо потому, что «узор» чужих белков иной. Они построены под влиянием чужеродной генетической информации, тоже уникальной, а следовательно, иной. Построены по чужим чертежам, чужим матрицам. Их сначала необходимо разбить на составляющие буквы-аминокислоты, чтобы построить свои слова.

Если же ввести животному или человеку чужеродные белки-таблички, минуя пищеварительный канал, например, прямо в кровь, то вступит в действие страж внутреннего постоянства — иммунитет. Система цензуры в нашей машине — это иммунологическая система организма. Введем в кровь животному не белки, а их составные части — аминокислоты, то есть таблички, состоящие из одних только букв. Иммунологическая система цензуры их пропустит: разрозненные буквы не несут признаков чужой информации. Если ввести табличку из белков, то цензура прежде всего прочтет эту табличку и сравнит все ее белки-слова со своей сотней слов, чтобы распознать свое от чужого. Теперь представим, что один белок является незнакомым словом — словом, которое не могло быть написано под влиянием собственной генетической информации. Иммунологическая цензура в тот же миг отдаст приказ иммунологической армии уничтожить и выкинуть из организма данную табличку. Начинается выработка антител, фагоцитирование и отторжение чужеродного пришельца. Будь то микроб, или чужеродные клетки крови, или чужеродные белки, или пересаженные чужие ткани и органы.

Итак, что же самое главное? То, что иммунитет — это не только способ защиты от микробов. Иммунитет — это способ защиты внутреннего постоянства организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации. А уж поскольку микроб тоже чужеродный биологический агент, то действие иммунных механизмов распространяется и на него. Вот и все.

— А загадка с китайскими иероглифами? — спросил аспирант-бионик.

— А это как раз и есть одна из проблем космической иммунологии. Иммунитет как способ защиты от всего биологически чужеродного возник в результате развития жизни на Земле. Основа жизни на нашей планете — белки. Вспомним опять таблички машины, исписанные белковыми словами, состоящими из букв-аминокислот. Наша цензура знает лишь этот земной аминокислотный алфавит. И охрана порядка строится в соответствии со знакомыми явлениями.

Если жизнь на других планетах построена на других принципах, если жизнь на других планетах строит иной тип генетической информации — не аминокислоты и белки; если человек столкнется с мельчайшими, может быть, микроскопическими, наверняка непонятными обитателями такой планеты, то сможет ли иммунологическая «цензура», веками обученная лишь аминокислотному алфавиту, распознать чужаков? Это мы и должны выяснить. Она может пропустить их, приняв эти таблички с «китайскими иероглифами» за пустые. А тогда они размножатся в крови и тканях и могут погубить человека.

Помните, в «Войне миров» Герберта Уэллса пришельцы с Марса гибнут от невинных, неболезнетворных земных бактерий? Сейчас это уже не фантазия. Это существующая научная проблема.

Мы долго беседовали, обсуждая эту проблему космической биологии. Я рассказывал о достоверных фактах, свидетельствующих о реальности этих опасений. В дискуссию включились химики; их больше волновал вопрос: может ли жизнь быть построена на иных, чем на Земле, принципах? Потом говорили о путях изучения этой проблемы. Потом пили кофе и вино. Потом танцевали. Со стены смотрели две бронзовые маски: одна глубокомысленная, другая — смеющаяся.

Первооткрыватель в науке — понятие всегда условное

Если я видел дальше, чем другие, то потому, что я стоял на плечах гигантов.

Исаак Ньютон

Однажды Петр Леонидович Капица рассказал притчу-загадку.

Шли по берегу реки три человека. Один был очень внимательный, другой имел зоркие глаза, а третий умел плавать. Шли они, шли, вдруг Внимательный говорит: «Что-то на том берегу интересное лежит». Присмотрелся Зоркий и воскликнул: «Да ведь это кошелек!» Переплыл Пловец реку, взял кошелек, а в нем — золото.

Вот тут притча и превращается в загадку: кому принадлежит золото — Внимательному, Зоркому или Пловцу? Ответить на эту загадку и просто и сложно. Просто потому, что кажется, будто золото принадлежит всем троим. Сложно потому, что кажется, будто и без любого из трех можно было получить золото. Можно же было построить плот и обойтись без Пловца. Можно было обойтись и без Зоркого. Наконец, и без Внимательного можно было набрести на кошелек случайно.

Эта притча в шутливой форме отражает очень серьезные вопросы, важные для понимания развития науки, в том числе и такой вопрос — кому принадлежит честь находки, кто первооткрыватель? Любопытно, что многие крупнейшие ученые, имена которых стоят у истоков крупнейших открытий и обобщений, подчеркивают значение фактов и явлений, описанных другими исследователями до них, которые проторили или указали им путь. «Наука развивается лишь благодаря сотрудничеству людей всех стран», — говорил известный русский хирург Н. В. Склифосовский. А «отец атомной бомбы» Роберт Оппенгеймер писал: «Обычно смысл открытого в 1964 году становится ясен лишь в контексте открытий 1955, 1950 или еще более ранних лет. Именно там нужно искать те условия, которые подготовляли новые открытия; там зародились концепции, в свете которых делаются эти открытия; там лежат истоки языка и традиции».

Слова «открытие» и «первооткрыватель» можно воспринимать только условно. Всякое открытие происходит на основе уже достигнутого. Левенгук не открыл бы мир микробов, если бы не было микроскопа. Пастер не создал бы принципа вакцинации, если бы не была сформулирована микробиологическая концепция заразных болезней. И так далее. Всегда что-то было раньше. Кто-то подготовил почву для открытия. Всегда были предшественники. Всегда кто-то был раньше. Это истина. Она верна и при рассмотрении развития проблемы пересадки органов и тканей. Вот два примера.

Эмерих Ульман

В одной из глав я рассказал об Алексисе Карреле как о хирурге-экспериментаторе, который начал эру пересадки целых органов, в том числе и почек. А на самом деле экспериментальная пересадка почки впервые была осуществлена другим человеком за три года до опытов Карреля.

24 января 1902 года на заседании Венского хирургического общества доцент Эмерих Ульман выступил с докладом «Пересадка почки». В докладе он рассказал об опытах пересадки почки собаки с ее нормального места на шею. И продемонстрировал собаку.

13 марта 1902 года в венском еженедельном «Клиническом журнале» появилась статья Эмериха Ульмана, которая называлась «Экспериментальная пересадка почки». Это не была малозаметная периферийная публикация. Нет. Венский журнал в то время был ведущим медицинским журналом Европы. Ульман писал: «Считалось невозможным трансплантировать такой большой орган, как почка. Тем не менее это было сделано, и жизнеспособность пересаженной почки сохранялась вместе с ее физиологической функцией… Дальнейшие эксперименты покажут, могут ли почки быть трансплантированы от одной собаки другой… и, наконец, могут ли (хотя это кажется едва ли возможным) пересаженные почки взять на себя бремя процессов полного очищения крови, т. е. останется ли живым животное, если его собственные почки удалить, оставив функционировать только пересаженные?»

27 июня 1902 года на очередном заседании хирургического общества вновь выступал доктор Ульман: «Вначале меня постигла неудача при трансплантации почки от животных одного вида другому, но сегодня я в состоянии продемонстрировать вам, перед столь выдающейся аудиторией, козу, у которой в области шеи находится трансплантированная туда почка собаки. Вы можете видеть, что почка функционирует совершенно нормально и что моча вытекает по каплям из конца выведенного наружу мочеточника. Я должен искренне признаться, что успех эксперимента удивил даже меня самого. Хотя давно известно, что извлеченная из тела почка при перфузии чужеродной кровью начинает секрецию, я не предполагал, что это возможно в живом организме; такую точку зрения разделяли все специалисты».

Итак, Эмерих Ульман произвел все три вида пересадок: ауто-, гомо- и гетеротрансплантации. По-видимому, он не делал различий между ними. И он не сообщил в печати о дальнейшей судьбе пересаженных почек. И вообще, он больше никогда не публиковал никаких данных на тему о пересадке органов, хотя он много и продуктивно работал как хирург. В 1902 году ему был 41 год, а прекратил он свою академическую работу в двадцатых годах нашего столетия.

Неизвестно, почему он увлекся трансплантациями и почему он разочаровался в них. Ясно одно, что Алексис Каррель начал свои опыты под влиянием Эмериха Ульмана. Он сам писал об этом. И вот сегодня всеми признано: с Карреля началась научная эра трансплантации органов. И это действительно так. Он ее обосновал. Он сформулировал биологическую (не хирургическую!) природу несовместимости. Он ее первооткрыватель. Об этом никто не спорит. И все-таки кто-то был раньше. Это был доцент Эмерих Ульман. Но и он, конечно, был индуцирован кем-то еще…

Может быть, сицилийским врачом Бранкой, может быть, другим. Кто знает? Но обязательно кто-то был.

Эмиль Холман

В 1923 году молодой венский хирург Эмиль Холман занимался пересадкой кожи с целью лечения кожных поражений у детей. Для этого на пораженные поверхности он трансплантировал по 150–170 маленьких кусочков кожи, взятой от доноров. Трансплантаты временно приживали и способствовали выздоровлению. Но в некоторых случаях развивались странные явления, которые были похожи на анафилаксию. Через несколько дней после повторной пересадки дети начинали плохо себя чувствовать, у них появлялась сыпь на всем теле. Доктор Холман вспомнил работы Теобальда Смита, вспомиил, что чужеродные белки при повторном введении могут вызывать иммунизацию, но иммунитет в этом случае не друг. Она проявляется в виде опасной реакции — анафилаксии. И доктор Холман стал в таких случаях удалять ранее пересаженные лоскуты кожи. Явление анафилаксии исчезало.

После этого наблюдения Эмиль Холман производит пересадку кусочков кожи не от случайных доноров, а сознательно выбирая их. Так, чтобы одному ребенку при первой пересадке попали лоскуты от двух разных людей, а при повторной пересадке от первых двух и от третьего, кожу которого этому ребенку в первый раз не пересаживали. Вот что писал хирург в одной из своих статей, опубликованных в 1924 году:

«3 апреля донор И. В. представил 9 гомотрансплантатов, а донор Е. Н. — 12.

21 апреля, когда все гомотрансплантаты от И. В. и Е. Н. хорошо прижили, третий донор — М. Ф. — предоставил группу из 9 гомотрансплантатов.

25 апреля донор Е. Н. предоставил вторую партию гомотрансплантатов.

2 мая гомотрансплантаты от И. В. и первые гомотрансплантаты от Е. Н. были нежизнеспособны, а вторичные гомотрансплантаты от Е. Н., наложенные 25 апреля, были уже в состоянии отторжения… Во время этих очевидных признаков отторжения всех гомотрансплантатов от И. В. и Е. Н. трансплантаты от третьего донора — М. Ф. имели цветущий вид. Они начали расплавляться примерно 14 мая и постепенно полностью исчезли».

Эмиль Холман сделал потрясающе точное предположение, которое могло бы лечь в основу изучения природы несовместимости тканей. Он писал: «Представляется вероятным предположить, что каждая группа трансплантатов вызывает появление своих собственных антител, которые ответственны за последующее исчезновение пересаженной кожи».

Он сделал это предположение, но больше не разрабатывал данной проблемы, не повел в этом направлении исследований.

Вот почему вся честь открытия и обоснования иммунологической природы отторжения несовместимых тканей принадлежит английскому ученому Питеру Медавару, хотя он начал работать на 20 лет позже. Но именно он нанес на карту иммунологии реакции тканевой несовместимости.

Во время второй мировой войны доктор Медавар был лектором по зоологии в Оксфордском университете. Совместно с хирургом Томасом Гибсоном он занялся совершенствованием методов пересадки кожи, столь необходимых в военное время. Начали они с повторения опытов Эмиля Холмана и убедились, что вторичный трансплантат, взятый от того же самого донора, отторгается значительно быстрее, чем первичный; реакции отторжения протекают чрезвычайно бурно — «по вторичному типу», демонстрируя роль иммунизации организма первичным трансплантатом.

В отличие от Холмана Питер Медавар не ограничился предположением. Он провел сотни экспериментов на животных, изучил микроскопическую картину отторжения, он определил специфичность иммунизации, получив, таким образом, главные доказательства иммунной природы отторжения. В 1944 году Медавар опубликовал статью «Поведение и судьба кожных трансплантатов у кроликов». В этой работе было доказано, что «механизм, посредством которого элиминируется чужеродная кожа, принадлежит к общей категории активно приобретенных иммунных реакций».

Откройте любой учебник, спросите кого угодно — кто первооткрыватель иммунной природы несовместимости тканей. И вы получите ответ — лауреат Нобелевской премии сэр Питер Медавар. И ответ этот правильный. А все-таки и до него уже много было сделано. В 1910 году Алексис Каррель сказал: «Ищите природу несовместимости не в хирургических неудачах, а среди биологических причин». В 1924 году Эмиль Холман заподозрил иммунные реакции.

Первооткрыватель в науке — понятие всегда немного условное.

Наука и практика

Никто вам заранее не скажет: в науке создастся такая-то ситуация, и тебе понадобится то-то…

Петр Капица

Это произошло в Самарканде в 1963 году. Совершенно случайно я познакомился с уже немолодым журналистом. Мы осматривали остатки древней обсерватории, построенной внуком Тамерлана — узбекским ханом Улугбеком. Он слыл мудрым и ученым человеком, при нем поощрялись занятия науками. Сам Улугбек занимался астрономией и, судя по сохранившимся документам, весьма преуспел в науке о звездах. Он составил каталог звезд и таблицы движения планет.

Мы разговорились с журналистом о науке, о благородстве труда ученых, о трудностях исследовательской работы, о значении науки в развитии человечества, в покорении и использовании человеком сил природы в его повседневном труде. Мы были настроены философически. Перед нами было величественное сооружение, врытое глубоко в землю холма, серые монолиты гигантской каменной дуги, уходившей вниз. Воображение рисовало образ древнего звездочета с седой бородой и острым колпаком, определяющего углы склонения перемещающихся небесных тел.

— Любопытное слово «звездочет», — сказал я. — Почему-то оно несет в себе какой-то заведомо отрицательный смысл. Звездочет — бездельник, считающий звезды. Слово подчеркивает — человек занимается никчемным делом. Пересчитывает ни для чего не пригодные звезды, «переливает из пустого в порожнее».

— Естественно, — сказал журналист. — Ведь звездочеты-то действительно занимались совершенно ненужным делом. На земле было столько насущных задач, не хватало хлеба, жилищ. Болезни не щадили ни взрослых, ни детей. А они, видите ли, звезды считали!

— Послушайте, — перебил я, — но ведь они были ученые, они занимались своими отвлеченными от непосредственных нужд научными исследованиями.

— Об этой отвлеченности я и говорю. И сейчас есть еще такие «звездочеты» в науке! — распалился журналист. — Вот я много пишу о сельском хозяйстве, заканчиваю фельетон для «Сельской жизни». Я не мог не написать его после посещения биостанции под Одессой. Там работает один старший научный сотрудник. Кандидат наук. Так знаете, чем он занимается? Он исследует, срастаются ли под землей корневые волоски отдельных растений или нет. Представляете! Кому это надо? Чушь! А тут же рядом работает молодой парень, который действительно занимается делом. Он выписал из разных институтов несколько десятков штаммов микроорганизмов, вызывающих брожение. И теперь исследует: добавка каких микробных штаммов обеспечивает получение высококачественных и долгосохраняющихся силосов? Силос — это то, что сейчас нужно.

Длинная тирада журналиста меня разозлила.

— Каким образом у вас хватает смелости говорить, что исследования этого старшего научного сотрудника чушь? Да откуда вы знаете, нужно это или нет? Это как будто бы не нужно сегодня. Но ведь мы живем не последний день. Кто знает, какие сведения понадобятся завтра или через десять лет? Может быть, именно эта «чушь», как вы говорите, и даст практике наиболее разумную систему подкормки растений или борьбы с их болезнями. Разве можно предугадать? А что касается этого вашего героя — тоже неизвестно, какая будет практическая выгода из его дела. Может, и большая. Но обратите внимание на главное. Вся его работа — это использование добытого прежними отвлеченными исследованиями других. Микробиологи всего мира уже десятки лет выделяют все новые и новые бактерии, в том числе и вызывающие брожение. «А зачем?» — могли их спросить. Они изучают их свойства. Создают наилучшие питательные среды для них, описывают все это. Но культуры самих микробов оставляют, не выкидывают. Десятки лет в специальных лабораториях-музеях культуры пересеваются из пробирок в пробирки. Казалось бы, зачем? Десятки лет эти культуры не находят никакого практического применения. Попади в такой музей журналист вроде вас — тут же приготовит фельетон о бесполезном труде ученых, пересевающих из пустого в порожнее…

Распалившись, я уже спорил со всеми оппонентами подобного толка, которых еще немало можно и услышать и прочитать.

— …Да разве кто-нибудь во времена древних астрономов, звездочетов мог предвидеть, что благодаря их работе, их науке человек поплывет через океаны, откроет новые земли! Как бы плавали по водным пространствам, однообразным и без ориентиров, если бы звездочеты не нарисовали звездных карт? А уже гомеровские мореходы ориентировались по этим картам. Ну, а сегодняшняя астрономия… Она-то уж совершенно неотделима от практики освоения космоса. А когда работал Конрад Рентген — тот, что открыл X-лучи, рентгеновы лучи, неужели он думал о просвечивании грудной клетки? Его интересовали потоки электронов в вакуумных трубках. Он изучал поведение элементарных частиц — сугубую теорию физики того времени. А уж аппараты для просвечивания — это много поздней практически использовали его «отвлеченные исследования»…

Я приводил примеры совершенно отвлеченных от нужд действительности исследований, которые давали со временем весьма ценные плоды, и именно в практике. Такова уж особенность научной работы. Исследуя закономерности природы, никогда заранее не известно, из какого направления и когда будет получен практический выход.

Не всегда кажущаяся практическая направленность работы действительно дает желаемый результат. Воспитанием растения в засушливых условиях не создашь засухоустойчивого сорта. Путь к нему лежит через отвлеченные биологические законы наследования признаков, через генетику, учение о мутациях, через селекцию. Для этого генетика со времен ее основоположника Грегора Менделя прошла столетний путь. Большая часть этого пути не увенчана никакими практическими результатами. Но зато последние десятилетия являются подлинным триумфом практического применения «отвлеченных от практики» генетических закономерностей.

Я вспомнил, что одним из секретов производства тончайшего китайского фарфора была обработка каолина. Важнейшим звеном этого процесса было хранение специально приготовленной глины в течение нескольких десятилетий. Отец обрабатывал каолин и складывал его. Из него делали фарфор его дети. Потом все повторялось.

Так и в науке. Добывая новые факты, вскрывая новые закономерности, выясняя истину, ученые складируют добытые знания. Эти знания понадобятся им в будущем. Если не через год, так через десять лет. Если не им, так их детям. Если не детям — внукам. Наука как бы заботится о будущем и работает на него. Работать только лишь на сегодня — это значит работать на прошлое. Сегодня — сегодня и кончается.

Накопленные знания — золотой запас человечества. Он должен постоянно пополняться. Для каждой страны — это ее золотой запас.

Журналист, конечно, упрекал меня в проповедовании «чистой науки». В эти слова он вкладывал смысл оторванной от практики ненужной деятельности. Я отвечал ему, что я как раз против этого, даже против самого понятия «чистая наука». Никакой «чистой науки» в этом смысле слова нет. Приходит время, и исследование, проведенное когда-то, оказывается нужным. Может быть, не сразу для практических нужд, а для второго или третьего теоретического исследования, которое рано или поздно рождает практический выход.

Результаты, добытые наукой, не пропадают. Если, конечно, результат добывает грамотный, методически вооруженный и добросовестный человек.

Научная грамотность необходима хотя бы для того, чтобы знать, какие проблемы не решены, а что уже сделано; в противном случае можно всю жизнь повторять зады. Методическая вооруженность обязательна — неправильными или примитивными приемами не добудешь новых достоверных фактов. О добросовестности повторять излишне, в науке она как воздух, без которого нельзя жить.

И никто не имеет права и никогда нет оснований заявлять, что такое-то отвлеченное теоретическое исследование в практическом отношении бесцельно. Умный и знающий человек не возьмет на себя смелость заявлять так. Этого просто никто не может знать.

Журналиста того я больше не встречал и готовящегося фельетона в газете не видел. Может, я его убедил? А может, в газете ему сказали то же самое?

Скромное наблюдение Карла Ландштейнера

Карл Ландштейнер получил очень широкое образование. Это не было заслугой только медицинского факультета Венского университета. Большой научный кругозор — результат собственной неуемности. Он посещал лекции других факультетов, институтов Вены.

Официальное обучение — всегда лишь основа. На этой основной почве и строятся большие знания, широкий кругозор. Частично отбрасыванием ненужного и главным образом поисками дополнительных знаний.

«Audiator et altera pars» — «Выслушай и другую сторону». И Карл Ландштейнер, боясь односторонности своих учителей, ходил на лекции их оппонентов. Он не принимал на веру точку зрения одних ученых, не познакомившись с противоположной точкой зрения.

Студент-медик, полюбивший химию, он еще увлекся иммунологией. Сочетание этих двух увлечений помогло ему стать иммунологом совершенно нового направления.

Ландштейнер окончил университет в 1891 году. Работал в университетских клиниках, в Институте гигиены, а затем в Институте патологии города Вены. В этом институте Ландштейнер начал свои оригинальнейшие для того времени иммунологические исследования. Ежегодно он публиковал пять-десять работ. С каждой новой работой все яснее и четче становилась научная индивидуальность молодого исследователя. И параллельно создавался ранее неизвестный аспект иммунологии.

Химическое мышление приближало, да и приближает биологию к уровню точных наук. В те времена, на заре точной биологии, химическое мышление разделило на две стороны единый процесс иммунитета.

Одна сторона — реакция организма на чужие, инородные тела или вещества, микробы или белки, попавшие в кровь или ткани.

Другая — природа веществ, включающих иммунологические реакции организма. К тому времени эти вещества-включатели получили общее название «антигены». Например, микробы или бараньи эритроциты в организме кролика вызывают ответную реакцию, в частности выработку антител. Вызывают они эту реакцию находящимися в них антигенами. Но назвать — еще не значит понять. Слово есть, но какую сущность оно обозначает, неясно. Ясно только, какое действие оно вызывает. Этого мало. Неясно, как построены эти вещества, какие химические группы их составляют, сколько и каких антигенов в различных чужеродных клетках и белках. Это было интересно. Разрешение таких загадок приближало биологию к точности. Прямого практического интереса решение их не представляло. Но этим научным теоретическим вопросам и посвятил жизнь Карл Ландштейнер.

Сейчас имя его стоит в ряду крупнейших иммунологов. В 1930 году Ландштейнер удостоен Нобелевской премии. А в 1900 году ему было 32 года, он был всего лишь молодым исследователем. Исследователем, интересы которого лежали далеко от каких-либо практических нужд медицины.

Не удивительно, что одно из ранних наблюдений Ландштейнера, результаты которого были опубликованы в 1901 году, оставалось до поры до времени интересным, но «ненужным» наблюдением.

Ландштейнер обнаружил в человеческих эритроцитах два антигена. Потом один из этих антигенов назвали — А, второй, естественно, — В.

В процессе своих отвлеченных исследований Ландштейнер обнаружил любопытную вещь. Не то чтобы в каждом эритроците любого человека были оба антигена. У некоторых в красных кровяных клетках — только антиген А. У некоторых — только В. А у некоторых — ни А, ни В.

И более того: там, где в эритроцитах есть антиген А, в сыворотке имеются антитела против В. И наоборот. Где нет ни А, ни В — там есть антитела против обоих антигенов.

Карл Ландштейнер опубликовал любопытные закономерности в статье со скромным названием «Об агглютинативных свойствах нормальной человеческой крови». Он совершенно не предполагал практических последствий наблюдения. Опубликовал — и продолжал свои отвлеченные исследования антигенных веществ.

Прошло несколько лет, прежде чем открытие Ландштейнера нашло применение в клинике.

В 1914 году началась первая мировая война.

Пирогов называл войну «травматической эпидемией». И вот такая эпидемия наступила. Было много повреждений, и очень тяжелых, и необычных. Эта эпидемия отличалась от прошлых новыми видами оружия, а стало быть, и новыми видами повреждений. Медицина опять с особенной остротой обратилась к проблеме переливания крови. Опять — потому что уже не раз и в прошлые века врачи пытались переливать кровь при различных болезнях или ранениях, и, естественно, особенно важно это было при большой потере крови. Однако все попытки сделать переливание крови рядовым практическим мероприятием ежедневной медицины оставались безуспешными. Результаты были общеизвестны и неутешительны. У каждого третьего-четвертого пациента после переливания крови развивалось тяжелейшее осложнение, нередко кончающееся смертью. Переливание крови слишком часто приводило к потере больного. Применять эту желанную процедуру было чрезвычайно опасно. Риск очень редко себя оправдывал.

В некоторых странах переливание крови было даже запрещено. Во Франции в XVII веке профессор Сорбоннского университета Дени совместно с хирургом Эмерецом произвели неудачное переливание крови одному безнадежному больному по просьбе его жены. Они отказывались. Но жена настояла. Больной умер. Жена подала в суд. К чести того времени, судила врачей Французская академия наук. К чести Французской академии наук, она не осудила врачей. Французская академия запретила переливание. Но запретила мудро. Академия постановила разрешать переливание после особого одобрения авторитетной комиссии. И после каждого переливания потребовала подробного разбора результатов. Накопленные результаты подтвердили: переливание крови опасно, а в ряде случаев смертельно.

А сейчас врачи-практики обратили внимание на «не имевшее никакого отношения к практике» наблюдение Карла Ландштейнера. Опираясь на его исследования, врачи стали брать для переливания не любую кровь, а только ту, эритроциты которой не склеиваются в сыворотке человека, которому собираются перелить кровь. Практически процедура свелась к определению антигенов А и В в эритроцитах донора, дающего кровь, и больного, получающего ее. То есть смешивали кровь донора и сыворотку больного. Если красная часть крови склеивалась в комочки, в крови больного есть вещества, несовместимые с антигенами донора. Значит, кровь не подходит. Нужен другой донор. Переливать можно только кровь, совместимую по групповым антигенам.

С тех пор прошло 50 с лишним лет. Закончилась первая, отгремела и вторая мировая война. За эти годы переливание крови спасло сотни тысяч больных и раненых. Этот метод лечения применяется во всех больницах мира. Кровь переливают не только при большой потере, но и при многих заболеваниях, не связанных с ранениями, и при сложных хирургических операциях. А все началось со скромного «отвлеченного» наблюдения молодого иммунолога.

Итак, работа Ландштейнера поделила все человечество на четыре группы по свойствам их крови. Вернее, по отсутствию или наличию у них антигенов А или В. Есть первая группа, или, иначе, нулевая, потому что в ней нет ни антигена А, ни антигена В. Но есть оба антигена: анти-А и анти-В. Значит, ее, эту «безантигенную» кровь первой группы, можно переливать куда угодно, в любую кровь — ведь в ней нет тех веществ, которые включают иммунные механизмы.

Эритроциты эти, «без антигенов», не будут склеиваться сывороткой. Зато в эту кровь нельзя переливать любую кровь с антигенами А или В. В сыворотке этой нулевой (первой) группы есть антитела и для А и для В. Значит, в эту кровь можно вливать только такую же, без антигенов, то есть тоже нулевую (первую) группу.

И наконец, еще один вывод. Человек с этой группой крови — универсальный донор: от него можно переливать во все группы. Но он же очень разборчивый реципиент, то есть получатель крови, ему можно переливать лишь свою же группу, и только.

Если мы повторим те же рассуждения и для других групп, нам станет ясной схема переливания: каким людям, с какой группой, какую группу можно переливать. Предположим, у нас четвертая группа, или ее называют группой AB, что означает наличие в эритроцитах ее обоих антигенов, а стало быть, отсутствие в сыворотке обоих антител. Вывод: эту группу нельзя переливать ни одной другой — всюду есть антитела либо на A-, либо на B-антиген; но в кровь этой группы можно переливать любую кровь, то есть люди этой группы — универсальные реципиенты. Первая (нулевая) группа, так сказать, более альтруистичная — себе меньше, чем другим. Четвертая — эгоистичная: себе больше, чем другим. Тот же ход рассуждения можно распространить и на остальные две группы. Вторую, или A, в которой нет антигена B, но есть антитело — анти-B. На третью группу B, где нет антигена A, но есть антитело против него.

Это рассуждение читатель может и сам сделать. Во-первых, он тогда проверит, разобрался ли, а во-вторых, избавит автора от неловкости при столь долгом повторения многочисленных A, B и «анти».

Макаки резусы и желтуха новорожденных

После того как врачи-практики осмыслили и применили с блеском открытие групп крови, получившее название система AB0 (а-б-ноль), начались поиски других антигенов в эритроцитах. И в 1927 году неуспокоившийся Карл Ландштейнер совместно с Левиным обнаружили еще четыре антигена. Двум из них присвоили наименования M и N. Из них составили единую систему MN. Двум другим — P и p. Таким образом, стали известны уже три антигенные системы красных клеток крови, объединяющих семь разных антигенов. При этом антигены M, N, P и p оказались несущественными при переливании крови, сведения о них никак практически не применялись.

Тем не менее (опять отвлеченно) ученые разработали способы их определения, установили, какой процент людей содержит тот или иной антиген. Например, среди англичан 42 процента содержат антиген А, 8 процентов — В, 3 процента — AB и 47 процентов относятся к группе 0. Среди русских 36 процентов имеют группу крови A, 23 процента — B, 8 процентов — AB и 33 процента относятся к группе 0. По системе MN человечество делится следующим образом: 30 процентов несут антиген M, 20 процентов — антиген N, и 50 процентов содержат в эритроцитах оба антигена. Но, как дальше вы узнаете, в разделе «Иммунология и криминалистика», эти сведения в конце концов тоже оказались криминальными в практике.

Здесь перечислены далеко не все антигены, найденные к сегодняшнему дню в эритроцитах человека. На сегодня их известно более семидесяти. Количество их день ото дня растет. Они могут сосуществовать на эритроцитах в самых различных сочетаниях. Антигенная структура, взаимоотношения антигенов в эритроцитах человека так же неповторимы, как и рисунок линий на пальцах. К этому мы еще вернемся на следующих страницах.

В 1940 году Ландштейнер совместно с Винером занялись сравнением антигенных свойств клеток крови человека и обезьян. Они ввели кроликам эритроциты обезьян макак резусов и получили иммунную сыворотку против эритроцитов этого вида животных. И вдруг оказалось, что сыворотка против обезьяньих эритроцитов склеивает эритроциты большинства людей. Следовательно, в клетках большинства людей содержится какой-то антиген, который есть в эритроцитах макак резусов. Антиген получил название резус-фактора. Исследователи описали методику определения резус-фактора в крови человека. Выяснилось, что он содержится в эритроцитах 85 процентов жителей Америки и отсутствует у остальных 15 процентов. Соотношение резус-положительных и резус-отрицательных лиц в других странах оказалось приблизительно таким же. Последующие детальные исследования показали, что имеется шесть основных разновидностей антигена, которые и составляют антигенную систему «Резус». Эти антигены обозначены буквами C, D, E, c, d, e. Резус-положительными считаются лица, клетки крови которых содержат главный антиген системы — антиген D.

И тоже это открытие, казалось бы, не имело никакого практического значения. Но уже через год было замечено одно чрезвычайно интересное совпадение.

Если в брак вступают резус-положительный мужчина и резус-отрицательная женщина, у них довольно часто рождаются дети с желтухой. Эта желтуха связана с разрушением эритроцитов, и пигмент из клеток выходит в сыворотку, окрашивая все ткани. Разрушение эритроцитов называется «гемолиз», а желтуха у новорожденных называется гемолитической. Иногда эта болезнь бывает очень тяжелой и дети умирают. Часть младенцев гибнет, еще не родившись, в последние месяцы беременности. Если отец и мать оба резус-положительны или оба резус-отрицательны, так сказать, «резус-одинаковы», такого осложнения не бывает. Не бывает его и в случаях резус-положительной матери при любом отце. В результате многочисленных наблюдений и исследований стало ясно — гемолитическая желтуха новорожденных вызвана резус-несовместимостью матери и ребенка, еще не младенца, еще плода.

Ребенок всегда наследует ровно половину своих признаков от матери и ровно половину от отца. Если отец содержит в своих клетках резус-фактор, то и его ребенок может его иметь, то есть быть положительным по этому признаку. Развивается же этот ребенок в организме матери, которая может быть и резус-отрицательной. Иначе говоря, плод с наследственностью отца вырабатывает резусный антиген, которого нет в организме матери, который чужд материнскому организму. Этот резус-антиген проникает из плода в кровь матери и вызывает у нее образование антирезусных антител. Антитела эти из организма матери попадают в кровь ее будущего ребенка, еще плода. Они встречаются с резус-антигеном в эритроцитах плода. Они склеивают и разрушают эритроциты. Плод либо погибает до родов, либо развивается гемолитическая желтуха у новорожденного ребенка.

Когда механизм развития этой болезни был понят, стало очевидным и громадное практическое значение открытия Ландштейнера и Винера. Возможное осложнение могли уже предвидеть, могли начать искать способы предупреждения и лечения его.

Вот так-то «чистая наука» 1900 года до сего дня дает практические результаты.

Индивидуальность превыше всего

В последние два десятилетия иммунологическая природа отторжения тканевых трансплантатов стала общепризнанной, и все аспекты процессов отторжения находятся под жестким экспериментальным контролем.

Лесли Брент

Весной 1969 года мне позвонили из студии научно-популярных фильмов с просьбой проконсультировать сценарий фильма «Руками хирурга».

— Это будет фильм о пересадке органов и тканей, — сказал Николай Григорьевич Шипковский, автор сценария, — и мы хотим, чтобы в нем все было правильно с точки зрения иммунологии.

— А вы думаете, что это так важно для фильма на хирургические темы?

— Конечно, ведь фильм посвящен не хирургической технике как таковой, а проблеме пересадки органов. Сейчас никто не сомневается, что главнейшим препятствием на этом пути является иммунологическая несовместимость тканей. Поэтому мы и обращаемся к вам. Фильм должен быть иммунологически грамотным.

Мне было приятно услышать признание значимости моей науки из уст писателя — человека такой далекой от иммунологии профессии. Чаще встречаешь людей, которые рассматривают трансплантации только как хирургическую проблему.

— Коль скоро вы так серьезно относитесь к этому, — сказал я, — давайте встретимся в субботу и все обсудим.

В субботу мы обсуждали сценарий. Не помню, сделал ли я какие-нибудь серьезные замечания, но я высказал несколько соображений о том, как иммунологизировать фильм, как показать реакции отторжения, какие клетки эти реакции осуществляют и как их показать.

Отсюда все и началось. Сначала меня попросили помочь при съемках некоторых биологических объектов на студии. Помог. Потом попросили отснять в нашем институте кадры, показывающие одну из реакций отторжения, а именно: как лимфоциты расправляются с чужеродными клетками. Потом Николай Григорьевич решил, что мне необходимо сказать зрителям что-то важное.

— Что нужно сказать? — спрашивал я.

— Скажите что-то такое, что не было бы затасканной истиной и в то же время являлось самой душой проблемы несовместимости, самой первопричиной, самым корнем ее.

Я очень долго отнекивался, потому что не мог придумать, что можно сказать в течение полутора минут. А дольше держать в кадре говорящего о науке человека по законам кино нельзя. Зрителю станет скучно.

Наконец, формулировки нашлись. Оторвавшись от микроскопа и глядя в наезжающую кинокамеру, я говорил примерно следующее:

— Существует, по-видимому, еще не сформулированный закон охраны биологической индивидуальности. Посмотрите вокруг себя: растения, животные, человек — все живые формы живут так, что не смешиваются между собой. Каждый живой организм индивидуализирован, по своему белковому составу индивидуален, неповторим и отграничен от других. В течение всей жизни что-то охраняет его неповторимость, не давая смешиваться с другой неповторимостью. И если одна жизнь пытается проникнуть во внутреннюю среду другой жизни, то она получает резкий отпор. Клетки, ткани, белки чужой жизни несовместимы. Одна индивидуальность охраняется от другой. Это закон. Исполнитель этого закона иммунитет — страж биологической индивидуальности в течение всей жизни. Он спасает нас от микробов — возбудителей заразных болезней. Он же ставит перед нами барьер несовместимости при пересадке тканей и органов…

Конечно, это была только обобщенная суть того, что каждый организм индивидуален и неповторим. Не было времени рассказать, почему, зачем и удивительно ли это. А может быть, если вдуматься, то не удивительно, а скорее привычно. Но у меня не было времени. Теперь, в книге, у меня есть и время и место, чтобы рассказать обо всем этом.

Начнем с того, что до сих пор на вопрос «Что такое иммунитет?» чаще всего получаешь ответ: «Это состояние невосприимчивости организма к действию микробов; задача организма — не пустить, уничтожить, выкинуть возбудителей болезни».

Ну, а если в организм, в его кровь, под кожу, в мышцы попадает не микроб, а что-нибудь другое, пусть даже не живое, но биологически чуждое по своему происхождению? Например, чуждые клетки крови, или чужеродный белок, или змеиный яд, или хирургически пересаженная частица чужой ткани? Что тогда? Мы уже знаем с вами, «что тогда». Волею времени, волею прогресса мы оказались умнее, а правильнее сказать, образованнее, ученее Алексиса Карреля. Мы знаем, что он напрасно старался пересадить чужеродную ткань или чужеродный орган. Все это будет разрушено, отторгнуто. Во всяком случае, организм будет к этому стремиться. Если же он не справится с этим — может и погибнуть. Одним из основных условий жизни является способность сохранять свое внутреннее постоянство в самых разнообразных изменяющихся условиях.

Иммунитет — это такие силы живого организма, которые направлены не только против микробов. Они охраняют внутреннее постоянство организма от вторжения живых и мертвых, биологически инородных тел или веществ вне зависимости от их микробного или немикробного происхождения.

Основное специфическое оружие иммунологической армии — антитела. Антитело по-русски значит противотело, то есть нечто, направленное против чего-то. Против микроба, который пробрался в организм, против микробных ядов, против введенных чужеродных клеток или тканей, против любого чужеродного белка, попавшего в кровь.

Все, что при попадании в кровь приводит к образованию антител, получило название антигена. Вызывать к жизни продукцию антител, а следовательно, быть антигеном, может яичный белок и пыльца растений, микроб брюшного тифа и сыворотка какого-нибудь животного, экстракт из чужеродной ткани и сама пересаженная ткань. И любые другие белковые чужеродные вещества, и даже некоторые сложные небелковые вещества животного, микробного или растительного происхождения — полисахариды и липополисахариды. (Вот и еще несколько новых сложных терминов. Кто знает, может, нам это еще понадобится дальше.)

Давайте запомним: антитела вырабатываются в ответ на попадание в кровеносную систему организма антигенов. Обратите внимание на парадоксальность этого определения. Объясняем, что такое антиген, и говорим: это такое вещество, в ответ на которое у человека и животных вырабатываются антитела. Формулируем понятие антитела и говорим: это такая субстанция, которая появляется в крови людей и животных при попадании или введении антигена. Эти два понятия как бы существуют только в связи друг с другом. Не существует антигенов, если против них не возникают антитела, и наоборот. Однако парадоксальность эта не должна нас смущать. К концу средней школы мы привыкаем к подобным парадоксам. Вспомним противоположные полюсы магнита — северный полюс существует потому, что есть южный. Не существует и отвлеченного положительного заряда электричества — это всего лишь заряд, противоположный отрицательному.

Так или иначе к терминам «антиген» и «антитело» нам придется привыкнуть, ибо без них мы не сможем двигаться иммунологическими тропами, не сможем размышлять о науке, о ее особенностях, открытиях, разочарованиях. Поэтому давайте сейчас снова приостановимся, чтобы осмыслить второй этап нашей науки — тканевую иммунологию.

Калейдоскоп антигенов

Антитела строго специфичны. При внедрении бактерий брюшного тифа возникают антитела против них, и только против них, а при внедрении микробов холеры — только против холерных вибрионов. Антитела противобрюшнотифозные не трогают никак возбудителей холеры, и, наоборот, противохолерные иммунные сыворотки борются только с холерным микробом, но не с бациллами брюшного тифа. Следовательно, антигены возбудителей брюшного тифа и холеры различны. Точно так же различаются между собой антигены других бактерий — чумы, дизентерии, сибирской язвы, дифтерии, туляремии. Все микроорганизмы отличаются друг от друга по целому ряду признаков, и прежде всего по своим антигенам. Но не подумайте, что каждый из них состоит всего из одного-единственного антигена. Нет. Каждый состоит из целого набора антигенов.

Брюшнотифозная бактерия. Она представляет собой микроскопическую палочку длиной 1–2 микрона, окруженную тоненькими «ножками» — жгутиками. В составе этого микроба десяток антигенов. Из них три главных: в жгутиках H-антиген, а в теле O-антиген и Vi-антиген. Последний связан с агрессивными качествами микроба.

Вспомним работы Борде и Чистовича. Введение в кровь животному не микробных антигенов, а других чужеродных веществ, например кровяных клеток человека, приводит к возникновению антител, которые взаимодействуют только с человеческими клетками и склеивают их. Антитела возникают и если в кровь животному ввести не клетки, а бесклеточные белки: например, кровяную сыворотку другого животного или человека. Эти антитела будут взаимодействовать с человеческими и только с человеческими белками, не реагируя на белки животных.

Будем иммунизировать кроликов сывороточными белками человека, лошади, барана, собаки или кошки. Получим иммунные сыворотки с антителами против каждого вида белков. И каждая сыворотка будет преципитировать, осаждать, только соответствующие ей белки, демонстрируя тем самым различия антигенов разных видов животных между собой.

Если даже у микробов по нескольку антигенов, то какое же громадное количество их должно быть в крови и тканях человека! Уж конечно, не один десяток. Только в кровяной сыворотке их около тридцати.

Особенно наглядно это продемонстрировал французский ученый, выходец из России Петр Грабар. Мы уже говорили о химии в иммунологии. Теперь будем говорить про физико-химические методы. Грабар иммунизировал кролика человеческой сывороткой и с полным основанием ожидал, что в ответ на каждый антиген сыворотки образуется свое антитело. Не сомневайтесь — так оно и было. После этого он поместил человеческую сыворотку в студень из агар-агара и пропустил электрический ток. Разные белки-антигены распределились в электрическом поле по-разному, поскольку все они отличались размерами своих молекул и зарядов. После этого Грабар обработал студень кроличьей сывороткой, содержащей антитела, и каждое антитело соединилось со своим антигеном. Произошла множественная преципитация, которая замутила студень в 19 разных местах. Возникло 19 дуг преципитации. Гениально просто, а потому удивительно красиво. Метод усовершенствовали. В результате удалось обнаружить в сыворотках людей по 25–30 разных антигенов. Это сегодня! А что будет завтра?!

Каждый вид клетки человеческого организма содержит, по-видимому, не меньшее число антигенов. Подробнее всего в этом отношении изучены красные кровяные шарики — эритроциты. У одних людей в эритроцитах находится антиген A, у других — B, у третьих — и А и В, а у четвертых нет ни А, ни В. Эта система антигенов — AB0 (а-б-ноль), о которой мы уже знаем, была открыта в 1901 году. В 1927 году была обнаружена антигенная система MN. В 1940 году открыли систему Резус (Rh) более чем из восьми антигенов, встречающихся в разных комбинациях. Затем нашли антигенные системы Даффи, Кел-Келано и ряд других. В настоящее время детально изучены 14 систем. Всего в общей сложности более 70 различных антигенов, которые составляют своеобразный антигенный узор эритроцитов.

Так, например, по главным эритроцитарным антигенам у одного человека «узор» может выглядеть так: OO, MN, Ss, DD, Cc, ee, Leaa, KK, Fyав, Luав, Pp, Jkaa, а у другого иначе: AB, ММ, ss, Dd, cc, Ee, LeaB, Kk, Fyав, Luaa, PP, Jkвв.

Исследования других клеток и тканей показали, что они в антигенном отношении повторяют рисунок эритроцитов, как зеркала повторяют узор в калейдоскопе. Но, кроме этого, другие клетки имеют еще и собственные антигены, которых нет в эритроцитах.

Вот это последнее обстоятельство нам чрезвычайно важно!

Все дело в том, что самые главные антигены, из-за которых не приживают чужие ткани при пересадках, обнаруживаются не на эритроцитах. Эти антигены названы трансплантационными, или антигенами тканевой совместимости. В человеческих эритроцитах большинства трансплантационных антигенов нет. Во всех тканях и органах, которые могут быть пересажены, они есть, а в эритроцитах нет. К счастью, кровь содержит не только красные клетки — эритроциты, но и белые — лейкоциты. К счастью, потому что лейкоциты содержат в себе антигены тканевой совместимости. Следовательно, взяв у человека кровь, можно определить практически весь его антигенный набор: методом Грабара — антигены кровяной сыворотки, по эритроцитам определить все группы крови, а по лейкоцитам — специальные трансплантационные антигены.

Какие это антигены?

Разные ученые, открывавшие их, давали им различные названия. Первооткрыватель этой области Жан Доссе, известный французский иммунолог, называл лейкоцитарные антигены HU-1, 2, 7, 12 и т. д. Первые две буквы «HU» взяты из Human, что значит человек. Иммунолог из Лейдена Ван Руд, обнаруживший большое число трансплантационных антигенов, обозначал их так: 4а, 4в, 5а, 5в, 6а, 6в, 7а, 7в, 7с. Он старался подчеркнуть генетическое родство разных групп антигенов. Американский исследователь Терасаки использовал сочетание трех букв: HL-A1, HL-A2, HL-A3 и т. д. Это сокращение трех слов: Human Leukocyte-Antigen 1, 2, 3 — человеческий лейкоцит-антиген 1, 2, 3. Он обозначал чуть-чуть более точно, чем Доссе. Другие авторы применяли другую номенклатуру для тех же антигенов, другие символы. Потом сравнили их между собой, на специальном Комитете экспертов Всемирной организации здравоохранения договорились и приняли номенклатуру Терасаки. На сегодня открыто более 20 лейкоцитарных антигенов.

Заканчивая рассказ о тканевых антигенах, надо не забыть сказать, что человеческие ткани не исключение. Антигенное строение животных такое же сложное. И у каждого вида животных свои, отличающиеся от человеческих антигены и антигенные калейдоскопы. При этом у каждого животного свой узор антигенного калейдоскопа.

Все чуждое — чуждо!

Как же распределены человеческие антигены среди людей? На первый взгляд кажется, что распределение совершенно случайно. Однако это не совсем так. За кажущейся беспорядочностью, случайностью, несомненно, кроется биологическая закономерность развития. Закономерность, которая привела к тому, что двух антигенно тождественных людей нет. И это не удивительно — или, во всяком случае, не должно удивлять. Равно как не удивляет нас отсутствие интеллектуально или физически тождественных людей. Человек, например, имеет свой неповторимый рисунок узоров кожи на пальцах. Это мы уже знаем из детективной литературы, фильмов. Из дискуссий в газетах о пользе, необходимости и оскорбительности снятия отпечатков пальцев. Точно так же придется понять и привыкнуть: не существует и иммунологического тождества. Все люди обязательно отличаются друг от друга по антигенам. Достаточно одной неповторяющейся комбинации двух каких-нибудь антигенов, и структура белковая, рисунок антигенный будет уже иным. Среди людей, впрочем, среди всего живого нет иммунологической одинаковости. И чем вид организма сложнее, тем больше будут разниться его индивидуумы. Стало быть, безусловна чужеродность иммунная (а уж вам почти ясно — тканевая, но об этом дальше) между видами. Конечно же, она есть и внутри вида между отдельными представителями. Значит, человек человеку антигенно чужероден. Занимать ткани у одного для другого — задача весьма трудная. Опять уместно вспомнить Карреля. Пересадка тканей или органов с одного места на другое в пределах того же животного — успех. Попытка пересадить ткань или орган от другого индивидуума того же вида, например от одной собаки другой, даже если это собаки одной и той же породы, всегда сопровождалась отторжением пересаженного кусочка ткани или органа.

Участок организма, будь то кожа или орган, перенесенный или, правильнее, пересаженный в другое место этого же тела, или на другого представителя этого вида, или даже, более того, на индивидуум совсем другого вида животного мира, — все равно эта пересаженная ткань получила красивое имя — трансплантат.

В биологии и медицине есть очень много красивых слов. Мы уже привыкли и не замечаем их красоты, нам тут же представляется сущность слова. Например, попробуйте вслух произнести отчетливо, артикулируя каждый звук, слово «розеола». По-моему, красиво. Или — «комплемент». Опять красиво. По красоте названий биологи и медики поспевают за физиками. У физиков есть удивительные названия и единицы измерения. Например, единица измерения — «странность». Одна «странность», две «странности» и т. д. Не будем вдаваться в существо термина. Но звучит красиво и даже приятно. Мы тоже к этому идем. Если пересадить какую-нибудь часть тела от одного организма к другому, то теоретически можно получить птицу с головой ящера, ящера с головой льва, льва с хвостом удава и т. д. В искусстве, в мифологии такие создания носят названия химер. Вспомните химер собора Парижской богоматери. И в биологии результаты пересадок тоже получили названия химер. Чем это уступает «странностям»? Но до химер в жизни не так-то близко.

А пока вернемся к судьбам маленьких несложных трансплантатов.

Неоднократно ученые проделывали подобные опыты на себе и на добровольцах. У человека вырезали кусочек кожи и на его место пришивали такой же лоскут кожи другого человека. Все, разумеется, делали с обезболиванием. Пришивали стерильно и прочно. Прочность, однако, не оказалась гарантией надежности — не помогла. Кожный лоскут был чужеродным — включались иммунные механизмы, нарастала иммунологическая реакция нового хозяина пересаженной кожи против ее антигенов. Начиналась иммунологическая война. В организме начинали вырабатываться антитела, клетки — солдаты нашей армии-защитницы — окружали трансплантат. Весь организм реципиента как бы изолировался барьером этих клеток от чуждой ему донорской ткани. (При пересадках организм, которому пересаживают ткань, называется реципиентом, организм, у которого берут трансплантат, — донором. Эти красивые слова мы уже знаем.)

Иммунологическая реакция против трансплантата необыкновенно сильна. Пришитый лоскут кожи в течение первых-вторых суток как будто бы приживает. Края пересаженного кусочка сливаются с окружающей кожей реципиента. Восстанавливается и начинает работать сосудистая сеть — кровь нового хозяина бежит по сосудам трансплантата, питает его. Но к 5–7-му дню кровообращение нарушается. Ограничивающий слой клеток хозяина увеличивается. Появляются антитела. К 10–16 суткам трансплантат отторгается.

Повторная пересадка кожи от того же донора просто указывает пальцем на виновника — иммунитет. Повторная пересадка демонстрирует и образование активного иммунитета. После первой пересадки иммунизированный ею реципиент отторгает второй лоскут кожи вдвое быстрее. Но только лоскут от того же донора.

Иммунитет, как и в случаях с бактериями, строго специфичен. Если мы повторно пересадим лоскут кожи от того же самого донора, иммунитет против него уже есть, и он отторгается вдвое быстрей. Кожа от другого донора отторгается в те же сроки, что и в первый раз, — через 10–16 дней. Это и есть доказательство, во-первых, что главный враг — иммунитет; во-вторых, иммунитет в этих случаях, как и противомикробный, специфичен.

Иммунитет стоит на страже индивидуальности. В организме могут существовать только собственные ткани со своим индивидуальным набором антигенов, со своим неповторимым узором антигенного калейдоскопа. Это и ставит преграду хирургам, когда необходимо пересадить пострадавшему человеку кожу, костный мозг, почку иль любой другой поврежденный или больной орган. Армия иммунитета не позволяет сделать этого, она «не понимает» жизненную важность такой восстанавливающей операции. Для нее непререкаем принцип: «Индивидуальность превыше всего; все чуждое — чуждо!»

Обреченные на гибель

Теперь вы понимаете, почему иммунитет, спасающий нас от смерти в борьбе с микробами, является в других случаях нашим врагом.

Врагом, конечно, относительным. Скажем мягче: иммунитет в некоторых случаях мешает. Иммунитет следит за постоянством внутренней среды, иммунитет бдительно хранит биологическую индивидуальность организма. Не считать же его врагом за то, что иногда он слепо продолжает делать свое дело, когда это нам не нужно. Все же он нам приносит больше пользы.

Так что иммунитет не враг, но в иных случаях лучше бы его не было.

Как только в организм попадают клетки или ткани, отличающиеся хотя бы одним антигеном, начинают вырабатываться антитела. Фагоциты вместе с антителами и лимфоцитами набрасываются на чуждую им ткань и обрекают ее на гибель.

Если хирург попытается пересадить раненому или обожженному кожу другого человека — чужую кожу, она будет отторгнута, как бы искусно он ее ни пришил. Если врач попытается пересадить какой-нибудь внутренний орган или его часть и этой части некуда будет отторгаться, она обязательно рассосется. Фагоциты съедят ее по маленьким кусочкам; медленно, но неумолимо. Даже кость, если она инородна, подвергается рассасыванию, то есть будет съедена микроскопическими клетками-пожирателями.

Хирургия, достигшая необыкновенного мастерства, остановилась перед своей самой заветной мечтой — не ограничиваться только удалением больного органа, но и научиться заменять его здоровым. Иммунологическая армия воздвигнула перед этой мечтой барьер несовместимости тканей. Мастерство хирургов в наше время достаточно велико, и их не пугают технические трудности пересадки чужих рук, ног, почек, легких и даже сердец.

Уровень нынешней хирургии позволяет пересадить человеку любой орган в любом месте. Для хирургов сейчас нет недоступных мест. Все дело в том, что результаты пришивания совсем не зависят от уровня хирургии и классности хирурга.

Беда в том, что ничто чужое не может прижить из-за антигенных различий. Иммунологическая армия не изменяет своему принципу: не дает возможности прижить чужому органу, так же как и чужой коже.

Все чужое — чуждо!

Отторжение происходит всегда, если только пересаженный орган не взят от близнеца, причем не от всякого близнеца, а от однояйцового.

Однояйцовыми близнецами называются такие, которые развиваются из одной яйцеклетки. Такие близнецы во всем похожи друг на друга как две капли воды. Есть ведь близнецы, которые мало похожи друг на друга. Есть близнецы и разных полов — это братья или сестры из разных яйцеклеток. Это близнецы разнояйцовые. Сходство же однояйцовых близнецов бывает столь велико, что даже родители не всегда различают своих детей-двойняшек. Точно так же и иммунологическая армия каждого из близнецов «путается», но не в самих близнецах, а в антигенном составе их тканей, который тоже идентичен как две капли воды. Армия иммунитета каждого из близнецов принимает ткани другого за свои, она не вырабатывает против них антител и не пытается отторгать.

Впрочем, это не совсем так. У них просто одна ткань. Хоть люди и получаются разные, но ткань у них одна.

Одна оплодотворенная клетка. Клетка начинает развиваться, то есть делиться. Сначала на две клетки. Потом на 4, 8 и так далее в геометрической прогрессии. В какой-то момент в самом начале — допустим, на уровне 32 клеток — весь этот конгломерат поделился, и две половины, по 16 клеток, продолжали свое развитие самостоятельно.

Дальше — дифференциация тканей, затем образование органов. Получилось два плода. Затем — два ребенка.

А ткань у них одна. Из одной клетки. Из одних и тех же хромосом. Одни и те же гены. Одни и те же антигены.

Поэтому естественно, что пересадка от одного однояйцового близнеца к другому должна быть успешна. Иммунитет не будет считать трансплантат чужим.

Иммунитет будет молчать.

В настоящее время известны уже десятки случаев успешной пересадки от одного близнеца к другому кожи, почек, костного мозга. Органы приживают и нормально работают, а родство братьев и их братская любовь не становятся меньше оттого, что один поделился с другим.

К сожалению, далеко не все люди имеют братьев или сестер — близнецов. И не все близнецы однояйцовые. А это значит, что успех пересадок от человека к человеку — исключение из общего правила: «Пересаженные органы обречены на гибель».

«Как же так? — возразит читатель. — Известно, что хирурги пересаживают кожу, кости и даже сосуды от одного человека другому. Например, при обширных ожогах берут кожу у добровольцев и пересаживают пострадавшему. Об этом даже в газетах пишут».

Чтоб не вступить в противоречие с газетами, журналами, славящими незаметных героев, давших кожу обожженному, должен оговориться. Не думайте, что эту кожу берут зря. Ее пересаживают, и в первые дни она служит обожженному верой и правдой. Успевает помочь. Она, во-первых, прикрывает рану. Затем она отторгается. Но она была каркасом для новой, своей кожи. На ее месте остается островок из новой создающейся кожи. От этого островка в стороны будет расти молодая ткань. Временно посаженная кожа создает островки эпителизации. Поэтому польза от этих пересадок большая.

Так что не зря ищут добровольцев поделиться своей кожей в пользу обожженного. Пересаженные кости, сосуды хоть и подвергнутся рассасыванию, но послужат каркасом для новой, молодой собственной костной или сосудистой ткани.

В настоящее время такие пересадки широко используются в хирургии. Лоскуты кожи, сосуды, кости собираются специальными учреждениями, консервируются и в случае необходимости доставляются в хирургические отделения. Учреждения эти называются тканевыми банками: банк кожи, сосудов, глаз, костей. Первый тканевый банк был открыт в США в 1950 году.

Теперь, дав некоторое время отдохнуть от терминологии отвлеченными рассуждениями, я должен огорчить читателя и устроить целый фейерверк из терминов. В утешение скажу: все термины похожие. И основа их всех встречалась на прочитанных уже страницах. Итак, просто, сухо, холодно: пересадка тканей или органов в пределах одного и того же организма с одного места на другое называется аутотрансплантацией. Пересадка от одного индивидуума другому в пределах того же вида, например от животного человеку, называется гетеротрансплантацией. Соответственно пересаживаемая ткань имеет название аутотрансплантат, гомотрансплантат или гетеротрансплантат. Истинное приживление происходит только при аутотрансплантациях да еще в тех случаях, когда донором служит идентичный во всех отношениях близнец.

Чистые линии

Нетрудно представить, как важны для изучения проблемы пересадки тканей идентичные во всех отношениях животные. Животные-близнецы, идентичные и в антигенном отношении. Не только потому, что между ними, как между однояйцовыми близнецами у людей, успешно проходят пересадки кроветворных клеток, кожи, почек и других органов и тканей. Но и…

Представьте себе, что мы животному № 1 пересадили клетки селезенки животного № 2. Для этого у животного № 2 пришлось взять селезенку. Теперь нам нужно выяснить, повлияла ли и как, через какое время, если повлияла, пересадка этих клеток на возможность приживаемости почки донора, то есть животного № 2. Для этого донорскую почку надо будет пересаживать через месяц, два, год. А донора уже в живых нет. Да если бы и жил, у него все равно только две почки. У любого другого животного (№ 3, 4, 5 и т. д.) «индивидуальность превыше всего», и копию нашему донору найти невозможно, если у него нет однояйцового близнеца. А ведь для некоторых работ нужны сотни таких копий!

В идеальном случае экспериментатор во время каждого опыта должен точно знать, что животные данной группы идентичны между собой. Но они отличаются по антигенному строению тканей от животных другой группы, которые между собой тоже идентичны.

Для точных экспериментов и правильных научных выводов — это понятно всем — нужны именно идеальные условия.

И они на самом деле имеются!

Созданы животные чистых линий, то есть таких пород, внутри которых все особи антигенно тождественны, как однояйцовые братья или сестры-близнецы.

Теперь нам надо понять принцип создания чистых линий животных, их биологическое существо. Для этого придется получить еще порцию знаний. Нам сейчас надо хоть немного, хоть совсем поверхностно познакомиться с генетикой — наукой о наследственности.

Все основные внешние и внутренние признаки организма определяются особыми структурными единицами — генами. Гены располагаются в ядерных нитях — хромосомах. В человеческих хромосомах, например, содержится не менее 40 тысяч генов. Хромосомы в строго определенном парном числе находятся в ядрах всех клеток. В человеческих клетках 23 пары хромосом, в норме всегда 23, в крысиных — 21, всегда 21, у мышей 20 пар. Хромосомы каждой пары одинаковы, а разных пар различны.

Когда говорят: парные хромосомы одинаковы, имеют в виду их одинаковую форму и расположение в них генов, определяющих одни и те же признаки. Если в одной из парных хромосом расположены гены группы крови, цвета глаз, формы ушной раковины, то и во второй на тех же местах помещаются эти гены. Но сами гены неравнозначны.

Ген группы крови, например, существует в трех вариантах (аллелях) — А, В и 0. И если в одной хромосоме находится вариант А, а в другой 0, то группа крови человека будет А0; если В и 0, то В0; если А и В, то АВ; а если 0 и 0, то нулевая группа. Это совершенно ясно и просто и никаких дополнительных объяснений не требует.

Следовательно, парные хромосомы одинаковы по форме и расположению генов. По существу же, качества тех признаков, которые определяются этими генами, могут быть и чаще всего бывают различны.

Парность хромосом возникает в самом начале развития организма, при возникновении его во время слияния мужской и женской половых клеток. Один набор хромосом приходит от матери и один от отца. При этом каждая хромосома находит свою и только свою пару.

Оплодотворенная яйцеклетка с полным парным набором хромосом начинает делиться на 2, 4, 8 и т. д. клеток. Перед делением всякий раз каждая хромосома образует возле себя совершенно подобную себе хромосому — удваивается. Перед делением клетки вновь образовавшиеся дочерние хромосомы отделяются от старых. Каждая дочерняя клетка получает по одной из них. Обе новые клетки, таким образом, получают по два набора хромосом. Вследствие этого каждая клетка развившегося человека содержит 23 пары хромосом, каждая клетка мыши — 20 пар, крысы — 21 пару. Один из парных наборов пришел от отца и принес отцовские гены и отцовские качества, другой — от матери.

Когда у взрослого организма начинают образовываться половые клетки, происходит особого рода деление — без удваивания каждой хромосомы. Клетки — предшественники половых клеток содержат, как и все остальные, по два набора хромосом. В каждой паре одна хромосома от отца, другая от матери. В образующуюся половую клетку из каждой пары попадает только одна — или материнская, или отцовская. Какая пойдет в одну сторону, какая в другую, неизвестно. Это определяется случайностью. По крайней мере сегодня мы это считаем случайностью. Важно, что новообразованные половые клетки не получают все свои хромосомы только от одного из исходных наборов. Возникает новый набор, состоящий из смеси отцовских и материнских. Вот это соединение одинаковых пар хромосом при слиянии половых клеток и последующее (при образовании новых половых клеток) расхождение пар с возникновением перегруппировки, а следовательно, с возникновением нового хромосомного набора было названо «танцем хромосом».

Каждая хромосома несет большое количество генов. Каждый ген определяет тот или иной признак организма. Из всего сказанного ясно, что перегруппировка хромосом в новые наборы обеспечит у потомков новые комбинации признаков. Поэтому-то дети одних и тех же родителей отличаются друг от друга. Каждый из них имеет особым образом составленный в результате «танца» набор хромосом.

Давайте проследим за переходом из поколения в поколение только одной пары хромосом. Эта пара несет гены, определяющие какую-то группу признаков. Ну, например, интересующую нас антигенную дифференцировку, являющуюся причиной несовместимости тканей. Сейчас мы создадим семью и будем комбинировать детей, внуков.

…У отца имеется пара хромосом А и А1. У матери — а и а1. Их половые клетки будут содержать по одной хромосоме из двух: А или A1 и а или а1. Создаем детей. Дети имеют возможность получить следующие пары, как повезет: Аа, А1, А1а или A1a1. Теперь другие родители. Они еще не знают, что мы назначим им породниться. Отец Б и Б1. Мать б и б1. Их дети имеют следующие возможности: Бб, Бб1, Б1б или Б1б1.

Породним эти семьи. Дети A1a1 и Бб поженились и сами стали родителями. Создаем внуков. Внуки возможны в следующих вариантах: А1Б, А1б, а1Б или а1б. Если теперь внуки вступят в брак с особями В и B1 или, скажем, с особями Г и Г1, получатся еще новые сочетания.

Хромосом много, и в каждой из них огромное число вариантов генов. Бесконечно много совершенно своеобразных хромосомных наборов, как говорят генетики, совершенно своеобразных генотипов. Число возможных комбинаций значительно превышает цифру в 3 миллиарда, то есть современное население Земли. Иначе говоря, совершенно своеобразных генотипов больше, чем живет на нашей планете людей. Отсюда и уникальность, неповторимость.

Поэтому нет идентичных людей, за исключением однояйцовых близнецов. Поэтому бесконечно число антигенных индивидуальностей. Поэтому ткани любого человека по антигенному строению отличаются от тканей любого другого и не приживают при пересадках.

Но мы уже говорили с вами, что, несмотря на случайности, есть определенные закономерности. Надо только их вытащить из груды хаоса. Надо их только чуть-чуть направить.

И генетики нашли способ экспериментально создавать животных с практически идентичными парами хромосомных наборов. По крайней мере, идентичными по интересующим нас факторам, определяющим антигенное строение. Каждая пара хромосом у таких животных состоит из двух тождественных по генному составу. Тождественных не только по форме и расположению генов, но и по каждому гену — в обеих хромосомах одни и те же аллели (красивое слово нам знакомо, но здесь оно имеет совсем другой смысл) генов. Поэтому никакой «танец» во время образования половых клеток не меняет сути дела — хромосомы могут меняться местами, но они одинаковы. Такие животные называются гомозиготными, или чистолинейными.

Для их создания пользуются длительным внутрисемейным скрещиванием. Самцов и самок одного помета скрещивают между собой. Из полученного помета снова берут родных брата и сестру и скрещивают. И так поступают в течение ряда поколений. Это браки по расчету. Расчет на появление все большего числа гомозиготных особей. Наконец все рождающиеся животные становятся чистолинейными.

Если представить себе животных, в клетках которых всего одна пара хромосом, то при самом благоприятном подборе пар для скрещивания чистая линия могла бы быть получена уже через четыре поколения. Практически это будет протекать дольше, так как пары для скрещивания очень редко подбираются совершенно успешно. Да и хромосом в клетках большинства организмов не по две, а больше. В практике выведения чистых линий животных проводится гораздо больше братско-сестринских скрещиваний. Например, у мышей чистой линией считаются лишь потомки 20-го поколения внутрисемейных скрещиваний. Исследователь, выводящий мышей, после 20-го поколения может дать сообщения в печать о выведении новой чистой линии. Некоторые для большей верности считают рубежом 40-е поколение.

В настоящее время имеется несколько десятков различных чистых линий мышей, крыс и других животных. Вот названия некоторых линейных мышей, наиболее употребляемых при иммунологических исследованиях (в скобках дана окраска шерстного покрова):

А (белые),

С3Н (серые),

C57BL (черные),

C57BR (коричневые).

На чистолинейных животных изучаются основные вопросы трансплантации тканей. Успешнее всего исследуются закономерности иммунологической толерантности, то есть иммунологической близости, иммунологического сродства, приводящего к созданию животных-сфинксов.

Обо всем этом речь пойдет в следующих главах, где еще не раз придется вспомнить о мышах чистых линий.

Новые открытия

Сделать открытие — значит увидеть то, что все видят, и подумать при этом то, что до сих пор никому в голову не приходило.

Альберт Сент-Дьерди

Казалось бы, чего же проще ответить на вопрос «Что такое открытие?». Открытие — это когда обнаружено нечто новое, ранее неизвестное. Но вот тут-то и зарыт корень вопроса: для кого новое, кому неизвестное? Одному человеку? Большой группе людей? Или, может быть, всему человечеству?

Летом 1966 года мы жили в Снегирях на даче под Москвой. Моему сыну было четыре года, и он бесконечно интересовался всем, что окружало его, — деревьями, травой, цветами.

Я сидел читал, а он копался около грядки с клубникой. Вдруг я услышал ликующий крик:

— Папа, папа! Я теперь знаю, откуда берется ягодка!

— Откуда?

— Понимаешь, сначала вырастает бутон, потом он распускается, и получается цветок. А потом от цветка отлетают лепестки, и получается маленькая ягодка. Но она вырастает!

Я смотрел на сына, и мне было ясно — он совершил открытие. Да, да! Он открыл то, что известно каждому, но не было известно ему. Ему не рассказали об этом, он не вычитал эту истину из книг. Он открыл ее сам. Для него это открытие.

«Разве каждый из нас, — подумал я, — не делал такие открытия? Не только когда мы были детьми, но даже уже тогда, когда начали свои научные исследования».

Вот пример важности эрудиции. Эрудиции не только автора открытия, но и аудитории, перед которой он пытается сказать: «Я открыл новое средство от головной боли». Кто-то должен задать ему вопрос:

— А не аспирин ли это?

Лучше всего, если он сам себе задает этот вопрос, если он достаточно эрудирован и знает все современные средства этого рода. Но может быть и другая ситуация.

Представим себе некий город или целую страну, где никогда не видели средств от головной боли. Для них этот человек действительно сделал открытие. Он будет первооткрывателем аспирина. Если же он сам много знает и аудитория (город или страна) достаточно эрудирована, обязательно кто-то скажет: «Это аспирин, открытия нет, его открыли в соседнем государстве десять лет назад». Лучше, если это он скажет себе сам.

Но тогда проблема переносится еще на один этаж. Человек открывает нечто никому ранее не известное на Земле. Мы открыли способы использования атомной энергии. А для жителя другой планеты неизвестной нам цивилизации это может оказаться этапом, пройденным тысячи лет назад.

Так что же такое открытие? Открытие явления, неизвестного тебе, твоей семье, твоему городу, твоей стране, твоей планете или не известного никому, нигде? Видимо, существуют две границы, две ступени открытий. Первая — открытие для себя. Такие открытия делают все люди. Каждый человек делает тысячи открытий за свою жизнь. И чем больше открытий, тем интереснее жизнь. Вторая граница доступна не каждому. Она проходит по границе знаний, накопленных всем человечеством всей планеты Земля. Когда говорят, что вирусы — самые мелкие представители живых существ — открыты Д. И. Ивановским, это значит, что он обнаружил и описал их первым не только в России, но и во всем мире.

За пределы планеты Земля понятие того, что такое открытие, пока еще не вышло. Но вот-вот выйдет.

Конечно, бывают открытия большие и маленькие. К сожалению, очень часто оценка открытия, оценка его значимости для человечества, оценка его величины приходит через много лет. Вспомните хотя бы открытие групп крови Ландштейнером. В 1901 году на это открытие никто не обратил внимания. А в 1930-м Ландштейнеру была вручена Нобелевская премия. Переливание крови спасает миллионы жизней.

Я вам расскажу о нескольких новых открытиях в иммунологии. Об открытиях, сделанных в самое последнее время — в 60-х годах, то есть буквально «вчера», в наши дни. Они еще только осмысливаются, но уже имеют отношение к пересадке органов и тканей.

Я вам расскажу три коротенькие истории о трех как будто бы небольших открытиях. Но они очень важны. И может быть, через десяток лет мы скажем, что с них началась новая эра современной иммунологии, что с их помощью иммунология создала Давида, который победил Голиафа несовместимости тканей. Может быть.

Трансформация лимфоцитов

Канадская исследовательница Барбара Байн искала способ, с помощью которого можно было бы безошибочно отличать лейкозные клетки от нормальных лейкоцитов.

Лейкоз — рак крови, или белокровие, подкрадывается незаметно. В крови больного человека накапливается ненормально много белых кровяных шариков — лейкоцитов. Лечение малоэффективно. Прогноз печальный. Вот если бы научиться своевременно отличать лейкозные клетки от нормальных, зацепиться за это отличие и выбить их. А нормальные, нераковые клетки оставить.

Однажды Барбара Байн решила смешать лейкоциты больного лейкозом с лейкоцитами из крови здорового человека.

Она поместила смесь клеток во флакон, налила туда питательной среды и поставила в термостат при 37° по Цельсию. Получилась культура смешанных клеток. Каждый день исследовательница изучала клетки под микроскопом.

Один день, два, три, пять… Несомненно, в культуре смешанных клеток зрелые лейкоциты размножались и превращались в молодые формы клеток — в бласты. В культуре нормальных лейкоцитов такой трансформации не было. Лейкозные клетки без добавления нормальных тоже вели себя спокойно. Трансформация в бласты происходила только в смеси лейкозных лейкоцитов с лейкоцитами от здорового человека.

Все точно! Эти важные данные необходимо экстренно опубликовать. Они важны для многих ученых, изучающих лейкозы.

Статья направлена в журнал, но исследования не прекращаются. Не исчезают и вопросы. «А может быть, способность трансформироваться свойственна не только лейкозным клеткам? — думала исследовательница. — Я действительно смешала лейкоциты от больного с лейкоцитами от здорового человека и получила эффект. А если смешать лейкоциты двух здоровых лиц, не лейкозных? Что будет? Может быть, это свойство трансформироваться присуще не только лейкозным лейкоцитам? Может быть, я открыла более общее свойство лейкоцитов узнавать чужие клетки и реагировать на них. Может быть, лейкоз тут ни при чем?»

Да, лейкоз тут ни при чем. Барбара Байн открыла новое фундаментальное свойство белых клеток крови. Это произошло в 1964 году. Она смешала лейкоциты от двух здоровых людей и получила бласттрансформацию. Она взяла другую пару, третью, четвертую… Всегда. Только в тех случаях, когда смешивались лейкоциты от братьев или сестер — идентичных близнецов, трансформации не было. Во всех остальных случаях, когда смешивались чуждые друг другу клетки, — была. И что любопытно, чем более чужеродны клетки, тем сильнее бласттрансформация, тем сильнее они реагируют на чужаков, тем быстрее размножаются, увеличиваясь в числе.

Предпочтение отдается своим

В том же 1964 году шведский исследователь Карл Хеллстром ввел в науку новое понятие и, естественно, новый термин — сингенное предпочтение.

Обратите внимание, не открыл новое явление, а ввел новое понятие. И все-таки именно Хеллстром открыл его!

Так уж всегда в науке — важнее осмыслить, чем заметить. Одна из предыдущих глав называлась «Первооткрыватель в науке — понятие всегда условное». Помните примеры из нее? Несовместимость тканей при пересадках заметили многие, а биологическую (нехирургическую) причину несовместимости сформулировал Каррель. Иммунную природу отторжения увидел Холман, а открыл ее Медавар.

Хеллстром не первым увидел открытое им предпочтение, но первым разглядел его.

Еще до 1964 года американский иммунолог и генетик Георг Снелл заметил одну странность. Он пересаживал раковые опухоли от одной мыши другой. Раковые клетки приживали, и опухоль росла. Однако судьба пересаженных опухолей и животных была неодинаковой и подчинялась строгим закономерностям. Благодаря тому что Снелл работал на чистолинейных животных (кстати, он их сам и выводил), он разобрался в странностях и сформулировал законы. Это не литературная гипербола, правила Снелла так и называются: «генетические законы трансплантации».

По этим законам судьба подопытных животных складывается так:

1) опухоль растет и оказывается смертельной, если мышь, от которой она взята, и мышь, которой она пересажена, генетически тождественны (например, пересадка между двумя мышами линии А);

2) опухоль не растет, если пересадка ведется между мышами разных пород (опухоль от мышей линии А не растет на мышах линии Б);

3) опухоль одной породы (А) растет на детях мышей этой породы, каков бы ни был второй родитель (Б, С и т. д.). Иначе говоря, опухоль А растет на животных АВ, АС и т. д.;

4) наоборот, опухоль от гибридных детей АБ или АС не приживает ни на А, ни на В, ни на С мышах; АВ — только на АВ и АС — только на АС.

Эти законы иммунологически объяснимы. Приживают и растут те ткани, в которых не содержится никаких дополнительных антигенов. Поэтому опухоль А не приживает на мышах В. Опухоль АВ не приживает на мышах А — мешают антигены природы В; она не приживает и на мышах В, так как мешают антигены А. Все понятно. Чуждые антигены включают иммунные реакции. Накапливаются лимфоциты, агрессивные против клеток с чуждыми антигенами. Возникают антитела. Чужеродная ткань убивается.

Если же клетки А пересаживаются в организм А, этот организм не видит ничего чужого. Клетки растут и размножаются. То же самое происходит, когда клетки А попадают в организм АВ. Для него клетки также не содержат ничего дополнительного, чуждого: только антигены генотипа А, которые есть и в нем, ведь он АВ. Иммунные реакции не могут развиться — не на что, чуждых элементов нет. Вот тут-то, в третьем законе, и замечается странность. Опухоль А растет и в организме А, и в организме АВ. Но во втором организме растет гораздо медленнее. Иммунные реакции развиться не могут, но рост тормозится. Чем?

Вот из этой странности Хеллстром и сделал открытие сингенного предпочтения. Он показал, что это не особенность поведения опухолей, не частное явление. Это также закон. Во всех случаях генетически тождественная (сингенная) ткань всегда приживает, растет и размножается предпочтительнее, чем нетождественная (несингенная). Даже тогда, когда иммунные реакции против нее не могут включиться, как это бывает у гибридных детей, у облученных реципиентов или под влиянием препаратов, подавляющих иммунитет. Пересаженной чужеродной ткани жить трудно даже без всякого иммунитета в классическом смысле этого слова. Ей трудно размножаться и расти в чужом окружении.

Инактивация чужеродных стволовых клеток

Был 1965 год. В нашу лабораторию пришла молодая исследовательница. Пришла и попросилась в аспирантуру. Раньше она работала в другом институте и занималась вопросами замораживания и хранения костного мозга для пересадок. Однако ее влекли иные проблемы, связанные с изучением причин и механизмов несовместимости тканей, то есть проблемы трансплантационного иммунитета.

Всем сотрудникам лаборатории Лия понравилась.

Формальности… Экзамены… И в нашей лаборатории появился новый сотрудник. Я говорю сотрудник, а не аспирант, потому что Лия Сеславина уже многое умела. Ее не надо было обучать азам экспериментальных приемов. Можно было сразу начинать исследования. Помню, я спросил Лию:

— Знаете, что больше всего интересует сейчас лабораторию?

— Нет еще.

— Нас интересует количественный учет цитопатогенного действия иммунных лимфоцитов.

— Вы имеете в виду способность лимфоцитов от иммунизированных животных разрушать те клетки, которыми их иммунизировали?

— Да. Так вот, нам нужно изучить, как угнетается это действие при лучевой болезни. Попробуйте усовершенствовать методику Розенау так, чтобы она давала количественно точные результаты. Только постарайтесь тратить как можно меньше мышей.

— А если ничего не выйдет? Эта методика очень капризна. Может быть, можно работать методом пересадки кожи? — спросила Лия.

— Ни в коем случае. Во-первых, нам нужна количественная оценка, чтобы можно было прямо считать клетки в пробирке. Во-вторых, у нас не хватает мышей. Нужны клеточные модели.

Методика Розенау не пошла…

Потом отказались от приема Давида.

Потом забраковали метод Фридмана. Этот метод вообще оказался «липой» — в его системе лимфоциты никого не убивали, так что до подсчетов дело не дошло.

Часами мы сидели и выдумывали формы сосудов, в которых удобнее было бы «сталкивать» иммунные лимфоциты с клетками-мишенями, то есть с клетками, которых они должны убивать. Часами выдумывали, как бы изловчиться и подсчитать убитые клетки. Подсчитать точно, очень точно!

Шли недели. Месяцы. Пролетел год. Все жалели Лию — аспирантура идет, а работа не движется. Много раз ко мне приходили сотрудники.

— Мы поделимся мышами, — говорили они, — пусть Лия начинает изучать действие радиации не на клетках, а на мышах.

Наша стойкость тоже, кажется, стала сдавать.

— Лия, давайте попробуем последнее, — предложил я однажды. — Смешайте селезеночные клетки от иммунных мышей с селезеночными клетками — мишенями, а потом подсчитайте там количество стволовых клеток. Может быть, в первую очередь выбиваются именно они. Если не получится, перестанем искать новое, будем работать по старинке.

Стволовыми называют те клетки, от которых зависит жизнь всей ткани, например селезенки или костного мозга. Это из них получаются все остальные клетки. Потому их и называют стволовыми. Как ствол дерева, от которого растут все ветви, листья, плоды. Выбей эти клетки, и погибнет вся ткань.

Через десять дней мы рассматривали цифры первого эксперимента. В одной селезенке было 50 стволовых клеток, в другой — 130. Значит, в смеси должно быть 180. А Лия насчитала только 60 штук. Значит, около 70 процентов исчезли. Исчезли стволовые клетки. Так вот на кого обрушиваются удары иммунных лимфоцитов! Они «бьют в корень».

— Стоп, Лия! Кажется, мы набрели на что-то стоящее.

— Надо проверить еще раз, — взмолилась Лия.

— Нет, не один раз. Надо проверить по крайней мере трижды.

Лия поставила семь опытов подряд и семь раз происходила инактивация стволовых клеток… А дальше чуть не повторилась история Барбары Байн.

Канадская исследовательница взяла в опыт лейкоциты от лейкозных больных и сделала вывод, что лейкозные клетки активируются под влиянием чужеродных лейкоцитов. Так она и опубликовала свои данные.

Лия взяла иммунные лимфоидные клетки и пришла к выводу, что именно иммунные лимфоциты убивают чужеродные стволовые клетки.

— А может быть, и неиммунные? Может быть, нормальные лимфоциты тоже бьют? — И Лия поставила еще семь опытов. Тогда и произошло открытие. О том, что иммунные лимфоциты могут разрушать клетки-мишени, знали. Пусть это не было количественно точно измерено, но об этом знали. А то, что нормальные лимфоциты обладают таким же свойством, известно не было.

Лия получила семь положительных ответов.

Да, обладают! Нормальные лимфоциты, в первый раз увидев чужеродные стволовые клетки, инактивируют их. Так мы и назвали это явление: «Инактивация несингенных (т. е. чужеродных) стволовых клеток».

* * *

Вот что принесли последние годы. Классическая иммунология привыкла иметь дело с двумя основными реакциями, направленными на отторжение чужого, — выработкой антител и появлением специфически сенсибилизированных клеток, то есть клеток, несущих антитела на своей поверхности. И те и другие появляются через 3–7 дней после вторжения чужеродного пришельца, а накапливаются еще позже. Оказывается, как стало теперь известно, трудная ситуация для пересаженной ткани складывается задолго до выработки антител и накопления специфически вооруженных клеток. Во-первых, стимулируются к размножению лимфоциты — их будущие убийцы. Во-вторых, им самим очень трудно размножаться и расти в новом, «чужом» окружении. В-третьих, самые главные — стволовые — клетки, от которых зависит их рост, размножение и жизнь, выбиваются сразу же в первую очередь. Ткань пересажена, она функционирует, с большим или меньшим успехом выполняет свои задачи, но она уже обречена, ее «корни» подрублены в первые же дни.

Исследование никогда не одиноко

История науки изобилует примерами того, как ученые, разделенные пространством в тысячи миль, независимо друг от друга делали те же самые открытия…

Природа не может скрыть свои секреты от прозорливого ученого.

Ральф Лэпп

…И вдруг исследователь узнает, что задуманная работа уже выполнена другим. Узнает из прочитанной статьи или прослушанного доклада. Сложная гамма чувств возникает при этом.

Тут и горечь — тебя опередили.

Тут и радость — ты мыслишь правильно. Это направление действительно дает важные результаты.

Тут и польза — теперь уже не нужно проводить это исследование. Можно двигаться дальше.

Часто ли так бывает, что над одной и той же проблемой работают разные ученые в разных лабораториях, институтах, городах или странах? Не только часто — всегда. Исследование никогда не одиноко.

Так происходит потому, что никакое исследование не начинается из ничего. Каждый поиск и его вершина — открытие — это результат развития науки, следствие определенного уровня знаний, накопленных к этому моменту.

Нельзя было открыть мир микробов без создания микроскопа, без достаточного уровня развития оптики. Нельзя было создать ни электрический двигатель, ни лампочку накаливания без открытия законов возникновения и поведения электричества.

С другой стороны, изобретение микроскопа неминуемо привело человечество к открытию микробов. Открытие законов электричества естественно и закономерно привело к электрическому освещению и электролампочке.

Мировая наука подобна человеческому интеллекту, который накапливает знания в течение жизни. Мировая наука в течение всей своей истории-жизни получает образование посредством научных исследований, открытий, наблюдений, обобщений. Образование человека — впитывание его интеллектом знаний, накопленных наукой за всю предыдущую историю. Человеческий разум получает эти знания и может развивать их дальше. Аналогия между разумом отдельного человека и наукой в целом может быть продолжена.

Только образование мировой науки не имеет конца. Оно вечно, пока существует человечество. Образование же человека, к сожалению, ограничено. Максимально — его жизнью, минимально — творческим периодом ее.

Наука прошлого столетия не могла создать атомного реактора — была недостаточно образованна. Она еще не знала строения атомов и возможностей их превращений. Эта задача для прошлого века была преждевременна. Так же, как в свое время преждевременны были попытки алхимиков превратить свинец в золото. И человеческий разум без знания закономерностей современной ему науки не может развивать и совершенствовать ее.

У Даниила Данина есть такие слова: «Отчего географы древности не открыли Северного полюса, а заодно и Южного? Отваги не хватило? Нужды не было? Да нет же! Надо было прежде всего знать, что где-то полюса существуют».

Если человек не знает современной физики, естественно, он никогда не сможет сделать открытие в этой области знаний. Биологически неграмотный человек не сделает открытия в биологии. Он просто не будет знать, что делать.

Но зато каждый по-настоящему грамотный исследователь знает важнейшие направления поисков, видит цели, работает над самыми актуальными проблемами. А исследователей миллионы. Вот почему нет ни одной по-настоящему серьезной научной проблемы, которую разрабатывал бы всего один человек. Исследование никогда не одиноко. Оно всегда имеет прошлое — идеи и факты, из которых оно родилось, и людей, которые подготовили эти идеи и факты. Оно всегда имеет настоящее — тех исследователей, которые работают в одном направлении, двигаясь подобными или принципиально разными путями. Оно всегда имеет будущее — открытие нового явления и авторов его.

Рано или поздно открытие придет. Авторы обязательно будут. Если не те, так другие. Один исследователь может лишь опередить другого. Иногда на несколько лет, иногда на несколько десятилетий. И зависит это не только от проницательности ума ученого, его умения работать, его таланта. Открытие всегда дитя по крайней мере трех сил: современного уровня человеческих знаний, качеств ученого и условий, в которых он работает.

И нельзя удержать открытие в тайне бесконечно долго. Да что там бесконечно! Зачастую его нельзя удержать в тайне даже в течение года.

Недавно в одном из наших журналов была помещена статья, в которой автор на основании многих относительно мелких открытий, сделанных в последнее время в изучении элементарных частиц, приходит к выводу, что в течение года должно произойти какое-то значительное открытие в этом разделе физики.

Исследования идут широким фронтом. Как же можно утаить открытие, когда его уже ждут, ибо оно естественно вытекает из всей совокупности работ! Значительное одинаковое открытие, как правило, подготавливается одновременно в нескольких лабораториях. Утаить невозможно. Сегодня ты утаил. А завтра его вновь откроют в другом месте.

История знает немало примеров, когда открытия повторялись, когда те или иные закономерности открывались вновь. Иногда по прошествии нескольких десятилетий, иногда через несколько лет. А иногда — и отнюдь не редко — открытие совершается одновременно разными учеными в разных частях света.

В 1763 году уральский инженер Иван Ползунов разработал проект, а в 1765 году создал универсальный паровой двигатель. Этот двигатель работал, обслуживал завод. Через год Ползунов умер. Его паровая машина была заброшена, и никто в мире не узнал о ней — Россия того времени не заботилась об открытиях, информация о них не публиковалась. Через 19 лет, в 1784 году, универсальный паровой двигатель создает заново английский изобретатель Джемс Уатт и дарит свое открытие миру.

Несколько слов о Чарльзе Дарвине — величайшем натуралисте всех времен, создателе теории происхождения видов путем естественного отбора, которую изучают во всех школах мира. Его учение о развитии жизни на Земле носит название дарвинизм.

А известно ли вам, дорогой читатель, что эта же теория происхождения видов, это же учение о развитии одновременно и независимо были сформулированы далеко от Англии Альфредом Уоллесом, который жил и работал в то время на Малайских островах?

В 1858 году, когда Дарвин не спеша писал свой труд о происхождении видов, Уоллес прислал ему статью с просьбой просмотреть ее и сделать свои замечания. Эта статья называлась «О стремлении разновидностей бесконечно удаляться от первоначального типа». Она формулировала все основные положения теории естественного отбора. У Дарвина к тому времени еще не было ни одной публикации о своих обобщениях.

В те дни в письме к своему другу, известному естествоиспытателю Чарльзу Лайелю, который знал его взгляды, потрясенный Дарвин писал: «Ваши слова, что меня опередят, полностью оправдались… Никогда я не видел более поразительного совпадения… Он не пишет, что просит меня опубликовать ее, но я, конечно, тотчас же напишу и предложу послать ее в любой журнал».

Лайель настоял на том, чтобы Дарвин быстро написал краткий очерк своих взглядов и обе статьи направил для публикации секретарю Линнеевского научного общества в Лондоне. Лайель писал: «Оба эти джентльмена, независимо друг от друга, создали одну и ту же очень остроумную теорию».

Статьи были напечатаны одновременно, но на них мало кто обратил внимание. Они были слишком кратки, в них было слишком мало фактов, а теория слишком революционна. Слава пришла к Дарвину через год, когда вышла в свет его знаменитая книга о происхождении видов. Там были глубочайшие мысли, неотразимые аргументы и бесчисленные факты, которыми обладал только Дарвин.

Через семь лет после описанного события в то время мало кому известный, а ныне самый знаменитый чешский ученый Грегор Мендель доложил обществу естествоиспытателей об открытии законов наследования биологических признаков. Это было столь ново, грандиозно и неожиданно, что «недостаточно образованная» наука того времени не оценила величия наблюдения Грегора Менделя. Оно не нашло отзвука и было забыто. О нем никто не упоминал в печати много лет.

Прошло три с половиной десятилетия… Менделевские законы были открыты вновь одновременно тремя учеными, которые работали независимо друг от друга и не знали исследований Менделя.

В самом начале 1900 года голландец Гуго де Фриз опубликовал результаты своих опытов — он снова открыл законы наследования. В одной из своих статей Гуго де Фриз писал, что о трудах Менделя он узнал лишь после завершения своих экспериментов.

В апреле 1900 года аналогичные результаты получил немецкий ботаник Карл Корренс. Он тоже считал себя первооткрывателем.

В июне 1900 года австрийский биолог Эрих Чермак совершил то же самое открытие. И он о работах Менделя ничего не знал.

А вот еще пример. В 1896 году итальянец Гульельмо Маркони приезжает в Англию и предлагает правительству приборы беспроволочного телеграфа. Они основаны на электромагнитных волнах Герца. Он берет патент на радиосвязь.

В этом же году в Русском физико-химическом обществе выступает Александр Попов. Он тоже демонстрирует приборы. С их помощью на расстоянии 250 метров он передает и принимает первую в мире радиограмму, состоящую из двух, слов: «Генрих Герц». Созданы эти приборы были двумя годами раньше. Ученый должен стараться сразу познакомить мир со своим открытием или изобретением. Не забыв при этом, разумеется, и обеспечить приоритет своей страны.

Перечислять независимые исследования можно бесконечно. Не будем делать этого.

В иммунологии в 1953 году также одновременно было совершено важное открытие в двух разных местах, двумя учеными независимо друг от друга. Это были чех Милан Гашек и англичанин Питер Медавар.

Милан Гашек

Этот раздел мне хотелось назвать «Милан Гашек едет на ферму», потому что именно с поездки на ферму началась работа, которая привела к открытию. Но я не назвал так, потому что главное, конечно, не поездка, а исследование и его итоги. Тем не менее начинать рассказ надо с начала, с поездки.

Летом 1952 года молодой сотрудник одной из лабораторий Института экспериментальной биологии Чехословацкой академии наук в Праге Милан Гашек поехал на ферму. И все началось… Во всяком случае, так утверждает сам Гашек.

— Как началось исследование? — спросил я его в одну из наших встреч.

— Мы поехали на ферму, ответил Милан.

— На какую ферму?

— На птичью, — ответил он со смешным, но очень приятным чешским акцентом.

И было в самом деле так.

В лаборатории задумали интересное исследование. Не совсем было ясно — вернее, совсем было не ясно, что получится, если в период эмбрионального развития двум зародышам сделать общую систему кровообращения. Так, чтобы в период, когда самостоятельные организмы еще не создались, кровь одного из них проходила через кровеносные сосуды другого, и наоборот. Главное здесь не столько общая система кровообращения, сколько общая кровь. Системы кровообращения различны, но в одном месте соединяются, и кровь обобществляется.

Не ясно было, возможно ли создать такую модель. Не ясно было, жизнеспособна ли такая модель. Не ясно было (если окажется жизнеспособной), отразится ли эта операция на длительности жизни. Не ясно было, как скажется в дальнейшей самостоятельной жизни (если такая наступит) взаимное влияние двух зародышей разных пород.

Поставить такой эксперимент на кроликах, собаках или любых других млекопитающих казалось невозможным. Ведь эмбрионы млекопитающих развиваются в матке материнского организма. Как соединить в эксперименте кровеносные системы двух эмбрионов, развивающихся в разных материнских организмах? Невозможно…

Совсем другое дело птицы!

Зародыши птиц куда доступнее. Они развиваются отдельно от матери. Их можно вообще растить без матери. Растить зародышей, а не младенцев-птенцов, которых и у млекопитающих можно вырастить без матери. Зародыши птиц отделены от мира лишь тонкой яичной скорлупой. Под скорлупой на одной из наружных оболочек зародыша развивается сеть кровеносных сосудов, связанная с системой кровообращения непосредственно тела зародыша.

Приблизительно к 8-му дню инкубации яйца при 37 градусах и развивается эта оболочка. Называется она «хорионаллантоисная мембрана». Если после 8-го дня в скорлупе двух яиц выпилить окошки, можно непосредственно соединить эти мембраны.

Короче говоря, первое, что надо сделать, — поехать на ферму, договориться о поставке в институт яиц разных пород кур. Второе: в лаборатории необходимо завести инкубатор. Без него не будут развиваться куриные эмбрионы, соединенные хорионаллантоисными мембранами. Никакой самой деликатной матери-курице нельзя доверить столь тонкое устройство, как сращенные яйца. Когда такие цыплята вылупятся, их можно изучать, определяя влияние эмбрионального соединения, или, как его стали называть, эмбрионального парабиоза.

Парабиоз в переводе обозначает «около жизни». Парабиоз имеет много значений. Например, «около жизни» может пониматься как что-то около жизни и около смерти (полумертвый). Но в данном случае, когда мы говорим «парабионты», мы имеем в виду другое — две жизни развиваются непосредственно около друг друга.

Начались до обиды короткие дни для экспериментирования и бесконечно долгие недели ожидания результатов.

Эти тонкие, хрупкие мембраны не так-то легко было соединить. Хирургические швы не помогали. Решение было найдено не сразу. Хорионаллантоисные мембраны двух десятидневных куриных зародышей прекрасно срастались только тогда, когда между ними помещали зародышевую ткань от третьего, еще более молодого эмбриона. Мембраны срастались и взаимно прорастали кровеносными сосудами друг в друга.

Проверка: краска, введенная в кровь одному зародышу, появляется в крови другого.

Итак, методика эксперимента отработана и усвоена. Можно начинать планомерное изучение цыплят, бывших парабионтов. Но до этого через лабораторию, операционную и инкубатор прошли десятки, а потом и сотни куриных эмбрионов.

И вот, наконец, бесспорные результаты. В руках у Гашека объекты основного эксперимента: цыплята, вылупившиеся из соединенных яиц. Как они будут вырабатывать антитела на антигены друг друга? И будут ли? Впереди опять эксперимент.

Возраст цыплят — 107 дней. Это молодые куры породы белый леггорн. В эмбриональном периоде своей жизни они были парабионтами. Сосудистые мембраны будущих кур были соединены на 10-м дне инкубации яиц в термостате. Через 11 суток после этого, как и положено, цыплята вылупились и получили свои номера — 516 и 517.

Цыплята выросли…

Милан Гашек готовит шприц, чтобы начать иммунизацию двух цыплят — № 516 и № 517 Он берет кровь у одного и у другого. На пробирках появляются надписи: «Кровь парабионта № 516» и «Кровь парабионта № 517». Следующая процедура: иммунизация цыпленка № 516 кровью № 517 и, наоборот, цыпленка № 517 кровью 516-го. Известно и еще раз проверено, что обычные — не парабионтные — цыплята-леггорны в ответ на введение крови других цыплят вырабатывают антитела, которые склеивают эритроциты вводимой крови.

Милан Гашек взаимно иммунизирует своих питомцев № 516 и № 517 — один раз, два, три, шесть…

Антител нет!

Цыплята инертны!

Через четыре недели Гашек повторяет иммунизацию. Результат тот же!

Бывшие парабионты не вырабатывают антител против эритроцитов друг друга! В остальном их иммунитет полностью сохранился. Они не утратили способности вырабатывать антитела вообще. На попадание в их кровь эритроцитов других кур — не парабионтов — эти цыплята со странными цифровыми именами реагируют нормально.

Впоследствии оказалось, что цыплятам, находившимся в эмбриональном парабиозе, оказывается, можно пересаживать кожу от своих необычных партнеров. И она приживает! А лоскут кожи от любого другого цыпленка отторгается в свой обычный срок. Для кур этот срок 8–12 дней.

…Открыто нечто новое, ранее неизвестное науке. Открыто явление, противоположное иммунитету.

Контакт взрослого животного с антигеном приводит к стимуляции иммунитета и к выработке антител. Контакт эмбриона с чужеродными антигенами другого организма порождает терпимость к этим антигенам на всю жизнь. По отношению к этим антигенам иммунитет выключается на всю жизнь.

Иммунитет — страж индивидуальности организма — поддался. Пробита брешь в этой, казалось, неприступной стене. Найдена щель для разрушения биологической уникальности индивидуума.

Пока еще в эту щель ничего не проникло. Но она появилась. Стало ясно, что контролируемое воздействие может хоть в какой-то степени лишить индивидуум уникальности.

О своем открытии Милан Гашек сообщил в печати в 1953 году.

Питер Медавар

А в то же самое время, в начале тех же пятидесятых годов, английский исследователь профессор Питер Медавар вместе со своими молодыми сотрудниками занимался пересадкой кожи у телят. Особенно их интересовало, как приживает кожа у телят-близнецов, если ее пересаживать им друг от друга.

Не думайте после всего прочтенного, что с близнецами все ясно: если однояйцовые — кожа приживает, разнояйцовые — отторгается. Все сложнее.

Если близнецы идентичны, если они развились из одной яйцеклетки (однояйцовые близнецы), кожа всегда приживает. Если же они генетически неидентичны, из разных яйцеклеток (разнояйцевые), кожа друг от друга приживать не должна. Теоретически это так. На практике оказалось не так. Впрочем, все правильно, только сложно.

Оказалось, у некоторых явно неидентичных близнецов пересаженные кожные лоскуты приживали навсегда, как свои. Кожа любого другого теленка отторгалась.

Это наблюдение было сделано в 1951 году. Ясно, что удивительная терпимость иммунитета телят-близнецов к коже друг друга была следствием какого-то естественного процесса. Медавар вспомнил работы ученых, живущих в США и Австралии.

В 1945 году американский ученый из Калифорнии Рэй Оуэн обнаружил интересную вещь. При одновременном внутриутробном развитии сразу двух телят их кровообращение приходит в тесный контакт, и они обмениваются кровью. Оуэн доказал, что у родившихся телят-близнецов в крови циркулируют эритроциты друг друга.

Оуэн нашел то, что моделировал Гашек. Нашел на восемь лет раньше. Ему надо было бы проверить механизмы иммунитета этих телят по отношению друг к другу. И не в том дело, что Оуэн не догадался, видимо, время еще не пришло. Эти несколько лет еще нужны были ученому миру. И вот следующий шаг вперед.

А в 1949 году Бернет и Феннер опубликовали новую теорию иммунитета. С точки зрения этой теории стало понятным явление, подмеченное Оуэном. Бернет и Феннер высказали общее положение: если организм в период своего эмбрионального развития контактирует с какими-либо антигенами (в данном случае с тканями другого организма), то он должен стать иммунологически инертен к этим антигенам на всю жизнь. Это предсказание надо было проверить.

Что бы там ни думали авторы хитроумных экспериментов, во имя чего бы они ни делали свои эксперименты, жизнь, истина все ставит на свои места. Эксперимент Гашека и, главное, правильное объяснение его опытов не было возможным до всех этих работ. Не потому, что без них нельзя. А потому, что они постепенно, шаг за шагом подводили мировую исследовательскую мысль к этим работам. Иммунология взрослела. И линию подобных работ она не могла пройти. И в то же время блестящий опыт Гашека не может быть обойден и не может не учитываться во всех последующих работах и рассуждениях иммунологов.

В 1953 году профессор Лондонского университета Питер Медавар совместно со своими сотрудниками Рупертом Биллингхемом и Лесли Брентом опубликовали свои замечательные эксперименты. Цель этих экспериментов — воспроизведение редкого природного явления, описанного Оуэном. Моделированием этого явления можно проверить предсказание Бернета и Феннера.

Предположение: встреча зародыша с чужеродными клетками должна создать терпимость к соответствующим антигенам во взрослой жизни.

Объект эксперимента: чистолинейные мыши двух пород — серые СВА и белые А.

Эксперимент: искусственное введение зародышам СВА клеток от мышей А.

Ожидаемый результат: развитие у родившихся мышей СВА терпимости к клеткам и тканям породы А.

Я постараюсь по возможности точно изложить описание одного из экспериментов, опубликованное в журнале «Нэйче» («Природа») от 3 октября 1953 года. Это был эксперимент № 73.

Взята самка СВА на 15–16-й беременности. Под наркозом у мыши по средней линии был вскрыт живот. Матка с плодами была в пределах видимости и досягаемости для свободного манипулирования с ней. Сквозь ее растянутую стенку были видны зародыши-мышата. Тонкой иглой прокололи стенку матки и каждому эмбриону ввели по 10 миллиграммов клеточной взвеси, приготовленной из селезенки и почек мыши линии А. Эти клетки были жизнеспособными и теоретически должны были прижить в эмбрионе. (Новое положение для нас. Еще об этом не упоминали: иммунитет у эмбриона, как и многое другое, не развит. У эмбрионов трансплантаты хорошо приживают, не отторгаются. Повторяю: у эмбриона нет иммунитета.) После этого живот был зашит.

Через четыре дня, в свой нормальный срок, мышь родила пять мышат. Выглядели они совершенно нормально.

Через восемь недель мыши, как им положено, стали взрослыми и весили по 21 грамму. Каждой из них пересадили лоскуты кожи от мышей линии А, ткань той же природы, той же антигенной структуры, что и клетки, введенные эмбрионам.

Через 11 дней обследовали состояние пересаженной кожи. Это не случайный срок. Предварительными опытами установлено: кожа мышей линии А, пересаженная мышам линии СВА, отторгается через 11 дней. У двух подопытных мышат трансплантаты погибли. У трех других пересаженная кожа «чувствовала» себя прекрасно. Она приросла, будто собственная ткань. Ее чуждое происхождение выдавал только цвет: на сером фоне шерсти мышей СВА ярко выделялся белый лоскут. Типичная для мышей А белая шерсть была нормальной густоты и жесткости.

Через 50 дней одной из этих трех мышей снова пересадили кожу той же линии А. С этого дня она стала носителем двух чужеродных лоскутов кожи.

…Открыто нечто новое, ранее неизвестное науке. Открыто явление, противоположное иммунитету.

Контакт взрослого животного с антигенами приводит к стимуляции иммунитета. Иммунитет, возникший в результате искусственной стимуляции, издавна называется «активно приобретенным иммунитетом». Если же первая встреча организма с антигенами, в частности с чужеродными клетками, происходит в эмбриональный период, возникает противоположный эффект — его иммунитет к этим антигенам выключается на всю жизнь. Это явление, аналогичное активно приобретенному иммунитету, но с обратным знаком, Питер Медавар назвал активно приобретенной толерантностью, то есть терпимостью.

В медаваровской лаборатории начался поток исследований. По комнатам бегали мыши, несущие на себе мех разных цветов от разных пород. Это были неотторгающиеся лоскуты пересаженной кожи — живые свидетельства того, что барьер несовместимости нельзя считать непреодолимым.

Статьи и доклады Медавара подливали масла в огонь. В течение нескольких лет интерес к его исследованиям возрос настолько, что, когда в 1960 году он читал лекции в Харварде, самая большая аудитория не вмещала всех желающих слушать их. Потребовался дополнительный зал, в который лекции транслировались через усилитель.

Так в 1953 году Милан Гашек в Чехословакии, а Питер Медавар в Англии, независимо друг от друга и не зная друг друга, описали новое иммунологическое явление. И конечно, каждый узнал из журналов о работах другого.

— В то же время, когда были опубликованы мои работы, — рассказывал мне Гашек, — вышла и статья Медавара. Я увидел в ней подтверждение своих результатов и сразу же попытался его методом внутриэмбриональных инъекций вызвать у цыплят и мышей толерантность. Медавар, в свою очередь, повторил нашу методику.

— Когда же вы познакомились?

— Впервые мы встретились на эмбриологическом съезде в Брюсселе в 1955 году, где мы познакомились лично и поделились опытом.

Так поступают настоящие ученые. Радость познания, радость удивления на первом месте. Не доказывают друг другу, кто на сколько часов или дней додумался до чего-то раньше другого. Они радостно повторяют опыты далекого товарища. Они радостно и искренне жмут руки друг другу.

Иммунитет наизнанку

Толерантность представляет собой следствие банкротства центрального механизма иммунологического ответа.

Питер Медавар

В истории иммунологии, как и в любой истории, существуют даты, которые отмечают принципиальные моменты ее развития. Они подобны вехам, указывающим начало нового пути, нового направления в науке.

Три основные даты определили три периода в истории иммунологии.

Первый начался в 1881 году — после открытий Пастера родилась научная иммунологий как учение о невосприимчивости к инфекционным болезням.

В 1898 году ученики Мечникова бельгиец Борде и русский исследователь Чистович установили, что иммунологические закономерности распространяются не только на бактерии, но и на клетки или белки животного происхождения, которые также являются антигенами. С этого момента возникло и развивается второе направление — неинфекционная иммунология, в недрах которой зародилось учение о несовместимости тканей при пересадках.

1953 год ознаменовался открытием принципиально нового явления, обратного иммунитету. Этот антиконтра-иммунитет родил способ преодоления несовместимости тканей и дал возможность создать сфинксов XX века. О них-то я сейчас и собираюсь рассказать.

Все в свое время

В обиходе жизнь и развитие каждого человека и животного принято исчислять с момента рождения до смерти. В биологии индивидуальная жизнь и развитие исчисляются с момента зарождения. Иначе говоря, с момента слияния мужской и женской половых клеток, в результате которого возникает клетка, называемая зиготой. С нее и начинается жизнь и развитие нового организма, биологического индивидуума.

Первый период — до рождения — называется эмбриональным. Второй — постэмбриональным. Эмбрион развивается в результате деления зиготы на 2, потом на 4, 8, 16 и так далее клеток. Клетки начинают дифференцироваться и размножаться с разной скоростью. Происходит закладка отдельных тканей и все большее и большее совершенствование зародыша. В процессе этого совершенствования до рождения и после него начинается и заканчивается формирование всех органов и развитие всех необходимых функций.

Возникновение органов и их функций происходит не вдруг, не сразу, а в определенные периоды эмбрионального или постэмбрионального развития.

У человека, например, печень формируется к 5-й неделе жизни эмбриона. Окостенение скелета начинается с 3-го месяца. Мышцы формируются на 4-м месяце внутриутробной жизни. Кровообращение за счет работы сердца начинается с конца 3-й недели. Снабжение кислородом за счет дыхания и работы собственных, а не материнских легких — лишь с момента рождения. Первые условные рефлексы возникают через 10–20 дней после рождения. Зубы появляются со второго полугодия жизни. Половое созревание происходит только к 14–18 годам.

Все в свое время!

Остается уточнить, когда приходит время солдат армии иммунитета, когда возникает у них способность вырабатывать свое главное целенаправленное оружие — антитела. Мельком было уже упомянуто об этом. Пришло время сказать поподробнее. Все в свое время.

Этот вопрос был решен экспериментально на мышах, крысах, кроликах, курах, утках, индюках и других животных. Эмбрионам во все этапы их развития вводили шприцем разные антигены — чужеродные сыворотки, клетки, микробные вакцины. Эти опыты особенно удобно производить на птицах: не нужно оперировать беременную самку. Достаточно проколоть скорлупу и оболочки яйца с развивающимся зародышем. Во всех опытах был получен однозначный результат: эмбрионы антител не производят.

Провели иммунизацию животных сразу после рождения, а птенцов сразу по выходе из яйца. Получили тот же результат: новорожденные животные антител не производят. И только на 3, 5 или 7-й день жизни (у разных животных по-разному), наконец, появляется способность вырабатывать антитела в ответ на чужие антигены. Только тогда иммунологическая система, наша защитная армия, мобилизуется. Только тогда клетки-солдаты становятся иммунологически компетентными.

Эмбрионы реагируют наоборот

Для точности представления об иммунологической инертности эмбрионов надо выяснить, не временное ли это явление. Может быть, через некоторый период пост-эмбрионального существования у них начнут вырабатываться антитела. А может быть, даже наоборот: прошлое знакомство с антигеном в конце концов окажется тем же обучением иммунологической армии, но с замедленной реакцией, с запоздалой выработкой антител.

Уточнили эти вопросы и… открыли новые важные закономерности. Теперь уже абсолютно точно: отсутствие антител после иммунизации эмбрионов нельзя объяснить замедленным их образованием. Даже если обследовать на протяжении всей жизни этих животных, антитела все равно не появляются.

Давно было известно, и много лет все считали, что эмбрионы иммунологически инертны и совершенно не реагируют на антигены.

Так считали до 1953 года. Но появились на свет работы Милана Гашека и Питера Медавара. Мы уже знаем, что они работали независимо друг от друга. Более того, у них были различные теоретические предпосылки и руководящие идеи. Независимо друг от друга и по разным причинам они вместе со своими сотрудниками стали изучать реакцию животных на повторное введение антигена после иммунизации их во время эмбрионального периода развития. Они шли разными путями, но пришли к одному и тому же.

Гашек и Медавар, а вслед за ними и все иммунологи мира были ошеломлены полученными результатами. Обработанные в эмбриональное время животные не реагируют на данный антиген и во взрослом состоянии. Эмбрионы инертны! Так думали. Думали, что все известно. Оказалось, не так.

Оказалось, они отвечают на внедрение чужеродных тканевых антигенов. Но ответ этот по своему характеру противоположен реакции взрослых. Взрослые распознают чужое, расшифровывают его строение и вырабатывают против него оружие — антитела. Иммунологическая армия эмбриона иначе относится к этому чужому, терпит его, знакомится и больше не считает чужим. Поэтому повторное введение тех же (и только тех же!) антигенов после рождения животного не приводит к появлению в его крови антител. Вместо иммунитета развивается состояние неотвечаемости по отношению к тем антигенам, которые вводились эмбриону.

При введении куриным эмбрионам крови уток у цыплят возникает состояние неотвечаемости по отношению к антигенам этих уток. Иммунизация данных цыплят кровью или тканями других птиц или даже других уток дает обычный ответ — возникают антитела.

Привычка на всю жизнь

Итак, 1953 год для иммунологии ознаменовался открытием принципиально нового явления, обратного тому, которое было известно раньше. Известно было: взрослый организм на внедрение чужеродных белков и клеток реагирует выработкой активного иммунитета, направленного на отторжение этого белка или клеток, на их выведение, разрушение. В 1953 году стало известно, что эмбрионы реагируют наоборот, и после внедрения антигенов развивающийся из них организм теряет способность отвечать выработкой антител на данные антигены. Это состояние специфической неотвечаемости получило название приобретенной иммунологической толерантности.

Открытие это взбудоражило умы ученых. Оно поставило на повестку дня вопрос о возможности преодоления тканевой несовместимости, о возможности устранения принципа «индивидуальность превыше всего» и, следовательно, о возможности хирургической пересадки чужой кожи или целых органов. Действительно, если обработка эмбриона чужеродной тканью обеспечивает в последующем неотвечаемость по отношению к ней, то она должна приживать. Иммунологическая армия будет относиться к ней как к своей, и отторжения или рассасывания не произойдет.

Вот почему состояние иммунологической толерантности интенсивно изучалось все последние годы и продолжает изучаться с не меньшим вниманием сейчас.

Выступая с торжественной лекцией при получении Нобелевской премии, Питер Медавар начал свою речь с характеристики состояния иммунологической толерантности и конкретного примера:

«Иммунологическая толерантность может быть описана как состояние индифферентности или отсутствия реактивности по отношению к субстанциям, которые в нормальных условиях должны вызывать иммунологический ответ. Например, если жизнеспособные клетки от мышей линии СВА инъецировать взрослым мышам линии А, то клетки СВА будут разрушены благодаря иммунологическим процессам, и мыши линии А, которым их вводили, будут в последующем постоянно разрушать любой трансплантат от животных той же линии со скоростью, которая типична для иммунологически вооруженных животных. Но если СВА клетки инъецированы эмбрионам или новорожденным мышам линии А, они приживают; больше того, мыши линии А, после того как они вырастут, будут постоянно воспринимать трансплантаты от доноров СВА так, как если бы это были их собственные».

Изучение иммунологической толерантности привело к установлению следующих принципиальных положений.

Введение эмбрионам микробных антигенов не вызывает состояния иммунологической толерантности, или выражено оно весьма слабо. Развившиеся из таких эмбрионов животные реагируют выработкой антител при введении данных микробов нормально или несколько слабее.

При введении тканевых антигенов от животных далеких видов (например, при введении кроличьему эмбриону препаратов тканей крысы, лошади, человека) наблюдается сходная картина. Толерантность выражается только в снижении, но не полном подавлении способности вырабатывать антитела.

Обработка эмбрионов тканевыми препаратами от животных близких видов (мышь — крыса, курица — индюшка и т. п.) дает более выраженные результаты. Развившиеся из таких эмбрионов животные могут совершенно не реагировать на введение им донорских тканей, и антитела будут отсутствовать. Но происходит это только при введении эмбриону весьма больших доз тканевых антигенов; при недостаточных дозах результат оказывается аналогичным предыдущему.

Введение тканевых антигенов от животных того же вида обеспечивает развитие абсолютной иммунологической толерантности даже при относительно небольших дозах. Так происходит при использовании животных одного вида, но разных пород или чистых линий. В примере Медавара были линии СВА и А, но могут быть С3Н, C57BL и другие. Так происходит и при использовании беспородных животных одного вида. Возникающая толерантность, как и в предыдущих случаях, строго специфична — она распространяется только на антигены той линии, чью ткань вводили эмбрионам, или на антигены использованного нами конкретного беспородного донора. Толерантность, как и иммунитет, строго специфична.

Наконец, для получения организма с выраженной иммунологической толерантностью эмбрион надо обрабатывать живыми, способными к размножению клетками. Для этого пригодна, например, взвесь живых клеток костного мозга, лимфатических узлов, селезенки. Иммунологическую толерантность можно также создавать методом эмбрионального парабиоза, при котором сращенные эмбрионы обмениваются кровью, а вместе с ней и живыми, способными к размножению клетками. Только при этих условиях состояние иммунологической толерантности будет полным, сохранится и после рождения все последующее существование организма. При иных способах обработки эмбриона — например, кровяной сывороткой — разрушенными или убитыми клетками, толерантность у этого индивидуума будет неполной и временной. Она сохраняется до тех пор, пока в крови и тканях новорожденного животного присутствует введенный антиген.

Все это очень интересно, подумает читатель, — мыши, крысы, цыплята, телята… А люди? Можно ли создать толерантность у человека?

Доктор Ивор Дансфорд, как и Питер Медавар, знал работу Рэя Оуэна. Он знал, что у телят-двоен в крови иногда циркулируют эритроциты друг друга. Это происходит, если в утробе матери между двумя развивающимися телятами устанавливается общее кровообращение.

Как и Питер Медавар, Ивор Дансфорд не знал до 1953 года понятия «толерантность», но он понимал, что такие телята терпят внутри себя чужие эритроциты. В отличие от Медавара, который начал воспроизводить оуэновское явление в эксперименте, Дансфорд столкнулся с этим явлением в клинике.

В 1953 году он работал в Шиффилде. Однажды ему позвонили из гематологической лаборатории и сообщили о женщине, чью кровь никак не могут типировать, то есть не могут определить группу крови. У нее обнаруживаются два сорта эритроцитов одновременно. Часть эритроцитов была группы 0, а другая часть группы А.

Дансфорд ничего не знал об этой женщине или о ее семье. Он попросил женщину прийти в госпиталь и сказал, что у нее должен быть брат или сестра. Причем не обычные, а родившиеся одновременно с ней. Удивленная врачебной проницательностью женщина ответила, что у нее действительно был брат-близнец, но он умер 25 лет назад в возрасте 3 месяцев. Дансфорд оказался прав. В ее организме в течение 25 лет прекрасно живут генетически отличающиеся от ее собственных чужеродные клетки ее брата!

В 1957 году Майкл Вудруфф из Эдинбурга опубликовал статью «Может ли быть индуцирована толерантность к гомологичной коже у ребенка при рождении?». Это был эксперимент, поставленный с разрешения родителей на новорожденном мальчике. Лейкоциты из крови отца были инъецированы ребенку сразу же после рождения. Через 6 месяцев ему на руку пересадили кусочек отцовской кожи. Искусственное создание толерантности было продемонстрировано — пересаженная кожа жила значительно дольше обычных сроков.

Профессор Вудруфф не повторял эксперимент, поскольку в то время наука уже знала о большой опасности такой процедуры для новорожденного, уже знала о болезни рант. Вы познакомитесь с ней чуть-чуть позже. Вудруфф писал: «Мы не повторяем попыток индуцировать толерантность у новорожденных детей из-за опасности болезни рант, но достаточное количество людей обследованы на предмет того, действительно ли новорожденные, которые получали обменные переливания крови, проявляют толерантность к коже доноров крови. Они действительно проявляют ее в ряде случаев».

Следовательно, человек не является исключением из общих правил трансплантационной иммунологии.

Емкость научного термина

«Вопрос в том, — сказала Алиса, — можете ли вы заставить слова обозначать столь много различных вещей».

Льюис Кэрролл

Вместе с небоскребом науки из года в год растет громада терминов. Названия новых наук и научных отраслей. Определения неизвестных ранее явлений и понятий. Обозначения вновь открытых фактов и объектов природы — элементов, веществ, организмов, планет, миров. Термины возникают, живут, сталкиваются, играют, иронизируют, удивляют — термины завоевывают мир. Интересен процесс происхождения и выживания терминов.

Явление, наблюдаемое в разных лабораториях, а тем более в разных странах, называют вначале по-разному. Какое-то время, иногда очень долго, эти разные слова или сочетания слов, обозначающие одно и то же явление, живут вместе. Но потом побеждает какой-то один термин. И ученые всего мира начинают пользоваться им, чтобы знать, о чем идет речь, чтобы понимать друг друга.

Ведь для нормальных взаимоотношений, для взаимопонимания прежде всего необходимо найти общий язык.

А что зачастую происходит?

Например, сообщается в «Курьере ЮНЕСКО», для обозначения одной из опухолей костного мозга — фибромы — существует более 30 терминов, а некоторые болезни на одном языке имеют до десяти различных названий. «Чтобы устранить этот хаос, при Совете международных организаций медицинских наук намечено создать Международный центр документации, медицинской терминологии и лексикографии, который будет вести работу на пяти языках (французский, английский, немецкий, русский и испанский), побуждать медицинские общества унифицировать свою терминологию, содействовать изданию и распространению медицинских словарей».

Сейчас в иммунологии существует куча терминов. Они, естественно, возникли в связи с прогрессом этого раздела науки — например, в связи с изучением молекулярного строения антител.

Белковые молекулы-антитела относятся к определенному классу белков крови и носят общее наименование — гамма-глобулины. Всего три главные разновидности молекул. Всего три! Но сколько терминов и обозначений!

Первую разновидность обозначают ν, или 7sν, или 5,6Sν, или ν2, наконец, νss. Вторую разновидность обозначают ν1M, или β2M, или 19Sν, или ν-макроглобулин. Третья разновидность имеет два обозначения — β2А или νA. И вот все эти 11 обозначений всего-то трех молекул создали такую путаницу в литературе и на конференциях, что понимать друг друга стало невозможно. А это самая страшная опасность для любого созидающего сообщества. Ну и, конечно, особенно для ученых.

Это понимали еще древние. Легенды свидетельствуют об этом. Когда в Вавилоне стали делать большую башню, такую, чтобы достать до неба, бог рассердился на гордыню людей, возомнивших себя выше бога, и решил наказать людей. И наказал не громом или наводнением, а разноязычием. Он дал каждой из строящих групп разный язык. Отдельные группы коллектива перестали понимать друг друга. Организованное строительство башни вылилось в беспорядок, сумятицу, в некоординированное «столпотворение». Так называемое «вавилонское столпотворение». И все кончилось. Башни не вышло.

Согласно библии отсюда и берет начало разноязычие народов.

Иммунологи не хотят «столпотворения». Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) собрала в мае 1964 года представительную комиссию из 14 ученых, чтобы разработать единую номенклатуру иммунных глобулинов, единый иммунологический язык. Комиссия постановила первую разновидность молекул обозначать как иммуноглобулины G(IgG), вторую — иммуноглобулины М(IgM), третью называть иммуноглобулинами A(IgA). Пока эти термины живут, и к ним присоединяются новые — IgE, IgD. Однако только будущее покажет, какие термины выживут. А может быть, появятся новые, более точные и более емкие, которыми и станут пользоваться. Ведь и от древних языков библейских времен почти ни один не сохранился. Появились новые языки.

Нам с вами очень много приходится говорить о терминах. Что поделаешь! Это очень важно. Какие же все-таки термины отбираются наукой и выживают во времени? Какими качествами они характеризуются?

Первое — точность, научная точность. Слово или сочетания слов, используемые для обозначения, должны максимально точно отражать содержание. Возьмите, например, названия наук и их разделов. Биология (от греческих биос — жизнь и логос — учение) — наука о жизни. Точно? Да! Микробиология — наука о микроскопических формах жизни. Тоже точно! Иммунология — наука об иммунитете. Точно? Пожалуй, да. Но что значит и как родилось слово «иммунитет»? Об этом дальше. Все в свое время. В целом с названиями наук как будто бы понятно. Главное — точность.

А есть по неведомым причинам укоренившиеся названия, которые не отражают предмет точно. Бывает так, что бывшее когда-то более правильное название исчезает. Астрономия, например, в переводе — наука о наименовании звезд. А разве этим занимается астрономия? Она от этого ушла много-много веков назад. А вот астрология — более правильно: учение о звездах. Но этот термин исчез. Правда, в этом случае такая ситуация не по неведомым причинам. Астрология, ее суть и имя скомпрометировали древние астрологи и то, чем они занимались. Астрологи составляли гороскопы и пытались по звездам узнать будущее. (Очень часто даже великую, правильную мысль, а то и идею компрометируют и низвергают люди, которые ею занимаются.) Некоторые из них были просто шарлатанами, некоторые верили во всевышнего, некоторые прикрывались этой деятельностью, чтобы заниматься настоящей наукой. Так, Кеплер был придворным астрологом по форме и великим астрономом по существу.

Надо сказать, что некоторые точно составленные гороскопы до сего дня приносят пользу. В гороскопах указано расположение звезд при том или ином событии. И эти сохранившиеся гороскопы помогают историкам устанавливать точные даты. Так, по обнаруженному гороскопу великого ученого и поэта средневековья Омара Хайяма выяснили точно дату его рождения 18 мая 1048 года.

Так обстоит дело с названиями наук. Это, можно сказать, термины глобальные, многообнимающие.

Но вот более локальные термины. Там все еще сложнее.

Ну что означает, например, термин «рак»? Это слово, обозначающее болезнь — злокачественную опухоль, — имеет всеобщее хождение. Но почему рак? В чем сходство? Может быть, форма, цвет?.. Ничего. А термин живет. Что-то в нем есть, что приковывает человеческое сознание, какая-то необыкновенная и, пожалуй, необъяснимая емкость. Или вот еще — бешенство. Мы говорим «вирус бешенства», прививки против бешенства. Но ведь термин совершенно не соответствует действительности. Никакой бес ни в кого не вселяется. Основной симптом болезни — боязнь воды, судороги при проглатывании воды. Смерть наступает не от буйства, а от параличей. И есть очень точный термин — гидрофобия, что в переводе с греческого — водобоязнь. Но большее хождение имеет слово «бешенство». Именно этот необычайно емкий термин живет. Откройте даже учебник инфекционных болезней, и вы увидите главу «Бешенство», и лишь мелким шрифтом приписано: «Гидрофобия».

Правда, эти термины старые, они имеют свою большую историю. Они когда-то возникли наряду с другими. Наука отобрала для жизни именно их. Нам остается только пользоваться ими.

А как быть с новыми? Какие качества ученый должен вложить в термин, обозначающий сделанное им открытие? Как заставить это слово жить? Да и важно ли это?

Есть прекрасный рассказ Чапека о том, как важно выбрать название для пива, чтобы его все пили. Уж если это важно для пива, то как же…

Короче говоря: да, важно! Очень важно!

Хороший термин как бы фокусирует самое главное. Он приковывает внимание людей. Он пропагандирует не только научное содержание, но и притягивает в сферу этого содержания новые силы ученых.

Назовите сделанную вами машину «конструкцией, выполняющей ряд сложных операций под влиянием соответствующих команд», и она будет иметь успех только у тех, кто ее увидит. Назовите эту машину (и так было на самом деле!) «роботом», и она привлечет внимание всего мира. Может быть, я ратую за пустую рекламу? Нет. За научный термин, который своей емкостью не просто фотографически точно отображает смысл научного содержания, но и раскрывает его глубину, подчеркивает общечеловеческую заинтересованность в проблеме — привлекает к ее разработке новые отряды ученых.

Мне кажется, хороший термин должен удовлетворять, по крайней мере, трем условиям. Он должен правильно отображать научный смысл обозначенного явления. Он должен быть удобен в обращении. И наконец, он должен быть емким, привлекающим внимание. Я говорю слово «емкость», а не «рекламность». Емкость, привлекательность для большинства, образность, не искажающие научной сути.

Питер Медавар создал новый термин — «иммунологическая толерантность». Этот термин в течение двух-трех лет завоевал мир.

«Иммунитас» — значит освобождение от податей

Написано уже больше половины книги об иммунитете. Это слово использовано, наверное, сотню раз. Мы уже знаем, что такое иммунитет. Но что значит сам термин? Откуда он пришел такой емкий, что в него вписываются все новые и новые иммунологические закономерности? Этот термин произошел от латинского слова «иммунитас». Точный перевод его означает «освобождение от податей».

При чем тут подати? И где же тут точный научный смысл? Где тут невосприимчивость к генетически чуждым клеткам и продуктам их деятельности?

Термин «иммунитет» — варяг. Он пришел в биологию отнюдь не из родственных научных сфер. В средние века — в VII–XII веках — в большинстве стран Европы иммунитет оформлялся королевской грамотой. Эту грамоту король вручал феодалу, сюзерен вручал вассалу. Вместе с грамотой он передавал и ряд прав. Владелец земель и людей, освобождался от податей в пользу другого феодала. Он приобретал власть над крестьянами. Он приобретал права на своей территории взимать налоги и подати, производить суд и расправу. Чем больше было иммунитетных прав, тем более могучим был феодал.

Термин этот не исчез из сфер политических взаимоотношений. Феодализм исчез, но оставил нам прекрасный термин.

«Иммунитет государства» — государство не может быть судимо судом другого государства.

«Иммунитет дипломатический» — особые права и неприкосновенность дипломатических представителей на территории страны, где они аккредитованы, то есть где они работают.

«Иммунитет депутата» в ряде стран означает неприкосновенность личности члена законодательного органа, то есть его нельзя арестовать и судить.

И во всех случаях, заметьте, речь идет об освобождении от тех или иных повинностей, от тех или иных податей.

Ученые, применившие термин для обозначения невосприимчивости к микробам — возбудителям болезней, не ошиблись в емкости этого слова. Учение об иммунитете перешагнуло рамки проблем невосприимчивости к инфекциям. Более того, иммунология, как вы видите, старается даже создать восприимчивость. А термин живет. Внутренний смысл, образность термина оказались настолько емки, что соответствуют все новым открытиям.

Когда микробы попадают внутрь организма, они требуют «подати», они требуют расплаты болезнью. Для их уничтожения организм мобилизует армию иммунитета. Введем ли мы в организм чужую кровь, пришьем ли к ране лоскут чужой кожи — все равно пришельцы эти требуют подати: они требуют создания для себя всех мельчайших подробностей тех условий, к которым привыкли. Иначе они жить не хотят и не могут.

Против податей, вернее, против требующих подати, восстает местное население, собирается армия — армия иммунитета — и уничтожает или изгоняет чужака. Рассасывает или отторгает трансплантат.

Но вот в кровь попадает белок не живой, но чужой по происхождению. Он не требует податей — мертвые не требовательны. Организм же все равно объявляет мобилизацию, иммунологическая армия все равно уничтожает его. И правильно делает! В неприступную Трою греки с помощью хитростей Улисса сумели «ввести», «инъецировать» деревянного мертвого коня. Троянцы не «отторгли» коня. А в нем оказались воины, и они решили исход десятилетней битвы. Троя пала. Организм не хочет «троянских коней».

Иммунитет освобождает организм от «податей».

Иммунитет охраняет индивидуальность, несмешиваемость ни с чем биологически посторонним.

Иммунитет стоит на страже уникальности индивидуальности организма. В этом отношении иммунитет подобен наследственности с ее задачей передать в неизменном виде все индивидуальные качества организма следующим поколениям. Иммунитет и наследственность — две стороны одного закона — закона сохранения биологической индивидуальности. Наследственность охраняет ее при передаче от родителей к детям, или, как говорят генетики, в нисходящем ряду поколений. Иммунитет в течение жизни каждого индивидуума.

Биологические химеры

В конце августа 1968 года в Японии открылся XII Международный генетический конгресс. Большая группа советских генетиков приехала в Токио. Среди нас царило радостное возбуждение, которое всегда возникает перед началом большой конференции или конгресса, куда съезжаются исследователи со всего мира. У этого возбуждения две главные причины. Во-первых, каждый ожидает свой доклад, продумывает его вновь и вновь, беспокоится, как он пройдет, будет ли резонанс, — все это и радует и волнует. Во-вторых, ожидаются встречи. С теми учеными, с которыми уже виделся на предыдущих международных встречах, и с теми, чьи работы знаешь, но не представляешь, каков автор.

Мне больше всего хотелось встретиться и познакомиться с американским ученым Рэем Оуэном. В программе значилось его выступление, и я надеялся, что он приехал в Токио. С нетерпением дождался открытия конгресса и в первый же перерыв пошел искать Оуэна. Спрашивал у знакомых: «Не могли бы вы показать мне Оуэна?» Присматривался к именным табличкам, которые красовались на груди у каждого конгрессмена.

В первый день я не нашел его. Вечером мы сидели с друзьями в холле гостиницы, и кто-то спросил меня:

— Почему ты так хочешь повидать этого ученого?

— Понимаете, я уверен, что именно он, а не Медавар и Гашек, открыл иммунологическую толерантность. Открыл и не заметил. Я не раз размышлял об этом, сопоставляя даты публикации Оуэна, Медавара и Гашека.

— Как же так — открыл и не заметил?

— Да вот так уж случилось, — ответил я. — По-видимому, Оуэн не осмыслил большой биологической значимости своего наблюдения да к тому же неудачно назвал само явление. У меня готова целая история или, если угодно, новелла об Оуэне, и я хочу рассказать ее ему и спросить, правильно ли я представляю события.

Меня попросили рассказать эту новеллу-историю. Я с удовольствием исполнил просьбу.

Рэю Оуэну — преподавателю ветеринарии Висконсинского университета, а в последующем профессору Отдела биологии Калифорнийского института технологии — не везло с терминами. В 1945 году он впервые в мире описал животных, чья кроветворная ткань состояла из клеток, разных иммунологически, несовместимых генетически, из клеток разнородных типов. Об этих оуэновских телятах вы уже читали в предыдущей главе. В их крови, костном мозге, селезенке мирно сосуществовали и размножались клетки генетически других телят. Клетки, которые по всем законам иммунитета являлись чужеродными и подлежали отторжению или разрушению.

А они великолепно сосуществовали. Они терпели друг друга всю жизнь!

Вы помните, что такие телята, составленные из несоставимых, казалось бы, частей, изредка создаются природой. Происходит это, когда в организме коровы-матери развиваются одновременно два не идентичных друг другу теленка. Да и то при условии установления между ними общего кровообращения в утробе коровы-матери.

И вот Рэй Оуэн обнаружил такие смешанные организмы, описал их и установил причины их возникновения. Он их открыл. Но не назвал, не дал имя. Может быть, он не увидел в этом факте крупного биологического явления, не увидел большие последствия и возможности, поэтому и не удостоил хорошим термином. А может быть, считал, что важен, сам факт, а не его название. Кто знает?.. Ясно одно — явление это осталось без хорошего имени. И может быть, в какой-то мере поэтому довольно долго не привлекало к себе внимания.

Точности ради следует сказать, что термин все-таки был использован Оуэном. Обнаружив в крови своих телят смесь эритроцитов разных типов, он назвал это «эритроцитарной мозаикой». Как показали последующие события, это название было неудачным. Во-первых, оно касалось только эритроцитов, не подчеркивая, что сосуществуют и другие клетки. Во-вторых, оно не отражало главного: того, что феномен является следствием смеси и сосуществования клеток разных организмов, а мозаика может быть следствием всего лишь изменения собственных эритроцитов. Рэй Оуэн понимал это, но термин этого не отражал.

Должно было пройти шесть лет, чтобы такими телятами для своих специальных целей заинтересовался Питер Медавар. Работая с группой молодых сотрудников, Медавар подтвердил данные Оуэна. Да, действительно, в определенном проценте случаев у коров рождаются телята-двойни. Но не идентичные, различные генетически и, следовательно, внешне. Среди этих телят-двоен некоторые представляют собой организмы, в которых мирно сосуществуют иммунологически несовместимые клетки крови. У таких телят взаимные пересадки кожи друг от друга удачны. После таких пересадок составленность организма из разных — в обычных условиях несовместимых — частей становится видимой на глаз. После приживления пересаженного кожного лоскута смешанный состав начинает иметь не только кровь, но и кожа. Пересаженный лоскут покрывается шерстью иного цвета и качества.

Как бы акцентируя самую главную смысловую сторону этого иммунологически невероятного явления, Медавар дает ему название «химеризм», а самих животных называет «химерами».

В 1953 году Дансфорд использует этот термин применительно к людям. Он описывает женщину, в крови которой циркулируют эритроциты двух типов — ее собственные и от брата-близнеца. Он называет статью «Человеческая химера по группам крови».

В 1959 году Майкл Вудруфф и Бернард Леннокс в Шотландии произвели проверку наличия иммунологической толерантности у людей, которые носят в себе кровяные клетки друг друга. Они нашли пару близнецов — мужчину и женщину. У мужчины 86 процентов эритроцитов были группы А и 14 процентов — группы 0. У женщины 99 процентов — группы 0 и 1 процент — А. Установив это, исследователи взяли лоскут кожи с предплечья брата и пересадили на предплечье сестры. Кожа отлично прижила, доказывая наличие толерантности при химеризме у людей. Они применяют именно этот медаваровский термин. Их статья называется «Перекрестная трансплантация кожи у пары близнецов, имеющих кровяной химеризм».

Химеры, известные нам из древнегреческой мифологии, — это существа, составленные из частей различных животных, чудища с головой и шеей льва, козьими туловищами и хвостом дракона.

С таким же успехом можно было бы избрать слово «сфинксы».

В волшебных мифах Древней Греции, вы помните, сфинкс — фантастическое, как и химеры, чудище, обладающее лапами льва, собачьим туловищем, головой женщины и крыльями. Но если химеры в переносном смысле — это несбыточные фантазии, неосуществимые мечты, то сфинкс в переносном смысле загадка, трудная, но разрешимая. А разве ученые XX века не разгадывают загадки природы одну за другой подобно тому, как царь Эдип разгадал загадку сфинкса? Тем не менее появился термин «химера». Этот термин приобрел самое широкое признание и хождение в науке. В 1959 году на Международном симпозиуме по трансплантации органов и тканей в Льеже десятки ученых в докладах и выступлениях пользовались этим термином. И только верный себе Оуэн, первооткрыватель клеточного химеризма, не употреблял этого слова в своем докладе о животных-химерах.

Клеточный химеризм — это терпимость организма к несовместимым клеткам и тканям. Явление, обратное иммунитету. Питер Медавар назвал его иммунологической толерантностью — иначе говоря, иммунологической терпимостью. Он сделал лишь один логический шаг — воспроизвел клеточный химеризм экспериментально. Из мышей породы СВА получил мышей-химер СВА с кроветворной тканью породы А. Этим мышам-химерам смогли пересаживать кожу породы А. До создания химеризма это никогда не удавалось. Открытие развернуло перспективу преодоления иммунологической несовместимости тканей, перспективу реальной возможности пересаживать ткани и органы.

За это открытие Питер Медавар получил Нобелевскую премию.

Мне рассказывал один из ведущих советских иммунологов, Лев Александрович Зильбер, о своей встрече с Оуэном на одном из международных совещаний. Совещание это состоялось вскоре после опубликования решения Нобелевского комитета. Они заговорили о премии за открытие иммунологической толерантности.

— Почему я не вижу вашего имени среди лауреатов? — спросил Лев Александрович профессора Оуэна. — Фактически вы еще в 1945 году, на восемь лет раньше Медавара, описали условия естественного возникновения и особенности явления толерантности к генетическим чужеродным клеткам.

— Да, — улыбнулся собеседник, — это так. Но я не догадался назвать явление иммунологической толерантностью.

На второй день конгресса я разыскал профессора Оуэна. Он оказался невысоким подвижным человеком лет пятидесяти, широкоплечим и широколицым, с рыжеватыми короткими усами и рыжеватой шевелюрой. Я рассказал о себе. Подарил свои книги и оттиски статей, а потом, когда мы разговорились, спросил о том, что меня так интересовало. Я не стал рассказывать всю новеллу. Я пересказал только последние строчки о беседе с Львом Александровичем Зильбером. Мне было важно услышать подтверждение тому, что рассказал Лев Александрович.

— Вы помните эту беседу? — спросил я.

— Да, да, — ответил Оуэн, — именно так спросил профессор Зильбер. И именно так я ответил.

Новый термин — сфинксы

Не Колридж первым сотворил эти чары, это сделал божий, великий и нельстивый поэт-лауреат по имени Природа.

Герман Мелвилл

Итак, уже раскрыто много.

Уже приблизились к главному. Пока все это интересно. Пока — познания. В чем-то и отвлеченные. Но совершенно ясна и близка практическая цель. Хирурги уперлись в барьер несовместимости тканей. Им самим этот барьер не преодолеть. Но открытие иммунологической толерантности — это трамплин перед барьером. Практическое использование иммунологической толерантности — это ключ к управлению механизмами иммунитета. Такой же ключ, как и вакцины. Это два ключа для двух сторон иммунитета. Вакцина стимулирует воинственные качества армии иммунитета, усиливает, так сказать, обороноспособность. Иммунологическая толерантность учит быть терпимой к чужеземцам, инородным тканям. Раньше иммунитет умели только стимулировать. Теперь научились его укрощать.

Остались «пустяки». Надо научиться создавать иммунологическую терпимость тогда, когда появляется потребность в пересадке.

Это еще впереди, но это уже не беспочвенная мечта. Приближаемся.

Каковы же практические перспективы?

Если взять толерантный организм, неспособный иммунологически реагировать на определенные тканевые антигены, то естественно, что он не сможет выработать антитела против них. Он не сможет заставить клетки фагоцитировать и уничтожать их. Он не будет считать их чужими, и, стало быть, трансплантат ткани или органа от донора с этими антигенами не будет отторгнут и приживет.

Помните мышей разных линий — А и СВА — эксперимент Питера Медавара. Аналогичное должно происходить и с другими животными. Например, мышь линии C57BL, толерантная к тканям крыс линии Вистар, должна считать их своими. Пересаженная на такую мышь крысиная кожа или другой орган от крыс линии Вистар должны прижить. Трансплантация должна проходить успешно. Так и происходит! Вот где простор для сногсшибательной фантастики. Мышь на крысиных ногах и с крысиным хвостом — это уже почти не фантастика. Это возможно, но просто не сделано. Наверно, у маленькой мышки не хватит сил передвигать громадные ноги и таскать такой колоссальный хвост.

Но ведь это и есть чудо древнегреческой мифологии. Существо, составленное из тканей разных животных.

Рождается сфинкс, или, как его официально называют, химера. Мне больше нравится термин «сфинкс» (символ загадочности), потому что загадка — задача пересадок — очень трудная, но, несомненно, разрешимая.

Поэтому я и прошу читателя простить мне эту научную вольность и отступить вместе со мной от официального термина «химера». Давайте на страницах этой книги пользоваться термином «сфинкс».

Если наших сфинксов составляют клетки разных видов животных — например, курица и индюшка, мышь и крыса, такие сфинксы называются гетерологическими.

Если клетки-составители принадлежат животным разных пород или линий, но одного вида, такие сфинксы будут называться гомологическими. Естественно, медицину интересует создание гомологических сфинксов, поскольку объект медицины — люди, все представители которых относятся всегда к одному виду — homo sapiens. Значит, медицину и, следовательно, нас интересуют именно гомологические пересадки.

Сфинксами рождаются

Однако сфинксы возникают не тогда, когда у толерантного животного приживает кожа или какой-либо другой пересаженный орган. Сфинкс возникает раньше. Сфинксами рождаются.

Вы, конечно, запомнили пятое условие, необходимое для установления состояния толерантности, продолжающегося всю жизнь? Это условие требует введения эмбриону не экстрактов из тканей, не кровяной сыворотки или разрушенных клеток, а живых клеток. Живых клеток других индивидуумов того же вида или родственного. В эмбрионе, реагирующем наоборот, не будут развиваться реакции, направленные на отторжение чужих клеток; возникает противоположный процесс — процесс привыкания (терпимости) к ним. И клетки приживают. Таким образом, если эмбриону мыши линии СВА ввести живые клетки костного мозга, лимфатических узлов или селезенки мышей линии А, то в эмбрионе будут сосуществовать генетически разные клетки двух несовместимых в норме индивидуумов А и СВА. Это сосуществование будет продолжаться бесконечно долго, потому что избранные для введения клетки способны бесконечно размножаться. Когда эмбриону придет время родиться, то родится сфинкс. Внешне этот созданный руками человека сфинкс не будет отличаться от мыши линии СВА — он будет такой же серый. Но ему можно пересадить кожу от белых мышей линии А. Кожа приживет — сфинкс будет отличаться и внешне. Лоскуток его шубки будет белым.

Но не чужая кожа или пересаженный орган делает это животное сфинксом. Он уже родился сфинксом. Чужая кожа и не приживет у обычного животного. Кусок чужого организма только усложняет, усиливает то сфинксовое, что уже есть у этого животного.

Итак, сфинксами рождаются.

Теперь снова приходится обратиться к вашей памяти. Вспомните методику создания иммунологической толерантности у птиц, предложенную Гашеком. Соединяются сосудистые зародышевые оболочки двух яиц через выпиленные «окошки». Эта методика много проще сложных операций на беременной матке мышей и укалывания «микроскопических» зародышей. Методика Гашека позволяет объединить как птиц разных пород одного вида, так и разных, но обязательно близких видов, например различных видов уток, кур, индюшек и т. п.

В термостате заканчивается развитие спаренных яиц. Вылупившиеся птенцы будут временными или постоянными взаимно толерантными сфинксами. В их костном мозге, селезенке, лимфатических узлах и в крови размножаются и живут одновременно два типа клеток. И в зависимости от выбора экспериментатора эти клетки могут принадлежать курам, индюшкам, уткам и так далее — какова будет воля ученого. Внешне эти сфинксы также не будут отличаться от своих родителей. Но если им пересадить кожу от партнера по парабиозу, то кожа приживет. Возникнет внешне выраженный сфинкс: например, белая курица леггорн с кожей и пестрыми перьями от петуха породы родайленд.

Сфинксами становятся взрослые

Иммунологи, как и все ученые, постоянно ставят перед собой задачу — передать достижения теории практике. Ясно, что для хирурга важно управлять иммунологической толерантностью по отношению к тканям донора, тканям, которые требуется пересадить больному человеку.

Понятно, что метод Гашека для человека, к сожалению, неприемлем. Внутриэмбриональные инъекции клеток шприцем также не пригодны. И не только потому, что это тяжело беременной женщине, не только потому, что эти инъекции могут привести к серьезным осложнениям и даже к гибели плода, но и потому, что мы не знаем, которому из будущих людей, а пока плодов, пересадка понадобится в жизни. Надо искать пути и способы создания сфинксов после рождения.

Нам нужны не рожденные сфинксы. Создать их наша задача. Надо выбрать пути. По каким же путям пошли?

Прежде всего вспомнили данные о продолжительности иммунологической неотвечаемости эмбрионов. Вспомнили, что период неспособности вырабатывать антитела у многих животных не заканчивается в момент рождения. Выше уже было сказано, что введение эмбрионам различных антигенов не приводит к выработке антител. Они не образуются и при иммунизации только что рожденных животных. Способность новорожденных продуцировать антитела возникает у различных видов животных по прошествии разного времени. Включает эту способность специальный орган — вилочковая железа, или, как ее еще называют, тимус.

Но ведь возникновение иммунологической толерантности происходит у эмбрионов именно вследствие развития терпимости к чужеродным антигенам в условиях неспособности к синтезу антител. Значит, толерантность может быть создана и после рождения в течение периода неспособности вырабатывать антитела.

Эксперименты показали, что это так. Период, в течение которого может быть создана иммунологическая толерантность, назван адаптивным. У некоторых животных, например у овец, адаптивный период заканчивается до рождения. Поэтому введение клеток после рождения не приводит к развитию толерантности. Но у мышей, крыс, собак, кур, индюшек, уток и у человека адаптивный период продолжается в течение нескольких дней после рождения: 1–2 дня для мышей, кур, индюшек; 2–5 дней для крыс, собак, уток. Например, в опытах на собаках переливали большие количества крови щенкам в течение первой недели их жизни. Это обеспечило развитие столь высоко выраженной толерантности, что у них через несколько месяцев прижила не только кожа, но и почка и даже нога, взятые от доноров крови. Эти опыты проделали Александр Пуза в Чехословакии и Анастасий Григорьевич Лапчинский в СССР.

Чешский исследователь осуществлял так называемое тотальное кровозамещение у новорожденных щенят. Иначе говоря, вся кровь подопытного новорожденного животного была замещена кровью взрослой собаки-донора. Когда щенок вырастал, у того же донора, который давал кровь, брали почку и пересаживали подросшему щенку. В ряде случаев созданная уже после рождения толерантность обеспечила длительное приживление чужеродной почки. Собственные почки у таких собак были удалены. Тем не менее они отлично себя чувствовали и даже приносили потомство.

Анастасий Григорьевич Лапчинский проделал аналогичную операцию у 6-дневного щенка рыжей масти по имени Братик. Донором была Цыганка — взрослая собака черной масти. В 9-месячном возрасте Братику пересадили правую заднюю ногу от Цыганки. Чужая нога служила Братику несколько лет.

Для человека продолжительность адаптивного периода пока еще точно не установлена. Тем не менее проведены успешные пересадки кожи у лиц, которым сразу после рождения переливали большие количества крови в связи с врожденной анемией. Кровь переливали через 10–120 часов после рождения. Кожу для пересадки брали от того же донора, что и кровь.

При создании иммунологической толерантности у новорожденных животных в течение последних дней адаптивного периода требуется пересаживать большее количество клеток, чем эмбрионам. Все перечисленные условия и закономерности сохраняются. Лучше всего вводить клетки в кровь, в вену. На втором месте стоит введение клеток в брюшную полость.

И все-таки медицина требует другого. Необходимо у взрослых создавать состояние толерантности. Ведь заболевшим взрослым нужно обеспечить возможность трансплантации органов и тканей. Необходимо во взрослом состоянии создавать сфинксов.

Тогда вспомнили острую лучевую болезнь. Болезнь развивается после облучения любых животных и человека рентгеновыми или гамма-лучами, нейтронами или другими ионизирующими ядерными частицами. При лучевой болезни организм перестает вырабатывать антитела. При облучении небольшими дозами происходит небольшое угнетение этой способности. Чем больше доза лучей, тем сильнее угнетение. При смертельном облучении продукция антител в ответ на введение антигенов останавливается совершенно: кроветворная ткань одна из самых чувствительных к действию радиации. С одной стороны, организм остается абсолютно беззащитным. Любой микроб, попавший в организм, может безнаказанно и без борьбы произвести грандиозные разрушения. Резко ухудшается состояние и пополнение крови.

Уже в первые часы после облучения в крови уменьшается количество белых клеток — лейкоцитов. С каждым днем их становится меньше и меньше. Через несколько дней начинает уменьшаться и число красных клеток — эритроцитов. Выработка всех клеток крови в местах их образования — костном мозге, селезенке, лимфатических узлах — угнетается или останавливается. Из всех кроветворных тканей сильнее всего поражается лимфоидная, то есть та, которая продуцирует антитела. После облучения не образуются клетки — фабрики антител. Введение антигенов не завершается появлением антител в крови. Обучения иммунологической армии не происходит.

Но это все с одной стороны.

С другой стороны…

Получается, что с определенных позиций облученный организм подобен эмбриону или новорожденному: он также не способен иммунологически реагировать на введение чужеродных тканей.

Следовательно, реципиента надо облучать. А потом уже пересаживать.

Пробовали.

Пересаживали кожу — не вышло! Пересаженный лоскут почти приживал. Он жил 11, 12, 15, 18 суток, а не 10, как всегда.

А что потом?..

Или доза радиации была смертельной и экспериментальные животные погибали от острой лучевой болезни. Или — при несмертельном облучении — восстанавливалась способность иммунологически реагировать на чуждые антигены, вырабатывались антитела, и кожа отторгалась. Так происходило со всеми пересаживаемыми органами и тканями, кроме кроветворных.

Кроме кроветворных тканей!

Этот факт — один из ключей к лечению острой лучевой болезни. Смертельное облучение уничтожило армию иммунитета или лишило ее способности бороться против чужеродного. Не развиваются реакции, направленные на отторжение или рассасывание введенных чужих клеток кроветворной ткани — источника иммунитета, не вырабатываются против них антитела. Клетки начинают размножаться и замещают пораженную радиацией кроветворную ткань облученного животного. Из пересаженного чужого костного мозга или селезенки образуются кровяные клетки. Они берут на себя все утраченные было функции — и организм выживает. Смертельная лучевая болезнь побеждена!

Причудливые течения науки опять привели исследователей к клеткам костного мозга, лимфатических узлов и селезенки. Именно эти и только эти клетки приживают и размножаются в облученном организме! Но приживают при одном непременном условии — при полной остановке продукции антител, то есть при смертельном облучении.

Значит, сама по себе физика в виде ионизирующей радиации не в состоянии помочь нам создать иммунологическую толерантность и сфинксов среди взрослых особей. Нельзя же пользоваться смертельным облучением.

К счастью, на помощь физике приходит биология, и враг становится другом. Тот враг — пересаживаемые чужеродные кроветворные клетки, — против которого направлены все помыслы и силы армии иммунитета, оказывается спасителем.

Трансплантация кроветворных тканей существенно отличается от кожных пересадок. Для пересаженной после облучения кожи типично лишь более позднее отторжение, если доза радиации была несмертельной. А если смертельной… кожный лоскут не успеет отторгнуться. Трансплантат кроветворной ткани тоже не приживает при малых дозах облучения — пересаженные клетки гибнут, они чужеродны. Но этот же самый трансплантат приживает при смертельном облучении благодаря полному подавлению иммунитета, а лучевая смерть отменяется благодаря лечебному эффекту приживления, поскольку приживление кроветворной ткани замещает вышедшие из строя клетки облученного организма.

Вот как тут все переплелось!

Если не смертельное поражение, то человек или экспериментальное животное будет долго жить, если не умрет от осложнений. Лечить его пересадкой кроветворных тканей, что было бы разумно, невозможно: он не настолько облучен, чтобы силы иммунитета бездействовали и допустили бы чужую ткань в организме. Но зато если поражение смертельно — тогда можно пересадить то, что более всего поражено. Тогда появляются шансы на выход из этой тяжелой ситуации с меньшими потерями.

Если не смертельно — можно умереть. Если смертельно — больше шансов на жизнь.

Этот парадокс похлестче знаменитых уайльдовских.

Ситуация столь необычна, столь удивительна, что сразу это не осмыслишь!

Ну, а введя кроветворную ткань в смертельно облученный организм и дождавшись ее приживления, можно начинать пересаживать другие ткани и органы от того же, первого донора?

Да, с помощью облучения и трансплантации клеток кроветворных тканей могут быть созданы животные-сфинксы без вмешательства в их жизнь в адаптивный период, то есть до рождения или сразу после него.

Животные поступали в опыт взрослыми и выходили из опыта состоящими из тканей двух организмов.

Например, уже знакомые нам черные мыши C57BL с костным мозгом и кровяными клетками мышей линии А. Или мыши линии СВА с кроветворением крысиного типа за счет пересадки после облучения костного мозга крыс линии Вистар. Или кролик одной породы с кровью кролика другой породы. Сосуществование в одном организме тканей генетически разнородных и несовместимых продолжается в течение всей последующей жизни сфинксов.

Назовем этих сфинксов радиосфинксами (этот термин не хуже распространенного в литературе «радиационные химеры»). Радиосфинксам так же, как и описанным ранее, можно пересаживать другие донорские ткани, в том числе и кожу. Трансплантации проходят успешно, требуя, как и в предыдущих случаях, сугубой специфичности. Приживает кожа только тех доноров, у которых брали костный мозг. На сфинксе, составленном из облученной мыши линии C57BL и костного мозга мыши линии А, приживает только кожа мышей А-линии. Трансплантаты других линий отторгаются. Так же и в случае гетерологического радиосфинкса, составленного из мыши и костного мозга от крыс линии Вистар. Приживает кожа только от крыс этой линии.

Создавать сфинксов во взрослом состоянии можно и с помощью специальных химических веществ — иммунодепрессоров. Эти препараты вызывают депрессию, то есть угнетение иммунитета. О них подробно будет рассказано в главе «Иммунология — хирургии». Здесь необходимо подчеркнуть только самое главное — эти препараты очень токсичны. Для того чтобы вызвать полное подавление выработки антител, необходимо назначить почти смертельные дозы. Это объясняется тем, что современные иммунодепрессоры еще очень неспецифичны. Подавляя антителогенез, они попутно подавляют и другие важные для жизни функции организма, например кроветворение. А без постоянного — ежедневного и ежечасного — обновления крови жить нельзя.

Отсутствие строго специфических препаратов, выключающих только антителогенез (то есть рождение антител), не затрагивая других важных функций, объясняется тем, что механизм выработки антител до сих пор является тайной. Никто не знает, каким образом клетка, вступив в контакт с чужеродным белком, начинает строить молекулу направленного против этого белка антитела. Но время придет. Химиотерапия поставит на полку своего арсенала ампулы с веществом, избирательно останавливающим выработку антител. И может быть, тогда барьер несовместимости тканей будет окончательно ликвидирован, будет открыта дорога хирургии будущего.

Но надо сказать, что борьба с рождением антител чревата отрицательными сторонами. Лишая организм антител, мы обезоруживаем его. Если попадет какой-нибудь болезнетворный, или, как говорят медики, патогенный, микроб, организм этот окажется в тяжелом положении.

Уже говорилось о том, что наука много фантастичнее самых бурных и неуемных взрывов нашего воображения. Посмотрим.

Известный английский писатель-фантаст и популяризатор науки Артур Кларк в своей книге «Черты будущего» приводит таблицу прогресса в ближайшие 150 лет. Как ему представляется на основании сегодняшних успехов эволюции науки будущего. Пока он пишет о прогрессе XX века — более или менее легко говорить «посмотрим». А вот дальше! Так хочется посмотреть!

К сожалению, он считает, что бессмертие, да и то относительное, можно ожидать лишь к 90-м годам XXI столетия.

Посмотрим…

А пока приходится довольствоваться лишь весьма скромными успехами. Успехами, показывающими, что с помощью введения взрослым животным некоторых химических веществ можно получить состояние иммунологической неотвечаемости, можно добиться приживления чужих клеток кроветворных тканей и, следовательно, получить животных-сфинксов.

Ингибитор — вещество, подавляющее действие чего-либо. Ингибитор антителогенеза — вещество, подавляющее рождение антител.

Среди ингибиторов антителогенеза, с помощью которых могут быть созданы сфинксы, на первое место следует поставить имуран, циклофосфамид, аметаптерин, 6-меркаптопурин и некоторые другие пуриновые производные. Второе место занимают гормоны коры надпочечников и прежде всего кортизон. Их действие слабее, чем имурана или 6-меркаптопурина, но в сочетании с ними или совместно с облучением они облегчают приживление чужеродной кроветворной ткани.

Нет нужды повторять свойства сфинксов, получаемых с помощью химических веществ. Химиосфинксы ничем принципиально не отличаются от радиосфинксов.

Сфинкс или нет?

— Вы рассказали, — скажет читатель, — о том, как создавать сфинксов, когда и какие клетки им надо ввести. Вы рассказали, что искусственно созданные животные-сфинксы состоят из клеток и тканей разных линий, пород и даже видов животных. Все это очень хорошо. Но ничего этого не видно. Мышь остается мышью, курица — курицей. У них не увидишь, как у мифических сфинксов, соединения туловища льва с орлиными крыльями. Каким же образом вы, иммунологи, узнаете о том, что перед вами животное-сфинкс? Нам, неиммунологам, нужны доказательства. Есть ли они у вас?

— Да, есть. Во-первых, мы можем показать, что ткани наших сфинксов действительно состоят из клеток разных линий, пород или видов животных. Во-вторых, можем продемонстрировать таких сфинксов, у которых внешне видно сочетание двух несовместимых организмов.

Представим себе мышь-сфинкса, кроветворная ткань которой состоит из мышиных и крысиных клеток. Клетки крови у нее тоже мышиные и крысиные или только крысиные. Но отличить их трудно. Они совершенно одинаковы. Одинаковы настолько, что самый опытный гематолог — специалист по крови — не сможет различить мышиные клетки крови от крысиных, сколько бы времени он ни смотрел в микроскоп.

К счастью, в белых кровяных клетках крысы содержится особый фермент — щелочная фосфатаза. Его нет в мышиных клетках. И особая отрасль науки — гистохимия, то есть наука о химизме клеток и тканей, — спасает положение. Специальная окраска на щелочную фосфатазу выявляет крысиные клетки. Они окрашиваются в черный цвет, а мышиные не окрашиваются. Таким образом, возникшее сомнение в принадлежности данной мыши к сфинксам разрешается просто и наглядно: при этой провокационной окраске в ее крови видны покрасившиеся в черный цвет крысиные клетки. Подобные приемы называются гистохимическими.

Можно применять и другой метод распознавания клеток — иммунологический. Чтобы его понять, достаточно вспомнить первую главу: при иммунизации одних животных эритроцитами других возникают специфические антитела. Специфичность антител столь высока, что они взаимодействуют только с эритроцитами, использованными для иммунизации. Сыворотка иммунизированных животных склеивает и растворяет только эти эритроциты. Следовательно, для наших целей нужно мышей проиммунизировать крысиными эритроцитами. Полученная от этих мышей иммунная сыворотка будет взаимодействовать только с крысиными клетками и не реагировать с мышиными. Эритроциты мыши в сфинксе с кроветворной тканью крысы будут склеиваться этой сывороткой. Доказательство достаточно наглядное и довольно точное.

Иммунологический метод определения принадлежности клеток может быть назван универсальным. С его помощью можно различать не только крысиные и мышиные клетки или клетки любых других видов животных. Он может идентифицировать внутривидовые различия. С помощью иммунных сывороток можно различать клетки разных пород или разных линий животных одного и того же вида. Например, с помощью облучения и введения костного мозга создана мышь-сфинкс. Но не межвидовой (гетерологичный) сфинкс, сочетающий ткани мыши и крысы, а внутривидовой (гомологичный), сочетающий ткани двух несовместимых линий мышей — C57BL и А. Надо проверить, удался ли опыт, образовался сфинкс или нет. Гистохимия тут бессильна. У нее нет реактивов на внутривидовые различия. Гистохимически клетки разных мышей одинаковы. А иммунологически? Иммунологически, вы помните — индивидуальность превыше всего. Поэтому иммунология отказать не может. Для нее достаточны различия антигенного состава разных линий.

Для искомого доказательства мышей C57BL иммунизируем эритроцитами мышей А. Получаем сыворотку, склеивающую эритроциты А, но не взаимодействующую с C57BL. И наоборот, при иммунизации мышей линии А создаем сыворотку, агглютинирующую только клетки C57BL. Таким образом, у нас в руках оказываются два совершенно специфических реактива. Они легко могут показать, из чьих клеток состоит кровь животного, и открыть его невидимую принадлежность к сфинксам.

Существует еще один метод, который дала нам цитология — наука о строении клеток. Один из приемов цитологического метода основан на использовании некоторых видимых в микроскоп специальных деталей строения клеток. Он использует, например, различия между клетками крови (лейкоцитами) самцов и самок. У многих животных в клетках самок содержится так называемый половой хроматин. Это вещество располагается в ядрах клеток и придает определенным участкам ядер, из-за утолщения некоторых их отделов, вид «барабанных палочек». Следовательно, если при создании сфинксов вводить кроветворные ткани от самок самцам, то их приживление и размножение можно будет видеть по половому хроматину в клетках крови.

Некоторые линии животных имеют передающиеся по наследству особенности строения клеточных ядер. Особенности эти не распространяются на все ядро, а лишь на ту или иную хромосому.

В разделе о чистых линиях животных говорилось, что хромосомы — ядерные нити — это основные структурные единицы ядер. У каждого вида животных в ядрах всех клеток содержится стандартное число хромосом. Форма и размеры хромосом также трафаретны. Лишь иногда, довольно редко, появляются животные с каким-нибудь уродством одной из хромосом. Это уродство возникает еще в половой клетке родителя и потом распространяется на весь зарождающийся после оплодотворения организм, на все клетки его тела. Часто такое врожденное уродство какой-нибудь хромосомы смертельно для развивающегося организма, так как гены, находящиеся в хромосоме, заведуют и управляют жизнедеятельностью клеток. Однако в некоторых случаях уродство в строении одной из хромосом не сказывается на жизнеспособности и нормальном существовании организма. Такой организм обычно развивается, обычно живет, но среди хромосом во всех его клетках можно увидеть имеющуюся ненормальность. Например, одна из них необычно большая или необычно маленькая. Такую хромосому называют маркером (термин, по-видимому, ясен, объяснять не надо). Она помогает распознавать клетки данного организма в смеси с любыми другими.

Следовательно, если при создании сфинксов вводить клетки, несущие хромосому-маркер, животным с нормальным хромосомным набором, то в последующем их невидимую принадлежность к сфинксам можно будет открыть, обнаружив приживление и размножение маркированных клеток.

Выше было рассказано об одной важной для хирургии особенности сфинксов. У них приживляются кожа и некоторые другие органы, взятые от животных-доноров, чьей кроветворной тканью пользовались для создания этого сфинкса.

Приживление кожи является очень наглядным доказательством принадлежности животного к сфинксам. Животное становится сфинксом, видимым при внешнем осмотре, так как его кожный покров теперь уже состоит из кожи двух ранее несовместимых организмов.

Был сфинкс, составленный из клеток и тканей кур разных пород. Белый леггорн, украшенный кожей с цветными перьями от породы родайленд!

Замечательных сфинксов создает парижский профессор Шарль Уйон. Он сращивает зародышей тритонов разных видов. Зародыши растут и развиваются. У них устанавливается взаимная толерантность. Операция по сращиванию производится таким образом, что сфинкс оказывается составленным из головы и передней части туловища тритона одного вида и туловища без головы тритона другого вида. Обе половины отличаются по размерам, цвету кожи и формам конечностей. Такие сфинксы имеют восемь лап: четыре от одного, четыре от другого тритона. Конечно, далеко не все операции проходят успешно, выход сфинксов не превышает 3 процентов. Но эти 3 процента живут, пользуясь всеми восемью лапами. Вот уж действительно сфинксы — чудища о восьми ногах!

Универсальное знакомство

— Все это так далеко от успеха! — скажет мне читатель, утомленный длительным чтением и большим количеством непонятных терминов. — Создаете сфинксов. С восторгом доказываете, что это действительно сфинксы. Пересаживаете им почки, кожу, ноги доноров. Но ведь это не имеет перспектив для выхода в практическую медицину!

Чтобы протянуть время и обдумать ответ, я, как всегда в таких случаях делают, сам задаю вопрос:

— Почему вы так думаете?

— Да потому, что среди людей нет чистых линий, как среди лабораторных животных. Все люди в антигенном отношении отличаются друг от друга. Вы сами это показали достаточно убедительно. И даже если научиться безопасным методом создавать у новорожденного толерантность к тканям некоего человека X, то это практически ничего не даст.

— Почему же не даст?

— Да вот почему. Допустим, ребенок вырастет и с ним, не дай бог, случится беда. Где мы найдем того человека X, к тканям которого была создана толерантность? Предположим, нашему толерантному ребенку или уже выросшему взрослому человеку потребуется срочно пересадить кожу. Ожог, например, был. А бывший донор X в другом городе, или проводит отпуск и где-то путешествует по Енисею, или болен, или умер. Да и вообще, сможет ли он или, более того, захочет ли отдавать свою кожу или почку?

— Да, вы правы, — отвечаю я. — Можно было бы взять кожу, почки, сосуды у умерших людей и даже хранить их в тканевом банке, но они не приживут, раз он толерантен только к тканям человека X. Но вы не знаете и не учитываете одной вещи. — И я перехожу в наступление. — Вы не учитываете возможности создания поливалентной толерантности. Поливалентной толерантностью называют состояние иммунологической терпимости одновременно к тканям многих доноров.

Опять возвратимся к началу книги: чрезвычайное многообразие антигенных устройств людей (и животных) объясняется различным сочетанием нескольких десятков одних и тех же антигенов. Следовательно, если эмбриону или новорожденному вводить смесь клеток от достаточно большого числа людей, то должна возникнуть толерантность к любым встречающимся у людей антигенам, то есть поливалентная толерантность.

Теоретически рассчитано, от скольких доноров следует ввести эмбриону клеточную смесь, чтобы создать иммунологическую толерантность по отношению к большинству. Если вводить смесь клеток от 10–20 доноров, в последующем должна приживать кожа каждого второго человека.

Не верите? Пожалуйста! Вот вам опыт на крысах, мышах и утках.

Беспородным новорожденным крысам вводили смесь селезеночных клеток от 50–60 тоже беспородных доноров. В 3-месячном возрасте из 10 взятых наудачу кожных трансплантатов прижили 6, почка прижила в 9 из 30 случаев. Надпочечники и яичники — во всех случаях.

У мышей вызывали толерантность смесью клеток от 50 доноров — 50 процентов любых мышиных кожных лоскутов приживали. На утках аналогичные результаты получены при использовании смеси костномозговых и селезеночных клеток от 60 доноров.

Следовательно, в антигенных мозаиках 50–60 доноров представлены почти все индивидуальные антигенные различия. И возникает толерантность почти ко всем возможным тканевым антигенам этого вида животных. Толерантный новорожденный подрастает, и у него успешно приживают кожа, почки, костный мозг почти от любого донора. Только донор обязательно должен быть представителем этого же вида животных. Практическую медицину это вполне устраивает, ибо врачи пересаживают человеку от человека.

Конечно, в отношении людей это пока еще фантазия, но фантазия перспективная.

Возникновение различных предположений и предложений, даже самых фантастических, всегда шагает за эволюцией научных идей. Вот и возникает естественное предположение и предложение — всем детям проводить сразу после родов этакую своеобразную «вакцинацию». Когда сейчас родится человек, его вакцинируют против туберкулеза, против оспы. А нельзя ли прививать сразу же и поливалентную иммунологическую толерантность? Может быть, можно, но не надо спешить. Такая операция опасна. Сейчас опасна. И вы об этом узнаете в следующих главах. Но наука не остановилась, ученые продолжают поиски. Работы еще много.

Уже недалек тот день, когда донором сможет быть любой человек. В тканях и органах недостатка не будет. Консервация и хранение их в тканевом банке даст возможность использовать трансплантаты, взятые от умерших людей.

Спасенные от смерти

Вы, конечно, понимаете, как важно научиться лечить лучевую болезнь. Как и всякую другую болезнь, от которой умирают.

Герой фильма «Девять дней одного года» Гусев во время работы облучается нейтронами, и ему грозит смерть от лучевой болезни. Врач в фильме говорит, что надежного средства спасти его нет. И врач рассказывает, как в опытах на собаках оказывается эффективной пересадка костного мозга от здорового животного. Но и в опытах спасение от гибели происходит не всегда, а только в некоторых случаях.

После прочтения стольких страниц книги уже, наверное, ясно, что это не грешит против истины. С помощью облучения ведь могут быть созданы радиосфинксы. У смертельно облученных животных кроветворные клетки могут прижить и спасти от лучевой смерти.

Естественна мысль: если можно спасти животных, можно спасти и людей. Но нужно полностью разработать методику. Предусмотреть все возможные осложнения. Приблизиться к 100 процентам удач. После этого можно внедрять в практику подобный метод лечения острой лучевой болезни. Причем не только лучевой болезни, возникающей в результате несчастных случаев, но и в результате сознательных облучений с лечебной целью. То есть тогда можно не бояться применить с лечебными целями смертельные дозы облучения для лечения рака, лейкозов и некоторых других заболеваний. Этот метод терапии пока ограничен неумением лечить возникающую лучевую болезнь.

Если бы можно было «выжечь» рак до последней клетки! Пока нельзя. Но, может быть, радиосфинксы помогут. Видите, выход в практику ограничивается уже не только пересадками.

Практика имела случай применить экспериментальные успехи.

Французские ученые лечили нескольких югославских физиков, попавших в аварию атомного реактора.

Авария произошла 15 октября 1958 года в Институте ядерных исследований под Белградом. Пострадали 6 человек: четверо студентов-физиков и два техника. Облучение было большим, и через две недели у пострадавших развилась острая лучевая болезнь. В это время они были уже в Париже, куда их направили специальным рейсом для лечения. Состояние больных ухудшалось. Известный французский врач Жорж Матэ решил провести им пересадку костного мозга.

Первым подвергся этой операции 24-летний студент Живота Вранич. Первым донором костного мозга стал рабочий-француз Раймон Кастанье.

Трансплантация состоялась 11 ноября.

Донор и реципиент лежали рядом. Обоим дали наркоз. Чтобы набрать нужное количество клеток костного мозга, донора пришлось уколоть 23 раза в 23 точки его костной системы, где находятся кроветворные клетки костного мозга. Полученные клетки вводили в вену Вранича. Затем пересадка костного мозга была произведена остальным пяти пострадавшим.

Живота Вранич умер. Доза облучения, полученная им, была наибольшей, и его не удалось спасти. Все остальные поправились. Пересаженный костный мозг прижил, произошло размножение трансплантированных клеток, которые на некоторое время заместили разрушенные облучением. Эти люди в течение нескольких недель были сфинксами — и выздоровели.

Среди них была 25-летняя женщина, Розанда Дангубич. Осенью 1960 года она вышла замуж. 1 марта 1965 года у Розанды родилась дочь.

Невольный эксперимент продолжается. Наблюдение за бывшими сфинксами очень важно. Столь же важно наблюдение и за дочерью Розанды Дангубич.

Пересадка костного мозга вошла в медицинскую практику. Пример Матэ показал, к чему надо стремиться, трансплантируя эту ткань. Нужно создавать такие условия, чтобы она приживала лишь на время, чтобы возникали временные сфинксы. Это время пораженный организм будет жить за счет пересаженного кроветворения и восстановит собственное.

Трансплантациями костного мозга лечат не только лучевую болезнь, но и некоторые формы малокровия, лейкозы и другие заболевания крови. В Советском Союзе это направление возглавляет профессор Анатолий Ефимович Киселев — директор Центрального института гематологии и переливания крови. Произведены десятки успешных пересадок, временно замещающих нарушенное кроветворение.

Очень важно подчеркнуть слово «временно». Ибо постоянное приживление здорового, но чужого костного мозга очень опасно. Возникающий сфинкс, если он не временный, а постоянный, находится под угрозой гибели из-за реакции, которая называется «трансплантат против хозяина», из-за болезни рант.

Болезнь рант

Как все не просто получается! Сначала вообще не знали, почему не приживают чужеродные органы и ткани. Потом открыли виновника — иммунитет, с которым долгие годы ничего не могли поделать. Потом показалось, что из этой трудности как будто бы найден отличный выход — создание толерантности к тканям донора, создание сфинксов. И это как будто бы не трудно. Достаточно новорожденному ввести кроветворные, например костномозговые, клетки донора — и он превращается в сфинкса, которому можно пересаживать любую донорскую ткань. Он будет «терпеть» ее бесконечно долго.

Создавать сфинксов можно и во взрослом состоянии. Надо облучить организм в смертельной дозе или абсолютно (смертельно) подавить иммунитет одним из химических ингибиторов и после этого пересадить ему кроветворную ткань будущего донора. Чужие клетки размножатся, спасут организм от смерти и превратят его в сфинкса, в котором его собственные клетки будут сосуществовать с донорскими и которому теперь уже можно пересаживать любую донорскую ткань.

Казалось бы, все! Способ есть, мы взобрались на последнюю вершину. Но только мы на нее взобрались, беспощадная объективность открыла нам вид на следующую, столь же крутую. И надо искать пути на нее. Надо суметь разгадать загадку современных сфинксов.

Это новое препятствие проявляется в нескольких формах и имеет, соответственно, несколько названий. Но суть везде одна.

Мы снова должны вспомнить пятое условие создания сфинксов. Оно заключается в необходимости введения эмбриону, новорожденному или облученному организму живых, способных к размножению кроветворных клеток донора. Можно взять клетки костного мозга, селезенки или лимфатических узлов. Они приживают, заселяют кроветворные органы реципиента, и возникает сфинкс — организм, который толерантен к ним и терпит их всю жизнь.

Да вот беда, они его не терпят! Организм для них чужой, собственно, и был чужим. Теперь они его «едят».

Вы помните, какие силы в организме осуществляют иммунологические реакции? Вы помните, кто «солдаты» иммунологического войска? Это клетки: фагоциты — пожиратели всего чужеродного, лимфоциты и плазматические клетки — продуценты антител против любых тел и веществ, несущих на себе признаки чуждой генетической информации. Все эти клетки обитают именно в кроветворных тканях. И когда кроветворную ткань, взятую из животного А, пересаживают в организм Б, то пересаживают и эти клетки, составляющие иммунологическую армию животного А. Для этой иммунологической армии все клетки животного Б являются чужими, и они, подобно десанту, начинают войну против них, несмотря на то, что сами после пересадки живут на их территории. «Десантники», заброшенные в тыл чужой страны, продолжают хранить верность родине и воевать против этой чужой страны. Повода нет. Страна встретила их гостеприимно. Но армия есть армия, и она начинает оправдывать свое назначение. «Десантники» разрушают чужую страну.

Иначе говоря, при любой пересадке кроветворных тканей реакции иммунологической несовместимости развиваются в обе стороны. Реципиент, которому пересадили чужую ткань, развивает реакции, направленные на отторжение пересаженной ткани. Эту реакцию называют «реципиент против трансплантата». Но трансплантат, содержащий иммунологически активные клетки, осуществляет, со своей стороны, иммунологическую атаку против чуждых для него антигенов реципиента-хозяина, отторжение пересаженной ткани. Эту реакцию называют «трансплантат против реципиента» или «трансплантат против хозяина». В этой борьбе взрослый, здоровый реципиент всегда побеждает, его силы в норме преобладают.

В норме!..

Но кому мы пересаживаем кроветворную ткань для создания толерантности? Мы пересаживаем ее эмбрионам и новорожденным, у которых иммунитет еще не созрел, иммунологическая армия не стала под ружье. Или взрослым, чей иммунитет подавлен облучением, имураном, кортизоном и т. п. Мы забрасываем наш десант в обезоруженную страну. Он распространяется там и уничтожает все живое. Страна погибает.

Итак, болезнь рант. Она развивается в результате реакции «трансплантат против хозяина», после пересадки новорожденным животным кроветворных клеток донора. Большинство животных от болезни рант погибает.

А знаете, как была открыта реакция «трансплантат против хозяина»?

Это произошло все в том же иммунологически урожайном 1953 году. Доктор Мортон Симонсен работал в Копенгагене в лаборатории ревматизма и в Отделе хирургии Финсеновского института. Он был иммунологом. А в институте в то время начали проводить экспериментальные операции по пересадке почек. Подавлять иммунитет еще не умели, и успехи пересадок были весьма сомнительными. Через 1–2 недели пересаженные органы отторгались. Отторгались при типичной картине — в них накапливалось очень много лимфоцитов, то есть клеток, ответственных за иммунные реакции. Изучая процесс их накопления, Симонсен и сделал открытие. Он заявил в печати, что при пересадке органов существует по крайней мере две иммунные реакции несовместимости: реакция «хозяин против трансплантата», то есть против пересаженного органа, и реакция «трансплантат против хозяина», то есть против реципиента.

Симонсен рассуждал так. В пересаживаемой почке всегда имеется небольшое количество лимфоцитов. Когда вместе с почкой они попадают в чужой организм, то начинают реагировать против антигенов этого чужого организма — размножаются, накапливаются, как бы стараясь разрушить все это чуждое окружение, в которое они попали.

Аргументы Симонсена были опровергнуты. Оказалось, что лимфоциты, накапливающиеся в пересаженной почке, не ей принадлежат. Они приходят из крови ее нового хозяина и осуществляют реакцию отторжения по уже известному принципу «хозяин против трансплантата». Доводы Симонсена были разбиты.

Но открытие все-таки состоялось! Заблуждение оказалось удачным!

Через три года Мортон Симонсен произвел замечательно точные опыты на цыплятах и новорожденных мышах, которые были опубликованы в 1957 году. Открытие реакции «трансплантат против хозяина» состоялось окончательно. Ее стали называть феноменом Симонсена.

В эти же годы феномен подтвердили другие ученые. И не просто подтвердили. Оказалось, что Симонсен был абсолютно прав в самом основном вопросе: какие бы ткани и органы ни пересаживались, если в них содержатся лимфоциты, они размножаются и вызывают развитие тяжелой, иногда смертельной болезни — реакции «трансплантат против хозяина».

Английский исследователь Лесли Брент, который также в 1957 году воспроизвел реакцию, назвал ее болезнью рант.

Что же значит слово «рант»? Оно пришло из ветеринарии и означает «малорослость». Болезнь малорослости. Рантирующие животные действительно резко отстают в росте и развитии. Но это не единственные признаки процессов. Развиваются поносы, кожные сыпи, выпадают волосы, становится неполноценной выработка клеток крови, резко увеличивается селезенка. В селезенке поселяются трансплантированные клетки-агрессоры. Смерть наступает через две-три недели. В случае выживания развивается толерантность ко всем тканям донора. (В случае выживания!) Такому животному, а это уже сфинкс, можно пересаживать любые донорские ткани. К сожалению, процент новорожденных, выживающих от болезни рант, очень невелик. Выход сфинксов мал.

Реакция «трансплантат против хозяина» у взрослых организмов получила иное название. Уже говорилось, что при пересадке чужеродной кроветворной ткани облученным смерть перестает быть неотвратимой. Но пересаженные клетки донорской иммунологической армии начинают свою агрессию так же, как и в новорожденном организме. А иммунологическое войско реципиента вследствие облучения уничтожено. В этом отношении облученный организм подобен новорожденному — у обоих отсутствует боеспособное иммунологическое войско. Пересаженные клетки не встречают никакого сопротивления. Начинается патологический процесс по механизму, подобный болезни рант. Он получил название гомологической болезни, потому что возникает вследствие пересадки гомологичной кроветворной ткани. Симптомы похожи на болезнь рант, только нет отставания в росте — взрослые не растут. Смерть наступает через две-четыре недели. Погибает большая часть спасенных от лучевой болезни.

Если же облучение было недостаточно сильным и восстанавливается собственное иммунологическое войско, чужеродный трансплантат отторгается, агрессоры гибнут, гомологическая болезнь не развивается. Так было с югославскими физиками, которых лечили во Франции трансплантациями костного мозга. Но тогда не развивается толерантность — пересаженные клетки исчезают. Исчезает сфинкс. Пересадка других донорских тканей и органов становится нереальной, как и до облучения.

Чтобы создать толерантность, нужно ввести в организм чужую кроветворную ткань, то есть создать сфинкса. Чтобы создать сфинкса, надо уничтожить иммунологическую армию хозяина. Но чужая кроветворная ткань — это чужая иммунологическая армия. Войско иммунитета всегда ведет себя одинаково. Если есть что-то для него чужое, оно старается его уничтожить. А в этом случае — чужой весь организм. Развивается болезнь рант или гомологическая болезнь.

Получается замкнутый порочный круг.

Победит хозяин, клетки будут отторгнуты или разрушены — животное не заболеет болезнью рант или гомологической болезнью. Но не будет и сфинкса, не будет и толерантности. Победят клетки — разовьется болезнь рант.

Вот какую новую трудность воздвигла беспощадная объективность перед проблемой преодоления несовместимости тканей!

Сдаться?

Но если природа не находит пути преодоления, надо их найти. Значит, это возможно. А природа обходит трудности. Во-первых, телята Рэя Оуэна: эти естественные сфинксы жизнеспособны в течение нормально долгой жизни. А во-вторых, и среди искусственно созданных сфинксов определенный процент не погибает и живет без осложнений. Следовательно, в природе что-то есть, чего мы еще не знаем, что может помочь мирному сосуществованию чужеродных клеток, что может помочь нормальному существованию сфинксов.

Цель ясна — необходимо найти этот путь. Значит, не сдаваться — опять искать!

И тут нет оснований для пессимизма. Такова наука. В науке это будет бесконечно. Наука до тех пор остается наукой, пока существует поиск.

Бесстрастная иммунология и темпераментная хирургия

Наука — дело абсолютно объективное, и сама по себе она бесстрастна, но творят науку люди, испытывающие всякого рода страсти…

Николай Семенов

Эта глава в отличие от всех остальных может показаться несколько пессимистичной. Но это не пессимизм, а открытый взгляд в глаза сегодняшней реальности. Той реальности, которая существует ныне в хирургических клиниках, занимающихся пересадкой органов и тканей.

Признание собственного несовершенства — это не пораженчество. Наоборот, в таком признании сила, понимание необходимости работать дальше. Закрывать глаза на истинное положение вещей, заявлять, что все прекрасно, что все трудности позади, что осталось только уточнить некоторые детали в клинике, значит тормозить развитие проблемы преодоления барьера несовместимости, отдалять момент ее решения.

Очень часто фанфарные сообщения о якобы достигнутых результатах, когда желаемое выдают за уже осуществленное, приводят к тяжелым последствиям. Как часто в печати журналисты сообщают о новых видах лечения! Сколько раз мне попадались статейки с неизбежно броским названием вроде «Операция без скальпеля»! И камни желчных пузырей ликвидируют то при помощи ультразвука, то при помощи оливкового масла. Гангрены ликвидируют то с помощью лекарств, а то с помощью кислорода и высокого давления. В результате многие больные отказываются от жизненно необходимой им операции, и упускается драгоценное время. Сообщи, что сейчас уже решена проблема несовместимости, что уже можно пересаживать руки, ноги — и многие больные вместо лечения будут добиваться этой сверхновой операции.

Поэтому лучше трезво оценить, что мы имеем и на что можем надеяться в ближайшем будущем.

Ученому особенно важно видеть правду и не заниматься самообманом.

«Наука — дело абсолютно объективное», и нужно уметь встречаться лицом к лицу с беспощадной объективностью, чтобы стоять на твердой почве фактов, а не питаться зыбкими ощущениями, рождающими самообман. И надо быть бесстрастным в оценке реальной обстановки.

«Но творят науку люди, испытывающие всякого рода страсти…»

Одна из добрых и благородных страстей — желание принести практическую пользу. В области медицинских наук — желание дать нечто спасающее жизнь и здоровье людей. Но эта страсть сама по себе ничего не может дать.

Природу, бесстрастно скрывающую свои тайны, не трогают сами по себе желания исследователя, какие бы они серьезные ни были. Желания должны быть подкреплены упорным исследованием. Природа не уступает атаке, вооруженной только темпераментом, — она требует систематического умного труда.

Невозможно, как бы вы этого ни хотели, искусственно создать белок, по крайней мере до тех пор, пока не будет изучено и расшифровано во всех деталях его устройство. После этого надо будет научиться соединять его отдельные части именно в той последовательности и таким образом, как это сделано природой. А для этого, оказывается, нужно исследовать массу такого, что, казалось бы, не имеет никакого отношения к белку. Любое явление природы требует расшифровки своих тайн, прежде чем разрешает человеку пользоваться собой. И этих тайн может быть целая гряда. Мы взбираемся на одну высоту только затем, чтобы увидеть следующую. Но пользоваться можно лишь той, которая взята, как бы желанны ни были плоды, растущие на следующей. Сначала приходится искать пути, которые приведут на нее.

И если сегодня люди могут передать цветное изображение, кинофильм или спектакль из Москвы в Париж, то это следствие раскрытия многих тайн. Если же мы не можем по своему желанию заставить корову, ее потомство и потомство потомства давать в два раза больше молока и масла, то это значит, что недостаточно раскрыты тайны наследования признаков. Нужно неустанно вести поиск, пока генетика не расшифрует, каким образом построены гены, контролирующие эти признаки животного, как передается записанная в них информация и каким образом ее нужно модифицировать, чтобы получить желаемое изменение наследственных признаков. В частности, чтобы получить больше молока и масла.

Когда иммунитет на страже

Объективность беспощадна. И нужно иметь силы признаваться в этом. Иметь силы сказать: сегодня мы еще слишком мало об этом знаем, нужно еще много работать, учиться, думать, исследовать, проверять, прежде чем осуществить одну из самых благородных страстей — принести людям пользу.

Каждую четверть часа на земном шаре умирает более 1000 человек. Из каждой 1000 смертной причиной 270 являются заболевания сердечно-сосудистой системы, 206 происходят от несчастных случаев и 154 от рака. Больше половины людей, умирающих в возрасте старше 45 лет, погибает от сердечно-сосудистых заболеваний. Подумайте, сколько людей можно было бы спасти, научившись пересаживать сердца или даже только сердечные клапаны!

Каждую минуту 12 человек на земле умирает от рака, который нельзя оперировать, если опухоль уже проросла какой-либо жизненно важный орган. Подумайте, сколько людей можно было бы спасти, если уметь пересаживать органы взамен удаленных!

270 умирает от заболеваний сердца, а 206 — от несчастных случаев. И большая часть погибших от несчастных случаев уходит из жизни в расцвете сил, со здоровыми сердцами. Эти-то сердца прямо просятся для пересадок. Впрочем, это опять фантазия. Надо ведь стараться, чтобы несчастных случаев было как можно меньше.

На каждую 1000 смертей в возрасте от 5 до 14 лет 441 приходит в результате несчастного случая, чаще всего травматического характера. Надо ли говорить, что здесь жизнь пострадавшего целиком зависит от возможностей хирургии практически применять трансплантацию органов и тканей?

И тем не менее мы должны быть честными перед беспощадной объективностью: если не подавлять иммунитет специальными воздействиями или препаратами, пересаженные чужеродные органы через несколько дней или недель отторгаются. Отторгаются с абсолютной неизбежностью. И сколько бы хирурги-экспериментаторы ни льстили себя надеждой на то, что следующая операция пересадки чужого органа пройдет успешно и орган приживет; сколь страстны ни были бы они в своем желании преуспеть; с каким бы усердием, не щадя сил и времени, они ни отдавались бы своей работе в операционной, им приходится признать: чужие органы отторгаются. И не потому, что не хватает хирургического мастерства. Мастерства хватает.

Примером тому Владимир Демихов. Им в наши дни проведены десятки успешных в техническом смысле трансплантаций. Пересажены конечности, почки, легкие и другие органы и даже группы органов. Например, легкие вместе с сердцем или целая голова. И если бы не конечные постоянно печальные результаты… Он повторяет тот путь, которым прошел Каррель 60 лет назад.

Интересна история пересадок почек от человека человеку. Такие пересадки, конечно, начались, несмотря на то, что десятки хирургов-экспериментаторов вновь и вновь подтверждали в опытах на животных вывод Карреля о неизбежности отторжения гомотрансплантатов.

В 1934 году русский хирург Ю. Ю. Вороной осуществляет первую в мире пересадку почки от трупа женщине 26 лет при острой уремии, вызванной отравлением ртутью. Почка была пересажена под кожу верхней трети бедра и функционировала двое суток.

В 1945 году в Харварде три исследователя — хирург Чарли Хуфнагел, уролог Эрнст Ландштейнер и биолог Давид Хьюм произвели вторую попытку. Они пересадили трупную почку, соединив ее сосуды с сосудами на руке больной женщины. Почка функционировала несколько дней.

В 1952 году Давид Хьюм, Джон Меррил и Бен Меррил сообщили о шести пересаженных почках. В течение месяца все трансплантаты отторглись.

Потом были попытки Мюррея в 1954 году, Крига в 1960 году…

Неудачи продолжались до тех пор, пока не научились подавлять иммунитет. Но явная закономерность не смущала отдельных хирургов и большинство журналистов.

Сколько раз распространялись великолепные сенсации. Моряк по имени Хулио Луна из Эквадора потерял руку. Во время военных учений рука была оторвана ниже локтя взрывом гранаты. Хирург гуаякильского госпиталя в Эквадоре пересадил пострадавшему руку, взятую от трупа. В газетах появилось сообщение: пересаженная рука прижила! Моряк даже шевелил пальцами. А через три недели гораздо более скромное сообщение, поступившее из бостонского госпиталя США, куда был переправлен Хулио Луна. Началось осложнение, и, чтобы спасти жизнь моряка, пересаженную руку пришлось ампутировать.

Или еще сенсация. «В результате операции, которая длилась менее 40 минут, 44-летнему портовому рабочему Дэвису из Денвера пересадили почку шимпанзе. Спустя полтора месяца Дэвис бодрыми шагами вошел в зал, где заседала конференция Тулонского университета, и сообщил, что чувствует себя превосходно». А через несколько недель менее шумное сообщение: «Портовый рабочий Дэвис скончался».

Вот как бывает, когда иммунитет на страже.

Когда иммунитет молчит

Я думаю, обязательно найдется читатель-скептик, не поверивший в иммунологическую природу отторжения пересаженных органов.

— Что за барьер несовместимости? Что за генетическая чужеродность? Все равно хирурги не добиваются каких-либо серьезных успехов при пересадках органов в отсутствие генетических различий, в отсутствие иммунологической несовместимости.

— Нет, добиваются. И чтобы объективность не пострадала, я приведу примеры успехов хирургического мастерства, когда они работают в условиях, исключающих несовместимость тканей.

Прежде всего аутотрансплантация — пересадка собственных тканей и органов. Первых крупных успехов в экспериментальных аутотрансплантациях сложных органов — конечностей и почек — добился еще Алексис Каррель в начале столетия. За прошедшие годы его результаты были неоднократно повторены и усовершенствованы.

Успехи аутотрансплантаций не ограничиваются экспериментами. Они есть и в клинической практике.

Евгений Николаевич Мешалкин полностью отделяет легкое, перерезая сосуды, бронхи, нервы — все, чем орган связан с телом человека, и снова пришивает его. Легкое приживает и работает после этого, как и до операции. Можно спросить: зачем он это делает? Но это уже другой вопрос. При полном отделении легкого с последующим его пришиванием наверняка нарушаются все нервные связи органа с организмом. Существует мнение, что эта операция может помочь в случаях тяжелой астмы — болезни, сопровождающейся удушьем. Таких операций при астме, не поддающейся другим видам лечения, профессор Мешалкин провел около десяти. Окажется ли эта операция действительно благотворной, пока не известно, — будущее покажет. Для нас с вами здесь главное не это: полное отделение и последующее пришивание такого сложного органа, как легкое, заканчивается его полным приживлением и нормальной работой. Но… Легкое свое. Здесь нет иммунологической чужеродности.

1960 год. Американские хирурги успешно приживили 18-летнему юноше руку, которая была отрезана поездом. Операция прошла успешно. Юноша пользуется потерянной и вновь приобретенной рукой. И тут успех искусства хирургов, которым не мешала иммунологическая несовместимость. Рука своя.

Индржих Кржиж, 16-летний фрезеровщик, ученик ремесленного училища чехословацкого города Брно. В 6 часов вечера 16 октября 1964 года ему оторвало кисть во время работы на станке. Молодой врач Института травматологии города Карел Фиала принял решение приживить оторванную кисть. В 7 часов 10 минут, через 1 час и 10 минут, — операция. А через месяц Индржих уже шевелил пальцами пришитой руки. Она прижила и никогда не отторгнется.

В 1966 году латвийская крестьянка Антонина О. попала в беду — машина полностью сорвала ей скальп. Череп обнажился, и поверхность, лишенная кожи, была слишком велика, чтобы закрыть ее кожным лоскутом, взятым с другого места тела. Рижский хирург Калнберц пришил сорванный скальп на место. Скальп прижил! Девушка получила вновь свою прическу.

Подобных операций накапливается в хирургических клиниках все больше и больше. Они проводятся и в Советском Союзе, в лаборатории Владимира Васильевича Кованова, в Институте травматологии и ортопедии, возглавляемом Мстиславом Васильевичем Волковым. А пересадки собственной кожи, когда лоскуты берутся в одном участке тела, чтобы закрыть дефект в другом, являются повседневными операциями современных хирургов. Как правило, аутотрансплантаты приживают, неудачи не связаны с иммунологическим барьером. Здесь все определяется хирургическим мастерством и жизнеспособностью пересаживаемой ткани.

Помимо аутотрансплантаций, есть еще примеры, когда отсутствуют генетические различия между донором и реципиентом, когда иммунитет молчит. Это, как мы уже говорили, пересадки органов от братьев или сестер — близнецов. Тканевые антигены таких близнецов, как и все у них, идентичны. Антигены друг друга не воспринимаются как чужеродные, и пересадки проходят успешно.

Американский хирург Жозеф Мюррей из Бригхэма занялся пересадкой почек от человека человеку в 1952 году. Он начал свою работу именно в то время, когда все пересаживаемые почки у всех хирургов неизбежно отторгались.

Но у него не отторгались!

Не отторгались потому, что он верил в иммунологию, верил в то, что генетически чужеродные ткани несовместимы. Поэтому он стал подбирать для пересадок таких больных, у которых есть идентичный близнец. Случаев отторжения не было.

К 1962 году в мире накопилось не менее 25 таких трансплантаций. В 22 случаях операции закончились успешно, с истинным приживлением пересаженного органа.

На сегодняшний день число таких операций перевалило за сотню. Сроки наблюдений — 5–10 лет. Почти все почки живы. Лишь некоторые перестали работать, но не потому, что отторглись. В них развился тот же патологический процесс, та же болезнь, которой страдал этот человек до трансплантации и которая вывела из строя его собственные почки. Но это уже результат природы болезни, с которой не умеют бороться. Ведь пересадка органов, как и вся хирургия, — это уже крайность. К ножу прибегают не потому, что хирурги любят оперировать, а оттого, что терапевты не могут вылечить. Стремиться надо к бескровному лечению. Когда становится ясна природа болезни, чаще всего находят способы борьбы с ней более нежные, чем оперативные. Если же нет — приходится оперировать. И конечно, операция пересадки почки не вылечивает человека, если причина не в ней, а во всем организме.

Я преклоняюсь перед хирургией, но вот что говорит нам беспощадная объективность: мастерство хирургов великолепно, самые сложные пересадки возможны, но… если иммунитет молчит.

Иммунология — хирургии

Что же конкретно дала иммунология хирургии? Если коротко ответить на этот вопрос, то потребуется всего две фразы. Во-первых, иммунология создала способы выбирать наиболее подходящего донора. Во-вторых, она нашла и дала хирургам способы подавления иммунитета.

Подбор донора…

Вспомните главу «Калейдоскоп антигенов», и сразу станет ясно, как это не просто. Ведь антигенов несовместимости открыто более 20. А это значит, что число возможных комбинаций не меньше 2020, то есть несколько миллионов. Иначе говоря, подобрать тождественного по антигенам донора практически невозможно. Тогда какой смысл подбирать?

Оказывается, смысл есть. Дело в том, что значение тех или иных различий и «сила» разных антигенов не одинаковы, что трансплантационные антигены, имеющиеся в почке, сердце или другом пересаживаемом органе, можно обнаруживать на лейкоцитах, то есть белых клетках крови. По ним типируют предполагаемых реципиентов и доноров. И из нескольких «зол» выбирают меньшее. То есть подбирают пару донор — реципиент, между которыми нет сильных различий. Здесь весь расчет строится на известном иммунологическом правиле: чем меньше различия по антигенам совместимости, тем слабее реакции отторжения тканей, тем легче с ними бороться.

Для того чтобы подбор был эффективен, необходимо протипировать как можно большее количество предполагаемых реципиентов и доноров. Только при достаточно большом выборе можно найти достаточно высокую степень совместимости. Вот почему и возникли специальные международные организации «Евратрансплант» в Лейдене, Риме, Париже, Осло. Они ведут подбор на уровне нескольких стран.

Как же осуществляется типирование? Что необходимо иметь? Прежде всего нужно иметь набор специальных типирующих сывороток. Их создавали в течение последнего десятилетия одновременно несколько групп иммунологов, работающих в разных странах. Шаг за шагом, путем бесконечных проб и сопоставлений открывался один лейкоцитарный антиген за другим, получалась одна типирующая сыворотка за другой. Первым эту работу начал известный французский иммунолог Жан Доссе. Затем подключились лаборатории Терасаки (США), Ван Руда (Голландия), Батчелора (Англия), Чепелини (Италия) и других ученых в других странах. К настоящему времени разные лаборатории обладают наборами сывороток, типирующих от десяти до двадцати антигенов тканевой совместимости. Доссе типирует 19 антигенов, Ван Руд — 18, Терасаки — 12, Батчелор и Чепелини — 15.

У типируемого человека берут кровь. Из крови выделяют белые кровяные клетки — лейкоциты. Их промывают и в отдельных пробирках смешивают с каждой из типирующих сывороток. Затем к смеси прибавляют небольшое количество какого-нибудь нетоксичного красителя, например метиленовую синь. Если лейкоциты содержат определенный антиген, то в соответствующих пробирках они окрасятся. Это происходит оттого, что соответствующие антитела повреждают клеточную оболочку лейкоцитов и краска легко проникает в них. Так в течение нескольких минут определяется антигенная характеристика лейкоцитов данного человека. Остается только сравнить ее с такими же характеристиками других людей и подобрать наименее различающуюся пару.

Вот что дали иммунологи хирургам «во-первых». Они научили их выбирать самых оптимальных для пересадок доноров. Конечно, это не отменяет полностью несовместимости, но степень ее может быть сведена до минимума. И тогда становится особенно эффективной иммунодепрессивная терапия, то есть то, что иммунология дала хирургии «во-вторых».

Современная химиотерапия обладает набором удивительных химических препаратов, чье действие направлено именно на то звено в организме, на которое надо подействовать врачу в данный момент. Не будем говорить об антибиотиках, которые избирательно поражают микробов. Оставим в стороне гормоны, упомянув только об инсулине, который, будучи введен в кровь, заставляет печень превратить сахар крови — глюкозу — в печеночные запасы гликогена. Вспомним эфир и другие наркотические вещества с их уникальным свойством выключать сознание или лобелин — стимулятор дыхательного центра. В распоряжении врачей имеются химические вещества, понижающие температуру тела и повышающие ее, стимулирующие сердечную деятельность и замедляющие работу сердца, и многие другие.

О чудесах химиотерапии следует написать отдельно. Приведенная здесь крупица сведений имеет только одну цель — задать вопрос: существуют ли химические агенты, способные останавливать выработку антител? В наши дни на этот вопрос можно ответить «да». Такие вещества есть, хотя они и очень токсичны. Чтобы затормозить иммунные реакции отторжения, нужно ввести почти смертельные дозы их. Отсутствие строго специфических препаратов, выключающих только иммунитет, не затрагивая других важных функций, и, следовательно, не токсичных, объясняется тем, что механизмы иммунных реакций до сих пор во многом еще являются тайной. Никто не знает, каким образом клетка, вступив в контакт с чужеродным белком, строит молекулу направленного против белка антитела. Но время придет, химиотерапия поставит на полку своего арсенала ампулы с веществом, избирательно останавливающим выработку антител. Тогда барьер несовместимости тканей будет окончательно ликвидирован, будет полностью открыта дорога хирургии будущего.

Но и сейчас уже можно похвастать успехами. Успехами, показывающими, что с помощью введения взрослым животным некоторых химических веществ можно получить состояние длительной иммунологической неотвечаемости, можно добиться длительного приживления чужих клеток, тканей, органов. К сожалению, подавляется весь иммунитет, в том числе и противомикробная защита. Резко вырастает опасность послеоперационных инфекционных осложнений.

Современные способы подавления иммунологической несовместимости тканей — это еще только первые шаги в данной области. И все-таки прогресс несомненен. Лучше всего он может быть проиллюстрирован на примере пересадок почек от одного человека другому.

Я уже рассказал о том, что до начала применения тех или иных физических, химических или биологических средств подавления иммунитета, то есть примерно до конца пятидесятых годов, все клинические попытки гомотрансплантации почек заканчивались отторжением органа в течение нескольких недель. В 1960–1962 годах появились первые сообщения о применении таких иммунологических депрессоров, как рентгеновское облучение, 6-меркаптопурин, кортизон и другие. Продолжительность функционирования пересаженных почек возросла в отдельных случаях (не более 20 процентов) до 6–9 месяцев.

Создание ряда новых химических препаратов, совершенствование их применения значительно увеличили количество долгоживущих трансплантатов. По данным Международного почечного центра за 1965 год, процент почечных трансплантатов от неродственных доноров, функционирующих больше одного года, возрос до 30. Прогресс в этой области продолжается. По данным того же центра за 1969 год, основанным на анализе 2321 случая пересадок, вышеназванный показатель возрос до 42 процентов. При использовании почек от родственных доноров эта цифра составила 87 процентов. В советских клиниках Бориса Васильевича Петровского, Юрия Михайловича Лопухина и Николая Алексеевича Лопаткина получены аналогичные результаты.

Академик Петровский впервые в Союзе в 1965 году начал серию пересадок почек от живых доноров-родственников. Сейчас его клиника обладает наибольшим опытом в этой области. Ю. М. Лопухин и Н. А. Лопаткин осуществили десятки операций пересадки трупных почек.

Наиболее эффективными иммунодепрессивными агентами оказались препараты четырех классов: стероиды (кортизон, кортикостерон и др.), антиметаболиты пуринового, пиримидинового и белкового обмена (имуран, метотрексат, тиогуанин, 6-меркаптопурин и др.), алкилирующие агенты (производные иприта, циклофосфамид и др.), антибиотики типа актиномицинов С и Д, пуромицина и др.

Специального внимания заслуживает иммунодепрессивное действие антилимфоцитарных сывороток (АЛС), то есть сывороток против лимфоцитов — против клеток, которые вырабатывают антитела и осуществляют отторжение пересаженного органа. АЛС готовят посредством иммунизации лошадей или других животных лимфоцитами человека. Эти лошади становятся иммунными против человеческих лимфоцитов, а выделенные из их крови сыворотки обладают способностью убивать лимфоциты людей. Вот эти сыворотки и получили название АЛС, ими стали широко пользоваться в клиниках.

Несмотря на то что биологическое действие АЛС изучалось со времен крупнейших русских ученых И. И. Мечникова и А. А. Богомольца, исследование этого препарата с точки зрения его применения для подавления трансплантационного иммунитета началось с 1962 года, после экспериментальных работ. Первым хирургом, применившим у человека АЛС при трансплантации почки, был профессор из Колорадо Томас Старцл. Произошло это в 1966 году.

Большой интерес к АЛС обусловлен тем фактом, что данный иммунодепрессор подавляет трансплантационный иммунитет в большей степени, чем противомикробный. Пересаженный орган не отторгается, а организм сохраняет способность сопротивляться инфекции.

И все-таки все известные на сегодня препараты для подавления иммунитета — это яды широкого профиля, повреждающие многие системы организма. Передозируешь препарат — смерть. Недодозируешь — восстанавливается иммунитет, начинается отторжение органа. Вот и балансирует больной между жизнью и смертью, как на перекладине. Чем лучше препарат, тем шире эта перекладина. Но даже АЛС значительно угнетает кроветворение и резко ослабляет защитные силы организма против микробов.

Принципы получения депрессоров направленного действия, отменяющих только отторжение и не повреждающих больше ничего, еще предстоит создать. Одной из перспективных идей, разрабатываемых в Советском Союзе, может оказаться идея использования конкретных трансплантационных антигенов в качестве проводника или доставщика химического депрессанта в клетки.

Расчет в этом случае строится на предположении, что комплекс антиген — депрессант будет идти в организме по пути данного антигена-виновника с высвобождением яда в тех клетках, которые захватывают данный антиген. Таким образом, ответственные клетки окажутся выбитыми, а все остальные не пострадают.

Вот что дала иммунология хирургии — выбор наилучшего донора и способы угнетения иммунитета. Какой из этих подарков необходимо совершенствовать в первую очередь? Что более важно? Ответить трудно. Дело в том, что сам по себе подбор донора не решает проблемы полностью, так как подобрать идеально совпадающего по тканевым антигенам невозможно. Но чем меньше различия, тем легче бороться с отторжением. Вот почему даже очень известные хирурги, признанные мастера своего дела, потерпели крах при пересадках сердца, если они пренебрегли помощью иммунологии, пренебрегли необходимостью подбора доноров по антигенам тканевой совместимости.

Крупнейший американский хирург из Хьюстона Дентон Кули осуществил наибольшее количество пересадок сердца, но все его пациенты довольно быстро погибали в связи с развивающимися явлениями несовместимости, которые не поддавались подавлению депрессантами. Кейптаунский иммунолог Мартин Бота, будучи в 1969 году в Москве, говорил по этому поводу в интервью для «Литературной газеты»: «Я не хочу сказать о Кули ничего плохого, но мне кажется, он несколько пренебрежительно относится к иммунологам и не всегда считается с их рекомендациями. На симпозиуме, прошедшем недавно в Монреале, мы рассмотрели опыт ста пятидесяти пересадок сердца, проведенных к тому времени в мире, и пришли к выводу, что ткани реципиента и донора не должны быть несовместимы более чем по двум-трем группам антигенов. Если несовместимость больше, я лично не хотел бы участвовать в операции».

Конечно, придет время, когда препараты для подавления иммунитета и предотвращения отторжения станут специфическими и совершенными. Тогда, может быть, отпадет необходимость типировать и подбирать доноров и реципиентов. Но сейчас иммунодепрессивное лечение весьма токсично и опасно. И тем опаснее, чем сильнее степень несовместимости пересаживаемой ткани.

Поэтому типирование абсолютно необходимо!

Евратрансплант

— Доктор Ван Руд! Срочная телеграмма. По правительственному каналу из Упсалы, Швеция.

Профессор Ван Руд, директор регионального отделения Евратранспланта в Лейдене, резко отодвинул рукопись. Рука рванулась к тумблеру внутренней радиосети. Голова с огромной, по юношески пышной шевелюрой повернулась в сторону вошедшего молодого сотрудника.

— Читайте!

Юноша, перебирая телеграфную ленту, торопливо прочитал:

— В 14 часов 37 минут в клинику доставлен мужчина 40 лет. Множественные переломы позвоночника и основания черепа. В сознание не приходил, состояние безнадежное. Комиссия констатировала смерть мозга. Поддерживается искусственное кровообращение. Несчастный случай произошел в 14 часов 10 минут. Органы брюшной полости не повреждены. Может быть использован как почечный донор. Группа крови A, MN, Резус — CDe, Даффи — а, Лютеран — Ь, Келл — Кк. Лейкоцитарные антигены — HL-A1, 2, 7, 15, 17.

— Присаживайтесь, Дэви! — попросил молодого человека Ван Руд, взглянул на часы — 16.05, — и включил радиосеть.

— Вычислительный отдел, внимание! Закодируйте биологическую индивидуальность донора: A, MN, CDe. Даффи — а, Лютеран — Ь, Келл — Кк, HL-A1, 2, 7, 15, 17. Повторите! Благодарю вас. Жду ответ.

Обращаясь к сотруднику, профессор добавил:

— Заполните карту изоантигенной индивидуальности этого человека, уточните место его рождения. Поместите карту в группу Скандинавских стран. Кстати, приготовьте мне сведения о частоте встречаемости антигена HL-A17 среди жителей Швеции и Норвегии. Мне кажется, что этот новый антиген встречается у них гораздо чаще, чем среди англичан и французов.

Вспыхнула зеленая лампочка ресивера, Ван Руд включил тумблер.

— Слушаю.

— Подходящий, практически идентичный реципиент находится в Лондоне, в английском национальном почечном центре. Мужчина 37 лет, двусторонний гидронефроз. В клинике находится полтора месяца на аппарате «искусственная почка». Ждет пересадки. Фамилия — Эванс.

— Благодарю вас.

Лампочка погасла. Часы показывали 16.15.

— Дэви, соединитесь срочно с Лондонским почечным центром. Сообщите о подходящем для Эванса доноре. Потребуйте срочного подтверждения реализации предложения.

Ван Руд снова углубился в бумаги. И, как всегда, ненадолго. В 16.40 вошел Дэви.

— Из Лондона позвонили. В Упсалу за почкой вылетел самолет английской военной авиации.

— Военной авиации?

— Да, у них контракт. Так сказать, мирное использование дежурных военных самолетов. Я сообщил в Упсалу. Почка в контейнере будет ждать самолет на аэродроме. Через 3 часа она будет в Лондоне.

— Молодец, Дэви. Я думаю, через 4 часа она уже будет служить другому человеку.

* * *

То, что я только что рассказал, не шутка и не фантазия. Такая международная организация — Евратрансплант уже действительно существует, и иммунолог из голландского города Лейдена профессор Ван Руд возглавляет одно из отделений Евратранспланта. В августе 1969 года он был в Москве на XII Международном конгрессе трансфузиологов. Я познакомился с ним, и он рассказывал, как эта организация возникла. И сцена, которую я описал, почти повторяет его рассказ. Но относится она к начальным периодам работы Евратранспланта. Сейчас они еще более усовершенствовали дело. Но об этом несколько позже. Я прямо процитирую кусок доклада Ван Руда на конгрессе. А пока несколько слов о том, почему понадобился такой центр на всю Европу.

Все из-за той же неповторимости индивидуальности. Одинаковых людей нет или почти нет. Представьте себе, что вам нужен человек с определенными параметрами: блондин, глаза серые, нос с горбинкой, рост 179 сантиметров, вес 75 килограммов, объем легких 5,8 литра, размер ноги 41, возраст 30 лет, женат, имеет двоих детей в возрасте… и так далее по трем десяткам показателей. Спрашивается, легко найти такого или хотя бы сходного человека? Практически невозможно. Да еще чтобы у него можно было взять почку или другой орган для пересадки вашему больному.

Я перечислил сейчас различные внешние качества. При пересадке донора подбирают по другим качествам… По особенностям белкового строения его клеток и тканей — по тканевым антигенам. Но задача та же. Найти идентичного нельзя на всем земном шаре. Это такая случайность, что ею можно пренебречь. Но может быть найден мало похожий и очень похожий. Чем более сходен, тем успешнее пересадка, но и тем труднее найти. Вот и возникла проблема — как искать. Можно положить в клинику больного, определить характеристики его тканей и начать гоняться за донором, то есть за человеком, который погибает от несчастного случая, например автомобильной катастрофы, и тот или иной орган которого может быть использован для пересадки.

Один случай — не подходит. Пропал донор.

Второй случай — опять не подходит. Вероятность сходства очень мала. Можно перебрать сто, двести доноров — и безуспешно.

Вот и возникла идея сделать все наоборот. Не донора подбирать больному, а больного, ждущего операции, подбирать к случайному донору. Действительно, в десятках клиник мира лежат сотни больных, например, с почечной недостаточностью. Они живут только потому, что по нескольку раз в день подключаются к аппарату «искусственная почка». Они могут ждать подходящего донора. Их ткани можно заблаговременно типировать и сведения отправить в единый центр. Несколько сотен или тысяч вариантов человеческих индивидуальностей запомнит электронновычислительное устройство. По всем трем, четырем и более десяткам признаков. Для любого случайного донора может быть быстро найден очень сходный реципиент. Вопрос только в быстрой организации связи и доставки пересаживаемого органа. Пока он еще не погиб.

Вот так и начал свою работу Евратрансплант. Сейчас стало еще четче. Вот что говорил Ван Руд: «Функции этой организации заключаются в следующем: на карточках печатаются кандидаты для пересадки почек, их группы лейкоцитов и группы крови, а также другая информация, которая сохраняется в памяти счетно-вычислительного устройства. Каждый месяц счетно-вычислительное устройство делает фотоотпечаток, в котором все эти реципиенты распределены в таблицах согласно их группам лейкоцитов. Эти фотоотпечатки отсылаются различным центрам, которые связаны с Евратрансплантом. Если один из таких центров имеет потенциального донора, то этот центр связывается по телефону с ближайшим, наиболее подходящим реципиентом. Врач, на попечении которого находится донор, может непосредственно связаться с врачом, под наблюдением которого находится больной. Через картотеки Евратранспланта получили почку 67 больных; в среднем органы, требующиеся для пересадки, подходили в 2–5 раз лучше, чем без посредства Евратранспланта».

Век пересадки сердца

Суть в том, что героические приключения сегодня есть часть ординарной медицинской помощи завтра.

Питер Медавар

У XX века очень много имен. Каждое десятилетие приносило свое. Сначала это был век электричества, потом радио, век автомобилей, воздухоплавания, атомный век, век электроники, кибернетики, освоения космоса. В 1968 году появилось еще одно имя — век пересадки сердца.

Это имя провозгласил хирург из Кейптауна Кристиан Барнард. Провозгласил так громко, что услышали во всех уголках мира. Так же как в свое время услышали первый атомный взрыв или запуск первого человека в космос.

Уверяют, что Барнард не ожидал, что получится так громко. Что он сделал первую операцию пересадки человеческого сердца не ради сенсации, а ради спасения человека. Так или иначе, 3 декабря 1967 года Кристиан Барнард пересадил новое сердце Луису Вашканскому; 2 января 1968 года он произвел вторую операцию Филиппу Блайбергу.

Но без сенсации, конечно, не обошлось.

Столкнулись десятки мнений! Из этого столкновения произошел взрыв. И даже если такие операции пока еще преждевременны, а по мнению многих, авантюрны, шаг сделан. Ворох противоречивых мнений подожжен. Хирург из Кейптауна поднес к нему факел.

Вспыхнувший костер ярко осветил всю проблему, пересадки органов. Вытянул из темноты самые потаенные трудности этой проблемы и показал людям, которые не представляли их раньше. Одни считали, что для успешной трансплантации органа достаточно хорошенько пришить его и он великолепно приживет. Другие привыкли думать, что пересаженный орган все равно отторгнется, как бы хорошо его ни пришили.

Две первые пересадки

3 декабря 1967 года. Первая в мире пересадка сердца от человека человеку произведена. Операцию провел кейптаунский хирург Кристиан Барнард.

Это произошло до восхода солнца, а подготовлено все было еще в полночь. В 0 часов 45 минут донора перевезли в операционную, чтобы изъять сердце. Оно еще билось. Человек был уже мертв, мозг не работал, его электрические импульсы потухли. Оживить мозг, а следовательно человека, было уже нельзя. Луису Вашканскому, которому предназначалось это сердце, начали давать наркоз.

Донором сердца служила молодая женщина. Имя ее — Дениз Дарваль.

Дениз Дарваль накануне попала в автомобильную катастрофу и получила серьезные повреждения черепа. Медицина была бессильна помочь ей. Повреждения черепа были столь тяжелы, что надежд на спасение ее жизни не было. Она умирала. И если смертью считать гибель мозга, то в 0 часов 45 минут она была уже мертва. Ее дыхание поддерживалось специальным аппаратом. Это было необходимо, чтобы билось сердце. Его надо было вынуть из груди еще бьющимся. Вот почему, пока Луиса Вашканского готовили к операции, жизнь тела Дениз Дарваль искусственно поддерживали. Когда Вашканский был подготовлен, Дарваль была отключена от аппарата искусственного дыхания. Было 2 часа 20 минут. Сердце продолжало биться. В 2 часа 32 минуты оно остановилось и сразу же было изъято. Луис Вашканский в это время тоже лежал с рассеченной грудной клеткой. Сердце отключили от кровообращения и удалили. Удалили почти все. Осталась только верхняя его стенка — место, откуда отходят главные сосуды. В 5 часов 52 минуты пересадка сердца закончилась, и электрическим импульсом его заставили работать в новом хозяине. Оставалось только зашить грудную клетку. Луису Вашканскому было 55 лет. Он перенес три инфаркта миокарда — в 1959, 1960 и 1965 годах. Он страдал тяжелой сердечной недостаточностью. Его сердце было не пригодно для жизни. 3 декабря 1967 года он получил новое сердце.

6 декабря 1967 года. Прошло трое суток после операции. Состояние здоровья Вашканского улучшается, он в полном сознании. Продолжается назначение азатиоприна и кортизона — препаратов, угнетающих иммунитет. С этой же целью снова, как и в первый послеоперационный день, произведено облучение грудной клетки гамма-лучами радиоактивного кобальта.

10 декабря 1967 года. Неделя с новым сердцем. Состояние здоровья продолжает улучшаться. Аппетит хороший. Луис Вашканский «требует» подать ему бифштекс с яйцом.

14 декабря 1967 года. Одиннадцатый день после пересадки. Больному разрешено подняться с постели. Дача препаратов, угнетающих иммунитет, продолжается.

17 декабря 1967 года. Две недели. Начался кашель. Диагноз — двустороннее воспаление легких. По-видимому, препараты, угнетающие иммунитет, ослабили сопротивляемость организма к инфекциям, и началась пневмония. Больному назначают большие дозы пенициллина. Все контакты с ним запрещены.

19 декабря 1967 года. Состояние здоровья больного резко ухудшилось. Он с трудом дышит. Вечером его подключили к аппарату искусственного дыхания.

20 декабря 1967 года. Луис Вашканский — первый человек с пересаженным сердцем — скончался.

2 января 1968 года. «Как передает корреспондент агентства Рейтер из Кейптуана, группа хирургов кейптаунской больницы „Хроте-Схюр“ под руководством доктора Барнарда сегодня произвела вторую операцию по пересадке сердца. Сердце было взято от 24-летнего метиса, который получил вчера очень сильные повреждения мозга… Врачи некоторое время искусственно поддерживали ему жизнь, пока были сделаны все необходимые анализы на совместимость его тканей и крови с тканями и кровью 58-летнего зубного врача Блайберга, выходца из Европы, которому было пересажено сердце».

4 января 1968 года. Корреспондент агентства Рейтер передает из Кейптауна: «Филипп Блайберг продолжает поправляться после операции по пересадке сердца, и врачи собираются дать ему впервые после операции твердую пищу.

Сегодня утром Блайберг отдыхал в кислородной палатке, в которой он проведет последующие четыре дня. Он движется по тому же пути к выздоровлению, как и ранее Луис Вашканский, но состояние Блайберга пока подает большие надежды. Наблюдения и анализы проводятся через каждые 30 минут в стерилизованной палате, где лежит Блайберг и где приняты все меры по борьбе с инфекцией.

Блайбергу дают меньшую дозу лекарств, подавляющих реакцию отторжения, нежели Вашканскому.

Сегодня наступает момент, когда необходимо сохранять равновесие между подавлением несовместимости тканей и предотвращением инфекции такого рода, от которой умер Вашканский».

15 января 1968 года. Филипп Блайберг чувствует себя лучше, чем чувствовал себя Вашканский через две недели после операции. Он поднялся с постели и сделал несколько шагов по своей стерильной палате.

20 января 1968 года. Как сообщает агентство Франс Пресс, «состояние Филиппа Блайберга, человека с пересаженным сердцем, продолжает улучшаться. Он уже ходит по комнате без посторонней помощи. В его организме не обнаружено никаких признаков инфекции. Доктор Мариус Барнард, брат оперировавшего хирурга, заявил на пресс-конференции, что состояние Блайберга „весьма удовлетворительное“. Он добавил, что, по его мнению, „примерно через два месяца Блайберг сможет начать более или менее нормальную жизнь“.

Здесь отмечают, что сегодня — восемнадцатый день после пересадки сердца Блайбергу (Вашканский прожил после подобной операции 18 дней)».

10 февраля 1968 года. Состояние больного ухудшилось. Профессор Барнард сообщил, что у Блайберга наблюдались признаки отторжения пересаженного сердца, однако этот процесс удалось остановить назначением иммунодепрессантов.

15 февраля 1968 года. Состояние Филиппа Блайберга улучшилось. Он заявил журналисту, что чувствует себя очень хорошо, и поблагодарил население Южно-Африканской Республики за исключительный интерес, с которым оно следит за его выздоровлением.

16 марта 1968 года. Семьдесят четвертый день жизни с новым сердцем. Сегодня Филипп Блайберг выписан из больницы. «Я счастлив, что возвращаюсь домой», — сказал он толпе, ожидавшей его у входа.

11 июня 1968 года из Кейптауна сообщили, что Филипп Блайберг «серьезно болен». Состояние его здоровья резко ухудшилось. Предполагается воспаление легких. Блайберг помещен в больницу «Хроте-Схюр».

6 июля 1968 года. В опубликованном больницей сообщении говорится, что в состоянии здоровья пациента произошло дальнейшее ухудшение. Профессор Барнард готов пересадить ему новое сердце. Однако состояние Блайберга не позволяет делать повторную пересадку. Его вновь поместили в стерильную палату. Врачи диагностировали воспаление легких и воспаление печени. По мнению профессора Барнарда, воспаление печени связано с вредным действием медикаментов, которые вынужден принимать его пациент, чтобы противостоять реакции несовместимости.

Октябрь 1968 года. Филипп Блайберг поправляется, однако все еще находится в больнице. Профессор Барнард заявил корреспонденту Ассошиэйтед Пресс о том, что рано или поздно Блайбергу придется повторить операцию. «Мы не можем остановить процесс отторжения, — сказал хирург, — в наших силах лишь замедлить его».

Январь 1969 года. Исполнилась годовщина со дня пересадки сердца. Филипп Блайберг чувствует себя удовлетворительно. Он находится под постоянным наблюдением врачей.

15 августа 1969 года. Корреспондент агентства Рейтер передает из Кейптауна: «Филипп Блайберг, живущий с пересаженным сердцем дольше других пациентов, которым была сделана операция, серьезно заболел. Как сообщается, врачи обеспокоены ухудшившимся состоянием 60-летнего зубного врача, помещенного вчера в госпиталь „Хроте-Схюр“». Это уже третья по счету госпитализация Блайберга с тех пор, как 2 января 1968 года в его груди начало биться чужое сердце.

16 августа 1969 года. Филипп Блайберг скончался. Корреспондент агентства Рейтер передал сообщение из Кейптауна о пресс-конференции профессора Кристиана Барнарда, проведенной в связи со смертью Ф. Блайберга, которому девятнадцать с половиной месяцев назад было пересажено сердце. «Хроническое отторжение (несовместимость) повредило сердце до такой степени, что оно уже не выдержало», — сказал Барнард. Однако он добавил: «Мы будем продолжать пересадки сердца. Мы, безусловно, не ослабим наших усилий и, по всей вероятности, сделаем еще больше».

* * *

Я составил схематические протоколы двух первых пересадок сердца. Одна из них — первая в мире. Вторая, так уж получилось, одна из самых успешных. Человек с новым сердцем прожил девятнадцать с половиной месяцев. Этот рекорд пока превзойден только однажды, хотя в разных странах сделано более 200 пересадок сердца. Рекордсмен — 52-летний американец Роберт Макки. Операция была сделана 31 августа 1968 года в Станфордском медицинском центре крупнейшим американским хирургом Норманом Шамуэем. Западногерманский журнал «Квик» писал, что свой 600-дневный юбилей Макки отметил бутылкой шампанского. Еще несколько человек прожили после операции полтора года. Остальные погибали через несколько недель или дней после операции.

Костер мнений

Итак, южноафриканский хирург поджег костер мнений. Вспыхнувший огонь ярко осветил всю проблему пересадки органов. Вытянул из темноты самые потаенные технические, иммунологические и морально-этические трудности этой проблемы и показал их людям. И, конечно же, каждый увидел их по-своему. Одним показалось, что это никакие не трудности, а пустяки. Другие говорили, что нужно прекратить пересадки, пока не сняты помехи, что не надо сеять преждевременных иллюзий и надежд. Третьи настаивали на пересадках сердца и продолжали их, уверяя, что только таким способом можно найти пути преодоления помех. Четвертые превозносили Кристиана Барнарда. Пятые предавали его анафеме.

Пылал костер мнений.

Рудольф Ценкер (Мюнхен): «Я не стал бы делать операции по пересадке сердца, поскольку проблема совместимости тканей не нашла надежного решения».

Поль Бине (Париж): «Мы весьма пессимистичны в оценке перспектив этих пересадок, ибо никто еще не располагает верным средством для приживления пересаженного органа. Такого рода операция относится к области экспериментальной хирургии».

Профессор Дюбост (Париж): «Чего бы мне, да и не только мне, хотелось для полной гарантии — так это уверенности, что реципиент для пересадки сердца подбирается со всей возможной осмотрительностью, и не одним человеком, как это было, а несколькими. Так, например, вполне возможно, что Луис Вашканский и поныне был бы жив, если бы ему не пересадили сердце…»

Эрнст Дерра (Дюссельдорф): «Я не мог бы жить в постоянном кошмаре, думая, что совершил непреднамеренное убийство».

Жан Ростан (Париж): «Невозможно, недопустимо быть против: ясно, что когда-нибудь пересадка сердца увенчается успехом».

Эмиль Ферстер (Страсбург): «Ныне ваш второй пациент вступил во второй месяц жизни. Никто не знает лучше, чем вы, что невозможно предугадать его будущее, никто не знает, не будет ли орган, который организм терпит сегодня, отторгнут им завтра. Но мы изучим законы отторжения у человека и законы терпимости, каких ошибок следует избежать, какие подводные камни обходить, какое оборудование придумать, чтобы спасти человеческую жизнь».

Казимеж Островский (Варшава): «Несмотря на смертельный исход — вероятность, с которой следовало считаться с самого начала, — это, несомненно, крупное достижение в медицине. Не подлежит сомнению, что после этой операции будут проводиться следующие, которые дадут возможность совершенствовать методы пересадки сердца. С точки зрения иммунологических трудностей ткани сердца имеют больше шансов „прижиться“ в чужом организме, чем ткани почки, например. Уже один этот факт подает надежды на успешное развитие техники пересадки сердца в будущем».

Евгений Зотников (Москва): «На события в Кейптаунской клинике можно взглянуть и глазами обыкновенного жителя планеты, преисполненного веры в победу медицины над первой бедой века — сердечно-сосудистыми заболеваниями. Я, вероятно, не ошибусь, сказав, что Кристиан Барнард окрылил надеждой миллионы людей, особенно безнадежно больных».

Питер Медавар (Лондон): «Героические приключения сегодня есть часть ординарной медицинской помощи завтра. Мы можем надеяться, что в течение следующих пяти лет трансплантация сердца, печени и легких превратится в обычную хирургическую процедуру».

Профессор Ленегр (Париж): «Операция, дающая больному несколько недель жизни, бесцельна».

Вернер Форсманн (Дюссельдорф): «Разве не чудовищна картина, которую мы сейчас наблюдаем? В одной операционной врачи в напряжении склоняются над больным, настолько тяжелым, что его сердце и легкие подключены к аппарату „искусственное сердце — легкие“. А в это же самое время в соседней операционной в таком же напряжении пребывает другая группа врачей. Все инструменты полностью готовы к операции… Врачи склоняются над своим молодым пациентом, который из последних сил пытается победить смерть. Но медики отнюдь не стремятся ему помочь: они ждут только одного — когда же наконец можно будет вскрыть это беззащитное тело и вынуть сердце, которое должно спасти кого-то другого».

Владимир Кованов (Москва): «Здесь хирург поставлен перед выбором — кого в первую очередь спасать: потенциального ли донора или предполагаемого реципиента? Вопрос о том, кому из них „быть“, а кому „не быть“, приобретает в такой ситуации более чем гамлетовскую драматичность. Не случайно нью-йоркская вечерняя газета в статье, посвященной пересадке сердца, приводит следующие слова одной своей читательницы: „Могу ли я быть уверена, что доктора сделают все от них зависящее для спасения моей жизни, если я попаду в катастрофу или внезапно заболею? Не окажет ли на них влияние мысль о том, что мои органы могут пригодиться другому человеку?“ Здесь есть над чем подумать…

Нам кажется, что в „гонке“ сердечных пересадок, последовавшей за опытами Барнарда, присутствует некий сомнительный привкус азарта».

Жорж Сент-Жорж (Париж): «Самое скверное — это то, что эта практика (сейчас затихшая) была использована мировой прессой таким образом, что возбудила совершенно ложные надежды о возможности менять сердца, как батареи в любом электромеханизме. Получилась нездоровая сенсация, и если проф. Барнард не женился на Жаклин Кеннеди, то просто зазевался».

Антуан Тюлье (Марсель): «Экспериментальная трансплантация органов человеческого тела, результаты которой для будущих больных весьма сомнительны (несмотря на всю рекламную шумиху), приносит безусловный вред, отвлекая медицинские силы, которые следовало бы использовать для обеспечения сегодняшним больным нормальных условий лечения… По-моему, это соперничество жаждущих славы „медицинских звезд“ необходимо прекратить».

Александр Вишневский (Москва): «Считать, что проблема трансплантации человеческого сердца уже решена, — преждевременно. Первый вопрос, который возникнет, — это вопрос о преодолении тканевой несовместимости пересаженного сердца».

Юрий Лопухин (Москва): «Операции трансплантации сердца я считаю преждевременными».

Борис Петровский (Москва): «Не умаляя значения подобного эксперимента для будущего науки, не могу не отметить, что у советских медиков есть своя точка зрения по поводу экспериментов на человеке. Известно, что советская медицина наиболее гуманная. Никаких иных побуждений, кроме помощи больному, у нас нет. Поэтому даже самого тяжелого больного мы должны попытаться спасти всеми доступными врачу средствами. В арсенале советского медика для реанимации существует много методов: искусственное кровообращение, искусственное дыхание, гипотермия, снабжение тканей и органов кислородом (оксигенизация), искусственная почка и многие другие.

Мы считаем, что если даже человек перенес инфаркт миокарда или страдает хронической коронарной недостаточностью, пусть он живет, соблюдая определенный режим, с собственным больным сердцем. (Можно привести очень много примеров, когда люди, перенесшие инфаркт, продолжают успешно работать.)

Видимо, решиться на пересадку сердца можно только в тех случаях, когда оно остановилось и больной погиб, то есть находится в состоянии клинической смерти, и никакие средства реанимации (оживления) не помогают уже восстановить функции сердца. Если пересаженное сердце поможет продлить жизнь такому больному — пусть на несколько недель или месяцев, — это будет оправдано как с моральной, так и с юридической точки зрения.

Еще более ответствен выбор донора. Совершенно очевидно, что у живого человека удалять для пересадки другому сердце, печень или легкое недопустимо. Исключение составляет только почка… И вот перед хирургом появляется дилемма: с одной стороны, необходима пересадка свежего органа, с другой стороны, недопустимо брать орган даже у тяжело больного или перенесшего травму, но еще живого человека, у которого не погасли функции сердца, легких, мозга и имеется надежда на оживление. По всем юридическим и моральным законам необходимо принять абсолютно все меры для оживления такого человека (искусственное дыхание, трахеотомия, остановка кровотечения при травме, трепанация черепа при кровоизлияниях в мозг, наконец, закрытый или открытый массаж сердца).

Можно привести много примеров, когда удавалось восстанавливать функции прекратившего биться сердца после трех-четырех и даже более часов его непрерывного массажа. Необходимо подчеркнуть, что эти активные мероприятия, в известной (иногда в большой) степени травмирующие органы, особенно сердце, абсолютно недопустимы там, где мы хотим взять сердце для пересадки. Врачи, определяющие допустимость пересадки, должны иметь трезвую голову, быть объективными.

Вполне понятно, что в Советском Союзе мы должны развивать проблему трансплантации спокойно и осторожно, только в крупных учреждениях, оснащенных соответствующим оборудованием.

Проблема пересадки органов очень интересная, перспективная. Ее нужно всеми силами развивать в научном плане, разрабатывать ее технические, иммунологические, юридические и организационные разделы. Мы уверены, что будущее принесет крупные успехи в преодолении иммунитета, обеспечении безопасности пересадки тканей и органов, надежности приживления».

* * *

Что сказать в заключение этой главы? Высказать еще одно — свое — мнение? Или лучше привести какие-либо объективные критерии? Конечно, лучше объективные и, конечно, лучше, если это будут цифры. Давайте посмотрим динамику ежемесячного количества пересадок сердца, осуществленных после первой операции Барнарда.

1968 год: январь — февраль — 4, март — апрель — 1, май — июнь — 16, июль — август — 14, сентябрь — октябрь — 34, ноябрь — декабрь — 32.

1969 год: январь — февраль — 14, март — апрель — 14, май — июнь — 5, июль — август — 3, сентябрь — октябрь — 4, ноябрь — декабрь — 2.

Увлечение явно прошло. Сенсационность кончилась. Первый штурм сменяется длительной осадой твердыни несовместимости.

Пересадка сердца — сказка или реальность?

Сначала я расскажу вам сказку.

Было одно королевство, каких немало. Процветало это королевство, богатело и никого не боялось. Правил там король Церебрус, и не думал он ни о каких врагах и захватчиках, потому что он был счастливый король. Счастье свое он получил в наследство от отца, а отец — от своего отца. И точно никто не знал, когда оно появилось в их роду. Счастье это жило в королевском дворце, звали его Лимфус. Лимфус был зачарованным джинном. Древние мудрые предки Церебруса создали этого джинна, наделили его способностью порождать из своего тела несметные полчища преданных воинов — лимфоидов, и поручили охранять королевство от иноземцев. Великую клятву дал Лимфус своим создателям: ничьим просьбам не верить, ничьих приказов не слушать. Даже если сам король будет просить не уничтожать каких-нибудь иноземцев, то и короля не слушать. Такое заклятье наложили на джинна и поселили его в королевстве, чем обеспечили беззаботную, спокойную жизнь стране на долгие годы.

Разослал молчаливый Лимфус своих лимфоидов во все концы и углы королевства, а сам сидит во дворце, никому не мешает, никаких особых привилегий себе не требует, сам никому ничего не навязывает, но и ничьих приказов, кроме приказа волшебных предков, не выполняет. Его собственные заботы никого не обременяют. Примчится верный лимфоид с Юга или Севера, доложит, что в таком-то месте бандиты границу перешли или с виду мирные иноземные жители в королевство забрались, встанет джинн. Выпьет волшебный напиток, которым во дворце самых знатных вельмож поят, народит из своего тела сто тысяч вооруженных лимфоидов и пошлет их на чужестранцев. Всех разыщут верные лимфоиды, даже если чужаки уже по городам разбежались и попрятались. Ни одного в живых не оставят. Церебрус и знать не знает забот о сохранении своего королевства от набегов внешних варваров, полчища которых живут по всей округе и рвутся в страну поживиться ее богатствами.

Хорошо устроено королевство Церебруса. В каждом городе свое ремесло. Населен каждый город мастерами этого ремесла. На другие дела они не отвлекаются. Один город для всего королевства обувь делает, другой ткани ткет, третий одежду шьет. В центре королевства — главный город. Город Кор. Это он снабжает всю страну продовольствием. День и ночь работают мастера этого города и рассылают продукты во все остальные города. Останови работу в Коре, и погибнет все королевство. Но кто остановит ее? Вездесущие лимфоиды присматриваются к каждому живому существу — свой или чужеземец (если чужой — умри).

Долго ли, коротко ли наслаждалось жизнью королевство Церебруса, только случился в городе Коре пожар. И погибли все мастера. И никакой другой город не мог выполнять работу Кора.

Стало королевство гибнуть…

Тогда обратился Церебрус к своему брату Церебрусу-старшему, который правил своим столь же прекрасным королевством, и спросил:

— Слышал ли ты о стране, которая стояла на берегу моря и в которой наводнение погубило все города и только главный уцелел, так как был хорошо защищен?

— Да, слышал.

— Я хочу взять этот город и перевезти вместе с мастерами на место моего Кора. Пусть они работают, спасут меня и сами останутся жить. Ведь без своего королевства они все равно погибнут.

— Не выйдет ничего, — ответил старший брат. — Лимфус погубит всех чужестранцев. У него приказ предков. А никто из мудрецов не расшифровал заклинания, которым был заколдован джинн. И никто не может приказать ему: вот этих чужаков — бандитов и гангстеров — бей, а этих не трогай, они нужны королевству. Он убивает всех. Его лимфоиды не трогают только своих.

— Я убью Лимфуса! — воскликнул Церебрус.

— И сразу же погибнешь, — сказал старший брат, — вспомни Церебруса-младшего. У него умер джинн, и полчища варваров из морей, лесов, степей по земле и воздуху вторглись в королевство и растоптали его за три дня.

— Тогда дай мне яда, которым можно отравить Лимфуса. Я буду подсыпать его в волшебный напиток, который он пьет перед тем, как породить лимфоидов. Он ослабнет и не сможет порождать так много войск. И может быть, я найду ту грань, когда лимфоидов еще будет хватать, чтобы защищать страну от варваров, но слишком мало для того, чтобы убить мастеров города, перенесенного в наше королевство из королевства чужого.

— Попробуй, — сказал Церебрус-старший. — У тебя нет другого выхода. Но помни. Этот яд очень сильный. Даже испарения его опасны для всех мастеров и для тебя самого. Даже дыхание Лимфуса станет опасным. По всему королевству распространятся ядовитые испарения.

И взял Церебрус яд, и стал подсыпать его по утрам и вечерам в чашу Лимфуса. Через три дня ослаб джинн, плохо слушал донесения лимфоидов и не порождал новых войск. Тогда перенес Церебрус город из погибшего королевства в свое. И ожили все другие города, ожило все королевство. Но полезли несметные полчища варваров, бандитов и гангстеров. Мастеров убивали, а города разрушали.

Испугался Церебрус, перестал давать яд Лимфусу. Очнулся джинн, породил тучу лимфоидов. Перебили они всех варваров, а заодно стали чинить расправу и над чужими мастерами в городе Коре. Залихорадила жизнь в Коре, вышла из нормального ритма, вот-вот остановится. Что делать Церебрусу? Опять насыпал яд в чашу джинна. А уже и сам еле на ногах стоит.

Кончилась беззаботная жизнь королевства. Балансирует его судьба на острие ножа. Много яда насыплешь — засыпает Лимфус, оживает город Кор, но оживают, лезут варвары из-за границы. Мало яда дашь, нарождаются лимфоиды, губят варваров, но и мастеров города Кора не щадят. И нет уже веселья в королевстве. Все мастера и градоначальники, министры и сам король отравлены ядовитыми испарениями, силы теряют.

Кликнул Церебрус клич по всем королевствам:

— Кто тайну Лимфуса-джинна откроет, заклинание его расшифрует, кто научит его врагов бить как прежде, а нужных чужеземных мастеров не трогать, тот получит все богатства и почести королевские и славу во веки веков.

Да найдется ли такой мудрец — не знаю. Или погибнет королевство Церебруса, не дождавшись разгадки тайны? И сколько еще таких королевств погибнет?

Вот и сказке конец.

А теперь подумайте. Разве человек с пересаженным сердцем не похож на королевство Церебруса? Чтобы сердце не отторгалось, врачи подавляют его иммунную систему (лимфоидную ткань) ядовитыми препаратами. Ядовитыми не только для лимфоидной ткани, но и для многих других. Подавляется его иммунная защита не только против пересаженного сердца, но и против микробов — возбудителей заразных болезней. Передозируешь препарат — сердце будет чувствовать себя лучше, но больной в любую минуту может умереть от инфекции. Недодозируешь препарат — сердце отторгнуться может.

Вот почему пересадка сердца на сегодня — это опыты, которые под силу крупным клиникам, отчаянным хирургам и отчаянным пациентам. За каждый день, неделю, месяц жизни таких пациентов идет борьба. Каждый день они находятся под наблюдением врачей. В любую минуту готов арсенал лекарств и средств, поддерживающих их неустойчивое балансирование между жизнью и смертью.

Вот и скажите мне: пересадка сердца — сказка или реальность?

Это уже не сказка, это факт, повторенный многими хирургами. Но это еще и не реальность. Иммунологам надо еще много поработать, чтобы раскрыть тайну джинна Лимфуса, чтобы научить его различать не только «свое» и «чужое», а и среди чужих отличать друзей от врагов.

Надо много поработать, чтобы пересаженное сердце или любой другой орган приживали навсегда и без осложнений. Эта цель оправдывает средства!

Перспективы пересадки отдельных органов

Давайте на некоторое время отвлечемся и забудем о барьере несовместимости или представим, что его научились преодолевать, что он больше не мешает.

Каковы в этом случае перспективы пересадки тех или иных органов? Отпадают ли все трудности и если остаются, то какие?

Поскольку я уверен, что в течение ближайших 10–15 лет способы преодоления несовместимости будут найдены, последующее описание может служить своеобразным прогнозом на будущее.

Почка

Фронт пересадок почки и в наши дни неудержимо ширится.

Успехи при пересадках почек во многим связаны с тем, что разработана великолепная машина — искусственная почка. Больных можно «подключать» к этой машине, и они в течение нескольких дней, недель и даже месяцев могут жить при абсолютной остановке функции своих собственных или пересаженных почек. За это время можно подготовиться к операции, вывести пересаженную почку из кризиса при начавшемся отторжении, вывести больного из тяжелого состояния, пересадить ему вторую и даже третью почку.

В будущем эта операция станет рутинной для большинства хирургических клиник как перспективный способ лечения ряда врожденных пороков этого органа, травм, опухолей и воспалительных заболеваний — нефритов, если, конечно, не будут найдены способы их терапевтического лечения. Трудности, которые необходимо будет преодолеть, связаны с двумя проблемами.

Первая — консервация почек и их длительное сохранение в банках органов. После ее решения отпадет одна из главных организационных трудностей наших дней, связанных с получением почки и необходимостью немедленной пересадки.

Вторая проблема — иннервация пересаженного органа. Мне могут возразить, что мировая практика показала большую автономию работы этого органа, несмотря на то, что во время операции перерезаются все нервы, идущие в почку. Тем не менее иннервация органа важна, а восстановление нервных волокон идет медленно и несовершенно. Поэтому проблема регенерации нервов — одна из важнейших в транспланталогии не только применительно к почке. Почка все-таки может функционировать без иннервации, а многие органы не могут, например глаз или рука.

Сердце

При пересадке сердца еще большее значение имеет проблема длительного сохранения органа. В настоящее время пересаживают еще теплое сердце, изъятое из груди только что умершего человека. Это создает не только технические трудности, но и морально-этические. Что считать моментом смерти — остановку сердца или гибель мозговой ткани? Мы знаем, что останавливающееся сердце можно оживить. И если за время его бездействия мозг не погиб, то оживет весь организм. Но если мозг необратимо изменен, а сердце бьется, то человек с его «душой» — интеллектом потерян. Но можно ли считать его трупом?

Я не намерен преувеличивать морально-этические трудности. Человечество решало и решает более сложные проблемы социальной морали. И эта задача найдет свое решение. Сейчас нужно думать не об этом, а о преодолении несовместимости и об искусстве консервировать жизнеспособное сердце на длительные сроки. Лишь после этого трансплантация сердца сможет стать более или менее распространенным способом лечения безнадежно неизлечимых сердечных недугов — быстро прогрессирующей стенокардии, тяжелых инфарктов, травм и некоторых неизлечимых пороков. В отличие от почки в наши дни количество пересаживаемых сердец уменьшается. Первое увлечение прошло. Это в определенной мере связано с отсутствием хороших аппаратов, заменяющих работу сердца. Искусственная почка может неделями заменять работу органа, если она ослабла или приостановилась. Аппараты искусственного кровообращения могут заменять сердце лишь на несколько часов, да и то при вскрытой грудной клетке. Поэтому врач фактически лишен возможности облегчить работу пересаженного сердца, а тем более полностью заменить его, если оно остановилось.

Любопытный расчет приведен в материалах специального совещания по пересадке сердца, которое происходило в Национальном институте сердца в США в 1969 году. Оценив количество потенциальных реципиентов, нуждающихся в пересадке сердца, иначе говоря, выяснив количество лиц, которых можно вылечить этим способом, группа специалистов пришла к важным выводам. В 1968 году сделано 100 операций по пересадке сердца, точнее 101. После преодоления главной причины неудач — несовместимости — эта цифра увеличится более чем в 100 раз. В клиниках мира будет производиться 10 000 трансплантаций ежегодно. Когда же будут созданы аппараты, содействующие кровообращению, эта цифра возрастет еще вдвое.

Печень

Проблема консервации и искусственного органа-заменителя здесь также стоит во весь рост. Печень — особенно большой и хрупкий орган. Разработка методов его замораживания или других способов консервации будет одной из труднейших задач. Серьезных успехов в деле создания искусственной печени также пока еще нет. В клиниках Советского Союза выполнено несколько операций по временному включению печени в кровообращение больного. Это не истинная трансплантация, а скорее использование живого донорского органа для временной функции пораженной печени. Истинные пересадки этого органа в будущем могут быть полезны при тяжелых некротических циррозах печени, опухолях, при редких пороках, когда ребенок рождается с печенью, в которой нет желчных протоков.

Эндокринные железы

Пересадка щитовидной и паращитовидных желез, надпочечников, половых желез, по-видимому, не представляет особых трудностей и будет распространенной операцией при недостаточности этих важнейших регуляторов жизнедеятельности организма.

Мозг

Проблема пересадки мозга особенно сложна, и я не могу выразить оптимизма в этом плане. Над всеми сложностями довлеют в этом случае две. Первая — регенерация нервов.

Так уж устроила природа, что нервные клетки взрослого человека не способны к делению, а нервные волокна весьма ограниченно регенерируют. Если не найти путей преодоления этого препятствия, то пересаженный мозг окажется отключенным от всего тела. Информация не будет поступать ни туда, ни обратно.

Вторая сложность состоит в том, что при пересадке мозга фактически пересаживается личность, пересаживается человек в тело другого человека. Так, может быть, лучше говорить о пересадке тела к мозгу (или к голове). А кто будет служить донором мозга? Это вообще нонсенс. Если с мозгом связана человеческая личность, то мозг не может быть «донорским», ибо он определяет личность. Донорским может быть тело. Следовательно, проблема пересадки мозга не существует. Она сразу же превращается в проблему пересадки всего тела одного человека к мозгу другого. А это уже выходит за рамки нашей книги, ибо она посвящена пересадке органов, барьеру несовместимости и связанным с ними проблемам и перспективам, а не пересадке личности из одного тела в другое. Я думаю, что это самостоятельная, захватывающе интересная психологическая проблема.

Взаимосвязь наук

Недопустимо, чтобы молодые ученые забывали о том, что новые открытия обнаруживают тенденцию возникать в пограничной зоне между различными науками, где одна дисциплина примыкает к другой. Если бы я понимал это раньше, я был бы гораздо лучшим биологом.

Джеймс Грей

Рождаются все новые и новые науки. Этот процесс совершается постоянно со все увеличивающейся скоростью. Таково время. На наших глазах родились кибернетика, бионика, биофизика, молекулярная биология, радиобиология и так далее. Новые отрасли знаний тотчас начинают ветвиться. Из радиобиологии, например, выросли радиационная биохимия, радиационная генетика, радиационная иммунология. Все эти новые отрасли возникли в тех местах, если так можно выразиться, где радиобиология соприкоснулась с биохимией, генетикой, иммунологией. Это то, что так часто называют «на стыках наук». В наши дни именно на этих-то «стыках» рождается много интересных и продуктивных направлений, открытий, теорий.

В тесное соприкосновение входят не только новые предметы исследований, но и старые науки. Из астрономии и биологии в наши дни родилась астробиология, или, как ее иногда называют, экзобиология, то есть наука о жизни вне (экзо) планеты Земля. Освоение космоса и медицина (это уже стык не двух, трех, а целой академии наук) породили космическую медицину. Медицина и космическая медицина принципиально отличаются друг от друга. Медицина занимается больными людьми. Космическая если и занимается людьми, то только здоровыми. Мне хочется думать, что космическая медицина — прообраз будущей профилактической медицины.

Иллюстрировать деление и связанность наук можно бесконечно. Это закон современности. Древо науки непрерывно ветвится. Старые ветви и молодые побеги устанавливают все новые связи между собой, передавая друг другу свои идеи, методы, достижения, открывая совместными усилиями новые возможности.

Посмотрите на историю иммунологии. Она родилась благодаря работам Пастера, Мечникова, Эрлиха и многих других как ветвь микробиологии. Соприкоснувшись с хирургией, иммунология родила учение о несовместимости тканей при пересадках. Благодаря генетическим идеям возникла иммуногенетика, которая изучает закономерности передачи по наследству иммунологических признаков, изучает наследование групп крови. На стыке с эмбриологией родилось необычайно продуктивное учение об иммунологической толерантности, были созданы сфинксы.

Некоторые утверждают, что в наши дни интересные и важные открытия возникают только на стыках наук. Может быть, это и так. Но даже если это не совсем верно, представителям любой науки следует искать и устанавливать связи с другими специалистами как внутри своей отрасли, так и за ее пределами. А для этого необходим достаточный запас знаний, чтобы иметь возможность понимать и воспринимать идеи смежных отраслей.

Нетрудно вспомнить крупнейшие теоретические обобщения и практические результаты из любой области наук, ставшие возможными благодаря идеям, пришедшим из смежных дисциплин. Я, как всегда, вспомню иммунологические примеры. Примеры, иллюстрирующие плодотворность взаимосвязи наук для теории и практики иммунологии.

Синтез идей, пришедших в иммунологию из генетики, биохимии и учения об эволюции, позволил Фрэнку Макферлену Бернету построить самую совершенную для наших дней теорию иммунитета.

Мужество объективности и Фрэнк Макферлен Бернет

Приходилось ли вам размышлять о мужестве ученого, о судьбе научных теорий, о горечи научного разочарования автора, когда становится очевидным, что его теория базировалась на опровергнутых наукой предпосылках?

О мужестве…

Кажется, уже все привыкли, что мужество ученого питается его верой в свою идею. Мужество ученого — это беззаветное отстаивание своей идеи, это костер, на который он готов взойти за нее. Но есть и другое мужество — признать, что ты не прав, что твоя теория не верна, что она устарела, что ее нельзя отстаивать. Мужество поражения. Впрочем, это не совсем то слово. Мужество объективности. Объективности в оценке собственных идей. Объективности в экспериментах, поставленных «за» и «против» себя, в мнениях других ученых. Мужество сказать: «Я был не прав».

Мы уже встречались на страницах этой книги с примерами мужества, неминуемо идущего в ногу с объективностью. На заре иммунитета, когда создавались первые его теории, во времена великой иммунологической дискуссии, ученые-соперники опровергали друг друга и самих себя и открыто признавали свои ошибки, свои неточности. Они проявляли мужество, они шли вперед. Собственно, в лагере ученых это не выдающееся явление — это норма. Совсем недавно академик Я. Б. Зельдович выступил против своей же теории вселенной и выдвинул весьма отличную точку зрения. Ученые не имеют права быть последователями кронинского героя Броуди, который говорил, что он не меняет свои мнения, ибо не считает себя в данный момент умнее, чем был раньше.

Ученый, если он убеждается, что был не прав, говорит: «Я был не прав». Говорит своими делами.

…Фрэнк Макферлен Бернет — профессор и директор Института медицинских исследований в Мельбурне и доктор философии Лондонского университета, автор самой популярной и наиболее правдоподобной теории иммунитета — готовил доклад.

Его теория, которая наилучшим образом объясняла многие неизвестные стороны иммунитета, на основании которой было предсказано существование ранее неизвестного феномена и предсказание сбылось, его теория, просуществовавшая с 1949 года около восьми лет, больше не выдерживала натиска экспериментальных данных. Многие факты оставались необъяснимыми, некоторые стороны теории базировались на предпосылках, опровергнутых современной генетикой.

Фрэнк Макферлен Бернет — в будущем лауреат Нобелевской премии — готовил доклад, опровергающий его собственную теорию. Теорию, поддерживаемую многими исследователями в мире, приводящими новые и новые доказательства ее правоты. И вот он, ее создатель, намерен выступить против, показать ее самые слабые стороны, ибо кто же знает их лучше, чем он сам!

Ему вспомнилось первое знакомство с иммунологией. В то время он был студентом Мельбурнского университета, и с тех пор прошло более 30 лет. Он, Фрэнк Макферлен Бернет, стал одним из крупнейших иммунологов мира, а его теория, объясняющая иммунитет, — одной из самых признанных. И эта теория его больше не устраивает.

Что не удовлетворяло ученого в его собственной теории? В теории, которая предусматривала как будто бы все. И тем не менее не все. Она не объясняла самого основного — как организм узнает чужеродного пришельца, как он отличает чужое от своего. Не объясняла, что происходит при развитии толерантности, когда организм перестает узнавать чужие антигены. Проблема распознавания «своего» и «чужого» — вот центральная проблема иммунологии, и она-то как раз осталась в тени.

Ни одна теория не пыталась объяснить, каким образом иммунологическая армия распознает чужеродные клетки, ткани или белки. Его теория также не отвечала на этот вопрос. Решение выступить против собственной теории возникло давно. Но нельзя выступить просто против. Надо работать, надо найти и выдвинуть что-то новое, более совершенное. Теперь это уже можно сделать. Гипотеза механизма распознавания «своего» и «чужого» построена. Все прочие стороны иммунитета объясняются при этом еще лучше, чем прежде.

Через две недели Бернет вылетит в Лондон. На суд мировой науки будет предложена принципиально новая теория иммунитета. История мировой науки получит еще один образец мужества объективности. Фрэнк Макферлен Бернет не только опровергнет свою старую теорию, но и покажет наиболее уязвимые места своей новой теории и пути ее экспериментальной проверки или опровержения. И даже если теория окажется неправильной, она заставит ученых проводить новые исследования. Единственное, что обязательно нужно требовать от теории, — это чтобы она заставила ученых поставить такие эксперименты, которые могут опровергнуть ее, если она не права.

Какие кардинальные достижения биологии сделали уязвимой предыдущую теорию? Чего нельзя не учитывать при создании новой? Прежде всего того, что поток информации в любой клетке идет от гена к белку. Иначе говоря, материальным носителем информации, то есть «планов», по которым клетка живет и строит свои белки, являются гены в ядре клетки. Химическая структура гена — дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). ДНК служит матрицей, по которой с великой точностью строится специфическая для данного гена рибонуклеиновая кислота (РНК). По рибонуклеиновым матрицам строятся специфические белки. Вот весь путь: ДНК → РНК → белок.

Современная генетика и биохимия доказали, что строение белка определяется строением РНК, а строение РНК определяется специфической структурой соответствующего участка ДНК. Чтобы клетка начала синтезировать новый белок, есть только один путь — изменить структуру ДНК. И это действительно случается. Именно случается, так как изменения ДНК случайны и, как правило, не соответствуют воздействующим в этот момент влияниям внешней среды. Это не значит, что изменения в ДНК нельзя вызвать внешними влияниями. Можно, но не адекватно им. Под влиянием одного и того же воздействия могут возникать самые разнообразные изменения в ДНК — мутации, и, наоборот, под влиянием различных воздействий могут возникнуть одинаковые мутации.

А между тем чужеродный антиген заставляет клетки вырабатывать белки-антитела соответственно своему влиянию. Антитело — молекула специализированного белка гамма-глобулина, адекватного антигену. Раньше считали, что антиген, проникая в клетку, сам становится матрицей для синтеза гамма-глобулина и они, штампуясь об него, приобретают специфическую адекватность. Генетика и биохимия доказали, что этого не может быть. Белок подчиняется только одной матрице — своей РНК. Возникла мысль, что антиген изменяет РНК. Тоже нет, она подчиняется только одной матрице — своей ДНК. А на ДНК чужеродный белок-антиген направленно повлиять не может. Это закон.

Новая теория не должна противоречить истинам современной генетики. Новая теория Бернета заимствует основную идею из учения об эволюции, учения о развитии и совершенствовании жизни на Земле.

Эволюционное учение объясняет совершенствование форм живых организмов постоянно идущим естественным отбором, селекцией (selectio — выбор). Внешние условия жизни из десятков и сотен тысяч различных особей отбирают наиболее приспособленных, наиболее пригнанных к данным условиям. Наиболее пригнанные организмы, естественно, обладают преимуществами, большими шансами выжить, оставить потомство.

Но откуда берутся эти тысячи различающихся особей, из которых идет отбор? Кто или что является поставщиком форм для селекции? Таким поставщиком являются мутации. Те случайные разнонаправленные изменения генов, о которых уже говорилось. Изменение любого гена приводит к изменению какого-то внешнего или внутреннего признака данного организма. Мутации происходят как будто бы не часто, в среднем одна мутация на миллион особей. Но генов очень много. В каждом организме содержится по меньшей мере несколько миллионов генов, контролирующих несколько миллионов соответствующих им признаков. В итоге получается, что в любом достаточно большом сообществе организмов одного вида, или, как говорят, в любой популяции, всегда имеются различные варианты организмов, различающихся по тем или иным признакам. Раз возникнув, мутации передаются из поколения в поколение, так что в итоге в каждой популяции накапливается огромное количество различных вариантов мутировавших генов и, соответственно, различные варианты контролируемых данными генами признаков. Так, в каждой популяции любых организмов накапливаются тысячи так или иначе различающихся между собой особей, форм для селекции.

Представьте себе некий луг. На нем растут сотни тысяч цветов. Мутации привели к тому, что форма чашечек у разных цветов различна. Обозначим условно главенствующие формы, как формы А, Б, В, Г.

Над лугом постоянно обитают насекомые — некие очень мелкие мушки, которые могут залезть в любую чашечку и на своих крыльях перенести пыльцу в любой другой цветок. Опыление происходит у всех, и каждый цветок имеет равные шансы оставить семена, оставить потомство. Так происходит из года в год. На лугу цветут все цветы — А, Б, В, Г.

Теперь представьте себе, что наш луг заселили и заняли преимущественное положение другие насекомые, гораздо более крупные. Настолько крупные, что они могут забраться за нектаром только в чашечку формы Б. Цветок с такой чашечкой сразу получает преимущества перед другими. Теперь опыляются главным образом цветки Б, они чаще, чем все другие, оставляют потомство. Работает селекция. Через пару-тройку поколений большинство цветов на нашем гипотетическом лугу будет иметь чашечки формы Б.

То, что я рассказал, конечно, весьма упрощенная схема. Но без этого было трудно объяснить теорию Бернета.

Гамма-глобулины вырабатываются клетками лимфоидной ткани. Их очень много. Популяция (то есть все количество, весь народ, Populus — народ) лимфоидных клеток в человеческом организме измеряется числом 1012. Это не миллионы и даже не миллиарды. Это сотни миллиардов! Представляете, какое количество мутантных, различающихся между собой вариантов клеток среди такой большой популяции. Различаются и формулы молекул гамма-глобулинов, синтезируемых разными клетками. И даже если мутировавший ген встречается только один на миллион, то и тогда в популяции из 1012 лимфоидных клеток должно быть 106, то есть миллион клеток, отличающихся друг от друга формой вырабатываемых молекул гамма-глобулина. Среди миллиона вариантов молекул гамма-глобулинов есть самые разнообразные. И какой бы антиген мы ни взяли, для него найдется подходящая, как ключ к замку, молекула. Каждая форма клеток вместе с потомками составляет семью, и называется она клоном. Таким образом, вся лимфоидная ткань состоит из клеточных клонов. Она исходна от рождения, так сказать, неоднородна. Клонирована с самого начала.

Давайте снова вспомним наш луг. Только на нем теперь не цветы. Луг — это популяция лимфоидных клеток. Вместо цветов — клетки, вырабатывающие гамма-глобулины. Различаются они не по форме чашечек, а по форме вырабатываемых глобулинов. Обозначим их теми же буквами: А, Б, В, Г.

Предположим, в организм проник антиген б. Ему нет необходимости вмешиваться в неприкосновенный для клетки поток генетической информации ДНК → РНК → белок. Молекулы антигена б циркулируют по организму и встречаются с клетками, которые по своей генетической природе вырабатывают адекватные данному антигену гамма-глобулины. Антиген б соединяется с такой клеткой и становится для нее раздражителем. В свою очередь, она начинает ускоренно размножаться — делиться, чтобы выработать много соответствующих этому антигену глобулинов-антител, которые в дальнейшем соединятся и нейтрализуют его.

При каждом делении из исходной клетки возникают две, из этих двух — еще по две и т. д. Клеток клона Б становится много. И если этот же антиген попадает повторно, антитела вырабатываются быстрее и в большем количестве, чем первый раз.

Таким образом, антиген явился фактором отбора, фактором селекции данного клона клеток. Вот почему теория Бернета получила название клонально-селекционной теории иммунитета, или теории селекции клонов.

Но иммунитет — это лишь одна сторона проблемы. Селекция клонов объясняет и развитие иммунологической толерантности.

В эмбриональный период, когда лимфоидная ткань еще только формируется, попадающий извне антиген б также встречается с соответствующими ему клетками. Но они, эти клетки, еще не зрелые и не могут среагировать размножением на присоединившийся к ним антиген. Более того, они не выдерживают контакта с ним и погибают. Клон исчезает, или — новый термин — элимируется, то есть убирается. Рождается организм, в котором нет клона клеток, способного вырабатывать антитела против антигена б. Но есть все остальные клоны, способные реагировать против антигенов а, в, г и т. д. Рождается толерантный к антигену б организм.

Точно таким же образом объясняется неспособность лимфоидных клеток вырабатывать антитела против антигенов организма, в котором они живут, то есть против «своего». Лимфоидная ткань и все ее клетки в эмбриональном периоде всегда встречаются со всеми антигенами зародыша. Поэтому в ней не может накопиться клон клеток, реагирующий против «своего». Как только появляется вследствие мутации клетка, способная в будущем реагировать против нормальных антигенов «своего» тела, она, так сказать, идет на сближение и пытается начать бой. Но… мала еще, не созрела, не может ответить размножением и гибнет: клон не накапливается. Родившийся организм, таким образом, лишен клонов клеток против собственных антигенов. Он толерантен к ним. Следовательно, дело не в том, что лимфоидная ткань каким-то образом умеет распознавать «свое», а в ней просто нет клеток, которые могли бы вырабатывать антитела против собственных антигенов тела.

Вот в самых общих чертах теория Фрэнка Макферлена Бернета, наилучшим образом объясняющая основные механизмы иммунитета — распознавание «своего» и «чужого», выработку антител и толерантности. Эта теория родила тысячи экспериментов и идей по проверке, подтверждению и опровержению. Эти тысячи работ вскрыли новые важные факты и закономерности в иммунологии. Теория совершенствовалась и совершенствуется. Идея клонированности подтвердилась полностью, механизм толерантности уточняется. Наука сделала еще один шаг, приближаясь к истине.

Но впереди еще столько вершин, которые нам пока не видны.

Сэр Фрэнк Макферлен Бернет, критически анализируя слабые стороны новой теории, всегда подчеркивает, что положительный эффект теории еще и в том, чтобы вызвать поток исследований, подтверждающих или опровергающих ее. Рассуждениям Бернета созвучны слова известного биолога Джона Лилли:

«Если же окажется, что я кругом не прав, я буду утешаться сознанием, что в истинно научных исследованиях ни один опыт нельзя считать напрасным: даже при экспериментальном опровержении какой-либо теории выявляются новые и ценные данные».

Иммунология и лучевая болезнь

А теперь — сугубая связь с практикой. Лучевая болезнь.

Ее узнали давно, эту болезнь. Вскоре после открытия радиоактивности. Но ворвалась в жизнь человечества она после 1945 года, после взрывов атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки. На тысячи людей подействовали ионизирующие излучения и самого взрыва и радиоактивных изотопов, которые он породил. Тысячи людей заболели лучевой болезнью, многие погибли. Многие страдают от ее последствий до сего дня. И до сих пор умирают от взрывов, произведенных в августе 1945 года.

В последующем оказалось — лучевая болезнь не только военная проблема. В мирных условиях возможны несчастные случаи на атомных предприятиях. Ионизирующими излучениями — гамма-лучами, лучами Рентгена — широко пользуются для лечения злокачественных опухолей. Приходится применять очень высокие дозы облучения — иначе не будет эффекта.

Опухоль гибнет. Но, вылечившись от рака, человек заболевает другой болезнью. Ее надо лечить. Очень часто отказываются от полноценной рентгенотерапии из-за отсутствия полноценного лечения лучевой болезни. Научившись лечить ее, мы сможем спасти многих сегодня неизлечимо больных раком.

Возможное лучевое поражение космонавтов за счет космической радиации сегодня приобрело уже первоочередное значение. Длительные полеты не за горами. Активация солнечной деятельности может привести к переоблучению космонавтов ионизирующими излучениями Солнца.

Иммунологические исследования при лучевой болезни оказались чрезвычайно важными. Возникла новая отрасль знаний — радиационная иммунология. Успехи ее имеют самое непосредственное отношение и к пониманию лучевой болезни, и к ее лечению.

В результате облучения наиболее сильно поражаются четыре системы организма, нарушения которых и определяют картину острой лучевой болезни.

Кроветворная система. Поражения в костном мозге, селезенке и лимфатических узлах приводят к уменьшению клеток крови. Сначала лейкоцитов, а потом и эритроцитов. Развивается анемия. Гибель от поражения кроветворения называют костномозговой смертью.

Желудочно-кишечный тракт. В результате тошнота, рвоты, поносы, нарушение пищеварения и всасывания питательных веществ из кишечника.

Повреждение биологических барьеров. В результате повышается проницаемость тканей, в том числе и кровеносных сосудов. Как следствие этого развиваются кровоизлияния под кожей, в кишечнике, в легких и любых других тканях.

Чрезвычайно страдает иммунитет. Организм оказывается беззащитным перед микробами. Развиваются инфекционные осложнения, которые часто являются непосредственной причиной смерти облученного организма.

Иммунологи справились с одной из задач: проблема предупреждения и лечения инфекционных осложнений лучевой болезни в основном решена. Предложены эффективные методы предупреждения инфекций, создания иммунитета у облученных с помощью вакцинаций и введения иммунных сывороток. Разработаны принципы лечения инфекционных осложнений антибиотиками. Иммунологи могли бы считать свою миссию в области радиационной медицины выполненной, если бы проблема восстановления кроветворения при лучевой болезни не столкнулась с иммунологией.

Опять приходится вернуться несколько назад. Более перспективный способ лечения острого лучевого поражения даже при сверхсмертельных дозах — это восстановление кроветворения за счет пересадки костного мозга необлученного донора. Лечебный эффект стопроцентный. Но костный мозг приходится брать от другого — чуждого в антигенном отношении — организма.

И вырастают все проблемы иммунологической несовместимости тканей.

Возникает сфинкс. Возникает в результате спасения от лучевой смерти. Но, если вы помните болезнь рант, сфинкс почти на 100 процентов обречен на смерть от иммунной агрессии пересаженных клеток. А как бороться с реакцией трансплантата против хозяина, еще неизвестно. Союз иммунологии и радиационной медицины продолжается. И кто знает, может быть, на стыке этих двух дисциплин будет решена проблема преодоления барьера несовместимости тканей при пересадках.

Может быть, именно здесь будет решено сразу несколько задач: лечение лучевой болезни, преодоление барьера несовместимости тканей, частично разрешится вопрос лечения рака, злокачественного белокровия.

Союз радиологии и иммунологии очень перспективен. Трудно предусмотреть, что он даст. Но мы надеемся. А может быть, как это часто бывает, может быть, пройдут годы, будет затрачено множество усилий — и вдруг появятся какие-то две новые молодые науки. И, занимаясь совершенно другой проблемой, решат они проблемы, над которыми мы ломаем свои головы.

Биологические ясли

Этот раздел еще об одном новом понятии — о тканевых и клеточных культурах.

Некоторые клетки можно поместить в пробирку со специальной питательной средой, и эти клетки будут жить и размножаться, причем размножаться бесконечно. Их нужно только пересаживать из пробирки в пробирку. Чтобы получить много клеток, их «засевают» из пробирки в особый плоский флакон, называемый матрасом. С таких матрасов можно получить «урожай» в миллиарды клеток.

Становится возможным изучать закономерности жизни изолированных человеческих клеток и клеток животных, действие на них различных лекарств, изучать особенности обмена веществ и прочие не менее важные вещи.

Если клеточные культуры заразить вирусами, то они размножаются в этих клетках, как в живом организме. Можно изучать закономерности их размножения. Можно получать вирусную массу для вакцин. Можно искать химические агенты для лечения вирусных болезней (грипп, корь, полиомиелит и др.).

Именно так вирусологи и поступают. Все это они делают в пробирках и матрасах — иначе говоря, в стеклянных условиях, в стеклянном мире. Эта жизнь, этот эксперимент переводятся на латынь и получают самостоятельный смысл и имя in vitro, то есть в стекле.

In vitro размножается культура человеческих или животных клеток. Размножается бесконечно. Как бы автономный кусочек человеческого тела или тела животного.

Многие клетки могут автономно жить и размножаться. Например, клетки соединительной ткани — фибробласты, некоторые эпителиальные клетки, покрывающие слизистые оболочки, и раковые.

К сожалению, далеко не все клетки могут долго жить и размножаться в пробирках (in vitro). Многие ткани очень быстро отмирают. К ним относятся и интересующие нас клетки кроветворных тканей — костного мозга, селезенки. Эти клетки создают кровь и, что особенно важно нам, иммунологам, антитела.

Возможность изучения этих тканей важна, но мала. Жизнь кроветворных тканей, в том числе «антителотворных» клеток, in vitro оказалась неполноценной. Иммунологам давно нужны какие-то другие методы.

Их надо было искать. Необходимо было создать более совершенные, более деликатные «биологические ясли» для столь деликатных, столь совершенных клеток. К сожалению, нельзя изучать эти клетки во всех аспектах в самом организме непосредственно, там, где они живут обычно. Нельзя, например, решить вопрос о возможности превращения клеток одного типа в другой. Это можно исследовать только на изолированных в чистом виде клетках. К тому же нужны условия, в которых за ними можно следить.

Нельзя окончательно выяснить характер действия на клетки химических или физических агентов. Для этого нужно направить интересующие нас воздействия непосредственно на эти клетки. Воздействия в целостном организме всегда сложно зависят и от многих других его систем (нервная, гормональная и т. п.). Нужны изолированные клетки, изолированные воздействия на них.

В отношении кроветворной ткани получается своеобразная ситуация. Ее легко взять у исследуемого организма. Легко получить клеточную взвесь. Можно подвергать эту взвесь всевозможным воздействиям. И невозможно потом культивировать. В пробирках она не культивируется. Вот почему уже в конце прошлого столетия пытались культивировать клетки, изъятые из одного организма, в организме другого животного, не в пробирке, a in vivo, что значит «в живом».

Эти попытки длительное время не приносили желаемого результата, несмотря на то, что клетки помещались не в искусственную среду, а как бы в естественные условия.

Неудачи культивирования in vivo объяснялись двумя основными причинами. Во-первых, мешает иммунитет, чужеродные клетки — пересаженные реципиенту клетки отторгаются в течение нескольких ближайших дней. Во-вторых, клетки, введенные в целостный организм, «смешиваются» с клетками нового хозяина, и следить за ними практически невозможно. Необходимо придать им какую-то специфическую функцию, которой не обладают клетки реципиента и по которой можно следить за их жизнедеятельностью.

Культура клеток in vivo стала широко и продуктивно применяться только в последние годы, после преодоления указанных трудностей. Первое препятствие было устранено посредством использования изологичных животных (еще один термин, означающий, что доноры и реципиенты принадлежат к одной чистой линии), внутри которых трансплантации происходят без осложнений. Ну, а специфическая функция — естественно, выработка специфических антител. Для этого доноры перед изъятием у них клеток кроветворных тканей (костномозговых, селезеночных, лимфоидных) подвергаются иммунизации. В результате этого специализированные клетки обретают способность вырабатывать заданные антитела. Клетки получают функциональную метку, и за ними становится возможным следить.

Кроме того, реципиентов можно облучить, и они не смогут вырабатывать свои антитела. После этого мероприятия продукция антител в культуре in vivo ведется именно перенесенными клетками. Облученные изологические реципиенты служат в качестве «пробирок», в которые «инокулируются», то есть вводятся, исследуемые клетки селезенки, лимфатических узлов или костного мозга.

Таким образом, метод культивирования кроветворных иммуннокомпетентных клеток in vivo в современном виде включает следующие этапы: 1) иммунизация донора для того, чтобы извлекаемые клетки обладали функцией выработки антител; 2) извлечение исследуемых клеток и осуществление требующихся по задачам исследований манипуляций или воздействий; 3) введение их в организм облученного изологического реципиента; 4) учет их функционирования в культуре in vivo посредством определения уровня антител, вырабатываемых перенесенными клетками, и с помощью непосредственных микроскопических наблюдений.

По характеру третьего этапа культура in vivo может быть разделена на «свободную», когда клетки вводятся непосредственно в кровь реципиента, расселяясь по всему организму, и «камерную», когда клетки помещаются в камеры, проницаемые для жидкостей, но не для клеток. В последнем случае клетки в культуре in vivo размножаются, функционируют и дифференцируются в ограниченной полости, что дает большие возможности для микроскопических наблюдений за ними.

Вот несколько примеров, чего ученые достигли с применением культуры in vivo в области иммунологии и радиобиологии.

Иммунология обогатилась рядом капитальных закономерностей. Прежде всего доказано, что выработка антител является функцией количества клеток. Увеличение вдвое числа клеток в культуре in vivo во столько же раз увеличивает выработку антител.

Культура клеток in vivo с применением камер дала возможность доказать, что после попадания в организм антигенов клетки, реагирующие на них, прежде всего начинают размножаться (делиться). Среднее время, требующееся для деления клеток, вырабатывающих антитела, как выяснилось, укорачивается по крайней мере вдвое — с 24 до 12 часов. Установлено, что после повторного введения антигена одно и то же количество клеток может вырабатывать более чем в 100 раз больше антител, чем после первичного. Исследования различных тканей показали максимальную антителообразующую активность клеток селезенки и лимфатических узлов. Костномозговые клетки — менее активные продуценты антител.

Радиобиология получила важнейшие сведения о радиационном поражении антителогенеза на клеточном уровне. Показано, например, что клетки, облученные рентгеновыми лучами в дозе 250 рентген, вырабатывают приблизительно в 8 раз меньше антител, чем нормальные. А это значит, что угнетение выработки антител в облученном организме прежде всего зависит от уменьшения в нем иммунологически активных клеток.

Можно было бы и дальше перечислять научные достижения, которые стали возможны с применением метода культуры клеток in vivo. Однако и сказанного достаточно, чтобы продемонстрировать ту пользу, которую принесли экспериментаторам сфинксы. Ведь введение кроветворных клеток в облученный организм для культивирования есть не что иное, как создание радиационного сфинкса.

Сфинксы обеспечили плодотворную взаимосвязь наук!

Иммунология и криминалистика

В одной из предыдущих глав было рассказано о Жюле Борде, Николае Чистовиче и об их открытии. О том, что клетки или белки разных животных и человека отличаются друг от друга в антигенном отношении, что иммунная сыворотка против эритроцитов барана соединяется и склеивает только бараньи эритроциты и не взаимодействует ни с какими другими. Антитела против человеческих белков вызывают преципитацию (осаждение) только белков человека.

В другой главе, читая про Ландштейнера и Винера, вы познакомились с тем, что разные люди содержат в своих эритроцитах различные антигены. У одних А, у других В. Это сочетается с содержанием в тех же эритроцитах М- или N-фактора. Так же различны люди по содержанию в их клетках тех или иных вариантов резус-антигена. Если продолжить описание открытий эритроцитарных антигенов, начатое Ландштейнером, то необходимо перечислить целый ряд дат. После обнаружения антигенов системы Резус были открыты антигенные системы Лютеран, Келл и Льюис (1946 г.), Даффи (1950 г.), Кидд (1951 г.), Диего (1954 г.) и другие. Эти даты и эти системы — блестящее подтверждение пророчества Карла Ландштейнера.

Получая в 1930 году Нобелевскую премию, в своей торжественной речи по этому поводу Ландштейнер говорил, что открытие все новых и новых антигенов в клетках человеческих тканей будет продолжаться бесконечно, пока не станет очевидным, что двух тождественных в антигенном отношении людей нет.

Подтверждение и изучение антигенной индивидуальности каждого организма имеет большое теоретическое значение. Возможность выявлять эту индивидуальность с помощью иммунных сывороток — не меньшее практическое.

Необходимо, например, определить, кому принадлежат пятна крови: человеку или животному. Ясно, что криминалистике часто приходится решать такие задачи. Иногда эта задача — главный вопрос следствия. Решить ее можно только с помощью иммунных сывороток. Ничто другое не поможет различить кровь человека и, например, собаки. Микроскоп или биохимические методы здесь бессильны.

Судебные медики всегда имеют в арсенале своих средств набор иммунных сывороток: против белков человека, лошади, курицы, собаки, коровы, кошки и т. д.

Исследуемое пятно крови смывают. Раствор очищают от грязи: каких-нибудь соринок или частиц материала, на котором было пятно. А затем все просто — с этим раствором ставят реакции преципитации тем же «старым» методом, как это делал Николай Чистович. Делают наугад. Используют весь набор иммунных сывороток. Чья сыворотка вызовет помутнение раствора — того и кровь. Это, так сказать, общая ситуация. Человек или курица? Человек или тигр? А бывает более узкий вопрос: который человек испачкал предмет кровью?

Нож испачкан кровью. Владельца ножа подозревают в убийстве. Кровь смывают с ножа. Делают раствор. Ставят реакции с иммунными сыворотками. Ответ: кровь человека. Владелец тоже говорит: «Да. Я порезал им палец». Опять ставят реакции, теперь уже с разными сыворотками человека. Ответ: кровь группы АВ, резус — отрицательный, имеется фактор М и т. д. Совпадает с кровью владельца ножа — значит правда: кровь на ноже его. К тому же у убитого тоже можно взять кровь таким же образом. Можно сравнить антигенный состав крови на ноже и крови убитого. Совершенно ясно, как много может дать это исследование следствию. Сколько напрасно подозреваемых, невинных людей может спасти в этой ситуации иммунология!

Или более курьезная задача. В Австралии существует закон, по которому сосиски должны быть только из говядины. Подмешивание более дешевых сортов мяса — например, свинины, кенгурятины — недопустимо, Изготовление и продажа таких сосисок карается законом. Вопрос ясен. Имея на вооружении иммунологию, такие обманы не страшны. Вернее, они возможны. Но кто решится при таком контроле?

Есть ситуации и задачи в криминалистике не уголовного характера. Много несчастий принесла война. Потерялись дети и родители. Потерялись фамилии и имена. Единственная возможность подтвердить отцовство при каких-то неясных предположениях — иммунологические реакции. Ведь антигены передаются по наследству. И если у отца и матери нет фактора М, то его не может быть и у ребенка. И наоборот, если оба родителя принадлежат к группе А, то ребенок не может иметь группу крови В или АВ. Действительно, все так, иммунологический метод установления отцовства самый точный и самый объективный.

В некоторых странах, например в Англии, к вопросам определения отцовства относятся особенно щепетильно. Там это чаще всего не связано с войной. Строгие законы об отцовстве объясняются строгими законами о наследниках и правах наследования капиталов, титулов, прав привилегий.

Лорд объявляет своим наследником сына, которого родила не его жена. Может возникнуть необходимость в доказательствах. Или вдруг появляется джентльмен, объявляющий себя наследником миллионера. Может быть, это правда, но, может быть, он и аферист. Часто окончательный ответ дает анализ антигенов. Сначала проводят анализ по АВ0. Если ответ отрицательный, указанное отцовство отрицается — все, на этом анализ кончается. Если подтверждается, исследуют наследование других антигенных признаков. Сначала систему MN. Потом систему резус-фактора. Положительный ответ дается после относительно разностороннего анализа.

Отрицать легче. Поэтому отрицание отцовства всегда абсолютно, а подтверждение всегда несет крупицу условности. Доказывать труднее.

Век космоса

Динозавры исчезли потому, что не могли приспособиться к меняющейся среде. Мы тоже исчезнем, если не смажем приспособиться к окружению, которое включает такие понятия, как космические корабли и термоядерное оружие.

Артур Кларк

Вы заметили, какой в наши дни стала научная фантастика? Вы заметили, что наиболее выдающиеся фантасты современности перестали выдумывать фантастические машины-аппараты? Перестали придумывать новые виды оружия и открывать неизвестные ранее законы природы? Вспомните, как фантазировал Жюль Верн, описывая малейшие детали своего «Наутилуса» или пушку, из которой стреляли на Луну. Вспомните Алексея Толстого, который приводил чертежи и расчеты устройства гиперболоида инженера Гарина. Сравните это с фантастикой Рэя Бредбери, Айзека Азимова, Станислава Лема.

Куда девалась научно-техническая детализация? В лучшем случае будет сказано: «На горизонте виднелся силуэт аппарата, доставившего экспедицию на Марс». Или что-нибудь в этом роде, как само собой разумеющееся, не представляющее самостоятельного интереса.

Писатели перестали выдумывать за науку, а просто пользуются тем, что уже ею добыто. Они пользуются ракетами, лазерами, магнитными полями, глубоководными скафандрами, счетнорешающими устройствами только в качестве способа поставить героев в необычную психологическую ситуацию. Вот тут-то и начинается фантастика. Фантастика психологическая.

Дело не в аппарате, на котором прилетели люди на Марс, не в его внешнем виде или устройстве. Дело в том, скажем, что в школе на некой планете учатся дети, которые никогда не видели восхода Солнца. На той планете оно восходит один раз в двадцать лет. Все дети счастливы. Но один мальчик прилетел с Земли совсем недавно. Он скучает по восходам и ждет этого одного двадцатилетнего восхода. Психологический драматизм в том, что его лишают возможности видеть это. А следующий восход через 20 лет!

Фантастика перестала быть инженерно-технической. Она стала психологической. Фантасты перестали выдумывать за ученых летающие фрегаты, ракеты, гиперболоиды. Науку стало трудно обогнать даже самой безудержной фантазии.

Я, например, хочу рассказать вам о том, какие проблемы встают перед иммунологами в связи с освоением космоса. Можно было бы пофантазировать вроде «Войны миров» Герберта Уэллса на тему о том, как люди, попав на Венеру, заражаются неизвестными микробами, против которых их иммунитет бессилен, или о том, что на Землю завезли микробов с Марса и началась эпидемия.

Но фантазировать поздно.

Люди уже ходили по Луне, а завтра ступят на Марс. Уже существует научная отрасль — космическая иммунология. Люди, вернувшиеся с Луны, проходили специальный карантин. Образцы лунных пород в специальных герметических безмикробных лабораториях подвергались бактериологическому контролю.

Как же повести рассказ на тему «Космос и иммунология»?

Как увязать двойственность положения: с одной стороны, еще ничего не известно, фантастично, а с другой — это научные будни наших дней?

И я попытался создать особый литературный жанр — научно-фантастический очерк. Не спорю, это звучит парадоксом. Очерк — это рассказ очевидца о реально существующем городе, селе, заводе, человеке. Фантастика — это рассказ о несуществующих вещах, событиях, людях. Вот я и пытаюсь примирить эти две альтернативы. Примирить фантастику с научной реальностью. Показать парадоксальность нашего века, когда фантастика перестала обгонять науку, а рассказы о науке выглядят как фантастика.

После очерка я скажу несколько слов о научной отрасли, которая получила название космической иммунологии.

Дело в том, что в наши дни биологическая индивидуальность, охраняемая иммунитетом, может оказаться в совершенно необычных, не виданных ранее условиях существования. С точки зрения иммунитета возможны две крайности. Во-первых, современный человек (или животное) может столкнуться с внеземными микробами; сумеет ли иммунитет отстоять его индивидуальность? Во-вторых, можно оказаться в абсолютно безмикробном — стерильном — окружении.

Трудно сказать, какая ситуация чрезвычайнее.

Тысячелетиями иммунитет отстаивал индивидуальность от миллионов вторжений. И вдруг все кругом стерильно! Возможна ли вообще жизнь в стерильных условиях?

Город гнотобионтов

1. Чахов и его игрушка

С профессором Олегом Чаховым я знаком уже много лет, может быть лет двадцать. Он еще не был профессором и даже кандидатом наук. Звали мы его просто Олег и, откровенно говоря, посмеивались. Посмеивались потому, что, будучи в Америке, он истратил все свои деньги на какой-то пластиковый пузырь с двумя рукавами и горловиной. Рукава заканчивались резиновыми перчатками. Надевая их и вворачивая рукава, можно было забираться внутрь камеры, как при зарядке фотографических кассет в темный ящик. Весь этот пузырь был герметичен, когда его наполняли воздухом, он стоял на столе как небольшой, элегантный, совершенно прозрачный ангар. Но только не для самолетов.

— Для чего этот настольный гараж? — спрашивали мы. — Ты поставишь туда микроскопы, чтобы они не пылились?

— Дело не в том, что или кто там будет, — отвечал Олег. — Дело в другом. Внутри этой пластиковой камеры свой мир. Он отделен от нашего, изолирован полностью. И когда-нибудь, когда привезут первые образцы почвы, влаги, растений или животных с других планет, их поместят в такие пузыри.

— Зачем?

— Чтобы неведомые нам микробы, если они окажутся в этих образцах, не распространились по Земле. Они могут оказаться очень опасными для людей, животных или растений нашей планеты — Земли. Да и не только о микробах речь.

После таких разговоров Олег всегда, помолчав несколько секунд, добавлял:

— Впрочем, вы правы. Этот пузырь действительно всего лишь игрушка. Нужно строить целый изолированный город для возможных пришельцев из космоса. Да так, чтобы при его сборке внутрь не попала ни одна пылинка извне.

— Уж не думаешь ли ты, — спросил я однажды, — что на планету, где возможна жизнь, люди привезут в своем космическом корабле такой большой сложенный пузырь, надуют его, войдут в него прямо из корабля и уже внутри соберут свою первую планетарную станцию?

— Именно так и будет, — ответил Олег. — Жаль только, что до сих пор мы не начали отрабатывать все это на Земле. Все кажется, что на ближайших планетах жизни нет, а до других миров доберемся не так скоро.

2. Венера приказывает

Этот очерк я начал писать три года тому назад. Но профессор Чахов попросил меня отложить перо на три года. И я послушался.

Как это было?

Утром я включил приемник и услышал:

— Внимание! Работают все радиостанции…

Одним словом, совершена мягкая посадка автоматической станции на Венеру. Первые же стереофотоснимки, переданные станцией, говорили о наличии растений на планете.

Я сейчас же стал звонить профессору Чахову, но нигде не нашел его. Вечером я звонил домой, на следующий день опять на работу. Так продолжалось несколько дней. Примерно через неделю я поймал его и вечером сидел у него дома.

— Где ты пропадал?

— Не в этом дело. Понимаешь, подписано решение строить Город гнотобионтов. Сколько времени я добивался хотя бы лаборатории! Выступал в институте, в академии. Доказывал, что изучение жизни в изолированных от микробов, стерильных условиях — важнейшая проблема современности. Ничего! Нужно было, чтобы приказала Венера! И вот теперь все надо сделать за полтора года. Все! Ты понимаешь, что это значит? Ни достаточного опыта, ни подготовленных кадров, ничего.

— Так уж и ничего. Ты сам же мне рассказывал, что хирурги уже несколько лет делают операции внутри твоих пластиковых пузырей, засунув туда руки через рукава с перчатками. Ты же внедрил эти пузыри в полевую хирургию. Стерильные операции стали возможны в любых условиях, даже в окопе. Достаточно этот пузырь наложить на больного и разрез делать изнутри камеры. Ты рассказывал, что в этих стерильных камерах держат больных с большими ожогами, и их обширные раневые поверхности заживают быстро, без осложнений, так как на них не попадает ни один микроб. В некоторых клиниках лечат астму, помещая больных в пластиковые изоляторы. Они дышат воздухом, очищенным от всех бактерий, пылинок, от всех примесей, включая те неизвестные агенты, которые и вызывают у них приступы удушья — астму. В инфекционных больницах перестали опасаться заражения лечащего персонала и больных разными инфекциями друг от друга. Мне рассказывали, что с помощью пластикового изолятора можно оперировать самого заразного больного, например больного чумой, и хирург не подвергается риску заразиться. А в прошлом году я читал отчет Института иммунологии с результатами пятнадцатилетнего наблюдения за девятью детьми с агаммаглобулинемией. Дети с врожденным дефектом, обреченные на гибель в первый же год жизни, великолепно живут.

— Да, да, — пробурчал Олег, — я знаю это. Такие дети действительно умирают. Все. Все до одного. У них врожденное отсутствие иммунитета. Синтез защитных антител — гамма-глобулинов невозможен. Генетический блок. От первой же инфекции они умирают. А в стерильных камерах живут. Вот уже пятнадцать лет. Нормально развиваются. Я сам монтировал камеры для них.

— Так, значит, есть опыт, кадры?

— Есть-то есть. Только не все знают, что всего было не девять детей, а тридцать. Двадцать одна камера за 15 лет так или иначе вышла из строя. Инфекция прорвалась.

Мы помолчали. Потом профессор добавил:

— Конечно, причины неудач исследованы. Последние два года камеры работают как часы. Подача стерильного воздуха гарантирована полностью. Система шлюзования для доставки стерильных предметов обихода, пищи и воды идеальна. Выброс отходов надежен. И все-таки одно дело — камера, а другое — городок. Стерильный городок. С абсолютной надежностью на десятки лет. И я — комендант этого городка.

Олег ходит по комнате. Он был не просто серьезен и взволнован. Я это видел. Да он и не скрывал своих чувств от меня. Мы слишком хорошо знали друг друга. И он не раз видел, как мне становилось страшно перед ответственными решениями или делами. Но мы оба знали, что умеем перешагивать через этот страх. Долго я смотрел, как он ходит от стола к креслу и снова к столу, а потом остановил его словами:

— Я напишу очерк о жизни в стерильных условиях, о науке, которая изучает ее, о важности этой отрасли знаний для наших дней и для будущего.

— Не надо, — попросил Олег. — Подожди три года, я приглашу тебя в Город гнотобионтов, покажу те исследования, которые мы сумеем к тому времени выполнить, и тогда пиши. Уверен, будет о чем.

— Хорошо. Пусть будет по-твоему.

3. Гнотобионты

И я действительно не стал писать. Зато в течение этого времени я немного больше узнал о гнотобионтах, о том, что за наука гнотобиология и какова ее история. С историей мне особенно повезло. Ее рассказал сам Томас Лаки — профессор Колумбийского университета, один из основоположников современной гнотобиологии.

Прежде всего само слово. Оно составлено из трех греческих слов: гнотос — известный, биос — жизнь, логос — наука. Наука о жизни в известных условиях. С этого и началась наша беседа.

— А разве мы с вами живем не в известных условиях? — спросил я.

— Конечно, — ответил Лаки. — Любой сложный организм на Земле, будь то растение, животное или человек, является полибионтом. На вашем теле, в дыхательных путях, в кишечнике обитают сотни других видов живых существ — простейших, бактерий, вирусов. А если бы их не было? Какова их роль?

— Великий Мечников считал, что большинство бактерий кишечника вредны, они отравляют организм токсинами, — вспомнил я.

— А мой учитель считал иначе. Он думал, что без такого совместного существования жизнь вообще невозможна. Собственно, с этого вопроса и началась история гнотобиологии. Послушайте…

В конце прошлого столетия были проведены исследования с выращиванием растений в стерильных — безмикробных — условиях. Было обнаружено, что некоторые бобовые не могут жить без присутствия определенных бактерий в почве у их корневой системы. Первые годы исследований в области гнотобиологии животных составили период, в котором аппаратура и методы ботаников приспосабливались для безмикробных животных. Многие первоначальные неудачи были вознаграждены уже в первые 15 лет нашего столетия, когда были получены первые безмикробные мухи, цыплята и козлята. Это достижение явилось крупным фактом для теоретической биологии, давшим основание считать, что жизнь возможна без бактерий. Следующие два десятилетия были спокойными. Только 4–5 сообщений было опубликовано в течение этого дремлющего периода. Но их было достаточно, чтобы сохранить эту важную концепцию жизнеспособной. Публикация монографии моего сотрудника профессора Глимстеда в 1936 году явилась открытием периода оживления и показала важность использования безмикробных животных как объекта научного исследования. В течение следующих двух декад было начато выведение колоний безмикробных цыплят, крыс, морских свинок в США, Швеции, Японии. Широкое применение безмикробных животных было сильно ускорено применением пластиковых изоляторов и коммерческой доступностью безмикробных животных сначала в США, а потом и в других странах. В 1966 году было опубликовано около 500 работ, в которых использованы гнотобионты!

Так несколькими мазками Лаки нарисовал мне историю.

Обдумывая то, что рассказал мне Томас Лаки, я обратил внимание на одну деталь. Он говорил все время о безмикробных животных, а закончил словом «гнотобионты». В то время мне это показалось даже странным. Ведь все, собственно, и делается для того, чтобы обеспечить стерильную изоляцию, обеспечить жизнь в стерильных условиях. Однако позже я понял — для гнотобиологии это не самоцель.

Да, стерильную изоляцию обеспечить можно!

Да, в стерильных условиях животные живут, развиваются, оставляют потомство!

Но это не самоцель. Это только начало. Стерильное животное — всего лишь основа для изучения жизни в известных условиях. Оно лишь самый простой вариант гнотобионта. На его базе можно создавать контролируемые сочетания представителей нескольких жизней.

Если стерильного гнотобионта заселить одним из известных видов микроорганизмов, то их сожительство можно по-настоящему изучать без дополнительных помех. Это сожительство ничем больше не осложнено. Такой гнотобионт называется моногнототрофом (моно — один). Если ввести два вида микробов, то возникает новый вариант известного сожительства, с двумя постояльцами. Возникает дигнототроф (ди — два). Понятно, что может быть создан тригнототроф и т. д.

Итак, гнотобионт — это организм, который не содержит живых микробов или содержит только те, которые известны исследователю.

4. В Город гнотобионтов

Чахов строил город. Потом заселял его гнотобионтами. Потом организовывал в нем специальные лаборатории. За прошедшие три года я видел его только мельком всего несколько раз. У него не было ни одной свободной минуты, а я ждал, когда истекут эти три года и я попаду в совершенно особый мир. Как я проникну туда со всеми своими микробами? Как там вообще работают люди? Ведь они там как будто бы на чужой планете, которую нельзя загрязнить земными микробами. Почему-то эти вопросы меня интересовали больше всего. Я не представлял, что буду гораздо больше потрясен другим. Совсем другим.

— Вообрази огромную плоскую консервную коробку диаметром 250 метров и высотой 6 метров, — рассказывал Олег по дороге в город. — Она сварена из нержавеющей стали и врыта в землю. Внутри этой герметической коробки наш город. Ничто не может проникнуть внутрь без стерилизации и контроля стерильности. Шесть гидрошлюзов соединяют город с внешним миром. Два входных — наиболее сложны и четыре для выхода и вывода контейнеров с ненужными вещами и отбросами из четырех районов города.

— Районы, конечно, изолированы друг от друга, как отсеки подводной лодки? — спросил я.

— Конечно, только гораздо надежнее. И все помещения-коттеджи внутри районов могут быть полностью герметизированы. Изолированно подаются стерильные воздух и вода. В городе собственное атмосферное давление, чуть выше наружного, около 800 миллиметров ртутного столба. Как ты думаешь, зачем?

И тут я нашел ответ на вопрос, который давно волновал меня, волновал всю дорогу. Вопрос о возможности возникновения где-нибудь в их стальной коробке микрощели, через которую проникнет загрязненный воздух. Не проникнет. Поток воздуха всегда будет направлен наружу.

— Мне понятно, — ответил я. — Рассказывай дальше.

— Нет, теперь буду показывать. Мы приехали.

Машина приостановилась у глухих ворот. Охранник козырнул профессору, ворота бесшумно раздвинулись, и мы въехали на территорию гидрошлюза № 1.

Ажурный переплет застекленной крыши высоко над головой, рельсы узкоколейки, два небольших проворных крана и несколько дверей справа от своеобразного широкого перрона напомнили мне крытый вокзал. Только перрон и рельсы кончались у бассейна. И здание, в которое вели двери, тоже обрывалось у самой воды, как особняки Венеции. Сквозь прозрачную зелень воды сверкала полированная сталь внутренних стенок бассейна.

Мне подумалось, что слово «бассейн», пожалуй, не подходит. Что-то расчетливое и строгое не совмещается с этим словом. Тем не менее я воспользовался им.

— Что это за бассейн?

— А это и есть вход в наш город. Только мы говорим не бассейн, а ванна. Гермицидная ванна.

— Что значит гермицидная?

— Обеззараживающая, иначе говоря, стерилизующая. Она наполнена специальным раствором — гермицидом.

— Мы будем проныривать через нее в стерильную зону, как из теплой раздевалки в бассейн под открытым небом? — пошутил я.

— Именно так, — ответил Олег без тени иронии. — Заходи в дверь, обозначенную A1.

Мы оказались в небольшой пластиковой комнате. Все углы закруглены. Пахнет озоном от работающих бактерицидных ламп. Висят два…

— Скафандры, — перехватил мой взгляд Олег. — Я помогу тебе одеться. Свой костюм можешь не снимать. Жарко не будет. Обеспечено внутреннее кондиционирование в течение трех часов — рабочее время наших сотрудников в стерильной зоне.

Скафандр состоял из двух частей. Нижняя эластично и мягко облегает мое тело. Соединение шлема с костюмом проходит на уровне плеч и осуществляется круговым валиком, полым внутри. Под давлением в две атмосферы в него подкачали бактерицидную жидкость. Давление сжало края соединения и опустило их в жидкость.

— Теперь, — прозвучал голос внутри шлема, — в следующую комнату.

Дверь отодвинулась, мы перешагнули порог и оказались в стальной камере. Через секунду загорелось табло «Герметизация шлюза А2 обеспечена». И сразу заработал душ. Четыре веера сверху и четыре снизу.

— Мы подвергаемся первичной гермицидной обработке, — прозвучал голос. — Через две минуты наступает полная стерилизация наружных поверхностей. Тем не менее мы проходим и ванну. Не только для перестраховки стерильности. Главное — для контроля целостности скафандра. Идем!

Отъехала в сторону третья дверь, мы покинули шлюз А2 и оказались на решетчатой площадке следующего шлюза. Его стены уходили в уже знакомый зеленоватый раствор. Пол был решетчатый. Слева и справа высились шведские стенки. Вспыхнуло табло «погружение!».

— Возьмись за перекладину и держись, — скомандовал Олег.

Мы опустились не более чем на два метра, кабина наклонилась, легла на бок и пошла вперед.

«Проныриваем в пузырьковую камеру, — услышал я в наушниках. — Держись крепче. Кабина совершит поворот на 360 градусов».

— Зачем? — спросил я и почувствовал, что скафандр раздувается.

— Это вроде проверки велосипедной камеры. Когда ищут маленькую дырку, ее опускают в воду. Над нами сейчас стеклянный колпак. Малейшие пузырьки, выходящие из скафандра, будут зарегистрированы. Если это случится, кабина вернется назад.

Не случилось. Кабина продвинулась еще на несколько метров и подняла нас в круглый зал.

— Ну вот мы и в городе. Это его центральная площадь.

Мы ступили на полированную сталь пола. Пока вентиляторы обсушили нас, я увидел доставку грузов — такая же кабина, груженная запаянными контейнерами, поднялась из ванны. Задняя стенка кабины сдвинула их на пол.

— Что в этих гигантских консервах? — спросил я.

— Стерильный корм и подстилочные материалы для животных, — ответил Олег.

5. Сектор безмикробных гнотобионтов

— Я покажу тебе только два наших района, — сказал мой проводник. — Район гнотобионтов и район гнотобиологических лабораторий.

Мы вошли в дверь сектора № 1. Вдоль широкого коридора-улицы коттеджи-боксы. На перекрестке улиц встретилась самоходная тележка. На ней сидел человек в скафандре и вез пластиковую камеру — «игрушку Олега Чахова». Внутри камеры были крольчата.

— Новую линию стерильных кроликов привезли, будем размножать, — сказал Олег. — Зайдем посмотрим.

Тележка остановилась у входа в коттедж № 17. Мы вошли, и я был поражен светом. Солнечным светом! Я поднял голову и увидел небо, плывущие облака. Так вот она, верхняя крышка стальной коробки Города. В ней окна!

Мы находились в образцовом, но совершенно обычном виварии. Клетки с автоматическими кормушками и поилками. Кролики жуют брикеты синтетического корма. Непривычно было только одно — стеллажи с запаянными контейнерами слева у входа и вскрытыми как большие коробки от шпрот — справа. Но я уже видел эти контейнеры. В них доставляют весь фураж для животных. Молодой человек в скафандре внес камеру с крольчатами.

— В этом секторе, — пояснил Олег, — нет ни одного микроба. Стерильных животных первично мы получаем не здесь и даже не в Городе, а за его пределами. Получаем в пластиковых изоляторах. После тщательнейших проверок камера со стерильными гнотобионтами проходит шлюзование через гермицидную ванну и поступает в один из коттеджей. Здесь сейчас их поместят в обычную клетку.

Молодой человек в скафандре поставил свою ношу на стол и вышел. К столу подошел юноша, разгерметизировал шлюзовое отверстие камеры и стал пересаживать крольчат в клетку.

— Олег! — с ужасом воскликнул я. — Почему он без скафандра?

Олег рассмеялся. Юноша тоже.

— А ты помнишь тех мальчиков и девочек с врожденной агаммаглобулинемией? Они всю свою жизнь жили в пластиковых изоляторах, как в камерах. Теперь они здесь. Это их Город. У них дома с окнами на небо. Коренные жители Города гнотобионтов. Они здесь работают, учатся. Ну, а на большую землю им, увы, приходится выходить в скафандрах. Как нам сюда. Через гидрошлюз.

Мы посетили коттедж с безмикробными мышами, потом с обезьянами, с собаками породы чихуахуа.

Когда Олег взял на руки маленького чихуахуа и тот стал играть с его пальцем, покрытым довольно тонкой перчаткой скафандра, я задал вопрос, который давно меня мучил.

— А вдруг во время работы случайно прорвется или проколется скафандр? Вся стерильность Города полетит к чертям?

— Нет. Это практически безопасно. Атмосферное давление в Городе, ты помнишь, около 800 миллиметров, а внутри скафандра 760. В случае возникновения отверстия ток воздуха пойдет в скафандр, а не из него. Средний слой в латексе, из которого изготовлен скафандр, при контакте с воздухом самооплавляется, затягивая отверстие за полсекунды. При больших авариях коттедж остается загерметизированным до выполнения довольно сложных аварийных работ и полной внутренней стирилизации.

6. Сектор открытий

В лабораторном секторе Города царствовали пластиковые изоляторы. В каждом коттедже-лаборатории был зал с изоляторами, расположенными на длинных столах и подключенными к централизованному воздушному поддуву. Они были разных размеров и содержали различных животных в прозрачных клетках. Большинство исследований проводились на мышах, крысах, морских свинках, поросятах. Меньше на собаках и обезьянах.

— Почему здесь всюду индивидуальные изоляторы? — спросил я. — Или, может быть, эти животные не гнотобионты?

— Ты немного забыл теорию, — улыбнулся Олег. — Гнотобионты не обязательно без микробов. Они бывают или стерильными, или содержат точно известных исследователю представителей микромира. Во многих изоляторах в чистом виде изучаются взаимодействия животного организма с одним или несколькими микробами. Исследуется роль контактов с микробами при развитии организма после рождения, значение микрофлоры кишечника для переваривания пищи, для обеспечения организма витаминами и т. д. Лаборатории существуют не более полутора лет. А ты послушай, какие захватывающие вещи уже обнаружены…

В лаборатории иммунологии нам рассказали о развитии иммунных сил организма, о развитии той системы, которая обеспечивает его невосприимчивость ко всему чужеродному — будь то микроб, чужеродный белок или чужая ткань (при пересадках). Оказывается, если животное растет в безмикробных условиях, его лимфоидная система — главный орган иммунитета — не развивается. Для нее нет стимулов, и она остается недоразвитой. Иммунная неполноценность стерильных гнотобионтов выражается в том, что они быстро гибнут, попадая в нестерильные условия существования. Они не выдерживают массированного контакта с микробами. Данный дефект безмикробных гнотобионтов может быть устранен серией вакцинации животных препаратами из убитых бактерий. Но он может быть и использован. Использован в хирургии при пересадке чужих тканей и органов. Как известно, именно иммунные силы создают барьер несовместимости тканей при пересадках. Именно лимфоидная система обеспечивает отторжение пересаженного чужеродного органа. А у безмикробных организмов она недоразвита. Иммунитет молчит. Возникает толерантность — терпимость к чужеродным тканям.

— А может это иметь практическое применение? — спросил я. — Ведь люди не безмикробны. Их лимфоидная система развита нормально.

— Представь себе, может, — пояснил Олег. — Безмикробные организмы обычно получаются двояко. Или от безмикробных родителей в таких вивариях, как ты только что видел. Или путем кесарева сечения, когда перед самыми родами плод хирургически стерильно извлекают из матки обычной «микробной» матери. Однако в последнее время довольно успешно разрабатываются методы перевода взрослых животных в безмикробное или близкое к этому состояние. Содержание в стерильных условиях, на стерильной диете, в сочетании со сложным циклом антибиотиков приводит к обеднению и почти полному исчезновению нормальной микрофлоры. Через несколько недель начинается сопутствующая безмикробному существованию атрофия лимфоидной системы. Возникают условия для успешного создания толерантности по отношению к трансплантату. Правда, на людях такой перевод в безмикробное состояние пока не осуществлен. Это рискованно. Необходимо еще многое уточнить. И мы уточним. Цель заслуживает усилий. Отмена несовместимости тканей при пересадках — заветная мечта хирургов…

Перевод человека в безмикробное состояние перед пересадкой чужого органа сулит по крайней мере две выгоды. Об одной уже сказано — это более легкое установление толерантности, то есть терпимости по отношению к пересаженной ткани. Эта выгода проблематична. Зато вторая — несомненна. Действительно, если перед такой операцией человек станет безмикробным гнотобионтом, то автоматически отпадает опасность инфекционных осложнений. Микробов — возбудителей этих осложнений просто не будет. Хирург получит возможность смелее применять препараты, подавляющие иммунитет, подавляющие реакции отторжения пересаженного органа, будь то почка или сердце.

В лаборатории питания шла речь о том, что нормальная микрофлора кишечника у животных и у людей выполняет большую работу по расщеплению таких веществ, как клетчатка, по переводу ряда неорганических соединений металлов в органические, по синтезу витаминов. Последнее самое интересное. У безмикробных животных очень трудно поддерживать витаминный баланс. Проблема их питания — основная задача лаборатории. Идет постоянное совершенствование синтетических кормов. Мы теперь знаем истинно оптимальные соотношения различных витаминов для разных животных. Но этого мало. Было обнаружено, что у безмикробных гнотобионтов постоянно пониженное содержание кальция в костях. Если у обычных микробных животных с помощью стерильного содержания и антибиотиков создавали обеднение микрофлоры, то развивались нарушения кальциевого обмена, кости беднели в отношении своего основного материала прочности — кальция. Думали, не хватает витамина D. Но оказалось, все не так просто. Витамин D не компенсировал нарушений. Расшифровка явления привела к открытию нового витамина — фактора кальцификации, который стали называть ФК. При его недостатке всасывание кальция и его отложение в костях замедляются. При его избытке начинается повышенная кальцификация тканей — склероз сосудов, почечнокаменная болезнь и другие расстройства солевого обмена. А вырабатывается этот витамин микробами кишечника.

Сейчас ФК передан клиницистам, которые уже сообщили нам об успешном применении химического аналога — антагониста ФК при склерозе сосудов и камнях почек. Фактором кальцификации заинтересовались и работники космической медицины. Последнее связано с известными наблюдениями бактериологов, обследовавших космонавтов. Оказалось, что длительное пребывание человека в герметически замкнутом пространстве, каким является кабина космического корабля, приводит к обеднению микрофлоры тела. В то же время давно известно, что после полетов у космонавтов развивается декальцификация скелета — обеднение костей кальцием. Об этом не раз писали даже газеты, иллюстрируя сказанное рентгеновскими снимками пяточных костей космонавтов… В настоящее время ФК исследуется на испытателях.

В лаборатории инфекционных болезней нам показали изоляторы с моногнототрофами и дигнототрофами, то есть с гнотобионтами, зараженными одним или двумя видами микроорганизмов. Однако удивительным оказалось не то, что стерильные животные очень чувствительны к инфекциям. Этого следовало ожидать, поскольку их иммунная система недоразвита. Удивительные наблюдения получены на дигнототрофах.

— Тебе, конечно, известно, — обратился ко мне Олег, — что хороших препаратов, предупреждающих дизентерию, до сих пор нет. Особенно амебную дизентерию, распространенную в странах Востока. Посмотри, какие чудеса кроются в этих изоляторах.

И он подвел меня к стеллажу с камерами, в которых размещались морские свинки. Но как разнились животные в разных камерах!

— Вот это обыкновенные безмикробные свинки. Они живые и подвижные. Они здоровы. В соседнем изоляторе животных заразили три дня назад возбудителем дизентерии. Что ты видишь?

— У них взъерошена шерсть, они грязные и еле двигаются. Они явно больны.

— А теперь подойди к следующему изолятору, — позвал профессор. — Ты снова видишь здоровых, жизнерадостных «зверей». Так знай, они тоже были заражены дизентерией. Но вместе с возбудителями этой болезни им споили других микробов — особый вид кишечной палочки. И никакой дизентерии! Теперь смотри сюда. Вот еще три изолятора. В них три группы аналогичного опыта только с амебной дизентерией. Стерильные гнотобионты не заболевают после заражения этим возбудителем. Но достаточно вместе с амебой ввести кишечную палочку, и развивается тяжелейшая дизентерия.

— Значит ли это, что вы открыли способ борьбы с дизентерией посредством регуляции микрофлоры кишечника, посредством направленного воздействия на нее? — спросил я.

— Да, значит. И на очереди у нас грипп — эта неподдающаяся инфекция, до сих пор поражающая миллионы людей на всем земном шаре. С помощью дигнототрофов мы обнаружили безвредный вирус-200, в присутствии которого возбудитель гриппа не размножается и не вызывает заболевания…

В лаборатории фармакологии для меня тоже нашлись сюрпризы. Я знал, что эта отрасль медицины создает новые лечебные препараты и изучает механизмы их действия. Но я не предполагал, что с момента внедрения в практику безмикробных животных началась новая эра фармакологии. Я не предполагал, что механизмы действия многих лекарств раньше трактовались неправильно, без учета взаимодействия с микробным фактором нормальной микрофлоры тела. И только теперь становятся понятными истинные влияния многих лекарств на клетки и ткани организма. Я был поражен, что большинство японских фармакологических фирм применяет для апробации новых лекарств именно гнотобионтов — безмикробных или конкретных гнототрофных животных.

Наши скафандровые три часа подходили к концу, и я видел, что Олег не спешит показывать мне тот район Города, который предназначен для приема живых объектов с других планет.

— Как называются внеземные формы жизни? — решил намекнуть я.

— Экзобионты, — ответит мой дорогой проводник. — А район Города для них назван сектором экзобиологии. Но сегодня мы не попадем туда. Там слишком много работы. Готовятся принять образцы с Венеры. А кроме того, необходимо специальное разрешение Национального комитета по экзобиологии. Так что в другой раз.

И мы пошли к шлюзу.

7. Послесловие

Когда научную фантастику пишет писатель, он имеет право фантазировать, оставляя читателя в неведении — где выдумка, а где реальный на сегодня научный факт. Он даже сам может не знать, где проходит граница.

Когда фантазирует для широкого читателя ученый, он не имеет права вводить читателя в заблуждение. Иначе он предаст научную истину. Это мое глубокое убеждение. Поэтому, прежде чем закончить очерк, я должен сказать, где истина, где экспериментальные приближения к ней и где пока всего лишь фантазия.

Приказа с Венеры еще не было. Города гнотобионтов пока нет. Но полностью стерильные стальные лабораторные комплексы с несколькими комнатами для размножения животных и экспериментирования есть. Весь процесс гидрошлюзования не выдуман мною, а списан из отчета стерильной лаборатории Института Рега в Лувене (Бельгия). Коммерческая доступность безмикробных животных в ряде стран — реальный факт. Пластиковые изоляторы для получения и содержания гнотобионтов, использование таких изоляторов в хирургических и других клиниках — это практика наших дней. В стерильных камерах содержат ожоговых больных (госпиталь Королевы Виктории в Англии), — больных после трансплантации костного мозга (Институт канцерологии и иммуногенетики во Франции), после пересадки сердца (вспомните Блайберга, оперированного в Южной Африке Кристианом Барнардом), людей, страдающих бронхиальной астмой, и т. д. Детей с врожденной агаммаглобулинемией содержат в стерильных пластиковых изоляторах лейденские врачи.

Некоторое опережение событий допущено в разделе «Сектор открытий». Действительно, кальций, железо и некоторые другие элементы нормально всасываются из кишечника только в условиях нормальной микрофлоры. При ее обеднении и при длительных космических полетах наступает декальцификация организма с частичной утратой кальция костями. Но фактор кальцификации (ФК) пока не открыт.

Действительно, доказано, что результаты заражения организма одним микробом зависят от наличия или отсутствия других. Дизентерийная амеба не размножается при отсутствии в кишечнике кишечных палочек. Но до практического использования этого явления дело еще не дошло. Не научились пока практически пользоваться тем, что у безмикробных гнотобионтов недоразвивается лимфоидная ткань и, как следствие этого, иммунитет «молчит».

Таким образом, в моем очерке прифантазировано только то, что хотелось бы как можно скорее видеть. Он написан как призыв развить гнотобиологические исследования, пока есть время. Пока не получен приказ с Венеры. Чтобы не пришлось строить Город гнотобионтов за полтора года, как это сделано в моем очерке. Ведь этот срок для такого дела тоже фантастический.

Космическая иммунология

Иммунология и космос — одна из самых современных связей иммунологии.

Конечно, говорить «иммунология и космос» не совсем верно. Иммунология вступает в связь не с самим космическим пространством, а с другой научной отраслью. Не будем придираться к словам. Понятно, что речь идет о космической медицине и биологии самых последних лет.

В наиболее краткой и приближенной форме задачи космической медицины: обеспечение нормальной жизнедеятельности организма в герметически замкнутых пространствах кораблей; изучение влияния космического полета — невесомости, ускорения, космической радиации — на человека; обеспечение нормальной жизнедеятельности человека в условиях его будущего обитания на других планетах и небесных телах.

При этом возникает масса биологических проблем. А перед иммунологией встает вопрос поведения в необычайных условиях космического полета одной из важнейших систем человеческого организма — иммунологической системы защиты от микробов. Будет ли устойчивость организма к бактериям и вирусам столь же надежна, как в нормальных условиях жизни на Земле?

Этот вопрос может показаться излишним. Ведь и результаты известных всему миру космических полетов не дают оснований опасаться инфекционных осложнений. Космонавты отлично переносят все условия полета. Правда, продолжительность этих полетов измерялась пока лишь днями или неделями.

Но нельзя забывать: мы живем в такое время, когда первый этап завоевания космоса — освоение и исследование околоземного космического пространства — завершается. Следующий этап — освоение ближайших небесных тел, в частности планет солнечной системы. А наименьшее из возможных расстояний от Земли до Марса — 78 миллионов километров.

С медико-биологической точки зрения главная особенность следующего этапа — длительность. Она-то во многом и определяет задачи, стоящие перед космической биологией и медициной. Космическая медицина и биология наших дней должны изучить и обеспечить длительные космические полеты, продолжающиеся недели, месяцы, годы. Пока, главным образом, изучали поведение организма при кратковременных перегрузках и невесомости, функциональные возможности и особенности сердечно-сосудистой, нервной и других систем в этих условиях, вопросы работоспособности, тренировки, психофизиологии. С наступлением эры длительных космических полетов возникают новые ведущие биологические проблемы. Таковыми являются, в частности, иммунологические проблемы: взаимодействие человеческого организма и микробов во внеземных условиях. Это уже целая отрасль науки — космическая иммунология.

По меньшей мере три предпосылки определяют возникновение этой отрасли.

Во-первых, люди путешествуют в космических кораблях и везут с собой обязательных бесплатных пассажиров — микробов, — обитателей их кишечника, кожи рта и других полостей организма. Кабина корабля, замкнутое пространство, — своеобразная ампула, в которую помещены и герметически закрыты люди с микробами. Стерилизация человека невозможна хотя бы потому, что ряд микробов выполняет жизненно важные для организма функции — ферментативные, витаминообразующие и прочие, и расстаться с ними нам будет не просто тяжело — сегодня это абсолютно невозможно. Вместе с тем многие представители нормального микробного населения нашего тела, безусловно, носители зла — либо всегда, либо при определенных условиях. Например, стафилококки, стрептококки, кишечная палочка, возбудители газовой гангрены, вирусы. В условиях закупоренной «ампулы» — кабины — процессы циркуляции и удаления микробов будут иные, чем в обычных наземных условиях. Возникнут изменения в микробных ассоциациях воздуха, поверхностей в кабине и теле человека. Изменение привычных, индивидуальных для данного человека микробных сообществ может произойти также вследствие тесного контакта космонавтов между собой опять же в герметизированном пространстве. Возникает ранее не существовавшая проблема заражения одного человека микробами, нормальными для другого. Но у первого они могут вызвать различные болезненные состояния. Отсутствие обычных для Земли процессов циркуляции микробов и очищения воздуха от них может привести к значительному накоплению в кабине и теле космонавтов отдельных нежелательных представителей микробов.

Недавно были опубликованы данные советских исследователей об условиях длительного обитания людей в герметических пространствах, имитирующих условия полета. Выяснилось, что в этих условиях значительно возрастает содержание микробов, в том числе и болезнетворных, как в окружающей среде, так и на теле испытуемого.

Таким образом, в условиях длительных космических полетов реально возможны изменения нормального микробного населения тела космонавтов и окружающего их пространства. Ожидаются изменения обычных микробных ассоциаций и чрезмерное накопление отдельных форм бактерий. По-видимому, микробы будут также изменять свои свойства в результате, например, мутаций, возникающих под влиянием ионизирующих излучений. Иммунологию волнует, какие виды микроорганизмов займут главенствующее положение в этих новых ассоциациях, какие типы внутри этих видов. И кто может явиться наиболее вероятным и частым болезнетворным агентом? Эти вопросы ставятся не для удовлетворения научной любознательности, ибо следующий, вытекающий из предыдущих вопрос: против каких возбудителей необходимо вакцинировать перед полетом?

Второе, что интересует космическую иммунологию: необходимость исследования действия факторов и условий длительного полета на невосприимчивость к возбудителям инфекций, в том числе и к представителям обычной микрофлоры тела человека. Люди в этих необычных условиях, помимо самого фактора герметизации, будут находиться под воздействием ряда новых и длительно действующих факторов: невесомость или искусственная гравитация, специальная диета и искусственная атмосфера, вынужденное ограничение подвижности, влияние космической радиации и др. И как поведет себя иммунологическая защита при всех этих странностях, пока неизвестно. Вдруг все эти факторы врозь, а может, и купно окажутся настолько неблагоприятными, что защитные силы организма ослабнут? Да еще все это в сочетании с теми сдвигами в микрофлоре тела и кабины, о которых говорилось выше.

Основной путь решения этих вопросов — моделирование на Земле и изучение влияния необычностей космического полета на иммунитет. Надо выяснить, сколь эффективна будет вакцинация в этой ситуации. Вскрыть механизм действия этих условий на основные иммунные процессы. Космическая иммунология должна не только решить эти задачи, но и найти пути предотвращения возможных осложнений.

Третья проблема — почти фантастика. Но она не менее важна, а со временем может стать ведущей проблемой космической иммунологии. Речь идет о возможном столкновении человека с внеземными формами жизни, в частности с внеземными микроорганизмами. Отправляясь в космос, мы отправляемся почти в неведомое. Кто знает, что будет при очередном полете и особенно при залете куда-нибудь? Нас, иммунологов, интересуют больше встречи с микробами. Фантастов, может быть, больше — с разумными существами. Но встречи с микробами могут быть столь фееричны, необычны и фантастичны по своим результатам, что писатели-фантасты еще пожалеют об упущенных возможностях удивительных предположений. Неизвестные микробы могут помочь ликвидировать болезни, могут создать безумно чудных качеств вино, сделать человека светящимся в темноте. Это первое, что приходит в голову. А если поработать, то можно дойти до совершенно сногсшибательно заманчивых выдумок. А ведь в конце концов микробы, наиболее вероятно, будут первыми встретившимися нам аборигенами. Рано или поздно такое столкновение произойдет. Вопросы, возникающие в связи с этим, без фантастических предположений имеют самое тесное отношение к экзобиологии — науке о жизни за пределами нашей планеты. Иммунологию прежде всего интересует, что произойдет, когда встретятся землянин и совсем-совсем чужой микроб. Сумеет ли человеческий организм быть столь же невосприимчивым к чужим микробам, как и к своим, земным? Вот в чем вопрос.

Иммунитет, как способ защиты организма, возник вследствие эволюции жизни в конкретных условиях, земных форм жизни. Реакции иммунитета направлены на отторжение или нейтрализацию всего чужого, проникающего в организм, — вирусов, бактерий, животных клеток, тканей, белков. Но для того чтобы включились реакции иммунитета, посторонние тела (живые или мертвые) должны быть распознаны и признаны чужеродными. Первая задача защитных сил сказать: «свой» или «чужой». Любые клетки или их продукты принимаются за чужое и включают реакции иммунитета, если они несут генетически чужеродную информацию. Для этого они должны быть построены из эволюционно знакомых для иммунных механизмов молекул и признаки чужеродности должны быть записаны, так сказать, земным шрифтом. Степень универсальности иммунитета неизвестна. Если внеземные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности не несут химических группировок, позволяющих человеческим иммунным механизмам распознать их как чужеродных и они не будут распознаны и не включат защитные реакции, возможно безудержное размножение чужих микробов в крови и тканях человека. Что тогда?

Еще раз вспомним Герберта Уэллса. «Война миров». Пришельцы с Марса погибают от невинных земных бактерий. Сегодня уэллсовская фантазия превращается в реальную научную проблему. Иммунология уже сейчас имеет настораживающие в этом отношении факты. Как говорится, иммунология уже «получила сигнал».

Нам уже абсолютно ясно: иммунитет стимулируется чужеродными веществами — антигенами. В настоящее время синтезированы очень большие молекулы полипептидов, состоящие из основных компонентов белка — аминокислот. При определенной величине и составе молекул эти искусственные полипептиды становятся антигенами. Но при одном условии. Они должны быть составлены из таких же в оптическом отношении аминокислот, из каких построено все живое на Земле. Из аминокислот, отклоняющих плоскость поляризованного света влево, из левовращающих изомеров. Правовращающие соединения имеют абсолютно то же химическое строение. Лишь одна группировка расположена под иным углом ко всей молекуле. И этого, оказывается, достаточно, чтобы сложное органическое вещество, составленное из таких правовращающих молекул, не воспринималось как чужое, не стимулировало иммунологических реакций! Земной организм, построенный на основе левовращающих соединений, не может распознать (или делает это несовершенно) чужеродное вещество, составленное из правовращающих аминокислот. Ясно первое, что уже нас волнует. Чужая жизнь, которая рознится от нашей всего лишь вращением плоскости поляризованного света. Всего лишь! Что, если микроорганизмы других миров построены на основе правовращающих соединений и наш иммунитет окажется бессильным перед ними?

Задачи космической иммунологии в этой области чрезвычайно трудны и интересны: моделирование возможных реакций млекопитающих на различные природные искусственные высокополимерные соединения.

Ибо какова бы ни была форма внеземной жизни, она обязательно связана с высокополимерными соединениями. Изыскание путей стимуляции иммунитета по отношению к ряду необычных полимеров разного класса, изыскание путей превращения неантигенных соединений в антигены и иммунологические исследования объектов из космоса — вот этапы космической иммунологии в этой области.

Клуб иммунологов

Ученый должен быть в курсе того, что происходит вокруг, иначе его работа не даст настоящих результатов. Он должен жить в мире, где занятие наукой обеспечивает возможность существовать, где есть товарищи, беседуя с которыми можно совершенствовать свои способности.

Норберт Винер

Шло очередное заседание клуба иммунологов. Как всегда, заседание вел организатор и постоянный председатель клуба Оганес Вагаршакович Бароян, действительный член Академии медицинских наук СССР, директор Института эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи Академии медицинских наук СССР. Это заседание было не совсем обычным. Нас посетил представитель Всемирной организации здравоохранения.

Бароян представил нам иностранного гостя, который должен был сделать доклад о наиболее актуальных проблемах современной иммунологии. Прежде чем предоставить ему слово, Оганес Вагаршакович рассказал, главным образом для него, историю нашего молодого клуба и некоторые принципы его возникновения и работы.

Мне сейчас трудно воспроизвести образную речь председателя клуба. Не потому, что я ее не помню, а потому, что в этот день я сам был особенно склонен к рассуждениям и размышлениям. И слова председателя интегрировали с моими размышлениями. Иногда соответствовали им, дополняя их и углубляя. Иногда рождали новые мысли, и тогда я, развивая их, менее внимательно слушал. Иногда я отказывался от своего прежнего суждения. Поэтому я наверняка спутаю, что слышал, а что домыслил сам.

Оганес Вагаршакович говорил о том, как важно общение ученых, как важно поделиться мыслями с понимающими твою работу людьми, как важно обсуждать, казалось бы, отвлеченные вещи, как важно «полировать» в беседе и споре «мозговые извилины».

А я думал о том, что научно-исследовательская работа в наши дни требует для своего проведения очень много условий — лабораторий, оборудования, хороших вивариев для содержания животных, квалифицированных помощников. Всего не перечислить. И для одних наиболее важным является одно, а для других — другое. Иммунологи, занимающиеся проблемами трансплантации органов и тканей, не могут работать без чистолинейных животных. А биохимические исследования немыслимы без скоростных центрифуг и химически чистых реактивов. Астрономия невозможна без телескопов, а в геологии неизбежны экспедиции. Но иммунологу, биохимику, астроному, геологу необходимо иметь возможность уединяться со своими мыслями, необходимо иметь возможность и делиться ими. Делиться не только для того, чтобы о них узнали другие, но чтобы апробировать их, послушать мнение друзей-коллег, усомниться или, наоборот, в еще большей мере увериться в чем-то.

Бароян говорил о том, что наш клуб возник в начале 1964 года, что основной девиз работы клуба — взаимный обмен экспериментальными фактами, мнениями, предположениями, идеями; обсуждение еще не законченных работ, коллективное обдумывание исследований «в ходу».

А я думал, что взаимный обмен мыслями и фактами действительно обогащает всех. Поэтому-то и выпускаются тысячи научных журналов, ежегодно проходят тысячи конференций, съездов, симпозиумов, совещаний в различных странах по самым разнообразным научным проблемам. Собираются и иммунологи.

Но все-таки конференции и съезды всегда несут отпечаток официальности, сковывающей непосредственный обмен мнениями. Нужны более непосредственные контакты, более непринужденные обсуждения. Ведь на конференцию, как правило, приносят уже законченное исследование. А важно было бы обсудить его среди специалистов во время экспериментирования, во время обдумывания, чтобы сделать как можно меньше ошибок, чтобы пойти максимально эффективными путями.

Наш председатель заговорил о том, что членами клуба являются молодые иммунологи, но незримо здесь присутствуют и «наши бессмертные». И я невольно подумал о ведущих советских иммунологах.

Григорий Васильевич Выгодчиков, действительный член Академии медицинских наук СССР, виднейший специалист в области иммунологии раневых инфекций, в число которых входят такие, как газовая гангрена, столбняк, гнойные инфекции. Решение проблемы создания иммунитета против этих инфекций в нашей стране связано с именем профессора Выгодчикова. Особенно большой вклад внес Григорий Васильевич в разработку стафилококкового анатоксина — препарата против гноеродных кокков.

Лев Александрович Зильбер, действительный член Академии медицинских наук СССР. С его именем связано открытие природы клещевого энцефалита и способов борьбы с этим тяжелым инфекционным заболеванием мозга. Он написал замечательные книги по антимикробному и противовирусному иммунитету.

Владимир Ильич Иоффе, действительный член Академии медицинских наук СССР. Ведущий специалист в области изучения неспецифических факторов защиты организма.

Павел Феликсович Здродовский, действительный член Академии медицинских наук СССР. Помимо значительных работ в области болезней-рикетсиозов, к которым относится, например, сыпной тиф, много лет отдал выяснению механизмов регуляции образования антител, физиологическим законам регуляции иммунитета.

Павел Николаевич Косяков, член-корреспондент Академии медицинских наук СССР, занимается исследованиями тканевых антигенов, закономерностей их распределения и выделения, иммунологическими особенностями различных тканей и органов.

Наш председатель говорил о нас — первых членах клуба иммунологов, его «фаундейторах», присутствовавших на первом организационном собрании. Он представил каждого из нас гостю нашего клуба.

А мне тогда уже было ясно, что в своей книжке об иммунологии я расскажу о клубе и назову имена его наиболее активных членов: Абелев Г. И., Брондз Б. Д., Гурвич А. Е., Гусев А. И., Кокорин Н. Н., Каулен Д. Р., Кульберг А. Я., Лямперт И. Я., Туманян М. А., Учитель Г. Я., Фонталин Л. Н., Фриденштейн А. Я.

После Барояна выступал наш гость. Он рассказал о первоочередных общечеловеческих иммунологических проблемах. Одна из волнующих, важнейших — трансплантационный иммунитет и его преодоление. От решения этой задачи зависят успехи хирургов. Лишь после этого они смогут более или менее гарантированно произвести операции пересадки органов.

Иммунологический барьер несовместимости тканей — самая трудная загадка сфинксов XX века.

Но и она будет разгадана!

Содержание

Предисловие автора … 5

Решимость уверенности

Эдвард Дженнер … 9

Луи Пастер … 12

В научном споре побеждают все

Роберт Кох и Макс Петтенкофер … 17

Илья Мечников и Пауль Эрлих … 20

Итоги споров

Армия иммунитета … 27

Обучение армии … 33

Инерция мышления

Жюль Борде и Николай Чистович … 47

Теобальд Смит … 49

Алексис Каррель … 51

«Под интегралом» … 58

Первооткрыватель в науке — понятие всегда условное

Эмерих Ульман … 67

Эмиль Холман … 68

Наука и практика

Скромное наблюдение Карла Ландштейнера … 75

Макаки резусы и желтуха новорожденных … 80

Индивидуальность превыше всего

Калейдоскоп антигенов … 87

Все чуждое — чуждо! … 90

Обреченные на гибель … 93

Чистые линии … 96

Новые открытия

Трансформация лимфоцитов … 104

Предпочтение отдается своим … 106

Инактивация чужеродных стволовых клеток … 108

Исследование никогда не одиноко

Милан Гашек … 116

Питер Медавар … 120

Иммунитет наизнанку

Все в свое время … 126

Эмбрионы реагируют наоборот … 127

Привычка на всю жизнь … 129

Емкость научного термина

«Иммунитас» — значит освобождение от податей … 138

Биологические химеры … 140

Новый термин — сфинксы

Сфинксами рождаются … 147

Сфинксами становятся взрослые … 148

Сфинкс или нет? … 156

Универсальное знакомство … 159

Спасенные от смерти … 161

Болезнь рант … 164

Бесстрастная иммунология и темпераментная хирургия

Когда иммунитет на страже … 171

Когда иммунитет молчит … 174

Иммунология — хирургии … 177

Евратрансплант … 182

Век пересадки сердца

Две первые пересадки … 188

Костер мнений … 193

Пересадка сердца — сказка или реальность? … 197

Перспективы пересадки отдельных органов … 201

Взаимосвязь наук

Мужество объективности и Фрэнк Макферлен Бернет … 208

Иммунология и лучевая болезнь … 215

Биологические ясли … 218

Иммунология и криминалистика … 222

Век космоса

Город гнотобионтов … 227

Космическая иммунология … 243

Клуб иммунологов … 250

Рэм Викторович Петров

Доктор медицинских наук профессор Рэм Викторович Петров работает в увлекательной области преодоления биологической несовместимости тканей.

Если бы эта книга была не популярной, ее пришлось бы назвать «Иммунология» или «Иммуногенетика», ибо именно об этих отраслях современной медицинской биологии и рассказывает автор.

Впервые «Сфинксы XX века» были опубликованы в серии «Эврика» в 1967 году. Книга была отмечена дипломом Всесоюзного конкурса на лучшие произведения научно-популярной литературы.

Перу Рэма Викторовича принадлежит более ста научных работ и монографий, опубликованных в СССР, Англии, США и других странах. Как популяризатор науки он известен читателям журналов «Юность», «Наука и жизнь», сборника «На суше и на море», в которых неоднократно появлялись его рассказы и очерки.

Увлеченность наукой Рэм Викторович сочетает со страстью к путешествиям. С ружьем и удочкой он побывал во многих местах нашей страны — на Кольском полуострове и в Туве, на Урале и на Камчатке. И может быть, где-то в палатке у костра и рождались идеи и замысла, о которых рассказано в этой книге.

Оглавление

Предисловие автора

Решимость уверенности

В научном споре побеждают все

Итоги споров

Инерция мышления

Первооткрыватель в науке — понятие всегда условное

Наука и практика

Индивидуальность превыше всего

Новые открытия

Исследование никогда не одиноко

Иммунитет наизнанку

Емкость научного термина

Новый термин — сфинксы

Бесстрастная иммунология и темпераментная хирургия

Век пересадки сердца

Взаимосвязь наук

Век космоса

Клуб иммунологов Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg