– Гёте
Оглядываясь назад, просто удивительно, сколько же всего мы не знали о своих телах и насколько недавно этого не знали. Мы уже довольно хорошо представляли себе планеты Солнечной системы и состав лунных пород, но при этом не знали, что происходит в нашей собственной кровеносной системе.
Исследование иммунной биологии началось с микроскопа и кучи клеток, выцеженных из крови с помощью фарфорового фильтра. Мы узнали, что красные клетки переносят по организму кислород. Те клетки, которые не были красными, назвали «белыми» – в том же смысле, в котором белым называют вино не красного цвета. Эти белые кровяные тельца иначе называются лейкоцитами. (Греческий корень «лейк-» означает «белый», а «цит-» – «клетка»). Этим термином до сих пор называют все клетки, входящие в иммунную систему.
Изначально считалось, что все иммунные клетки одинаковы. Но понадобилось нечто большее, чем простой микроскоп, чтобы обнаружить, что на самом деле в нашей крови живет целая экзотическая экосистема из специализированных клеток, формирующих элегантную, мощную сеть личной защиты.
Первый аспект иммунной реакции, в котором биологи разобрались еще в девятнадцатом веке, был самым древним и примитивным – защитная система возрастом 500 миллионов лет, которую мы называем «врожденным» иммунитетом1.
Врожденный иммунитет весьма харизматичен и обманчиво прямолинеен. А еще клетки этой иммунной системы достаточно большие, чтобы мы могли видеть в микроскоп, как они передвигаются и едят. Она включает в себя амебообразные клетки, которые умеют протискиваться между клетками организма и патрулируют наш «периметр» (общая наружная и внутренняя поверхность человеческого тела превышает по площади теннисный корт для парной игры), выискивая то, чего в организме быть не должно, и убивая это.
Макрофаги играют роль мусорных ящиков иммунной системы.
Среди этих клеток – маленькие каплевидные умные патрульные под названием дендриты (запомните это название, мы вернемся к ним позже) и похожие на них, но большего размера персонажи, которые называются макрофагами (буквально «большими едоками»). Среди прочего, они играют роль мусорщиков иммунной системы. Они питаются в основном «завершившими карьеру» клетками организма – нормальными клетками, у которых закончился срок годности, после чего они вежливо убили себя. А еще они едят злодеев.
У макрофагов есть врожденное умение распознавать простых незваных гостей. Эти посторонние клетки распознаются как посторонние потому, что выглядят иначе, если точнее, у них другой белковый состав оболочек. Макрофаги находят клетки, которые кажутся им посторонними, хватают и едят их.
Макрофаги еще и сохраняют маленькие кусочки убитых ими непрошеных гостей, делая «фоторобот» для остальной иммунной системы. (Кроме того, недавно было обнаружено, что некоторые клетки врожденного иммунитета – не просто едоки и убийцы: они, похоже, служат мозгом иммунной системы в целом.)
Клетки врожденного иммунитета настроены на распознавание обычных подозреваемых – бактерий, вирусов, грибков и паразитов, которые эволюционировали вместе с нами и от которых нам требуется защита в первую очередь.
Там, где один незваный гость, там их, скорее всего, и много, так что клетки врожденной иммунной системы еще и умеют вызывать местное подкрепление. Они зовут на помощь химическим сигналом – гормоноподобными белками под названием цитокины. Многие цитокины напоминают аварийный радиомаяк с ограниченным диапазоном и временем действия – это позволяет избежать избыточной реакции. Существует много различных цитокинов, передающих самые разные сообщения. Все они начинаются со сложной хореографии цепных защитных реакций в организме.
Результатом становится на удивление сложное химическое взаимодействие, которое запрашивает дополнительное кровоснабжение и просит маленькие кровеносные сосуды (капилляры) стать менее плотными, чтобы жидкость и содержащиеся в ней подкрепления сумели просочиться в образовавшиеся зазоры (мы называем этот процесс воспалением), и даже стимулирует местные нервы, чтобы они передавали дополнительные сигналы «ой!» (чтобы вы обратили внимание на проблему – и, может быть, запомнили, что больше так делать не стоит).
Клетки врожденной иммунной системы умеют бороться сами и могут звать на помощь с помощью химических сигналов – гормоноподобных белков цитокинов.
Именно так выглядит иммунная система почти всех живых существ на планете. Она отлично работает, если необходимо узнавать и убивать обычных виновников заболеваний, давая дешевую и сердитую реакцию, достаточно эффективную, чтобы справиться с большинством незваных гостей всего за несколько дней.
Но у существ, появившихся на древе жизни позже – позвоночных с челюстями, вроде нас, есть еще и дополнительная иммунная армия, которая умеет адаптироваться под новых врагов. Это «адаптивная» иммунная система, которая умеет бороться с необычными виновниками – незваными гостями, с которыми организм еще никогда не встречался, – и запоминать их.
Основные действующие лица в адаптивной иммунной системе – два вида клеток, которые курсируют по нашим кровеносным сосудам, вооруженные характерными инструментами защиты2. Это B– и Т-лимфоциты.
У «позвоночных с челюстями» есть два вида иммунной системы: врожденная, помогающая бороться с вечными врагами, и приобретенная – позволяющая адаптироваться к необычным виновникам.
Болезни эволюционируют и адаптируются. Природа постоянно придумывает новые болезни. B– и Т-лимфоциты – это часть системы, которая адаптируется, чтобы противостоять им. Если говорить конкретно о борьбе с раком, то нас больше всего интересуют Т-лимфоциты. Но вот в деле иммунотерапии рака важную роль играют и B-, и Т-лимфоциты.
* * *
Вакцины – это самая успешная форма иммунотерапии, с которой мы знакомы уже не одно столетие. Их биологический механизм зависит от адаптивной иммунной системы.
Вакцины тренируют клетки иммунной системы на безвредных образцах заболевания, с которым им, возможно, придется столкнуться позже. Это знакомство позволяет иммунной системе подготовить «войска» против всех клеток, достаточно похожих на этот образец. Позже, если в организме появится настоящая болезнь, иммунная армия уже будет ее ожидать3.
В создании иммунитета участвуют и B-, и T-лимфоциты. B-лимфоциты открыли первыми, так что назовем мы их тоже первыми.
Прежде чем выйти в кровеносную систему, эти иммунные клетки развиваются из стволовых клеток костного мозга. B-лимфоциты4 имеют уникальный метод защиты организма от болезнетворных факторов. Они не убивают «вражеские» клетки непосредственно: они представляют собой фабрики, вырабатывающие антитела – липкие, Y-образные молекулы, которые прочно хватаются за чужеродные, «не свои» клетки и помечают их для гибели.
