Нобелевская премия по медицине  1960

Фрэнк Бёрнет
(1899-1985)
За открытие искусственной иммунной толерантности (переносимости)
Биография Фотогалерея





Австралийский иммунолог Фрэнк Макфарлейн Бёрнет родился в Траралгоне (провинция Виктория), в семье менеджера отделения Колониального банка Фрэнка Бёрнета и Хадассы Поллок Бёрнет (Маккей). Макфарлейн был вторым из шести детей. В детстве он увлекался естественными науками и особенно любил собирать жуков. По окончании Джилонг-колледжа Макфарлейн в 1917 г. поступил на медицинское отделение Ормонд-колледжа Мельбурнского университета. В 1922 г. он получил степень бакалавра, а в 1923 г. – медицинский диплом. После этого он продолжил подготовку по патологии в Мельбурнской больнице. С этой больницей была связана вся последующая деятельность Б., хотя много лет он проработал в Мельбурнском университете и в Институте медицинских исследований Уолтера и Элизы Холлов при этом университете.

Приблизительно в то время, когда Б. поступил на работу в институт (1924), он прочитал классическую работу Феликса д'Эрелля по бактериофагам «Бактериофаг: его роль в иммунитете» («Le Bacteriophage: son role dans 1'immunte», 1921). Бактериофаги – это вирусы, поражающие бактерии. Б. особенно заинтересовали экологические и генетические взаимосвязи между этими микроорганизмами и их «хозяевами». В 1926 г. он получил стипендию для медицинских исследований, что дало ему возможность работать в Институте Листера в Лондоне. В 1927 г. он получил докторскую степень в Лондонском университете.

В 1928 г. Б. вернулся в Мельбурн. Сильное влияние на его дальнейшую работу оказала гибель 12 детей, которым была сделана вакцинация против дифтерии. В ходе расследования Б. установил, что смерть детей была вызвана заражением вакцины бактерией Staphylococcus. Его заинтересовал вопрос о том, как организм защищается против подобных инфекций.

Благодаря специальной субсидии для изучения вирусных заболеваний в 1932...1933 гг. Б. продолжал исследования в области вирусов животных в Национальном институте медицинских исследований в Хэмпстеде (Великобритания). В процессе работы он усовершенствовал методики культивирования вирусов в куриных эмбрионах. Вирусы – это паразиты, неспособные существовать вне живых клеток; в то же время клетки млекопитающих трудно выращивать в лабораторных условиях in vitro. Методики Б., позволяющие вирусам размножаться в замкнутой среде (куриных эмбрионах), были наиболее ценными в вирусологии до тех пор, пока Джон Эндерс и его коллеги в 1974 г. не разработали более совершенные методы культивирования клеток.

Успех Б. в культивировании вирусов в куриных эмбрионах объяснялся тем, что куриные эмбрионы не вырабатывают антитела против вирусов и, следовательно, не могут противостоять вирусной инфекции. Антитела были обнаружены в 1890 г. Эмилем фон Берингом, установившим совместно с Паулем Эрлихом и другими коллегами, что в крови могут возникать иммунные реакции на различные вещества, или антигены. Вырабатываемые антитела высоко специфичны; антитела к одному штамму бактерий часто не реагируют с близким штаммом. Так, иммунитет к эпидемическому паротиту не предохраняет от краснухи.

С точки зрения Б., все теории, объясняющие образование антител, можно было разбить на две группы. «Согласно селекционным теориям, – писал он впоследствии, – антиген активизирует уже имеющуюся специфическую реакцию; в соответствии же с инструктивными теориями антиген вызывает формирование новой такой реакции в соответствующих клетках». Эрлих, разработавший первую серьезную теорию иммунитета (селекционную), считал, что антитела представляют собой рецепторы на поверхности клеток; в ответ на связывание с ними антигенов клетки начинают вырабатывать антитела в избытке.

В 30-х гг., после того как Карл Ландштейчер установил, что у мышей могут вырабатываться антитела на самые различные химические вещества, не встречающиеся в естественных условиях, теория Эрлиха и другие селекционные теории были в значительной степени поколеблены. Казалось маловероятным, чтобы у животных могло существовать такое количество специфических преформированных рецепторов к необычным веществам, и поэтому большинство иммунологов стали приверженцами инструктивных теорий. Наиболее серьезной из них была теория, предложенная Лайнусом К. Полингом, предположившим, что антигены захватываются клетками и молекулы антител обволакивают их, образуя тем самым плотно подогнанную специфическую матрицу.

Б. считал, что инструктивные теории не учитывают того, что он называл «ключевой проблемой иммунологии», а именно «как иммунизированные животные отличают введенные им вещества животных другого вида от собственных аналогичных веществ?». С позиций инструктивных теорий, по его мнению, с трудом можно было объяснить такое самораспознавание, т.е. способность организма «узнавать» собственные белки. На основании своих данных о том, что у куриных эмбрионов не вырабатываются антитела к вирусам, он предположил, что животные не вырабатывают антитела ко всем веществам, которые попадают в их организм на ранних стадиях развития, и что такой ранний контакт с антителами играет ключевую роль в самораспознавании и толерантности(переносимости) к собственным веществам.

Б. и его коллеги из Института медицинских исследований пытались выработать искусственную толерантность у цыплят, в течение короткого времени воздействуя на них синтетическими антигенами. Однако эта попытка не увенчалась успехом, т.к. – это выяснилось впоследствии – для формирования длительной толерантности контакт с антигеном также должен быть длительным. В 1953 г. Питер Б. Медавар и его сотрудники добились искусственной толерантности, используя пересаженные органы, и тем самым подтвердили теорию Б.

В 1960 г. Б. и Медавару была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие искусственной иммунной толерантности». Их работа, опровергнувшая инструктивные теории, положила начало развитию современных теорий иммунитета. В Нобелевской лекции «Иммунное самораспознавание» («Immunological Recognition of Self») Б. рассматривал «лишь одну проблему: каким образом организм позвоночных животных отличает «свое» от «чужого» в иммунологическом отношении и как развивается эта способность?» В заключение он сказал, что «единственным возможным подходом к решению данной проблемы являются селекционные теории иммунитета, которые должны разрабатываться на клеточной и, возможно, клональной основе».

Согласно клонально-селекционной теории, разработанной в конце 50-х гг. Б., Дэвидом Талмейджем, Нильсом К. Ерне и Джошуа Ледербергом, у эмбриона содержатся «образцы» тех нескольких десятков, сотен или миллионов антител, которые могут вырабатываться у взрослого животного. Каждая антителопродуцирующая клетка может вырабатывать лишь один тип антител. Во время критического периода внутриутробного развития и на ранних стадиях внеутробной жизни каждая клетка, встречающаяся с антигеном, соответствующим ее специфическому антителу (т.е. «собственным» антигеном), уничтожается или инактивируется. В результате к концу критического периода все клетки, несущие антитела против собственных антигенов организма, удаляются из совокупности антителопродуцирующих клеток.

В 1965 г. Б. вышел на пенсию, но продолжал вести важнейшие исследования в области иммунологии, в частности по проблеме старения, аутоиммунных заболеваний, при которых нарушается толерантность к собственным веществам, и рака. Кроме того, он написал ряд научно-популярных книг по биологии, медицине и природе человека, а также автобиографию под названием «Сменяющиеся картины» («Changing Patterns», 1968).

В 1928 г. Б. женился на австрийской подданной Эдит Линде Дрюс. В семье у них родились сын и две дочери. В 1973 г. его жена умерла, и три года спустя Б. женился на Хейзель Йенкин. Б. скончался от рака в Мельбурне 31 августа 1985 г.

Б. был удостоен Королевской медали (1947) и медали Копли (1959) Лондонского королевского научного общества. В 1947 г. он был избран членом этого общества. В 1951 г. ему был пожалован дворянский титул, а в 1953 г. он стал членом лондонского Королевского колледжа хирургов.