Занимательная иммунология : манга

Занимательная иммунология

Манга

マンガでわかる
··················································

免疫学

河本宏／著 しおざき忍／作画 ビーコムプラス／制作

О Б Р А З О В А Т Е Л Ь Н А Я  М А Н Г А
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ 
ИММУНОЛОГИЯ

Кавамото Хироси (автор)
Сиодзаки Синобу (художник)

Перевод  Несина А. И.
Научный редактор  Сергеев Ю. О.

                                         

Москва 
ДМК Пресс, 2019

УДК 57
ББК 28
 
К12

 
Кавамото Хироси
К12 Занимательная иммунология / Кавамото Хироси (автор), Сиодзаки Си-
нобу (худож.); пер. А. И. Несина; науч. ред. Ю. О. Сергеев. – М.: ДМК Пресс, 
2019. – 272 с.: ил. – (Серия «Образовательная манга»). 

 
ISBN 978-5-97060-691-9

Иммунология – молодая наука, которая имеет отношение одновременно и к меди-
цине, и к биологии. Из этой манги вы узнаете, откуда берется иммунитет, зачем нужны 
тучные клетки и клетки-киллеры и как нокаутировать ген. Лимфоциты, оказывается, 
похожи на полицейских – они не заходят в дом, пока ничего не случится, а только пат-
рулируют его снаружи. Синус – это не только математическая функция, но и важная 
часть головного мозга.
Издание будет полезно всем, кто интересуется биологией, медициной и тонкими 
настройками человеческого организма.

 
                                                                                                                                       УДК 57

 
                                                                                                                                       ББК 28

Original Japanese edition

Manga de wakaru men'ekigaku (Manga Guide: Immunology)
By Hiroshi Kawamoto (Author), Shinobu Shiozaki (Illustrator) and
Office sawa, Ltd. (Producer)
Published by Ohmsha, Ltd
Russian language edition copyright © 2019 by DMK Press

Все права защищены. Никакая часть этого издания не может быть воспроизведена 
в любой форме или любыми средствами, электронными или механическими, включая 
фотографирование, ксерокопирование или иные средства копирования или сохране-
ния информации, без письменного разрешения издательства.
Книга «Занимательная иммунология» Кавамото Хироси и Сиодзаки Синобу подго-
товлена и издана по договору с Ohmsha Ltd.

ISBN 978-4-274-05009-1 (яп.)     Copyright © 2014 by Hiroshi Kawamoto, and Becom Co., Ltd.
ISBN 978-5-97060-691-9 (рус.)     © Перевод, оформление, издание, ДМК Пресс, 2019

Предисловие
5

Предисловие

О чем вы думаете, когда слышите слово «иммунология»? 
Возможно, у многих в голове сразу возникает образ «медицина» или такие образы, как «инфекционные заболевания, вакцины, аллергии, больницы». Конечно, 
у данной науки есть и подобные аспекты, но в этой книге я хочу показать, что иммунология очень интересна как «биология».
Иммунитет – это механизм защиты организма от болезнетворных организмов – 
патогенов. В процессе иммунного ответа появляются различные клетки, они плодятся, перемещаются, обмениваются информацией, и в целом складывается удивительно великолепная работа.
Комиксы манга – это культура, которой Япония может гордиться. Серия книг издательства Ohmsha «Занимательная наука в комиксах» посвящена различным областям науки, таким как математика, физика, химия, биология и др. Думаю, что именно 
в этой серии удается донести суть сложных дисцип лин простыми словами на простых примерах. Когда ко мне за советом о возможности публикации книги по иммунологии в этой серии обратилось издательство Becom Co., я подумал: «Это отличная возможность привить интерес к иммунологии многим людям».
Тем не менее иммунология считается «особенно сложной» областью фундаментальной медицины и биологии. Трудность ее заключается в том, что существует 
много терминов и концепций, уникальных для иммунологии, таких как «антигенная 
специфичность» и «аутотолерантность». Я много думал о том, как достичь понимания большинства читателей.
Быстрый способ упростить понимание – снизить уровень сложности подаваемой 
информации. 
Однако если понизить этот уровень, основные положения иммунологии будут 
утрачены. Думаю, что в этой книге я смог благодаря формату манги донести идеи 
ясным и понятным образом, не понижая уровень сложности информации. Кроме 
того, надеюсь, что я смог донести новые идеи и исследования в этой области.
К тому же мне самому нравится рисовать комиксы, и сначала, когда я впервые 
услы шал об идее создания этой книги, на мгновение я безрассудно подумал: «Хочу, 
чтобы комикс рисовал тоже я». Однако вскоре я услышал о плане передать создание комикса Сиодзаки Синобу и тут же отказался от попыток рисовать сам, раз уж 
рисование комикса будет в надежных руках такого специалиста. Многие комиксы 
серии «Занимательная наука в комиксах» опираются на любовную линию, но работы Сиодзаки отличаются более тонким вкусом, тяготеют к современности и более 
спокойны, мне это очень импонирует.
Что касается написания сценария, есть разные способы, среди которых возможно 
написать только научную часть, а саму сюжетную линию и создание героев манги 
оставить на откуп редактора или художника. Однако поскольку это интересный 
опыт для меня, я решил сам утвердить персонажей и самостоятельно написать сценарий. Конечно, в ходе этой работы я неоднократно советовался с Симада Эйдзи и 

V

Предисловие

Цугэ Томохико из Becom Co., а после сдачи сценария на этапе его редактирования 
и на этапе создания комикса господином Сиодзаки я вносил разные изменения, 
с тем чтобы точнее передать замысел. Например, персонажи – клетки, духи­хранители лаборатории – это идея редакторов. Мне пришлось много раз встречаться с 
редакторами Симада и Цуге, но каждый раз это была приятная встреча, и мы обменивались мнениями о манге.
В сюжетной линии этой книги отсутствует классический «романтический сценарий», характерный для данной серии книг, вместо этого появляется множество  
различных персонажей. Я не брал никого конкретного в пример при создании персонажей, они являются смесью различных качеств как меня, так и нескольких моих 
знакомых. Сиродзаки смог прекрасно передать суть этих персонажей в своих рисунках.
Кроме того, мы сделали атмосферу лаборатории реалистичной, вполне соответствующей реальной жизни. Хотя довольно часто лекции по иммунологии проводятся на медицинском факультете, существует также множество лабораторий, 
специализирующихся на иммунологии, и на факультетах биологических наук. Сюжет строится на том, что двум студентам 4­го курса предстоит провести выпускные 
исследования и защитить их результаты перед большим количеством слушателей.
Эта книга в основном предназначена для студентов и аспирантов таких факультетов, как медицинский, стоматологический и фармацевтический, естественных, 
агрономических и технических наук. Более того, я думаю, что она может быть использована в качестве материала для обновления знаний о текущих достижениях 
науки и для ученых­иммунологов. Между тем в последнее время учебные пособия 
старших классов средней школы были серьезно пересмотрены, и в курсе «основ 
биологической науки» большое внимание стало уделяться иммунологии. Поэтому 
для учителей мы рекомендуем перед началом преподавания ознакомиться с данной книгой и получить правильное понимание механизмов иммунитета. Не только 
учителя, но и ученики старших классов, я думаю, могут использовать эту книгу в качестве пособия, если будут достаточно усердны и внимательны.
Многие помогали мне в создании данной книги уже с момента появления первых 
набросков. Особую благодарность хочу выразить преподавателю Кацура Есимото 
(почетный профессор Киотского университета), преподавателю Маcуда Кёко 
(Киотс кий университет) и преподавателю Итои Манами (Университет интегративной медицины Мэйдзи), которые неоднократно перечитывали книгу полностью, 
начиная со стадии сценария и заканчивая завершающими версиями, и помогали 
полезными советами. Я также глубоко признателен профессору Такахама Йосуке 
(Токусимский университет), который дал мне ценные советы на этапе утверждения 
названия. Кроме того, было много различных комментариев и советов от аспирантов и секретарей моей лаборатории, чему я очень благодарен.
Я искренне надеюсь, что эта книга будет полезна для популяризации иммунологии.

Кавамото Хироси.
Июнь 2014 г.

Vi

оглавление
7

1

2

3

оглавление

Vii

Глава

Глава

Глава

Пролог ................................................................... 1

Клетки, обеспечивающие иммунные реакции 
(иммунный ответ) ................................................. 5

1.1. Что же такое иммунитет? .......................................................................................10
1.2. Лейкоциты – иммунные клетки ...........................................................................15
1.3. Три системы, защищающие организм ..............................................................17

Повторение  ........................................................................................................................19

 Места, где создаются иммунные клетки; места, где они работают ........................................ 19

Базовые принципы системы приобретенного иммунитета .. 21

2.1. Отличие врожденного и приобретенного иммунитетов ..............................22
2.2. Пять свойств приобретенного иммунитета ......................................................32
2.3. Система распознавания через антитела и рецепторы ..................................38
Подведем итог ..................................................................................................................43
Определения ......................................................................................................................44

Повторение .........................................................................................................................45

 Работа антител ............................................................................................................................................... 45
 Антиген и эпитоп .......................................................................................................................................... 46
 Клонально­селекционная теория Бернета ...................................................................................... 46

Распознавание болезнетворных организмов врожденным 
иммунитетом ..................................................... 47

3.1. Реакция врожденного иммунитета .......................................................................48
3.2. Организация врожденного иммунитета .............................................................52
3.3. Механизм, атакующий болезнетворные организмы .....................................55
3.4. Система распознавания болезнетворного организма  
и подачи сигнала тревоги ...............................................................................60

Предисловие

4

5

6

Viii

Глава

Глава

Глава

3.5. Связующее звено между врожденным и приобретенным  
иммунитетами .....................................................................................................64

Повторение  ........................................................................................................................74

 О системе комплемента ............................................................................................................................ 74
 Интерферон .................................................................................................................................................... 75
 У беспозвоночных животных только врожденный иммунитет .............................................. 75
 Система приобретенного иммунитета у миног .............................................................................. 76

Механизм реакции антиген-антитело ......................... 77

4.1. Участники иммунной реакции ...............................................................................78
4.2. Совместная работа клеток ......................................................................................81
4.3. Система, запускающая производство антител, специфичных  
для конкретного патогена ...............................................................................85

4.4. Механизм клеточного иммунитета ....................................................................89
Подведем итог ..................................................................................................................92

Повторение .........................................................................................................................93

 О молекулах MHC первого и второго классов ................................................................................ 93
 Т­лимфоциты и В­лимфоциты могут взаимодействовать, даже если  
они видят разные части болезнетворного организма .............................................................. 96

 Роль цитокинов и костимулирующих молекул .............................................................................. 97

Формирование иммунологической разнородности, 
а также становление аутотолерантности ...................... 99

5.1. Антигенные рецепторы очень разнообразны .................................................103
5.2. Разнородность и аутотолерантность ................................................................107
5.3. Негативный отбор: аутотолерантность, которая возникает  
в процессе появления клеток ......................................................................109

5 . 4. Позитивный отбор: система выбора работающих клеток .......................114
5 .5. Аутотолерантность, возникающая на периферии ......................................118
Подведем итог ................................................................................................................127
Повторение  ......................................................................................................................128

 Структура Т­клеточных рецепторов и перегруппировка генов ...........................................128
 Строение молекулы антитела и рекомбинация генов ..............................................................129
 Способ передачи стимула для рецептора Т­лимфоцитов .......................................................130
 Разделение на Т­хелперов и Т­киллеров в вилочковой железе ...........................................130
 Путь от гемопоэтических стволовых клеток к Т­лимфоцитам и В­лимфоцитам ...........131
 Натуральные киллеры (NK­клетки) ....................................................................................................132

Система, функционирующая до начала производства  
антител ...........................................................135

6.1. Поток лимфатической жидкости ......................................................................138
6.2. Расположение лимфоузлов, селезенки и пейеровой бляшки ................140

Предисловие
9

7

8

IX

Глава

Глава

6.3. Рециркуляция лимфоцитов .................................................................................143
6.4. Строение лимфоузла ............................................................................................144
6.5. Смена класса ............................................................................................................146
6.6. Созревание аффинности - улучшение качества антител ..........................148

Повторение  ......................................................................................................................150

 Механизм иммунной памяти ................................................................................................................150
 Механизм миграции лимфоцитов  .....................................................................................................151
 Механизм созревания аффинности ...................................................................................................153
 Строение селезенки ..................................................................................................................................157
 Функции каждого класса иммуноглобулина и их распространение  
в организме ..................................................................................................................................................157

 Система переключения классов .........................................................................................................158
 Антитела, получаемые без помощи Т­клеток ................................................................................159

Инфекционные заболевания и специализация иммунных 
клеток ............................................................ 161

7.1. Виды инфекционных заболеваний ...................................................................165
7.2. Специализация Т-хелперов ...............................................................................171

Повторение  ......................................................................................................................182

 Цитокины определяют тип клеток .....................................................................................................182
 Недавно обнаруженные естественные лимфоциты ..................................................................184
 Восприимчивость к инфекции .............................................................................................................185
 γδ T­лимфоциты и натуральные киллеры Т­клетки (NКТ) ........................................................188
 Вакцины ..........................................................................................................................................................189
 Иммунитет кишечника .............................................................................................................................189

Иммунитет против рака ........................................ 191

8.1. Что такое рак? ..........................................................................................................194
8.2. Иммунитет не борется с раковыми клетками ................................................196
8.3. Возникает иммунная реакция против рака,  
но она подавляется ..........................................................................................198

Повторение  ......................................................................................................................203

 Иммунитет способен убивать раковые клетки.............................................................................203
 Другие методы лечения иммунными клетками ...........................................................................205

Предисловие

9

10

Глава

X

Глава

Аллергии и аутоиммунные заболевания ..................... 207

9.1. Что такое аллергия? ..............................................................................................211
9.2. Механизм начала аллергии ................................................................................216
9.3. Что такое аутоиммунное заболевание? ...........................................................220
9.4. Механизм возникновения аутоиммунных заболеваний ............................223
9.5. Типы аутоиммунных заболеваний...................................................................225

Повторение  ......................................................................................................................229

 Классический метод классификации аллергии ...........................................................................229
 Верна ли гипотеза о гигиене? ...............................................................................................................230
 Анафилаксия ................................................................................................................................................230
 Лечение аллергии ......................................................................................................................................231
 Другие аутоиммунные заболевания .................................................................................................231
 Лечение аутоиммунных заболеваний ..............................................................................................232
 Воспалительные заболевания, не считающиеся аутоиммунными ......................................232
 Корреляция между аутоиммунным заболеванием и типом HLA .........................................232

Трансплантология, регенеративная медицина  
и иммунитет .....................................................233

10.1. Основной принцип трансплантационного иммунитета ...........................235
10.2. Трансплантированные Т-лимфоциты атакуют реципиента .................238
10.3. Минорные антигены ...........................................................................................239
10. 4. Что такое регенеративная медицина? ...........................................................240
10.5. Появление iPS-клеток ........................................................................................242
10.6. Идея банка iPS-клеток основана на правилах  
трансплантации ................................................................................................245

Повторение  ......................................................................................................................248

 Краткое описание иммунного ответа на трансплантацию .....................................................248
 Проблемы индуцированных плюрипотентных стволовых клеток .....................................248
 Применение метода клеток iPS для иммунотерапии рака......................................................249

Эпилог ................................................................. 251

Особый указатель: клетки, появившиеся на страницах  
данной книги .......................................................... 255

Алфавитный указатель ............................................... 257

Миэдзи Тадахито
Кафедра биологии факультета 
естественных наук, 3-й курс

Университет  
Дзёхоку

Ничего себе!

 значит, ты будешь

  в лаборатории 

 преподавателя 

  Такахара?

Куми, что ты 

в итоге решила 

делать? Работу 

будешь искать?

Да, в итоге решила 

попробовать 

искать работу.  

Если получится, то 

в журналистике!

А ты-то решил 

остаться в 

университете?

Да, я 

собираюсь 

остаться.

долго думал 

и решил 

остановиться 

на иммунологии.

   Да, и 
в какую же 
лабораторию 
ты пойдешь?

Судзунами Куми
Кафедра биологии факультета 
естественных наук, 3-й курс

Думаю сдавать 

экзамен для 

поступления 

в магистратуру.

Пролог

Пролог

Как удивительно, я 
совсем недавно как 
раз интересовалась 
тем, что такое
  иммунология.

с-слушай, 
Тада...
(сокращение 
от имени)

А можно я 
тогда тоже 
попробую?

Как хорошо, что 
я буду с тобой 
вместе. Тогда 
ты сможешь 
мне помогать 
с учебой!

У-ух

...среди лауреатов 

нобелевской Премии 

По биологии и медицине 
огромное количество 
иммунологов!!

хрусть

хрусть

что-о!?

как так? 

ты же только 
что говорила, 
что никак 
не можешь 
решить...

К тому же во 
время поиска 
работы много 
всего изучала 
и заметила, что...

ну как бы это 
вовсе не значит, 
что ты сможешь 
туда попасть.

только что 
решила!!

Пролог
3

Как-то клетки 
по-разному 
взаимодействуют 
между собой. не могу 
четко выразить, но по 
ощущениям, что-то сильно 
отличает иммунологию от 
других сфер...

Поэтому мне это 
и интересно… 
Но иммунология 
кажется такой  
сложной. Никак 
 не могу решиться...

А, вот оно как. 
А не из-за 
того ли, что 
преподаватель 
Токуи слывет 
красавицей?

Почему же 
тогда ты выбрал 
иммунологию?

О,
поклонница...

как ты можешь 
говорить такое?!
 Я тоже 
осознанно 
выбрала 
иммунологию.

Ну, как сказать... 

Иммунология, 
конечно, 
относится 
к медицине,

Я, между Прочим, 
мечтаю стать 
автором научно-

ПоПулЯрных статей!

Что? Ааа…
Действительно, такая 
слава за ней есть…
Но я на таких 
причинах свой выбор 
не основываю. 
Я же не ты, Куми.

но больше похожа 
на биологию, что ли.

Вот этим и кажется 
интересной,  
понимаешь?

хи-
хи-
хи

Пролог

Кстати, если уж 
вспоминать, уроки 
учителя Такахара 
были очень  
интересные.

Как бы там ни было, 

давай вместе пойдем 

на первую встречу 

с преподавателем, 

может, оба попадем 

на курс профессора 

Такахара.

Это может 
быть непросто.

Очень 
прошу!

Действительно, 
уроки были 
интересные, но 
ходят слухи, что 
он - человек со 
странностями.

Да-да, 
я понял...

Спасибо, 
Тада!

Как оптимис тично она 
настроена...

Говорят, что к 
студентам он 
крайне хорошо 
относится…

…И что он крутой, 
несмотря на внешний 
вид.