Kapitel III.
Immunität. – Natürliche Immunität durch Überstehen einer Infektionskrankheit. – »Spezifität« des Zustandes. – Künstliche Immunisierung gegen Pocken. – Immunisierung mit Hilfe abgeschwächter lebender Krankheitserreger. – Immunisierung mittels abgetöteter Reinkulturen von Krankheitserregern. – Behrings Entdeckung der Antitoxine im Serum immunisierter Tiere. – Antibakterielle Immunsubstanzen. – Serodiagnostik. – Immunreaktionen nach parenteraler Einverleibung von Fremdeiweiß.
Es ist eine allgemein bekannte Erfahrungstatsache, daß das einmalige Überstehen mancher ansteckenden Krankheiten gegen eine zweite gleichartige Infektion dauernd oder vorübergehend Schutz verleiht. Dieser Schutz, den man mit dem wissenschaftlichen Ausdruck als Immunität bezeichnet, erstreckt sich nur auf diese einzige Infektionskrankheit, durchaus nicht auf mehrere oder gar auf alle: die Immunität ist eine »spezifische«, nur gegen die überstandene Krankheit gerichtete. Auch ist es geboten, gleich an dieser Stelle zu betonen, daß durchaus nicht alle Infektionskrankheiten nach ihrer einmaligen Überwindung dauernd Immunität hinterlassen, und ferner, daß wir bei den chronischen Infektionsleiden (Tuberkulose, Syphilis) von vornherein auf ganz andere Verhältnisse rechnen müssen, als bei den akuten.
Die rein empirische Kenntnis vom Zustandekommen von Immunität nach einzelnen, bestimmten Infektionen ist sehr alt, und wohl fast ebenso alt ist das Bestreben, die Vorteile dieses eigentümlichen Zustandes der Menschheit nutzbar zu machen, mit anderen Worten: auf allerlei Weise absichtlich, künstlich zu »immunisieren«.
Den Chinesen soll es schon im 11. und 12. Jahrhundert n. Chr. bekannt gewesen sein, daß das einmalige Überstehen der echten oder schwarzen Pocken sicheren Schutz gegen eine nochmalige Erkrankung an dieser so außerordentlich gefährlichen Krankheit verleiht. Im Anfange des 18. Jahrhunderts machten sich diese Erfahrungen westasiatische Völker zunutze, um ein allerdings höchst primitives Schutzimpfungsverfahren darauf zu gründen: sie übertrugen absichtlich etwas von dem Pustelinhalt Pockenkranker und damit die Krankheit selbst auf Gesunde, um ihnen so durch das Überstehen der Krankheit für ihr weiteres Leben Immunität dagegen zu verschaffen. Die Gefährlichkeit des Verfahrens stand nun freilich in einem peinlichen Mißverhältnis zu dem beabsichtigten Erfolge, denn die Gewißheit, bei einer späteren Epidemie verschont zu bleiben, war mit einer unter Umständen schweren Erkrankung, die selbst mit dem Tode endigen konnte, zu teuer bezahlt.
Wenn man auch heute noch gelegentlich den Rat erteilen hört, Kinder beispielsweise während einer leichten Scharlachepidemie absichtlich der Ansteckungsgefahr auszusetzen, damit sie durch Überstehen des leichten Scharlachs vor einer Erkrankung gelegentlich einer etwaigen späteren schweren Epidemie gesichert werden, so ist dies ebenfalls nicht zu billigen. Denn auch für den Scharlach gilt, was für die Pocken gesagt wurde; man kann den Verlauf eines einzelnen Krankheitsfalles nicht sicher genug vorhersagen und soll deshalb solche gefährlichen Experimente vermeiden.
Die erste selbstverständliche Anforderung, die an ein künstliches Immunisierungsverfahren eben gestellt werden muß, ist die, daß es möglichst ungefährlich für den Behandelten ist; das klassische Beispiel für ein solches Verfahren stellt die durch den englischen Arzt Jenner eingeführte Schutzpockenimpfung dar, die in den 100 Jahren seit ihrer Begründung die Kulturmenschheit vor unabsehbaren Verlusten an Menschenleben bewahrt hat.
Schon vor Jenner hatte man in England und auch in Deutschland[7] beobachtet, daß Menschen, die sich durch den Umgang mit kuhpockenkrankem Rindvieh die stets nur leicht verlaufenden »Kuhpocken« zugezogen hatten, später bei Epidemien der echten Pocken ebenso regelmäßig von der Krankheit verschont wurden wie diejenigen, die die echten Pocken schon einmal überstanden hatten. Auf diese Beobachtung gründete Jenner sein Verfahren, das der heutigen Schutzimpfung im wesentlichen noch zugrunde liegt: er impfte absichtlich Gesunde mit dem Inhalt von Kuhpockenpusteln; an der Stelle der Impfung entstanden ähnliche Pusteln, die, ohne schwere Krankheitserscheinungen zu verursachen, wieder abheilten. Das Überstehen dieser harmlosen lokalen Erkrankung machte den Geimpften immun gegen die Infektion mit echten Pocken. Man stellte später fest, daß nach Übertragung von Pustelinhalt eines echten Blatternfalles von Menschen auf Kälber bei den Tieren Pusteln entstanden, deren Inhalt, auf den Menschen übertragen, wiederum nur die harmlose Form der Erkrankung hervorrief. Die Erklärung, die wir nach unseren heutigen Kenntnissen über die Eigentümlichkeit der pathogenen Mikroorganismen für diese merkwürdige Tatsache geben können, ist folgende: Der Erreger der Pockenkrankheit besitzt für den Menschen eine sehr hochgradige Virulenz, büßt diese aber im Körper des Rindes größtenteils ein, so daß er, nach der »Passage« durch das Rind wieder auf den Menschen übertragen, nur noch eine harmlose lokale Erkrankung auszulösen vermag. Das Überstehen dieser geringfügigen Krankheit hinterläßt Immunität gegen den Pockenerreger auch in seiner virulenten Form.
Man kann einen eigentümlichen Zufall darin sehen, daß gerade der Erreger der Pockenkrankheit, den man seit 100 Jahren zu zähmen gelernt hat, noch heute nicht entdeckt ist, während gleich wirksame Schutzimpfungsverfahren wie das Jennersche gegen die Mehrzahl derjenigen bakteriellen Krankheitserreger, die wir schon seit Jahrzehnten in Reinkulturen besitzen, noch nicht gefunden worden sind.
Alsbald nach den grundlegenden Entdeckungen der modernen Bakteriologie, insbesondere nach der Reinzüchtung der pathogenen Bakterienarten, bemühte sich die Forschung, Immunisierungsmethoden auszuarbeiten, die zunächst im wesentlichen darauf ausgingen, Reinkulturen, die man auf sehr verschiedene Weise in ihrer Virulenz abgeschwächt hatte, als Impfstoffe zu verwenden. Die ersten wichtigen Versuche in dieser Richtung stammen von dem berühmten Franzosen Louis Pasteur, der eine ganze Reihe von Methoden ersann, um Reinkulturen in ihrer Virulenz abzuschwächen. Das größte Aufsehen erregten seine gelungenen Versuche, Rinder und Schafe gegen die für sie so außerordentlich gefährliche Milzbrandseuche zu impfen. Als Impfstoff verwandte Pasteur lebende Milzbrandkulturen, die ihrer Virulenz dadurch teilweise beraubt waren, daß sie unter bestimmten Bedingungen bei Temperaturen gezüchtet worden waren, die um einige Grade über der Körpertemperatur lagen. Es war Pasteur gelungen, nachzuweisen, daß man durch dieses einfache Mittel Reinkulturen ihrer Virulenz nach und nach immer mehr berauben kann. Das wichtigste war aber, daß bei geeigneter Anwendung diese »avirulenten« Kulturen zur Schutzimpfung verwendbar waren. Der Erfolg derartiger Milzbrand-Schutzimpfungen nach Pasteur ist zwar nicht ganz von der gleichen verblüffenden Sicherheit wie der der Pockenimpfung beim Menschen, aber das Verfahren hat ganz außerordentlich viel zur Eindämmung der Milzbrandseuche beigetragen und damit einerseits unmittelbar großen wirtschaftlichen Schaden verhütet, andererseits mittelbar segensreich gewirkt. Zunächst verringerte es in hohem Maße die Gefahr des Menschen, an Milzbrand zu erkranken. Des weiteren hatte aber der offenbare, großartige Erfolg Pasteurs die wichtige Folge, daß das Interesse weiter Kreise auf die Immunitätsforschung gelenkt wurde.
Noch ein anderes Beispiel eines Schutzverfahrens, das auf der Einbringung abgeschwächter Krankheitserreger beruht, mag erwähnt werden. Auch seine Erfindung verdankt die Menschheit Pasteur; es ist die Wutschutzimpfung, wohl die populärste unter den Entdeckungen des großen französischen Forschers. Wir besitzen heute ebensowenig wie zu Pasteurs Zeiten Reinkulturen von dem Erreger der Lyssa, jener heute recht seltenen, durch den Biß von tollen Hunden oder anderen Tieren übertragbaren, fürchterlichen Krankheit. Man weiß aber, daß der Krankheitserreger in großen Mengen im Rückenmark der an Wut gestorbenen Tiere vorhanden ist, und so stellt denn ein solches, sogleich nach dem Tode unter Vermeidung jeder Verunreinigung entnommene Rückenmark eine Art von Reinkultur des Erregers dar. Die Abschwächung dieser »Reinkultur« der Keime erreichte Pasteur in diesem Falle durch Eintrocknen – nachdem er festgestellt hatte, daß die Abnahme der Virulenz mit dem Grade der Eintrocknung eine gewisse Übereinstimmung zeigt. Das noch heute gebräuchliche Schutzverfahren besteht darin, daß man Aufschwemmungen des Rückenmarks wutkranker Tiere den zu Schützenden unter die Haut spritzt und zwar beginnt man mit Injektionen sehr stark durch Eintrocknung abgeschwächten Materials und geht dann bei den weiteren, in bestimmten Abständen aufeinander folgenden Injektionen allmählich zu immer frischerem, d. h. also auch immer weniger abgeschwächtem Material über, bis schließlich Emulsionen vom Rückenmark eines vor ganz kurzem an Wut verstorbenen Tieres eingespritzt werden. Das ganze Verfahren nimmt Wochen in Anspruch und ist unter Umständen auch nicht unbeschwerlich, doch kommt das im Vergleich mit der drohenden Gefahr und den großen Erfolgen der Behandlung gar nicht in Betracht.
Noch ein letztes Beispiel für die Verwendung lebender, aber »avirulenter« Krankheitskeime zur Immunisierung mag erwähnt werden. Kolle und Strong haben vor wenigen Jahren angegeben, daß man dem Menschen Immunität gegen die Pest verleihen kann, indem man ihm kleine Mengen lebender Reinkulturen von Pestbakterien, die ihre Virulenz durch jahrelanges Fortzüchten im Laboratorium verloren haben, unter die Haut spritzt.
Während allen bisher besprochenen Methoden die Einimpfung lebender, aber abgeschwächter Krankheitserreger gemeinsam war, geht man bei anderen Verfahren von abgetöteten Reinkulturen aus. Meistens erfolgt diese Abtötung durch Erhitzung auf etwa 60–70°; im einzelnen richtet sich das Verfahren nach den Eigenschaften des jeweils in Betracht kommenden Keimes. In großem Umfange sind Versuche mit derartigen Impfverfahren besonders von dem russischen Arzt Haffkine in Vorderindien angestellt worden, und zwar handelt es sich hauptsächlich um Versuche, der Pest und der Cholera durch Schutzimpfungen entgegenzutreten.
Daß das Haffkinesche und ähnliche andere Verfahren von recht beträchtlichem Erfolg begleitet sind, wenn sie auch keinen absoluten Schutz verleihen, geht aus einem großen Beobachtungsmaterial hervor. Ob sie zur Eindämmung der Pest als Seuche wesentlich beizutragen vermögen, das erscheint recht fraglich, daran sind aber nicht die Verfahren als solche, daran ist in erster Linie der niedrige Kulturzustand und die Indolenz und Unsauberkeit der eingeborenen indischen Bevölkerung schuld.
Bei allen den besprochenen Immunisierungs-Methoden geht man von der Absicht aus, eine Reaktion seitens des Organismus auszulösen, deren Endziel seine Festigung gegen den betreffenden Krankheitserreger ist. Welcher Art aber diese Reaktion sei, davon hatte man keinerlei genaue Vorstellung vor den außerordentlich wichtigen Entdeckungen von Behrings zu Beginn der neunziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts. Mit diesen Entdeckungen beginnt die moderne wissenschaftliche Immunitätsforschung recht eigentlich erst, ein Sondergebiet der Forschung, das im Laufe von nur 20 Jahren eminent wertvolle Ergebnisse in theoretischer wie praktischer Beziehung gezeitigt hat. Um wenigstens die Grundbegriffe der Immunitätslehre zu verstehen, müssen wir auf die ersten Beobachtungen von Behrings genauer eingehen.
Vor allem müssen wir nachtragen, daß vollkommen analoge Zustände von Immunität, wie man sie nach dem Überstehen einer bestimmten Infektionskrankheit seit langem kennt, auch beobachtet werden nach Überstehen von Vergiftungen bestimmter Art. Auch dies ist längst bekannt gewesen, ehe von einer wissenschaftlichen Immunitätsforschung die Rede war, und künstliche Immunisierungsmethoden sind beispielsweise von Schlangenbändigern auf Grund richtiger Beobachtungen und Erfahrungen schon lange geübt worden. Die ersten Grundlagen der Festigungsmethoden bestanden auch hier wohl in der Feststellung, daß das Überstehen eines Schlangenbisses gegen die Folgen späterer Bisse festige. Jedenfalls wird berichtet, daß sich Schlangenbändiger wiederholt absichtlich von Giftschlangen beißen lassen, um ihre Immunität gegen deren Gifte zu steigern resp. zu erhalten. Der Körper besitzt nun diese Fähigkeit, durch Überstehen einer Vergiftung gegen das betreffende Gift immun zu werden, keineswegs gegenüber allen Giften, sondern nur gegenüber einer ganz bestimmten Gruppe von Giften, zu denen außer den Schlangengiften noch einige tierische und pflanzliche Gifte und darunter, was in diesem Zusammenhange am wichtigsten ist, auch die Bakterientoxine gehören. Allen diesen Substanzen gemeinsam ist eine sehr verwickelte, bisher noch nicht aufgeklärte chemische Konstitution.
Von Behring und Wernicke gelang es nun zunächst, bei Versuchstieren durch subkutane Injektion von Diphtherietoxinen eine Immunität gegen deren giftige Wirkung zu erzielen, die sich bei geeignetem Vorgehen so sehr steigern ließ, daß die vorbehandelten Tiere die vielfachen Mengen der für unvorbehandelte (Kontrolltiere) sicher tödlich wirkenden Toxindosis ohne Nachteil ertragen konnten. Von Behring und Wernicke gelang es weiter, die grundlegende Tatsache festzustellen, daß das Blut, insbesondere das Blutserum solcher giftfest gemachter (toxinimmuner) Tiere die merkwürdige Eigenschaft gewonnen hatte, die giftige Wirkung einer Toxinlösung, mit der es gemischt wird, aufzuheben, zu »neutralisieren«, eine Fähigkeit, die dem Serum normaler (unvorbehandelter) Tiere fehlt: Injiziert man einem empfänglichen Versuchstiere eine Toxindosis von bekannter hoher Wirksamkeit, einem anderen Tiere unter sonst ganz gleichen Bedingungen die gleiche Dosis, aber vermischt mit einer kleinen Menge des Blutserums eines immunisierten Tieres, so wird das erste Tier schwer erkranken oder gar sterben, das zweite dagegen den Eingriff ohne Schaden ertragen. Es zeigte sich bei der weiteren Verfolgung dieser außerordentlich bedeutsamen Tatsache, daß man unter Umständen ein unvorbehandeltes Tier durch Einspritzung von Serum eines Immuntieres auch gegen eine nachfolgende Injektion von Toxinen schützen kann, und daß man umgekehrt auch ein unvorbehandeltes Tier, dem man eine tödliche Toxindosis allein injiziert hat, durch eine nachträgliche Einspritzung von Immunserum noch zu retten vermag. Von Behring erklärte sich diese merkwürdigen Tatsachen durch die anfänglich viel umstrittene, bald aber in ihren wesentlichen Teilen allgemein anerkannte Annahme, daß in dem Blutserum der mit Toxinen in geeigneter Weise vorbehandelten Tiere besondere Substanzen auftreten, die die Toxine zu neutralisieren vermögen, Substanzen, die er als »Antitoxine« bezeichnete.
In welcher Weise die Neutralisation der Toxine durch die Antitoxine vor sich geht, diese schwierige Frage ist Gegenstand scharfsinnigster Untersuchungen gewesen, und völlige Einigkeit darüber besteht auch heute noch nicht. Als durchaus gesichert kann nur die Anschauung gelten, daß die Neutralisation der Toxine durch die Antitoxine auf einer unmittelbaren Einwirkung beider Substanzen aufeinander, u. z. auf einer Bindung, beruht; welcher Art diese Bindung ist, darüber gehen die Meinungen auch heute noch auseinander. Es ist anzunehmen, daß in verschiedenen Fällen etwas verschiedene Vorgänge sich abspielen. In diese höchst verwickelten Verhältnisse einzudringen, können wir hier gar nicht versuchen; die große Schwierigkeit, die sich der Forschung vorläufig noch unüberwindlich in den Weg stellt, ist der Mangel exakter Kenntnisse über die chemische Konstitution der Toxine sowohl wie auch der Antitoxine. Daß es trotzdem gelungen ist, ziemlich genaue Vorstellungen über Bau, Wesen und Wirkungsweise dieser Substanzen zu gewinnen, ist in erster Linie biologischen Forschungsmethoden, d. h. vorwiegend Tierexperimenten, zu verdanken, um deren Ausgestaltung und Ausnutzung sich vor allen der deutsche Gelehrte Paul Ehrlich unvergängliche Verdienste erworben hat.
Die genauere Erforschung der Antitoxine zeigte zunächst, daß diese Substanzen die Eigenschaft der Spezifität in ausgesprochenem Maße besitzen: Diphtherie-Antitoxine vermögen ausschließlich nur die Toxine der Diphtheriebazillen, nicht aber diejenigen anderer Bakterien zu neutralisieren. Diese Tatsache kann uns nicht überraschen, steht sie doch im besten Einklang mit unserer Erfahrung von der Spezifität der Immunitätszustände überhaupt. Ja, wir werden umgekehrt uns darüber Rechenschaft ablegen müssen, daß die Anerkennung der Bedeutung der neu entdeckten Substanzen für die Immunität den Nachweis ihrer spezifischen Natur geradezu zur Voraussetzung hatte.
Der Entdeckung der Antitoxine folgte bald Schlag auf Schlag diejenige anderer spezifischer »Antikörper« oder »Immunsubstanzen« im Serum von Tieren, die nicht gegen Toxine, sondern gegen pathogene Bakterien – durch Injektion abgeschwächter lebender Keime oder durch Einverleibung abgetöteter Reinkulturen – immunisiert waren. Bei derartigen Immunisierungsprozessen gewinnt – mit anderen Worten – das Serum mannigfaltige, streng spezifisch nur gegen die zur Vorbehandlung verwandte Bakterienart gerichtete Eigenschaften bzw. Fähigkeiten, die man auf verschiedene Arten von »Antikörpern« oder »Immunsubstanzen« zurückführt. Voraussetzung für den Eintritt aller dieser spezifischen Reaktionen ist – im allgemeinen –, daß das zum Zwecke der Immunisierung einverleibte Material durch Injektion direkt in die Gewebe des Körpers oder in die Blutbahn gelangt, nicht aber auf dem nächstliegenden Wege: durch Fütterung.[8] Durch den Verdauungsvorgang werden nämlich die einverleibten Toxine oder bakteriellen Substanzen anderer Art in einfachere Verbindungen zerlegt (abgebaut), und diesen einfacheren Körpern geht die Eigenschaft ab, die Antikörperproduktion zu verursachen.
Die antibakteriellen Immunsubstanzen sind mannigfaltiger Art, und es ist heute noch keineswegs Einigkeit über ihre Bedeutung für die Heilung der Infektionskrankheiten erzielt.
Der bekannte Münchener Hygieniker Gruber entdeckte anfangs der 90er Jahre die sogenannten »Agglutinine«, Serumsubstanzen, die die Eigentümlichkeit haben, auf Bakterien der zur Vorbehandlung verwandten Art zusammenballend zu wirken. Der Vorgang der Agglutination läßt sich sehr leicht unmittelbar beobachten, wenn man z. B. zu einer Reinkultur von Typhusbazillen in Nährbouillon eine Spur eines »Typhusimmunserum«, d. h. Serum eines gegen Typhusbazillen immunisierten Tieres, zusetzt: die Typhusbazillen, die vorher dank ihrer sehr lebhaften Beweglichkeit nach allen Richtungen hin durch die Flüssigkeit hin und her schossen und sich in ganz gleichmäßiger Weise darin verteilten, verlieren kurze Zeit nach dem Serumzusatz ihre Beweglichkeit und werden allmählich zu kleinen, dann zu immer größeren Häufchen miteinander verklebt. Man kann diesen Vorgang sehr gut unter dem Mikroskop beobachten, die Häufchen werden aber schließlich in manchen Fällen, so z. B. gerade in dem hier gewählten der Agglutination von Typhusbazillen, so groß, daß man sie ganz gut mit bloßem Auge wahrnehmen kann. Die Erscheinung ist, wie schon betont wurde, streng spezifischer Natur: setzen wir die gleiche kleine Menge Typhusimmunserum unter sonst ganz gleichen Bedingungen z. B. zu einer Cholerabazillenkultur, so bleibt das Agglutinationsphänomen aus.
Typhusagglutinine finden sich nun nicht nur im Serum künstlich gegen Typhusbazillen immunisierter Versuchstiere, sondern auch im Blute von Menschen, die eine Typhuserkrankung durchgemacht haben oder noch durchmachen. Mit anderen Worten: wir beobachten das Auftreten von Antikörpern auch bei dem natürlichen Ablauf von bakteriellen Infektionskrankheiten, nach deren Überstehen Immunität zurückbleibt, und wir sehen hierin eine Stütze der Anschauung, daß das Auftreten dieser Substanzen im Serum in einem sehr nahen Zusammenhang mit der Entstehung der Immunität steht. Andererseits dürfen wir uns diesen Zusammenhang nun nicht gar zu eng und einfach vorstellen; vor allem müssen wir sogleich dem naheliegenden Irrtum entgegentreten, daß das Auftreten von Antikörpern im Blute nun in jedem Falle die Heilung der Krankheit bedeute. Dies ist keineswegs der Fall. Ob die »Agglutinine« überhaupt irgendeine unmittelbare Bedeutung für die Heilung des Typhus oder einer anderen bakteriellen Infektion haben, das wissen wir nicht; es ist aber sehr unwahrscheinlich. Mittelbar sind sie von großer praktischer Bedeutung geworden, wie wir später noch genauer zu erörtern haben werden.
Mit sehr viel größerer Wahrscheinlichkeit kommt eine unmittelbare Bedeutung für Heilung und Immunität gewissen anderen antibakteriellen Immunsubstanzen zu, den sogenannten bakteriolytischen (d. h. Bakterien auflösenden) oder bakteriziden (d. h. Bakterien tötenden) Serumstoffen.
Der deutsche Bakteriologe und Hygieniker R. Pfeiffer entdeckte, daß das Blutserum von Tieren, die gegen gewisse pathogene Bakterien – vor allem z. B. gegen Choleravibrionen, oder gegen Typhusbazillen – immunisiert worden waren, in außerordentlich hohem Grade bakterienfeindliche Eigenschaften von strengster Spezifität gewonnen hatte. Eine gewisse bakterienfeindliche Wirksamkeit kommt, wie wir oben sahen, unter Umständen schon dem Serum normaler Tiere zu; aber die von Pfeiffer entdeckten Immunsubstanzen sind so außerordentlich viel stärker wirksam als dieses, daß man selbst mit mehrhundertfach, ja gelegentlich mit mehrtausendfach verdünnten »Immunseris« noch Abtötung der zur Vorbehandlung der serumliefernden Tiere benutzten Bakterienart erzielen kann.
Auf den komplizierten Mechanismus der Wirkung derartiger Antikörper, der durch die Forschungen Pfeiffers, Ehrlichs, Bordets und anderer Gelehrter aufgeklärt wurde, kann hier nicht näher eingegangen werden.
Mit wenigen Worten soll aber auf die Wirkungsweise und Bedeutung anderer Serumsubstanzen eingegangen werden, die in letzter Zeit nicht nur in Tagesblättern viel besprochen worden sind, sondern sogar den Weg auf die Bühne gefunden haben, die sog. »Opsonine« des englischen Arztes A. E. Wright:
Wenn man im Reagenzglase eine Aufschwemmung pathogener Bakterien und eine solche von lebenden weißen Blutkörperchen – diese letzteren kann man aus dem frisch entnommenen Blute gewinnen – mischt, so beobachtet man entweder gar keine oder eine geringe, nur selten eine lebhafte Phagocytose (s. Kap. II) der Keime durch die tierischen Zellen. Setzt man aber dem Gemisch eine kleine Menge frischen Blutserums zu, so wird die Phagocytose lebhafter. Man hat nachweisen können, daß diese Steigerung der Phagocytose auf einer Veränderung der Bakterien durch gewisse Serumsubstanzen beruht, die Wright als Opsonine bezeichnet hat. Der Gehalt verschiedener Sera an solchen Opsoninen ist nun verschieden; er läßt sich mit Hilfe komplizierter Methoden einigermaßen sicher bestimmen, und nach Wright soll dieser Opsoningehalt des Serums eines Kranken von großer Wichtigkeit für den Krankheitsverlauf sein. Das Bestreben des Arztes muß deshalb nach seiner Ansicht dahin gehen, bei Infektion durch ein bestimmtes Bakterium den Gehalt des Blutserums des Patienten an Opsoninen für diese Bakterienart zu steigern. Wright strebt dies Ziel durch Injektion kleinster Mengen abgetöteter Reinkulturen des Krankheitserregers an, also auf dem Wege der aktiven Immunisierung oder, wie er sich ausdrückt, durch »Vakzination«. Er hat mit seinem Behandlungsverfahren auch bei einzelnen bakteriellen Infektionskrankheiten zweifellose Erfolge erzielt, doch steht man in Deutschland einer ausgedehnten Anwendung seiner Methode heute noch skeptischer gegenüber als in seiner Heimat.
Die analoge, die Phagocytose fördernde Wirkung wie die Opsonine besitzen in besonders hohem Maße auch Immunsubstanzen, die im Serum vorbehandelter Tiere auftreten, sogenannte bakteriotrope Substanzen, die zuerst von Denys, später besonders von Neufeld studiert worden sind. Ihre Bedeutung für die Wirkung spezifisch antibakterieller Sera ist noch etwas umstritten.
Von praktischer Bedeutung ist es, daß auch »antibakterielle« Sera – ebenso wie antitoxische – als Heilsera zu wirken vermögen. Wenn man z. B. gleichzeitig mit (oder vor) oder kurz nach der Injektion von Typhusbazillen in tödlicher Dosis einem Versuchstier eine geeignete, sehr kleine Menge spezifischen Antityphusserums (von einem immunisierten Tiere) einspritzt, so wird es durch die Wirkung der übertragenen Antikörper gerettet. Von größter Bedeutung für die Verwertbarkeit der Heilsera ist die Tatsache, daß diese sich unter geeigneten Bedingungen relativ lange Zeit aufheben (konservieren) lassen, ohne ihre Wirksamkeit einzubüßen. Die Aufbewahrung erfolgt entweder im ursprünglichen flüssigen Zustand – meist nach Zusatz kleiner Mengen einer antiseptischen Substanz (z. B. Karbolsäure), der die Entwickelung von Keimen aller Art verhindert, oder auch in getrocknetem Zustand.
Man könnte meinen, durch die Entdeckung der Serum-Antikörper sei den bakteriellen Infektionen der Stachel genommen: man brauche nur durch Injektion von abgetöteten oder abgeschwächten Reinkulturen eines Krankheitserregers eine spezifische Immunität bei Tieren zu erzeugen; dann habe man in deren Blutserum die »Antikörper«, deren Übertragung auf den Menschen Schutz oder Heilung bringen müsse. Diese Hoffnung konnte man in der Tat angesichts der vielversprechenden Ergebnisse der ganzen Immunitätswissenschaft wohl hegen; aber sie hat sich vorläufig nur zum kleinsten Teil erfüllt. Ein Heilserum von unbedingt zuverlässiger hoher Wirksamkeit bei einer bakteriellen Infektionskrankheit des Menschen besitzen wir außer dem Diphtherieserum noch nicht, wohl aber eine ganze Reihe von antibakteriellen Heilseris, denen eine gewisse spezifische Wirksamkeit bei verschiedenen Infektionen zukommt. Erfolgreicher ist man ferner bei der Gewinnung von Heilseris dieser Art gegen mehrere Tierseuchen gewesen.
Wo liegen die Gründe dieser gewiß enttäuschenden – wenn auch keineswegs entmutigenden – geringen praktischen Erfolge? Sie sind mannigfacher Art. Einmal liegen insofern die Verhältnisse viel verwickelter, als es nach dem bisher Gesagten scheinen könnte, als bei verschiedenen Infektionskrankheiten der Organismus in sehr verschiedener Weise durch Antikörperbildung und anderweit reagiert. Daher gelingt die Immunisierung von Tieren gegen einen gegebenen bakteriellen Krankheitserreger auch durchaus nicht in allen Fällen leicht und vollkommen, im Gegenteil, sie versagt in einer großen Zahl von Fällen völlig. Gegen manche Infektionserreger hat man daher überhaupt vergebens versucht, wirksame Sera zu gewinnen. Außerordentlich verwickelte Verhältnisse liegen bei den angesprochen chronischen Infektionen, z. B. der Tuberkulose, vor. – Eine große Schwierigkeit, die sich der passiven Immunisierungsmethode häufig in den Weg stellt, liegt ferner darin, daß in manchen Fällen die von einem immunisierten Tiere – meist vom Pferde – stammenden, mit dessen Serum dem Menschen übertragenen Antikörper von dem menschlichen Organismus nicht oder nicht vollständig ausgenützt werden können.
Diese Tatsache steht in einem gewissen Zusammenhang mit der allgemein gültigen Regel, daß auch die Körperflüssigkeiten der höheren Tiere »artspezifisch« unterschieden sind. Serum eines artfremden Tieres – und mit ihm u. U. die Antikörper, die es enthält – wird vom Organismus des Menschen nach verhältnismäßig kurzer Zeit und unter eigentümlichen Vorgängen wieder ausgeschieden, eliminiert. In größeren Mengen eingeführt aber kann es, besonders bei wiederholten Injektionen, giftig wirken. Die günstigsten Chancen der Wirksamkeit wird deshalb immer ein antibakterielles Serum haben, das von artgleichen Individuen gewonnen wird. Diese Forderung ist aber – für den Menschen besonders – meist unerfüllbar.
Wir sehen nach alledem, daß die unmittelbaren Erfolge der Immunitätsforschung, soweit sie die Gewinnung wertvoller »Heilsera« für die den Menschen bedrohenden Infektionskrankheiten anlangen, noch verhältnismäßig bescheiden sind.
Trotzdem hat die junge Wissenschaft mittelbar auch praktisch sehr bemerkenswerte Resultate ergeben, die auf einer Ausnutzung der Antikörperbildung zu Zwecken der Krankheitserkennung (Diagnostik) beruhen. Man bezeichnet die einschlägigen Methoden als »serodiagnostische«.
Sie beruhen auf der wiederholt betonten strengen Spezifität der Antikörperreaktionen, die es einerseits ermöglicht, aus dem Nachweis eines gegen eine bestimmte Bakterienart gerichteten wirksamen Stoffes im Serum eines Kranken zu schließen, daß eben diese Bakterienart dem Krankheitsprozeß zugrunde liegt, die es anderseits gestattet, mit Hilfe eines spezifischen Antikörperhaltigen Serums eine fragliche Bakterienart zu erkennen.
Für beide Anwendungen der Serodiagnostik wollen wir je ein einfaches und praktisch wichtiges Beispiel besprechen. Der erste Fall – die Feststellung eines bestimmten Krankheitsprozesses durch den Nachweis spezifischer Antikörper im Serum des Patienten – wird vielfach ausgenutzt zur Sicherung der oft sehr schwierigen Diagnose des Unterleibstyphus. Im Verlaufe dieser Krankheit treten im Serum des Erkrankten, wie schon erwähnt wurde, spezifische Agglutinine für den Typhusbazillus auf. Beim Verdacht auf Typhus abdominalis prüft man daher das Blutserum des betreffenden Patienten auf seinen etwaigen Gehalt an Agglutininen, indem man ihm im Reagenzglase kleine Mengen von Typhusbazillen aus Reinkulturen zusetzt und nach einiger Zeit feststellt, ob Agglutination eingetreten ist. Der positive Ausfall der Reaktion – der Nachweis spezifischer, gegen Typhusbazillen gerichteter Antikörper im Serum – beweist eindeutig, daß der Patient, von dem die Blutprobe stammt, mit Typhusbazillen infiziert worden ist.
Umgekehrt kann man z. B. Sera, die durch Immunisierung von Tieren gegen den Choleravibrio gewonnen sind, dazu verwenden, um festzustellen, ob ein Bakterium, von dem man Reinkulturen erzielt hat, zu den echten Choleravibrionen gehört oder nicht. Das kann von der größten praktischen Bedeutung in Zeiten der Choleragefahr werden: hat man aus dem Darminhalt eines verdächtigen Falles Bakterien gezüchtet, deren Identität oder Nichtidentität mit dem Choleraerreger festgestellt werden soll, so stellt man wiederum, dieses Mal mit einem vorrätig gehaltenen spezifischen Anti-Choleraserum und der gegebenen Reinkultur, die Agglutinationsreaktion an. Diese fällt nur dann positiv aus, wenn das spezifische Serum auf Choleravibrionen trifft. Ihr positives Resultat beweist also in diesem Falle, daß die untersuchte Reinkultur eine solche des echten Choleraerregers und somit auch, daß der betretende Krankheitsfall ein Fall von echter asiatischer Cholera war. Der negative Ausfall der Reaktion kann unter Umständen durch den Beweis des Gegenteils ebenfalls von der größten Bedeutung sein.
Diese beiden Beispiele mögen genügen, um die wesentlichen Grundlagen der Serodiagnostik verständlich zu machen, doch mag erwähnt werden, daß auf diesen Prinzipien auch noch erheblich kompliziertere Methoden aufgebaut sind, von denen als die in der Öffentlichkeit dem Namen nach bekannteste die Wassermannsche Seroreaktion auf Syphilis wenigstens genannt werden soll.
Endlich mag auf die wichtige Tatsache hingewiesen werden, daß die Erscheinung der Antikörperbildung weit über das Gebiet der Infektionskrankheiten hinaus verbreitet und von großer und vielfältiger Bedeutung ist. Im Anschluß an die Beobachtungen bei der künstlichen Immunisierung von Tieren gegen Bakterien und deren Produkte stellte zuerst der bekannte belgische Forscher Bordet fest, daß analoge »Antikörper« im Serum von Tieren nachweisbar werden, die parenteral mit Fremdeiweiß, d. h. mit Körperflüssigkeiten (vor allem Blutserum) oder Körperzellen einer anderen Tierart vorbehandelt worden waren. Eine Fülle von theoretisch wichtigen und praktisch bedeutsamen Entdeckungen folgten dieser ersten. Da auch diese »Antikörper« gegen artfremde Eiweißsubstanzen sich als streng spezifisch erwiesen, so ließen sich ganz analoge serodiagnostische Methoden, wie wir sie vorher besprochen haben, auch zur Unterscheidung von tierischem Eiweiß, z. B. von Blut verschiedener Tierarten darauf gründen, Methoden, die inzwischen immer größere Bedeutung erlangt haben, in erster Linie auf Grund der außerordentlich großen Feinheit und Zuverlässigkeit, die diese Reaktionen besitzen.[9]
Was den Mechanismus der Produktion der verschiedenen Antikörper anlangt, so gehört seine Erforschung zu den schwierigsten Aufgaben der Biologie. Von der größten Bedeutung für das Eindringen in diese sehr verwickelten Verhältnisse war eine von Paul Ehrlich aufgestellte, unter dem Namen der »Seitenketten-Theorie« berühmt gewordene Hypothese, die hier aber nur erwähnt, nicht erörtert werden kann.
Die Bildung der meisten Immunsubstanzen erfolgt, wie besonders durch Untersuchungen von Wassermann festgestellt worden ist, in der Milz und im Knochenmark der höheren Tiere, also in Organen, die mit der Blutbereitung und Bluterneuerung zu tun haben. Auch durch diese Beziehung werden wir wieder an den nahen Zusammenhang der Immunitätsreaktionen mit den allgemeinen Abwehrreaktionen des Organismus höherer Tiere erinnert, bei denen ja Bestandteile des Blutes die entscheidende Rolle spielen. (Vgl. Kapitel II.)