Нобелевские премии по физиологии или медицине за 100 лет

В 1880-е годы Мечников (Нобелевская премия 1908 года) предложил теорию фагоцитоза, позднее названную теорией клеточного иммунитета. В соответствии с этой теорией в основе невосприимчивости лежит поглощение микробов и других инородных частиц подвижными клетками фагоцитами.

В 1890-е годы Эрлих (Нобелевская премия 1908 года) выступил с теорией гуморального иммунитета. Он показал, что в ответ на введение микробов в организме животного и человека образуются защитные вещества, которые он назвал амбоцепторами (теперь они носят название антител).

Первое известное нам описание дифтерии принадлежит Аретею из Каппадокии (ок. II века). Однако научное ее изучение началось только в конце XIX века, когда немец Фридрих Леффлер (Friedrich Loftier, 1852–1915) и француз Эмиль Ру (Emile Roux, 1853–1933) высказали мнение, что не сам микроб-возбудитель, а выделяемый им токсин (яд) поражает организм человека. В 1888 году Ру и его соотечественник Александр Йерсен (Alexandre Yersin, 1863–1943) выделили этот растворимый токсин из надосадочной жидкости культуры дифтерийной палочки. Последовательное введение морским свинкам взвеси ослабленных микробов, вызвало у них за 10–14 дней появление невосприимчивости к последующему введению таких же, но живых, микробов (которые прежде были для этих животных смертельными).

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

В 1890 году Беринг и его ассистент японец Сибасабуро Китасато (Shibasaburo Kitasato, 1856–1931) ослабляли культуру возбудителей дифтерии добавлением к ней небольших количеств трихлорида йода и вводили ее животным. Потом этим же животным вводили чуть более активную культуру и так далее, пока, наконец, не добивались невосприимчивости и к живым микробам.

Беринг сделал вывод о том, что «иммунитет вызывается метаболическими продуктами, выделяемыми дифтерийными бациллами в культуру». На то, что бацилла дифтерии не сама по себе поражает организм, а делает это, выделяя какие-то ядовитые вещества – токсины. указывали и результаты вскрытия трупов умерших от дифтерии. Болезнь поражала не только инфицированные ткани, но и всю сердечно-сосудистую систему.

Беринг указывал, что когда исследуешь трупы животных, умерших от дифтерии, находишь большое количество транссудата (то есть жидкости, выпота) в плевральной полости. Этот транссудат не содержит дифтерийных бацилл, но ядовит для морских свинок. Те немногие морские свинки, которые выжили после введения им 10–15 мл транссудата, переносили без вреда инъекции возбудителя, которые убивали здоровых животных за 3–4 дня.

Беринг занялся получением более концентрированных растворов дифтерийного токсина, совершенствовал методику выращивания культуры микробов и с помощью фильтрации получал все более сильнодействующие препараты: уже 1 мл жидкости хватало для того, чтобы вызвать у морских свинок заболевание, симптомы которого не исчезали и за 3–4 недели. Предварительно иммунизированные животные без видимого вреда переносили введение даже 3–5 мл жидкости.

Вначале Беринг сравнивал полученный им иммунитет с «привыканием», подобным тому, которое происходит у алкоголиков, морфинистов и людей, получающих препараты мышьяка. Однако такому объяснению противоречил факт видовой невосприимчивости мышей и крыс к возбудителю дифтерии. (Объяснить этот феномен удалось только в XX веке.) Пока же Беринг был поражен тем, что мыши без видимых последствий переносят дозы токсина, смертельные для более крупных морских свинок.

Беринг высказал идею, что в плазме крови крыс должно содержаться вещество, обезвреживающее токсин. Предполагалось, что такого вещества (антитоксина) нет в крови животных, чувствительных к дифтерии. Чтобы проверить это, Беринг ввел токсин крысам и через 3 ч их кровь инъецировал в брюшную полость морских свинок. Симптомов отравления не было. Беринг изменил схему опыта: теперь токсин вводился животным, чувствительным к дифтерии, и через 3 ч их кровь – морским свинкам. Наступало отравление, хотя несмертельное.

ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

Уже в рождественскую ночь следующего 1891 года дифтерийный антитоксин был опробован на человеке. Его применение позволило снизить смертность от дифтерии в среднем с 35 до 5 %, а при поражениях гортани – с 95 до 15 %. Спасение жизней тысяч детей принесло Берингу быструю славу. В том же 1890 году с помощью схожей методики была создана сыворотка против столбнячного токсина, и во время Первой мировой войны она стала спасением для многих раненых.

В 1893 году в США на основе работ Беринга были созданы методы диагностики для определения периода необходимой изоляции больных дифтерией. В 1913 году американский педиатр Бела Шик (Bela Schick, 1877–1967) описал внутрикожное введение токсина – тест на индивидуальную невосприимчивость человека к дифтерии (реакция Шика). Тогда же Беринг предложил введение смеси токсина и антитоксина для выработки у детей активного иммунитета, и это оказалось наиболее действенным средством защиты (пассивный иммунитет, возникающий после введения одного только антитоксина, недолговечен). В 1924 году токсин-антитоксино-вая смесь была заменена на токсин, обработанный формалином (его назвали анатоксином). Так Беринг создал новую отрасль медицины – серотерапию.

Среди последствий открытия Беринга было и одно отрицательное: его хорошо документированные результаты и строго логичные рассуждения о связи иммунитета с плазмой крови (то есть с кровью, очищенной от клеток) некоторое время препятствовали принятию теории фагоцитоза (клеточного иммунитета) Мечникова (Нобелевская премия 1908 года).

Людям, родившимся в XX веке, трудно осознать, до какой степени каждый из нас обязан развитию учения об инфекционных болезнях и иммунитете. До работ Пастера, Эрлиха, Мечникова и Беринга средняя продолжительность жизни в Европе составляла немногим более 30 лет.

БИОГРАФИЯ

Эмиль Беринг родился 15 марта 1854 году в Гансдорфе (Восточная Пруссия, ныне – Польша) в семье Августа Георга Беринга (August Georg Behring) и Августины Цех (Augustine Zech). Желая стать врачом и не имея денег на обучение в университете, он получил образование в Военно-медицинском училище в Берлине (1874–1878), затем до 1889 года служил в прусской армии. Там он заинтересовался применением дезинфицирующих средств, изучение которых ему удалось продолжить в Боннском фармакологическом институте. В 1888 году Беринг был назначен преподавателем в то же Военно-медицинское училище, которое прежде окончил, и это позволило ему в свободное от службы время работать ассистентом в Институте гигиены у Коха (Нобелевская премия 1905 года). В 1891 году, когда Кох стал директором нового Института инфекционных болезней, Беринг последовал за ним. В это время Беринг опубликовал несколько статей по серотерапии. Успех метода в медицинской практике был столь велик, что Беринг скоро стал знаменитым. В 1894 он принял кафедру гигиены в Галле, а годом позже – такую же кафедру в Марбурге, где положил начало работам по массовому изготовлению антитоксинов, а также средств для лечения туберкулеза скота. Беринг был удостоен дворянского звания, многих наград и премий, в том числе (редчайшее сочетание!) Железного креста и ордена Почетного легиона.

В 1896 году Беринг женился на Эльзе Спинола (Elsie Spinola), у них было шесть сыновей.

Беринг умер в Марбурге 31 марта 1917 года в возрасте 63 лет.

ЛИТЕРАТУРА

Работы лауреата:

Борьба с заразными болезнями. Зараза и обеззараживание. СПб., 1896;

Общая теория инфекционных заболеваний. СПб., 1900;

Uber das Zustandekommen der Diphtherie-Immunitat und der Tetanus-Immunitat bei Thieren // Deutsche medizinische Wochenschrift. 1890. B. 16. S. 113–114 (with S. Kitasato);

Gesammelte Abhandlungen zur atiologishen Therapie von ansteckenden Krankheiten. Leipzig, 1893;

Gesammelte Abhandlungen. Nene Folge. Bonn, 1915.

О нем:

Профессор Эмиль фон-Беринг (Некролог) // Фармац. жури. 1917. № 9-11. С. НО;

Zeiss Н., BielingR. Behring. Gestalt und Werk. Berlin, 1940;

Unger H. Emil von Behring, Sein Lebenswerk Als Vovegangliches Erbe. Hamburg, 1948;

Browning C.H. Emil von Behring and Paul Ehrlich; Their contributions to science // Nature. 1955. V. 175. N. 4458. P. 616–619;

Dictionary of Scientific Biography. V. 1. New York, 1981. P. 574–578.

Медицина

РОНАЛЬД РОСС, Великобритания

(RONALD ROSS)

1857–1932

1902

1903

1907

1912

1926

1927

1928

1934

1939

1945

1948

1949 (б)

1952

1954

1966 (б)

1976

1979

1988

1990

1997

ФОРМУЛИРОВКА НОБЕЛЕВСКОГО КОМИТЕТА: «за работы по исследованию малярии, в которых он показал, как она проникает в организм, и таким образом положил основание успешным исследованиям этой болезни и борьбе с ней».

СУТЬ ОТКРЫТИЯ: за открытие того, что переносчиком малярии являются комары определенного вида.

ПРЕДЫСТОРИЯ

Тропическая малярия известна человечеству с незапамятных времен, и каждый человек, хотя бы раз слышавший об этой болезни, был уверен, что она переносится «миазмами» – вредными испарениями болот. Само название болезни происходит от итальянского mala aria — плохой воздух. Так было до 1880 года, когда

Лаверан (Нобелевская премия 1907 года) открыл паразита – возбудителя малярии – малярийного плазмодия. В 1880-е годы, в значительной мере благодаря методикам окрашивания, созданным Гольджи (Нобелевская премия 1906 года), были изучены стадии бесполого размножения плазмодия, которые происходят в организме человека. Но человеческий организм – временный хозяин плазмодия, его постоянный хозяин (так называется организм, в котором происходит половое размножение паразита) обнаружен не был.

Первое указание на комаров как на переносчиков инфекций, по-видимому, принадлежит гаванскому врачу Карлосу Хуану Финлею (Carlos Juan Finlay, 1883–1915), который в 1881 году отметил обилие москитов в местах распространения желтой лихорадки и послал в Испанскую королевскую академию (Куба была колонией Испании) трактат, в котором утверждал, что болезнь передается комарами. Несмотря на то, что это сообщение в 1884 году появилось на страницах «Scientific American», оно не привлекло к себе должного внимания. Когда в 1898 году вспыхнула Испано-американская война, желтая лихорадка создала значительные трудности для армии США на Кубе, и американские власти в 1900 году назначили Комиссию по изучению желтой лихорадки во главе с военным врачом Уолтером Ридом (Walter Reed, 1851–1902). В состав комиссии входили бактериолог Джеймс Кэррол (James Carrol, 1854–1907) и энтомолог Джесси Уильям Лейзер (Jesse William Lazear, 1866–1900). Комиссия обнаружила, что желтая лихорадка передается от человека к человеку через укусы комаров Aedes aegypti, которые обитают вблизи человеческого жилья и размножаются в стоячей воде. Стало возможным бороться с лихорадкой, истребляя комаров и изолируя заболевших в местности, где комаров не было. Эти простые меры, осуществленные в Гаване американским хирургом генералом Уильямом Кроуфордом Горгасом (William Crawford Gorgas, 1854–1920), дали прекрасные результаты. Аналогичные меры были предприняты на Юге США, в Мексике, зоне Панамского канала, Бразилии и других местах.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

Рональд Росс, врач Индийской администрации, заинтересовался проблемой малярии в конце 1880-х годов. Он не верил в паразитарный характер болезни: авторы нескольких статей, которые он прочел, не сумели подтвердить этих данных. В

1888 году во время отпуска, который Росс, как и всякий колониальный чиновник, проводил в Англии, он прослушал курс бактериологии и, вернувшись в Индию, с

1889 года начал исследовать потенциальных переносчиков малярии – комаров различных видов. Уже после того, как Росс был признан великим исследователем, стало ясно, насколько мало он был подготовлен в тот момент: у него даже не было книг о комарах. Росс давал их видам собственные названия: «серые», «полосатые», «пестрокрылые» и т. и. В 1894 году во время второго отпуска в Англии Росс встретился с пионером тропической медицины Патриком Мансоном (Patrick Manson, 1844–1922), и тот продемонстрировал Россу возбудителя малярии в крови человека. Мансон открыл, что элефантиаз (слоновость) передается паразитами, личинки которых попадают в организм человека при укусе комара. Мансон высказал Россу предположение о том, что и малярия переносится подобным образом, и вдохновил его на поиск комара-переносчика.

Вернувшись в Индию, Росс до изнеможения рассматривал внутренности комаров различных видов под микроскопом. Наконец, в августе 1897 года в желудке комара рода Anopheles он обнаружил, как писал он позднее в своих мемуарах, очень тонкую округлую клетку, лежавшую среди обычных клеток органа и едва отличавшуюся от них. Почти инстинктивно он почувствовал, что здесь было что-то новое. При дальнейшем просмотре показались еще и еще объекты. Осторожно наведя фокус линзы на один из них Росс обнаружил, что объект содержит несколько гранул некоего черного вещества, весьма похожего на пигмент малярийного паразита. Росс насчитал еще 12 таких клеток в насекомом, но был так утомлен и так часто разочаровывался прежде, что в тот момент не распознал значения этого наблюдения. Приготовив препарат, он отправился домой и проспал примерно час. При пробуждении его первой мыслью было, что проблема решена; так оно и было. На следующее утро Росс вскрыл еще одного комара и вновь увидел округлые клетки уже в толще стенки желудка. Росс должен был доказать, что найденные им «округлые клетки» не присутствуют в желудке комаров от рождения. Для этого он выращивал их из личинок и исследовал до и после того, как давал пить кровь больных малярией.

Как и почти всякого первооткрывателя, Росса преследовала злая судьба, а точнее его начальство в Индийской администрации: его работе не оказывали ни малейшей поддержки, более того, вскоре после открытия его перевели служить в местность, где малярия среди людей не встречается. Пришлось исследовать малярию птиц. В 1898 году в слюнных железах комаров Росс обнаружил паразитов – возбудителей малярии птиц. Теперь стал понятен весь цикл развития возбудителей малярии.

ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

В том же 1897 году Уильям Джордж Мак-Каллем (William George MacCallum, 1874–1944) открыл половую фазу в репродукционном цикле малярийного плазмодия. Мансон тотчас распознал в клетках, открытых Россом, оплодотворенные женские клетки, ставшие после оплодотворения подвижными и внедряющиеся в ткани комара для дальнейшего развития.

Итальянцы Джованни Батиста Грасси (Giovanni Battista Grassi, 1854–1925) и Амико Биньями (Amico Bignami, 1862–1929), познакомившись с результатами работ Росса по малярии птиц, провели собственное исследование на человеке и вновь открыли способ передачи болезни (но сделали это позднее, чем Росс). Они же показали, что для защиты от комаров часто достаточно простой противомоскитной сетки.

Работа Росса вдохновила исследователей на поиск насекомых – возможных переносчиков инфекционных болезней. Так был открыт переносчик желтой лихорадки и переносчик сыпного тифа.

Хотя Россу и казалось, что проблема малярии окончательно решена самим фактом открытия ее переносчика, понадобились десятилетия усилий врачей, аграриев и политиков, чтобы существенно снизить заболеваемость. Малярийные болота дренировали и высушивали или заливали нефтью (тонкая пленка нефти не позволяла кислороду воздуха проникать в воду, и это делало невозможным развитие личинок комаров). Помимо хинина, были созданы противомалярийные лекарственные препараты. Синтез ДДТ Мюллером (Нобелевская премия 1948 года) дал борцам с малярией еще более мощное оружие. Позднее обнаружилось, что ДДТ – очень стойкое соединение, оно не только препятствует размножению насекомых, но и накапливается в организме человека и домашних животных, оказывая длительное токсическое действие, из-за чего использование ДДТ запрещено во всех развитых странах. Одним из наиболее пострадавших от увлечения ДДТ регионов оказалась советская Средняя Азия: сотни тысяч тонн этого препарата год за годом сыпались с самолетов сельскохозяйственной авиации на хлопковые поля и все, что их окружало…

Малярия не исчезла и сейчас, она по-прежнему является серьезнейшей проблемой в некоторых странах, например, таких как Афганистан. Есть также некоторые теоретические проблемы в эпидемиологии малярии. Например, почему это заболевание исчезло в США и Канаде, где комары Anopheles встречаются и сейчас? Или почему коренное население «малярийных» районов меньше страдает от этой болезни, чем приезжие?

Неожиданный результат был получен при изучении серповидноклеточной анемии – наследственного заболевания, встречающегося в средиземноморских странах. Оказалось, что лица, имеющие рецессивный ген этой болезни, более устойчивы к малярии, чем те, у кого такой ген отсутствует. (Именно это и считают причиной сохранения вредного гена в генофонде человека.)

Имя британского исследователя увековечено в виде разработанного им показателя – индекса Росса — оценки (в баллах) увеличения селезенки.

БИОГРАФИЯ

Росс родился 13 мая 1857 года близ Алморы в горах Кумаон в северо-западной части Непала в семье генерала английской армии Кэмпбела Клея Гранта Росса (Campbell Claye Grant Ross) и Матильды Шарлотты Элдертон (Matilda Charlotte Elderton). Рональд начал учиться в Медицинской школе больницы Св. Варфоломея в Лондоне в 1875 году. Получив диплом в 1879 году, он некоторое время служил судовым врачом на линии Лондон – Нью-Йорк. В 1881 году он поступил в медицинскую службу Мадраса (Индия) и принял участие в локальной войне (Burma War). В 1888 году в Лондоне Росс изучал бактериологию под руководством Клейна (Klein). Росс вернулся в Индию в 1889 году.

В 1899 году Росс закончил службу в Индии и перешел в Школу тропической медицины (Ливерпуль), после чего он был немедленно послан в Западную Африку, чтобы продолжить исследования. Там он обнаружил разновидность москитов – переносчиков смертельно опасной африканской лихорадки. С тех пор Школа приложила немало усилий в борьбе с малярией в Западной Африке. Исследования Росса были подтверждены и расширены многими крупными авторитетами, особенно Кохом (Нобелевская премия 1905 года), Биньями, А. Челли (A. Celli), Кристоферсом (Christophers), Стефенсом (Stephens), Руге (Ruge), Циманном (Ziemann) и многими другими.

В 1901 году Росс был избран членом Королевского общества, вице-президентом которого он был с 1911 по 1913 годы. В 1911 году Росс был произведен в рыцари. Он стал профессором в 1902 году и возглавлял Школу тропической медицины до 1912 года, когда оставил Ливерпуль и был назначен врачом тропических болезней в больнице Кингс-Колледжа в Лондоне. В 1917 году он был назначен консультантом по малярии в Военном штабе и позднее консультантом по малярии в Министерстве социального обеспечения. В 1926 году Росс возглавил Институт, названный его именем, а также Больницу тропических болезней.

В течение своей яркой жизни Росс разработал меры предупреждения малярии в различных странах мира: Индии, Цейлоне, Западной Африке, зоне Суэцкого канала, Греции, на Маврикии, Кипре и в районах военных действий 1914–1918 годов. Возможно, одним из его больших успехов была разработка математических моделей для изучения эпидемиологии малярии. Помимо научной деятельности Росс увлекался сочинением стихов, пьес и живописью. Среди его многочисленных наград – орден Бани (по статусу его имеют одновременно не более 25 человек).

В 1889 году Росс женился на Розе Бесси Блоксэм (Rosa Bessie Bloxam). У них было два сына и две дочери. Его жена умерла в 1931 году, и Росс пережил ее на год, скончавшись после долгой болезни в Институте Росса в Лондоне 16 сентября 1932 года в возрасте 75 лет.

ЛИТЕРАТУРА

Работы лауреата:

On some peculiar pigmented cells found in two mosquitos fed on malarial blood // Brit. Med. J. 1897. V. 2. P. 1786–1788;

The Prevention of Malaria. London, 1910;

Studies on Malaria. London, 1928;

Researches on Malaria / Nobel lectures including presentations speeches and laureate's biographies: Physiology or Medicine 1901–1921. Amsterdam, 1967. P. 21–119.

О нем:

Кассирский И. А. Рональд Росс и малярийная проблема. М.-Л., 1938;

Кушев Н. Е. Рональд Росс. 1857–1932 (Некролог) // Мед. паразитол. и паразит, болезни. 1932.Т.1.С.286;

Рональд Росс //Мед. паразитол. и паразит, болезни. 1957. Т. 26. С. 509–510;

Megroz R. L. Ronald Ross, Discoverer and Creator. London, 1931;

Ross R. Memoirs, with a Full Account of the Great Malaria Problem and Its Solution. London, 1923; Christophers S. R. The Dictionary ofthe National Biography. 1931–1940. London, 1949. P. 752–754; Dictionary of Scientific Biography. V. 11. New York, 1981. P. 555–557;

Nye E.R., Gibson M. E. Ronald Ross: Malariologist and Polymath – A Biography. St. Martin, 1997.

Медицина

НИЛЬС РЮБЕРГ ФИНСЕН, Дания

(NIELS RYBERG FINSEN)

1860–1904

1902

1903

1907

1912

1926

1927

1928

1934

1939

1945

1948

1949 (б)

1952

1954

1966 (б)

1976

1979

1988

1990

1997

ФОРМУЛИРОВКА НОБЕЛЕВСКОГО КОМИТЕТА: «в признание вклада в лечение заболеваний, особенно обыкновенной волчанки, концентрированными световыми лучами, что открыло новое направление в медицинской науке».

СУТЬ ОТКРЫТИЯ: за разработку метода лечения туберкулеза кожи ультрафиолетовыми лучами.

ПРЕДЫСТОРИЯ

Обыкновенная волчанка, или lupus vulgaris — заболевание, известное в течение многих веков. Появление бугорков на коже, чаще – лица, заканчивалось изъязвлением кожи. Ее поражение в сочетании с поражением лимфатических узлов получило и другое известное название – золотуха (скрофулюс). В Средние века французские короли считались обладателями мистического дара лечить золотуху возложением рук. Позднее отметили, что заболевание это, как правило, возникает у людей, особенно у детей, редко бывающих на солнце. Отсюда появилось понимание целебного действия солнечных лучей. После великого открытия Коха (Нобелевская премия 1905 года) стало ясно, что волчанка – это кожная форма туберкулеза.

В книге “La Phototherapie”, вышедшей в Париже в 1899 году, Финсен в качестве своих предшественников назвал исследователей бактерицидного действия световых лучей Даунса и Бланта (Downes, Blunt, 1877), Дюкло (Duclaux), Арлоинга (Arloing), Гейсслера (Geissler) и Бюхнера (Buchner). Их данные говорили о том, что световые лучи могут быть применены для лечения микробных поражений кожи человека. Однако до Финсена попытки воздействия концентрированными лучами сводились к тому, что пораженный участок кожи просто выжигали, направляя на него пучок солнечных лучей, собранный лупой. Исследователи приходили к выводу, что все сводилось к тепловому воздействию на кожу.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

Уже с 1883 года (а, возможно, и раньше) Финсен страдал от болезни, выражающейся в прогрессивном утолщении соединительной ткани в печени, сердце и селезенке. Последние годы жизни Финсен провел в инвалидном кресле. Он дал следующее краткое описание своей работы: «Болезнь играла очень большую роль в моем общем развитии… болезнь была ответственна за начало моих исследований действия света: я страдал от анемии и усталости, и так как мои окна выходили на север, я предположил, что мне могло бы помочь большее количество солнца, и проводил как можно больше времени в его лучах… Я рассмотрел это с физиологической точки зрения, но не получил никакого ответа. Я решил, что я был прав, а физиология ошибалась. С этого времени (приблизительно с 1888 года) я собрал все возможные наблюдения относительно влияния солнца на животных, и заключил, что солнце имело полезный и важный эффект на организм (особенно кровь)…».

В 1893 году Финсен пытался использовать красный свет для лечения последствий натуральной оспы; он полагал, что так защитит кожу от вредного воздействия части светового спектра и предупредит образование на коже рубцов. Во второй половине 1890-х годов Финсен увлекся разработкой способа лечения другого заболевания – волчанки. Анализируя работы своих предшественников, Финсен поначалу пришел к выводу о том, что неэффективность попыток лечения связана с недостаточной продолжительностью воздействий. Он решил исследовать проблему заново «снизу доверху».