«Мы можем предположить, что в живой протоплазме ядро со специальной структурой отвечает за специфические, свойственные клетке функции и к этому ядру присоединены наподобие боковых цепей атомы и их комплексы. Всякое действие предполагает наличие двух групп, обладающих максимальным химическим сродством, — реакцией этих групп и обусловливается связывание. Эта аксиома связывания составляет основу моей теории боковых цепей».
Пауль Эрлих, работа «Потребность организма в кислороде»
«Мне бы хотелось высказаться по поводу часто замечаемого предрассудка, будто существует глубокая противоположность между гуморальным и целлюлярным иммунитетом. ... Только под влиянием опсонинов и цитотропных веществ бактерии становятся удобовоспринимаемыми для фагоцитоза. Здесь, стало быть, перед нами открывается такая область, где гуморальные и целлюлярные процессы тесно переплетаются».
Пауль Эрлих. 1909 год.
Пауль Эрлих – немецкий врач, иммунолог, бактериолог, химик, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1908 года «за работу над иммунитетом» (совместно с Ильей Мечниковым). Пауля Эрлиха считают основоположником химиотерапии.
Образование, степени, звания и профессиональный путь
1864–1872 годы. Пауль Эрлих получил начальное образование в гимназии в Бреслау (Германия, ныне – польский город Вроцлав).
1872–1877 годы. Эрлих изучал медицину в университетах – сначала Бреслау, затем Страсбурга, потом Фрайбурга и, наконец, Лейпцига, где он и получил диплом врача.
1878 год. Эрлих получил ученую степень доктора медицины, защитив диссертацию по теме «К теории и практике гистологических окрасок». Эта работа стала одним из результатов его большого интереса к анилиновым красителям, открытым У.Г. Перкиным в 1853 году. В том же году Пауль Эрлих стал ассистентом профессора Фрерихса (известного немецкого клинициста) в Берлинской медицинской клинике, которая предоставила ему все возможности для продолжения работы с этими красителями и окрашивания ими тканей. Эрлих показал, что все используемые красители можно разделить на основные, кислотные и нейтральные, а его работы по окрашиванию гранул в клетках крови заложили основы будущих работ по гематологии и окрашиванию тканей.
В 1882 году благодаря значительным научным успехам Эрлих удостоился особого отличия — получил звание профессора.
1887 год. Благодаря своей работе, которая называлась «Потребность организма в кислороде», Эрлих получил звание приват-доцента медицинского факультета Берлинского университета. Позже он стал там доцентом и старшим врачом больницы Шарите в Берлине.
В 1888 году во время лабораторного эксперимента Пауль Эрлих заразился туберкулезом и отправился лечиться в Египет, где жил почти два года. В это время вместо избавления от одной болезни он заболел и другой — диабетом.
1890 год. Роберт Кох, директор недавно созданного Института инфекционных болезней, пригласил Пауля Эрлиха стать одним из своих помощников и заняться иммунологией. В том же году он был утвержден экстраординарным профессором Берлинского университета.
В конце 1896 года в Штеглице около Берлина был основан «Прусский королевский сывороточный институт», а его директором был назначен Пауль Эрлих. На самом деле в институте было всего две комнаты – в одной из них раньше располагалась пекарня, а в другой была конюшня.
1897 год. Пауль Эрлих назначен советником по вопросам общественного здравоохранения во Франкфурте-на-Майне.
В 1899 году во Франкфурте был основан Королевский институт экспериментальной терапии, и Эрлих стал его директором. Кроме того, он стал директором исследовательского учреждения имени Георга Шпеера, основанного фрау Франциской Шпеер и построенного по соседству с Институтом Эрлиха. Эти назначения ознаменовали начало третьего этапа многочисленных и разнообразных исследований ученого.
В 1910 году, через два года с момента получения Нобелевской премии, Эрлих получил субсидию для строительства лаборатории по разработке терапевтических средств.
Эрлих был членом не менее 81 академии и других научных организаций Австрии, Бельгии, Бразилии, Дании, Египта, Финляндии, Франции, Германии, Великобритании, Греции, Венгрии, Италии, Нидерландов. Норвегии, Румынии, России, Сербии, Швеции, Турции, США и Венесуэлы. Он был почетным доктором университетов Чикаго, Геттингена, Оксфорда, Афин и Бреслау. Пауль Эрлих был удостоен орденов Германии, России, Японии, Испании, Румынии, Сербии, Венесуэлы, Дании и Норвегии.
В 1887 году он получил премию Иоганна Зенкенберга, в 1906 году — Почетную премию XV Международного медицинского конгресса в Лиссабоне, в 1911 году — медаль Либиха Немецкого химического общества, а в 1914 году — премию Кэмерона. Эдинбурга.
Прусское правительство избрало его тайным медицинским советником в 1897 году, повысило его до звания советника в 1907 году, а в 1911 году возвело его в высший чин действительного тайного советника с титулом превосходительства.
Основные научные достижения
1878 год. Работая в Берлинской медицинской клинике в качестве ассистента, Эрлих экспериментировал с красителями, которым была посвящена его диссертация. Молодой ученый показал, что все используемые красители можно разделить на основные, кислотные и нейтральные. Его работы заложили основы будущих исследований и открытий в гематологии.
В 1882 году началось тесное сотрудничество Пауля Эрлиха и Роберта Коха. Это произошло после того, как Эрлих услышал доклад Коха об открытии бациллы туберкулеза, прозвучавший на заседании Берлинского физиологического общества. Вскоре Эрлих предложил Коху эффективный способ окраски микобактерий туберкулеза, который, кстати, используется до наших дней. Кроме того, он опубликовал работу о методике окрашивания туберкулезной палочки. На основе этого метода позже был разработан метод окрашивания бактерий по Граму, столь широко используемый в современной лабораторной диагностике.
1885 год. Пауль Эрлих опубликовал свой труд «Потребность организма в кислороде», где сформулировал теорию боковых цепей деятельности клеток, заложившей основы иммунологии. Впоследствии «боковые цепи» он назвал рецепторами, этот термин за ними и закрепился.
В 1890 году, перейдя на работу в Институт инфекционных болезней Роберта Коха, Эрлих проводил научные исследования с Эмилем фон Берингом, открывшим антитоксины. Важной особенностью научных работ Эрлиха этого периода явилось его представление о взаимодействии между клетками, антителами и антигенами как химическими реакциями. А его подход к теории иммунитета стал краеугольным камнем в формировании фундаментальных основ зарождающейся новой науки.
С 1891 года Эрлих пытался найти способы лечения инфекционных болезней путем применения химических веществ.
В 1892 году, работая с метиленовой синькой, ученый заметил, что этот краситель окрашивает малярийный плазмодий, а значит, проникает внутрь его. (Важно помнить, что русский ученый Д.Л. Романовский уже описал в своей диссертации «К вопросу о паразитологии и терапии болотной лихорадки» применение этого красителя при диагностике малярии.) Свойство метиленовой синьки воздействовать только на одну ткань и не затрагивать другие ткани организма послужило толчком для создания той идеи, которая позже привела Эрлиха к открытию «магической пули», то есть особых химических веществ, обладающих сродством к патогенным организмам, к которым они будут поступать, как антитоксины поступают к токсинам, с которыми они специфически связаны. 1892 год считается датой возникновения науки о лечении болезней с помощью специфических лекарств, которую Пауль Эрлих назвал химиотерапией.
В 1896 году Эрлих стал директором «Прусского королевского сывороточного института», где продолжил исследования иммунитета. Его особое внимание привлекали гемолизины — вещества, разрушающие эритроциты. Кроме того, Эрлих доказал, что реакция токсин-антитоксин ускоряется под действием тепла и замедляется под действием холода, и что содержание антитоксина в антитоксических сыворотках настолько различается по разным причинам, что требуется стандарт, по которому содержание антитоксинов может быть измерено точно. Этот стандарт он создал с помощью противодифтерийной сыворотки фон Беринга и таким образом сделал возможным стандартизировать эту сыворотку в единицах, относящихся к фиксированному и неизменному стандарту. Эти методы подсчета затем легли в основу всей будущей стандартизации сывороток.
Вскоре Эрлих вновь вернулся к поиску лекарств среди красителей. Ученый рассуждал примерно так: почему существует избирательная способность дифтерийного токсина поражать сердечную мышцу, а столбнячного — нервные клетки? Может быть причиной этого является то, что между молекулами различных токсинов и разными по гистологическому строению клетками организма существует какое-то химическое сродство? В случае верности этого предположения следовал вывод: если какие-нибудь молекулы, обнаружив химическое сродство к токсинам, соединятся с ними, то микробные яды будут нейтрализованы, а ткани организма останутся здоровыми. У этой теории все же был недостаток – красители нередко внедрялись и в здоровые клетки живого организма, что было недопустимо. Поэтому ученый продолжил поиск менее ядовитых красителей.
В 1902 году Эрлих предложил использовать метиленовую синьку в качестве первой синтетической паразитотропной краски для лечения малярии. Этот краситель оказался губительным для малярийного плазмодия, и сам Эрлих сумел вылечить им несколько человек. Метиленовая синька применялась для лечения малярии в начале ХХ века, но оказывала слишком много побочных эффектов. В последующем Эрлих применил для лечения экспериментального трипанозомоза трипанрот и многие другие красители. При проведении этих работ был впервые установлен факт приобретения микроорганизмами устойчивости к лечебным препаратам и значение иммунологических реакций для выздоровления.
В 1910 году Эрлих поставил перед собой цель создать производные мышьяка, способные стать эффективным средством против трипаносом, вызывающих африканский трипаносомоз («сонную болезнь»), и возбудителя сифилиса – бледной трепонемы.
Просматривая химические журналы, Эрлих узнал о существовании нового патентованного средства под названием «атоксил» («неядовитый» — лат.). Сообщалось, что это средство убивает трипаносомы и является эффективным средством при лечении африканского трипаносомоза. Однако во время экспериментов атоксил убивал мышей. В своей лаборатории Эрлих установил, что атоксил может быть видоизменен. Его можно было переделывать сколько угодно раз, не нарушая содержащуюся в нем комбинацию бензола и мышьяка. Когда созданные и опробованные на трипаносомах препараты исчислялись сотнями, один из них (№ 418) дал нужный результат. Эрлих открыл лекарство от «сонной болезни» — трипанрот, названный впоследствии Байер-205, а позднее германин.
Примерно в это же время, а точнее в 1905 году в Берлинской клинике Шарите, Фриц Шаудин и Эрих Хоффман впервые идентифицировали возбудителя сифилиса бледную трепонему. Эрлих приступил к поиску препарата, который был бы особенно эффективен против этого возбудителя. Среди препаратов мышьяка, уже испытанных для других целей, был один – 606-й, который был отложен в 1907 году как неэффективный. Но когда бывший коллега Эрлиха в институте Коха Шибасабуро Китасато отправил своего ученика по имени Хата работать в Институт Эрлиха, Эрлих, узнав, что Хате удалось заразить кроликов сифилисом, попросил его испытать на этих кроликах 606-й препарат. Экспериментальные исследования прошли блестяще, и весь мир получил новое средство для лечения сифилиса. Найденное лекарство Эрлих назвал «сальварсаном» (от лат. «сальваре» — спасать и «арсеник» — мышьяк), что значит в переводе «спасающий мышьяком». Это вещество обладало активностью в отношении бледной трепонемы, но поначалу не оказывало видимого токсического действия на больного. Препарат «606», спасший тысячи жизней больных от сифилиса, со временем стал опасен. Его широкое применение показало, что чувствительной к мышьяку была не только трепонема, но и клетки организма. Пауль Эрлих заплатил тяжелыми страданиями за свою ошибку, не предусмотрев того, что «магическая пуля» может иногда стрелять в нескольких направлениях. Вскоре в его лаборатории был создан более дешевый и удобный в применении препарат № 914 неосальварсан, который оказался все же менее эффективным, но и менее опасным.
В последние годы своей жизни Эрлих занимался экспериментальной работой над опухолями и высказал мнение, что саркома может развиваться из карциномы. Он доказывал канцерогенные механизмы производных стрихнина, предположил наличие иммунологических реакций у животных после рассасывания опухолей.
Эрлих разработал и предложил биопромышленные методы изготовления и стандартизации противодифтерийной и других сывороток. Установил, что растительные токсины из клещевины вызывают специфический иммунитет у человека и животных. Описал различные формы лейкоцитов крови. Показал значение костного мозга и лимфоидных органов в кроветворении. Эрлиху принадлежат многочисленные труды по гематологии, гистологии, онкологии.
