Wenn meine Bemühungen zu größerem Erfolg als gewöhnlich geführt haben, so glaube ich, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass ich während meiner Wanderungen im Bereich der Medizin auf Pfade geraten bin, wo das Gold noch am Wegesrand lag. Es braucht ein wenig Glück, um Gold von Schlacke unterscheiden zu können, aber das ist alles.
Heinrich Hermann Robert Koch war ein deutscher Arzt und Mikrobiologe. Als einer der Hauptgründer der modernen Bakteriologie identifizierte er die spezifischen Erreger der Tuberkulose, Cholera und des Anthrax und leistete auch experimentelle Unterstützung für das Konzept der Infektionskrankheit, das Experimente an Menschen und Tieren umfasste. Koch schuf und verbesserte Labortechnologien und Techniken im Bereich der Mikrobiologie und machte Schlüsseleientdeckungen im Bereich der öffentlichen Gesundheit. Seine Forschung führte zur Erstellung von Kochs Postulaten, einer Reihe von vier verallgemeinerten Prinzipien, die spezifische Mikroorganismen mit spezifischen Krankheiten verknüpfen und die sich als einflussreich auf nachfolgende epidemiologische Prinzipien wie die Bradford-Hill-Kriterien erwiesen. Für seine Forschung zur Tuberkulose erhielt Koch 1905 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Das Robert-Koch-Institut ist nach ihm benannt.
Frühen Leben und Ausbildung
Koch wurde am 11. Dezember 1843 in Clausthal, Deutschland, geboren, Sohn von Hermann Koch 1814–1877 und Mathilde Julie Henriette geb. Biewend; 1818–1871. Koch war bereits in jungen Jahren akademisch begabt. Bevor er 1848 die Schule betrat, hatte er sich selbst das Lesen und Schreiben beigebracht. Er schloss die Realschule 1862 ab und zeichnete sich in Naturwissenschaften und Mathematik aus. Im Alter von 19 Jahren trat Koch in die Universität Göttingen ein und studierte Naturwissenschaften. Nach drei Semestern beschloss Koch jedoch, sein Studienfach zur Medizin zu wechseln, da er Arzt werden wollte. Im fünften Semester der Medizinschule bat ihn Jacob Henle, ein Anatom, der 1840 eine Ansteckungstheorie veröffentlicht hatte, an seinem Forschungsprojekt über die Struktur der Uterusnerven teilzunehmen. Im sechsten Semester begann Koch, am Physiologischen Institut zu forschen, wo er die Sekretion von Bernsteinsäure studierte, einem Signalmolekül, das auch am Stoffwechsel der Mitochondrien beteiligt ist. Dies würde schließlich die Grundlage seiner Dissertation bilden. Im Januar 1866 graduierte Koch aus der Medizinschule und erhielt Auszeichnungen der höchsten Auszeichnung.
Karriere
Nach seinem Abschluss 1866 arbeitete Koch kurzzeitig als Assistent im Allgemeinen Krankenhaus von Hamburg. Im Oktober desselben Jahres zog er ins Idiot's Hospital von Langenhagen in der Nähe von Hannover als Allgemeinarzt. 1868 zog er nach Neimegk und 1869 nach Rakwitz. Als der Deutsch-Französische Krieg 1870 ausbrach, meldete er sich 1871 freiwillig als Chirurg in der deutschen Armee an, um den Kriegseinsatz zu unterstützen. Ein Jahr später wurde er entlassen und als Kreisarzt in Wollstein in Preußisch-Posen (jetzt Wolsztyn, Polen) ernannt. Als sich seine Familie dort niederließ, schenkte ihm seine Frau zu seinem Geburtstag ein Mikroskop. Mit dem Mikroskop richtete er sich ein privates Laboratorium ein und begann seine Karriere in der Mikrobiologie.
Koch begann, Forschungen an Mikroorganismen in einem Laboratorium, das mit seinem Patientenuntersuchungsraum verbunden war, durchzuführen. Seine frühe Forschung in diesem Laboratorium führte zu einem seiner Hauptbeiträge zum Bereich der Mikrobiologie, da er die Technik der Anzucht von Bakterien entwickelte. Darüber hinaus gelang es ihm, ausgewählte Krankheitserreger in reiner Laboratoriumskultur zu isolieren und zu züchten. Seine Entdeckung des Anthrax-Bazillus (später Bacillus anthracis genannt) beeindruckte Ferdinand Julius Cohn, Professor an der Universität Breslau (jetzt Universität Wrocław), sehr, der ihm bei der Veröffentlichung der Entdeckung 1876 half. Cohn hatte das Institut für Pflanzenphysiologie gegründet und lud Koch 1877 ein, sein neues Bakterium dort zu demonstrieren. Koch wurde 1879 als Kreisarzt nach Breslau versetzt. Ein Jahr später verließ er für Berlin, da er als Regierungsberater beim Reichsgesundheitsamt ernannt wurde, wo er von 1880 bis 1885 arbeitete. Nach seiner Entdeckung des Tuberkulose-Bakteriums wurde er im Juni 1882 zum Geheimer Regierungsrat befördert, eine leitende Führungsposition.
1885 erhielt Koch zwei Ernennungen als Administrator und Professor an der Universität Berlin. Er wurde Direktor des Hygienischen Instituts und Inhaber des Lehrstuhls (Professor für Hygiene) der Medizinischen Fakultät. 1891 gab er seinen Lehrstuhl auf und wurde Direktor des Königlich-Preußischen Instituts für Infektionskrankheiten (jetzt Robert-Koch-Institut), das aus einer klinischen Abteilung und Betten für die Abteilung der klinischen Forschung bestand. Dafür akzeptierte er harte Bedingungen. Das Preußische Gesundheitsministerium bestand nach dem Skandal mit Tuberkulin 1890, das Koch entdeckt hatte und als Heilmittel gegen Tuberkulose gedacht war, darauf, dass alle Erfindungen Kochs bedingungslos dem Staat gehörten und er nicht entschädigt würde. Koch verlor das Recht, Patentschutz anzumelden. 1906 zog er nach Ostafrika, um eine Heilung für Trypanosomiasis (Schlafkrankheit) zu erforschen. Er gründete das Bugula-Forschungslager, in dem täglich bis zu 1000 Menschen mit dem experimentellen Arzneistoff Atoxyl behandelt wurden.
Forschung
Isolierung von reinen Bakterienkulturen
Bei dem Versuch, Bakterien zu züchten, begann Koch, feste Nährstoffe wie Kartoffelscheiben zu verwenden. Durch diese ersten Experimente beobachtete Koch einzelne Kolonien identischer, reiner Zellen. Er stellte fest, dass Kartoffelscheiben nicht für alle Organismen geeignet waren, und begann später, Nährlösungen mit Gelatine zu verwenden. Jedoch erkannte er bald, dass Gelatine wie Kartoffelscheiben nicht das optimale Medium für das Bakterienwachstum war, da sie bei 37 °C nicht fest blieb, der idealen Temperatur für das Wachstum der meisten menschlichen Krankheitserreger. Wie ihm von Walther und Fanny Hesse empfohlen, begann Koch, Agar zur Anzucht und Isolierung von reinen Kulturen zu nutzen, weil dieses Polysaccharid bei 37 °C fest bleibt, nicht von den meisten Bakterien abgebaut wird und zu einem transparenten Medium führt.
Entwicklung der Petrischale
Kochs 1881 veröffentlichtes Büchlein mit dem Titel „Zur Untersuchung von Pathogenen Organismen" (Methoden zur Untersuchung pathogener Organismen) ist als die „Bibel der Bakteriologie" bekannt. Darin beschrieb er eine neuartige Methode zur Verwendung von Glasplättchen mit Agar zur Züchtung von Bakterien. Die Methode bestand darin, flüssigen Agar auf das Glasplättchen zu gießen und dann eine dünne Schicht Gelatine darüber zu verteilen. Die Gelatine ließ das Kulturmedium verfestigen, wodurch bakterielle Proben gleichmäßig verteilt werden konnten. Die gesamte Bakterienkultur wurde dann in eine Glasplatte zusammen mit einem kleinen feuchten Papier gelegt. Koch nannte diesen Behälter feuchte Kammer. Die typische Kammer war eine kreisförmige Glassschale mit 20 cm Durchmesser und 5 cm Höhe und hatte einen Deckel, um Verunreinigungen zu verhindern. Die Glasplatte und das transparente Kulturmedium ermöglichten die einfache Beobachtung des Bakterienwachstums.
Koch demonstrierte seine Plattenmethode öffentlich auf dem Siebenten Internationalen Medizinischen Kongress in London im August 1881. Dort rief Louis Pasteur aus: „C'est un grand progrès, Monsieur!" („Was für ein großer Fortschritt, Herr!") Es war mit Kochs Mikroskopie- und Agarplattenkultivierungsmethode, dass seine Studenten neue Bakterien entdeckten. Friedrich Loeffler entdeckte 1882 die Bakterien der Rotzmaul (Burkholderia mallei) und 1884 der Diphtherie (Corynebacterium diphtheriae); und Georg Theodor August Gaffky das Bakterium des Typhus (Salmonella enterica) 1884. Kochs Assistent Julius Richard Petri entwickelte eine verbesserte Methode und veröffentlichte sie 1887 als „Eine kleine Modification des Koch'schen Plattenverfahrens" (Eine kleine Änderung der Plattentechnik von Koch). Die Kulturplatte erhielt den eponymen Namen Petrischale. Es wird oft behauptet, dass Petri eine neue Kulturplatte entwickelt hat, aber das war nicht der Fall. Er verzichtete einfach auf die Verwendung einer Glasplatte und nutzte stattdessen die kreisförmige Glassschale direkt, nicht nur als feuchte Kammer, sondern als Hauptkulturbehälter. Dies verringerte die Verunreinigungschancen weiter. Es hätte auch angemessen gewesen, wenn der Name „Kochschale" gegeben worden wäre.
Anthrax
Robert Koch ist weit bekannt für seine Arbeit mit Anthrax, bei der er entdeckte, dass der Verursacher der tödlichen Krankheit Bacillus anthracis ist. Er entdeckte die Bildung von Sporen in Anthrax-Bakterien, die unter bestimmten Bedingungen ruhen bleiben konnten. Unter optimalen Bedingungen wurden die Sporen jedoch aktiviert und verursachten Krankheit. Um diesen Erreger zu bestimmen, trocknete er Bakterienkulturen auf Glasplättchen, färbte die Kulturen mit Farbstoffen und beobachtete sie unter einem Mikroskop. Seine Arbeit mit Anthrax ist besonders bemerkenswert, da er der erste war, der einen spezifischen Mikroorganismus mit einer spezifischen Krankheit verknüpfte, die Idee der Spontanzeugung ablehnte und die Keimtheorie der Krankheit unterstützte.
Cholera
Im August 1883 entsendete die deutsche Regierung ein von Koch geleitetes medizinisches Team nach Alexandria, Ägypten, um die dortige Choleraepidemie zu untersuchen. Koch stellte bald fest, dass die Darmschleimhaut von Menschen, die an Cholera starben, immer eine Bakterieninfektion aufwies, konnte aber nicht bestätigen, ob die Bakterien die Krankheitserreger waren. Als der Ausbruch in Ägypten abflaute, wurde er nach Kalkutta (jetzt Kolkata) Indien versetzt, wo es einen schwereren Ausbruch gab. Er stellte bald fest, dass der Fluss Ganges die Quelle der Cholera war. Er führte Autopsien von fast 100 Leichen durch und fand in jeder eine Bakterieninfektion. Er identifizierte die gleichen Bakterien aus Wassertanks und verknüpfte die Infektionsquelle. Er isolierte das Bakterium in reiner Kultur am 7. Januar 1884. Anschließend bestätigte er, dass das Bakterium eine neue Art war, und beschrieb es als „ein wenig gekrümmt, wie ein Komma." Sein Experiment mit frischen Blutproben deutete darauf hin, dass das Bakterium rote Blutkörperchen abtöten konnte, und er vermutete, dass das Bakterium eine Art Gift zur Verursachung der Krankheit verwendete. Das Gift wurde 1959 von dem indischen Wissenschaftler Sambhu Nath De entdeckt und ist als Cholera-Toxin bekannt. Koch meldete seine Entdeckung dem deutschen Staatssekretär des Innern am 2. Februar und veröffentlichte sie im darauffolgenden Monat in der Deutschen Medizinischen Wochenschrift.
Obwohl Koch davon überzeugt war, dass das Bakterium der Choleraerreger war, konnte er nicht vollständig einen kritischen Beweis erbringen, dass das Bakterium die Symptome bei gesunden Personen verursachte (nach Kochs Postulaten). Sein Experiment mit Tieren unter Verwendung seiner reinen Bakterienkultur verursachte die Krankheit nicht, und er erklärte richtig, dass Tiere gegen menschliche Krankheitserreger immun sind. Das Bakterium war dann als „das Komma-Bazillus" bekannt, und wissenschaftlich als Bacillus comma. Es wurde später festgestellt, dass das Bakterium bereits 1854 vom italienischen Arzt Filippo Pacini beschrieben wurde und auch vom katalanischen Arzt Joaquim Balcells i Pascual ungefähr zur gleichen Zeit beobachtet wurde. Aber sie konnten das Bakterium nicht als Erreger der Cholera identifizieren. Kochs Kollege Richard Friedrich Johannes Pfeiffer identifizierte das Komma-Bazillus richtig als Pacinis vibrioni und benannte es 1896 in Vibrio cholera um.
Tuberkulose
Während seiner Zeit als Regierungsberater bei der Reichsgesundheitsbehörde in Berlin in den 1880er Jahren wurde Robert Koch an der Tuberkuloseforschung interessiert. Zu dieser Zeit wurde allgemein angenommen, dass Tuberkulose eine Erbkrankheit war. Koch war jedoch davon überzeugt, dass die Krankheit durch ein Bakterium verursacht wurde und ansteckend war. 1882 veröffentlichte er seine Erkenntnisse über Tuberkulose, in denen er berichtete, dass der Krankheitserreger das langsam wachsende Mycobacterium tuberculosis ist. Er veröffentlichte die Entdeckung als „Die Ätiologie der Tuberkulose" und präsentierte sie vor der Deutschen Gesellschaft für Physiologie in Berlin am 24. März 1882. Koch kündigte an und sagte:
Wenn die Deckgläser dieser Färbeflüssigkeit [Methylenblau gemischt mit Kaliumhydroxid] 24 Stunden lang ausgesetzt waren, wurden zum ersten Mal sehr feine stabförmige Formen in der tuberkulösen Masse sichtbar, die, wie weitere Beobachtungen zeigten, die Kraft der Vermehrung und Sporenbildung hatten und daher zur gleichen Gruppe von Organismen wie dem Anthrax-Bazillus gehörten ... Die mikroskopische Untersuchung zeigte dann, dass nur die zuvor blau gefärbten Zellkerne und der Detritus braun wurden, während die Tuberkelbazillen ein wunderschönes Blau beibehielten.
Es gab keine besondere Reaktion auf diese Ankündigung. Renommierte Wissenschaftler wie Rudolf Virchow blieben skeptisch. Virchow hielt an seiner Theorie fest, dass alle Krankheiten auf fehlerhafte zelluläre Aktivitäten zurückzuführen sind. Andererseits erinnerte sich Paul Ehrlich später, dass dieser Moment sein „einziges größtes wissenschaftliches Erlebnis" war. Koch erweiterte den Bericht und veröffentlichte unter dem gleichen Titel als Büchlein 1884, in dem er zu dem Schluss kam, dass die Entdeckung des Tuberkulose-Bakteriums die drei Prinzipien erfüllte, die später als Kochs Postulate bekannt wurden, die 1883 von seinem Assistenten Friedrich Loeffler formuliert wurden, und sagte:
Alle diese Faktoren zusammen erlauben mir zu dem Schluss zu kommen, dass die Bazillen, die in den tuberkulösen Läsionen vorhanden sind, Tuberkulose nicht nur begleiten, sondern sie verursachen. Diese Bazillen sind die wahren Verursacher der Tuberkulose.
Erworbene Immunität
Koch beobachtete das Phänomen der erworbenen Immunität. Am 26. Dezember 1900 kam er als Teil einer Expedition nach Deutsch-Neuguinea an, das damals ein Protektorat des Deutschen Reiches war. Koch untersuchte seriell
