Если мои усилия привели к большему успеху, чем обычно, то это, я полагаю, потому, что во время моих странствий в области медицины я попал на дорожки, где золото еще лежало на обочине. Нужно немного удачи, чтобы отличить золото от мусора, но это все.
Генрих Герман Роберт Кох был немецким врачом и микробиологом. Как один из основателей современной бактериологии, он определил специфических возбудителей туберкулеза, холеры и сибирской язвы и также предоставил экспериментальную поддержку концепции инфекционного заболевания, включая эксперименты на людях и животных. Кох создал и улучшил лабораторные технологии и методы в области микробиологии и сделал ключевые открытия в области общественного здравоохранения. Его исследования привели к созданию постулатов Коха, серии четырех обобщенных принципов, связывающих конкретные микроорганизмы с конкретными заболеваниями, которые оказали влияние на последующие эпидемиологические принципы, такие как критерии Бредфорда Хилла. За свои исследования туберкулеза Кох получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине в 1905 году. Институт Роберта Коха назван в его честь.
Ранняя жизнь и образование
Кох родился в Клаустале, Германия, 11 декабря 1843 года, в семье Германа Коха (1814–1877) и Матильды Юлии Генриетты урожденной Бивенд (1818–1871). Кох с ранних лет преуспевал в учебе. До поступления в школу в 1848 году он самостоятельно научился читать и писать. Он закончил среднюю школу в 1862 году, отличившись в науке и математике. В возрасте 19 лет Кох поступил в Геттингенский университет, где изучал естественные науки. Однако после трех семестров Кох решил сменить область обучения на медицину, так как мечтал стать врачом. На пятом семестре медицинской школы Якоб Генле, анатом, опубликовавший теорию заражения в 1840 году, попросил его участвовать в своем исследовательском проекте о структуре маточных нервов. На шестом семестре Кох начал исследования в Физиологическом институте, где изучал секрецию янтарной кислоты, которая является сигнальной молекулой, также участвующей в метаболизме митохондрий. Это в конечном итоге легло в основу его диссертации. В январе 1866 года Кох закончил медицинскую школу с высочайшими почестями.
Карьера
После окончания учебы в 1866 году Кох недолго работал ассистентом в Общей больнице Гамбурга. В октябре того же года он переехал в Больницу для идиотов Лангенхагена, близ Ганновера, врачом-практиком. В 1868 году он переехал в Нимегк, а затем в Раквиц в 1869 году. Когда в 1870 году началась франко-прусская война, он в 1871 году добровольцем записался в немецкую армию хирургом для поддержки военных действий. Год спустя он был демобилизован и назначен районным врачом (Kreisphysikus) в Вольштейне в прусском Poznań (ныне Wolsztyn, Польша). Когда его семья поселилась там, его жена подарила ему микроскоп в качестве подарка на день рождения. С помощью микроскопа он создал собственную лабораторию и начал свою карьеру в микробиологии.
Кох начал проводить исследования микроорганизмов в лаборатории, подключенной к его кабинету осмотра пациентов. Его ранние исследования в этой лаборатории дали один из его основных вкладов в микробиологию, так как он разработал метод культивирования бактерий. Кроме того, ему удалось выделить и вырастить отдельные патогены в чистой лабораторной культуре. Его открытие сибиреязвенной палочки (позже названной Bacillus anthracis) произвело огромное впечатление на Фердинанда Юлиуса Кона, профессора Бреславльского университета (ныне Вроцлавский университет), который помог ему опубликовать открытие в 1876 году. Кон основал Институт физиологии растений и пригласил Коха продемонстрировать свою новую бактерию там в 1877 году. Кох переехал в Бреслау в качестве районного врача в 1879 году. Год спустя он уехал в Берлин, так как был назначен советником правительства в Имперском управлении здравоохранения, где работал с 1880 по 1885 год. После открытия туберкулезной палочки его повысили в должности до Geheimer Regierungsrath, старшей исполнительной должности в июне 1882 года.
В 1885 году Кох получил два назначения администратора и профессора Берлинского университета. Он стал директором Гигиенического института и занял должность профессора гигиены на факультете медицины. В 1891 году он отказался от профессорства и стал директором Прусского королевского института инфекционных болезней (ныне Институт Роберта Коха), который состоял из клинического отделения и больничных коек для клинических исследований. Для этого он принял суровые условия. После скандала 1890 года с туберкулином, который Кох открыл и предназначал в качестве средства лечения туберкулеза, прусское министерство здравоохранения настояло на том, чтобы все изобретения Коха безоговорочно принадлежали государству и он не получал компенсацию. Кох потерял право подавать заявки на патентную защиту. В 1906 году он переехал в Восточную Африку, чтобы найти лекарство от трипаносомиаза (сонной болезни). Он основал исследовательский лагерь Бугула, где до 1000 человек в день лечили экспериментальным препаратом Атоксил.
Исследования
Выделение чистых бактериальных культур
При попытке вырастить бактерии Кох начал использовать твердые питательные вещества, такие как ломтики картофеля. В результате этих первоначальных экспериментов Кох наблюдал отдельные колонии идентичных чистых клеток. Он обнаружил, что ломтики картофеля не подходили в качестве питательной среды для всех организмов, и позже начал использовать питательные растворы с желатином. Однако вскоре он понял, что желатин, как и ломтики картофеля, не является оптимальной средой для роста бактерий, так как он не остается твердым при 37 °C, оптимальной температуре для роста большинства патогенов человека. По предложению Вальтера и Фанни Хесс Кох начал использовать агар для выращивания и выделения чистых культур, потому что этот полисахарид остается твердым при 37 °C, не разлагается большинством бактерий и дает прозрачную среду.
Разработка чашки Петри
Брошюра Коха, опубликованная в 1881 году под названием "Zur Untersuchung von Pathogenen Organismen" (Методы исследования патогенных организмов), известна как "Библия бактериологии". В ней он описал новый метод использования стеклянного предметного стекла с агаром для выращивания бактерий. Метод предполагал наливание жидкого агара на стеклянное предметное стекло, а затем нанесение тонкого слоя желатина поверх него. Желатин заставлял культуральную среду затвердевать, в результате чего бактериальные образцы могли распределяться равномерно. Вся бактериальная культура затем помещалась в стеклянную пластину вместе с небольшой влажной бумагой. Кох назвал этот контейнер feuchte Kammer (влажная камера). Типичная камера представляла собой круглую стеклянную чашу диаметром 20 см и высотой 5 см с крышкой для предотвращения загрязнения. Стеклянная пластина и прозрачная культуральная среда облегчали наблюдение роста бактерий.
Кох публично продемонстрировал свой метод посева на Седьмом Международном медицинском конгрессе в Лондоне в августе 1881 года. Там Луи Пастер воскликнул: "C'est un grand progrès, Monsieur!" ("Какой великий прогресс, сэр!") Именно используя микроскопию Коха и метод культивирования на агаре его студенты открыли новые бактерии. Фридрих Лёффлер открыл бактерию сапа (Burkholderia mallei) в 1882 году и дифтерии (Corynebacterium diphtheriae) в 1884 году; а Георг Теодор Август Гаффки бактерию брюшного тифа (Salmonella enterica) в 1884 году. Помощник Коха Юлиус Рихард Петри разработал улучшенный метод и опубликовал его в 1887 году как "Eine kleine Modification des Koch'schen Plattenverfahrens" (Небольшое видоизменение методики посева Коха). Культуральной пластине было дано эпонимическое название чашка Петри. Часто утверждается, что Петри разработал новую культуральную пластину, но это не так. Он просто отказался от использования стеклянной пластины и вместо этого использовал круглую стеклянную чашу непосредственно не только как влажную камеру, но и как основной культуральный контейнер. Это еще больше снизило риск загрязнения. Было бы также уместно, если бы название "чашка Коха" было присвоено.
Сибирская язва
Роберт Кох широко известен своей работой с сибирской язвой, открыв возбудителя этого смертельного заболевания - Bacillus anthracis. Он открыл образование спор в бактериях сибирской язвы, которые могли оставаться в состоянии покоя при определенных условиях. Однако при оптимальных условиях споры активировались и вызывали заболевание. Чтобы определить этого возбудителя, он высушивал бактериальные культуры на стеклянных предметных стеклах, использовал красители для окрашивания культур и наблюдал их под микроскопом. Его работа с сибирской язвой примечательна тем, что он был первым, кто связал конкретный микроорганизм с конкретным заболеванием, отвергнув идею самопроизвольного зарождения и поддерживая теорию микробного происхождения болезней.
Холера
В августе 1883 года немецкое правительство отправило медицинскую команду под руководством Коха в Александрию, Египет, для исследования эпидемии холеры. Кох вскоре обнаружил, что кишечная слизистая оболочка людей, умерших от холеры, всегда имела бактериальную инфекцию, но не мог подтвердить, были ли бактерии возбудителями. По мере того как вспышка в Египте спадала, его перевели в Калькутту (ныне Kolkata), Индия, где была более серьезная вспышка. Вскоре он обнаружил, что рекой Ганг была источником холеры. Он провел вскрытия почти 100 тел и обнаружил в каждом бактериальную инфекцию. Он выделил ту же бактерию из резервуаров с водой, связав источник инфекции. Он выделил бактерию в чистой культуре 7 января 1884 года. Впоследствии он подтвердил, что бактерия была новым видом, и описал его как "немного изогнутый, как запятая". Его эксперимент с использованием свежих образцов крови показал, что бактерия может убивать красные кровяные тельца, и он выдвинул гипотезу, что бактерия использует какой-то яд для вызывания болезни. Яд был открыт индийским ученым Самбху Натом Де в 1959 году и известен как холерный токсин. Кох сообщил о своем открытии немецкому государственному секретарю внутренних дел 2 февраля и опубликовал его в Deutsche Medizinische Wochenschrift (Немецком медицинском еженедельнике) в следующем месяце.
Хотя Кох был убежден, что бактерия была возбудителем холеры, он не смог полностью установить критическое доказательство того, что бактерия вызвала симптомы у здоровых субъектов (следуя постулатам Коха). Его эксперимент на животных с использованием чистой культуры бактерий не вызвал заболевания, и он правильно объяснил, что животные невосприимчивы к патогенам человека. Бактерия была известна как "запятая палочка", а научно как Bacillus comma. Позже выяснилось, что бактерию уже описал итальянский врач Филиппо Пачини в 1854 году, и она также наблюдалась каталанским врачом Хоакимом Балселлсом и Паскуалом примерно в то же время. Но они не смогли выявить бактерию как возбудителя холеры. Коллега Коха Рихард Фридрих Йоханнес Пфайффер правильно выявил запятую палочку как вибриони Пачини и переименовал ее в Vibrio cholera в 1896 году.
Туберкулез
Во время работы советником правительства в Имперском управлении здравоохранения в Берлине в 1880-х годах Роберт Кох заинтересовался исследованием туберкулеза. В то время широко считалось, что туберкулез является наследственным заболеванием. Однако Кох был убежден, что болезнь вызвана бактерией и является заразной. В 1882 году он опубликовал свои выводы о туберкулезе, в которых сообщил, что возбудителем заболевания является медленнорастущая Mycobacterium tuberculosis. Он опубликовал открытие как "Die Ätiologie der Tuberkulose" (Этиология туберкулеза) и представил его перед Немецким физиологическим обществом в Берлине 24 марта 1882 года. Кох объявил, сказав:
Когда покровные стекла подвергались воздействию этой окрашивающей жидкости [метиленовый синий, смешанный с гидроксидом калия] в течение 24 часов, впервые в туберкулезной массе стали видны очень тонкие стержневидные формы, которые, как показали дальнейшие наблюдения, обладают способностью к размножению и образованию спор и, следовательно, принадлежат к той же группе организмов, что и сибиреязвенная палочка... Микроскопическое исследование показало, что только ранее окрашенные в синий цвет ядра клеток и детрит стали коричневыми, тогда как палочки туберкулеза остались красивого синего цвета.
На это объявление не было никакой особой реакции. Такие видные ученые, как Рудольф Вирхов, остались скептичны. Вирхов придерживался своей теории, что все болезни вызваны неправильной деятельностью клеток. С другой стороны, Пауль Эрлих позже вспомнил, что этот момент был его "единственным величайшим научным опытом". Кох расширил доклад и опубликовал под тем же названием брошюру в 1884 году, в которой пришел к выводу, что открытие палочки туберкулеза соответствует трем принципам, впоследствии известным как постулаты Коха, которые были сформулированы его помощником Фридрихом Лёффлером в 1883 году, сказав:
Все эти факторы вместе позволяют мне прийти к выводу, что палочки, присутствующие в туберкулезных поражениях, не только сопровождают туберкулез, но и вызывают его. Эти палочки - истинные агенты туберкулеза.
Приобретенный иммунитет
Кох наблюдал явление приобретенного иммунитета. 26 декабря 1900 года он прибыл как часть экспедиции в немецкую Новую Гвинею, которая была в то время протекторатом Германской империи. Кох серийно проверил
