Emil von Behring: отец серотерапии и первый лауреат Нобелевской премии по медицине

Информационная карта Нобеля

• Год награды: 1901
• Категория премии: Физиология или Медицина
• Лауреат: Эмиль Адольф фон Беринг
• Обоснование награды: Его работа в области серотерапии, особенно применение противодифтерийной сыворотки.
• Дата рождения: 15 марта 1854 г., Хансдорф, Пруссия
• Смерть: 31 марта 1917, Марбург, Германия
• Национальность: Немецкая
• Учреждение: Университет Марбурга
• Значение: Первый в истории лауреат Нобелевской премии по физиологии или медицине

Жизнь и образование

Эмиль Адольф фон Беринг родился 15 марта 1854 года в Гансдорфе, Пруссия (ныне на территории Польши). Его отец был учителем начальной школы и содержал большую семью из 13 детей. Вырастая в условиях крайней финансовой ограниченности, Беринг с раннего возраста проявлял большой интерес к образованию. Молодой человек, привлекший внимание своей интеллигентностью и настойчивостью, был принят в 1874 году в Академию имени императора Вильгельма в Берлине (Военно-медицинскую академию), так как его семья не могла позволить себе университетские расходы. Это учреждение требовало от студентов проходить военную службу после окончания обучения в качестве условия предоставления бесплатного медицинского образования.

Бе́ринг начал своё медицинское образование в 1878 году и, окончив его, стал работать военным врачом в прусской армии. В начале своей карьеры он служил в Позене (ныне Познань) и Бонне. В этот период его интерес к лечению инфекционных заболеваний усилился. В начале 1880-х годов он проводил исследования по дезинфицирующим свойствам йода и других антисептических веществ. Его наблюдение о том, что йод может нейтрализовать токсины дифтерии, впоследствии привело к развитию концепции серотерапии.

В 1888 году в научной карьере Беринга наступил поворотный момент: он был назначен исследователем в Институт гигиены Robert Koch в Берлине. Лаборатория Коха была одним из самых престижных центров микробиологии того времени, и здесь Беринг имел возможность освоить самые передовые методы бактериологии. Работа рядом с Кохом расширила научные горизонты Беринга и направила его на систематические экспериментальные исследования. Его сотрудничество с японским учёным Китасато Сибасабуро, с которым он познакомился в лаборатории Коха, заложило основу для открытия, изменившего ход медицинской истории.

Научная работа

В центре научного внимания Бейринга было противостояние дифтерии — ужасной причины смерти среди детей в конце XIX века. Дифтерия была смертельной инфекцией, вызванной бактериями Corynebacterium diphtheriae, которые производили мощный экзотоксин, образующий густую мембрану в горле и блокирующий дыхательные пути, что приводило к повреждению сердца и нервной системы. В последнем квартале XIX века ежегодно тысячи детей в Европе погибали от дифтерии; ежегодный уровень смертности от дифтерии в Германии превышал 50 000 человек.

Работая в лаборатории Коха, Беринг стремился понять природные механизмы защиты организма от инфекционных заболеваний. В начале 1890-х годов он провел ряд новаторских экспериментов совместно с японским исследователем Сибасабуро Китасато. Вводя животным небольшие дозы дифтерийного и столбнячного токсинов, Беринг и Китасато наблюдали, что животные приобретали к ним устойчивость. Важнее всего, когда они переливали сыворотку от этих иммунизированных животных другим животным, последние также становились устойчивыми. Это открытие показало, что иммунитет обеспечивается переносимым веществом в крови — веществом, которое Беринг назвал антитоксином.

В декабре 1890 года Бейринг и Китасато опубликовали одну из самых важных статей в истории медицины: их открытие диптерии и столбнячного антитоксина было опубликовано в журнале Deutsche Medizinische Wochenschrift. В своем исследовании они экспериментально продемонстрировали, что сыворотка от животных, иммунизированных против диптерийного токсина, может либо излечивать, либо защищать других инфицированных животных при введении ее им. Это стало первым систематическим демонстрацией пассивного иммунитета в истории медицины.

Вклад Пола Эрлиха в работу Беринга также сыграл важную роль в его практическом применении. Эрлих был ключевой фигурой в стандартизации антитоксических сывороток и оптимизации производственных процессов. В сотрудничестве с фармацевтической компанией Hoechst началось крупномасштабное производство противодифтерийного антисерума.

Открытие, которое привело к Нобелевской премии

Открытие Бейрингом антитоксина от дифтерии было введено в клиническую практику на Рождество 1891 года. В берлинской больнице ребенок, находившийся на грани смерти от тяжелой формы дифтерии, впервые был лечен дифтерийным антисерумом и выжил. Этот драматичный клинический успех сделал терапию антисерумом сенсацией по всей Европе. К концу 1893 года антитоксинное сыворотка производилась массово и распространялась по больницам Европы; она привела к значительному снижению смертности от дифтерии, которая до того была основной причиной смерти среди детей.

В 1893–1894 годах крупномасштабные клинические испытания однозначно подтвердили эффективность антисерума от дифтерии. Уровень смертности среди пациентов, лечившихся антисерумом, резко снизился по сравнению с теми, кто не получал лечения. Если до введения сывороточной терапии смертность от дифтерии достигала 50%, то после она упала ниже 25%. Этот успех вызвал бурный энтузиазм по всей Европе и привел к быстрому расширению производства антисерума.

Работа Эмиля фон Беринга выходила за рамки лечения дифтерии и привела к фундаментальному сдвигу парадигмы в области всех иммунологических методов лечения инфекционных заболеваний. Концепция серотерапии основывалась на идее взаимодействия токсина и антитоксина, которая стала одним из основных принципов современной иммунологии. Таким образом, в 1901 году первый Нобелевская премия по физиологии или медицине была присуждена Эмилю фон Берингу после учреждения новых Нобелевских премий.

Нобелевский комитет подчеркнул значимость работ Беринга в области серотерапии, особенно её применение против дифтерии, как открытие нового пути в медицинской науке и предоставление врачам победного оружия против болезней и смерти. Благодаря этому достижению Беринг стал первым лауреатом Нобелевской премии по медицине. Интересно, что многие учёные считали, что Китасато Сибасабуро также заслуживает совместного получения этой награды; однако Нобелевский комитет присудил её исключительно Берингу.

Премия и её последствия

После получения Нобелевской премии Бейринг продолжил свою работу в Марбургском университете. В последующие годы после 1901 года он переключил своё внимание на разработку улучшенной вакцины против дифтерии. Хотя лечение антисерумом было спасательным, его защитный эффект был временным; Бейринг стремился создать активную вакцину, обеспечивающую длительный иммунитет. В 1913 году он представил метод активной иммунизации с использованием смесей токсин-антитоксин против дифтерии, который позже стал предшественником вакцины из токсоида, разработанной Гастоном Рамоном.

Во время Первой мировой войны Бейринг прилагал большие усилия для увеличения производства противостолбнячной сыворотки. Эта сыворотка играла жизненно важную роль в защите солдат от столбнячных инфекций на передовой. Он также проводил исследования по лечению туберкулеза, но в этой области добился меньшего успеха, чем в случае с дифтерией.

В 1901 году прусское правительство наградило его дворянским титулом, добавив к его имени «фон». В 1903 году он основал фармацевтическую компанию Behringwerke, которая организовала промышленное производство сывороток и вакцин. Сегодня эта компания продолжает свою деятельность под названием CSL Behring и является одним из ведущих мировых производителей препаратов крови и иммунологических лекарств.

Emil von Behring скончался от пневмонии в Марбурге 31 марта 1917 года. Он умер в возрасте 63 лет, оставив после себя научное наследие, которое спасло миллионы жизней.

Наследие и влияние сегодня

Открытие Беринга о сывороточной терапии оказало прямое влияние на многие области современной медицины. Принцип пассивного иммунитета по-прежнему широко используется в клинической практике. Терапия моноклональными антителами, применяемая при бешенстве, гепатите В, несовместимости Rh у новорожденных и, совсем недавно, при пандемии COVID-19, является продолжением фундаментального принципа, сформулированного Берингом более 130 лет назад.

Беспощадная борьба с дифтерией была в значительной степени взята под контроль благодаря вакцинным и противоядным программам, разработанным после открытия Бейринга. В рамках Расширенной программы иммунизации Всемирной организации здравоохранения вакцина от дифтерии, столбняка и коклюша (ДТП) вводится миллиардам детей по всему миру. Следуя по стопам Бейринга, ученые вывели борьбу с инфекционными заболеваниями на новый уровень, создавая токсоиды, конъюгированные вакцины и технологии моноклональных антител.

Работа Беринга также способствовала появлению иммунологии как независимой научной дисциплины. Открытие антитоксинов проложило путь к разработке теории боковых цепей Паулем Эрлихом, открытию системы комплемента Жюлем Бордетом и идентификации групп крови Карлом Ландштейнером. Эти последовательные открытия привели к революционному прогрессу в понимании иммунной системы.

В Германии память о Беринге сохраняется. В Университете Марбурга существует библиотека имени Эмиля фон Беринга, и город Марбург регулярно проводит научные мероприятия в его честь. Немецкая почтовая служба выпустила марку с портретом Беринга. Компания CSL Behring, носящая его имя, продолжает развивать его наследие на промышленной основе.

Малоизвестные факты

• Беринг был старшим из 13 детей; его семья была настолько бедна, что не могла позволить себе оплатить университетские сборы, и он был вынужден поступить в военную медицинскую академию.
• Первое клиническое применение антисеры дифтерии произошло в канун Рождества 1891 года; именно поэтому в Германии Бейринга широко называли «Спасителем детей».
• Спор о приоритете открытия антитоксина между Берингом и Китасато продолжался много лет. Вклад Китасато долгое время не был должным образом оценен.
• Несмотря на значительный вклад в стандартизацию и производство противодифтерийного антисерума, Paul Ehrlich был глубоко разочарован тем, что его имя не было включено в Нобелевскую премию 1901 года.
• Беринг было всего 47 лет, когда он получил Нобелевскую премию, и хотя в последующие годы он работал над лечением туберкулеза, ему так и не удалось повторить свой успех с дифтерией.
• Во время Первой мировой войны основанный им завод Behringwerke производил противостолбнячную сыворотку для солдат на фронте, спасая жизни тысяч военнослужащих.
• В опросе, проведенном в Германии в 1940 году, Беринг занял третье место среди самых уважаемых немецких учёных.