Альберт Исраэль Шатц (2 февраля 1920 г. – 17 января 2005 г.) был американским микробиологом и ученым, открывшим стрептомицин [1] , первый антибиотик, известный своей эффективностью при лечении туберкулеза [2] . Он окончил Ратгерский университет в 1942 году, получив степень бакалавра по микробиологии почвы, и получил докторскую степень в Ратгерском университете в 1945 году. Его докторские исследования привели непосредственно к открытию стрептомицина.
Родившийся в семье фермеров, Шатц был вдохновлен изучением почвоведения для его потенциальной применимости в семейном деле. став лучшим в своем классе в Ратгерсе в 1942 году, он сразу же начал работать под руководством Селмана Ваксмана , тогдашнего главы кафедры почвенной микробиологии, но был призван в армию США для службы во Второй мировой войне . После травмы спины, приведшей к его увольнению из армии, он вернулся в Ваксман в 1943 году в качестве аспиранта. Работая в изоляции от других из-за его использования страшной бактерии туберкулеза ( Mycobacterium tuberculosis ), он открыл новый антибиотик, который он назвал «стрептомицин», который оказался безопасным и эффективным против бактерии туберкулеза и других бактерий. Он также внес вклад в открытие другого антибиотика альбомицина в 1947 году.
Открытие стрептомицина привело к спорам о его гонорарах за коммерческое производство и Нобелевской премии. Не зная Шатца, Ваксман заявил о финансовой выгоде только для себя и Ратгерского исследовательского и благотворительного фонда. Судебный иск предоставил Шатцу 3% гонораров и юридическое признание в качестве соавтора. Затем Нобелевская премия по физиологии и медицине 1952 года была присуждена исключительно Ваксману явно «за его открытие стрептомицина» [3], что The Lancet отметил как «значительную ошибку, поскольку не признали вклад Шатца». [4] В качестве акта доброй воли Шатц был удостоен медали Ратгерского университета в 1994 году.
Шатц родился в Норвиче, штат Коннектикут, США, и учился в школах в Пассейике, штат Нью-Джерси. Его родители, отец, русский еврей-эмигрант Юлиус Шатц, и мать, англичанка Рэй Шатц, были фермерами. Он поступил в Колледж сельского хозяйства в Университете штата Ратгерс в Нью-Джерси в 1932 году. Он закончил бакалавриат наук с отличием по почвоведению в 1942 году, став лучшим в своем классе. [5] В тот день, когда он получил свой результат в мае, [6] он присоединился к Сельману Ваксману , который возглавлял кафедру почвенной микробиологии в Ратгерсе, в качестве ассистента аспиранта. Ваксман руководил исследовательской программой по поиску новых антибиотических соединений, производимых микроорганизмами в обычной почве, с 1937 года, и его командам предстояло открыть более 10 таких химикатов в период с 1940 по 1952 год. Однокурсница Дорис Ралстон описала Шатца как «бедного, блестящего студента, который работал с жгучей интенсивностью». [5]
Первоначально Шатц работал над антибиотиками, актиномицином , клавацином и стрептотрицином , которые разработал Ваксман. Вскоре он обнаружил, что эти соединения были слишком токсичны для животных, чтобы иметь какое-либо практическое применение для людей. [6] Проработав пять месяцев, он был призван в армию США в декабре 1942 года во время Второй мировой войны . Как человек с микробиологическим образованием, он был направлен бактериологом в медицинский отряд ВВС , размещенный в армейских госпиталях во Флориде. [7] Он был демобилизован 15 июня 1943 года из-за травмы спины. [5]
Имея возможность работать в фармацевтической компании или получить докторскую степень, Шац выбрал последнее. Он вернулся в лабораторию Ваксмана, где в 1945 году получил докторскую степень, защитив диссертацию « Стрептомицин, антибиотик, вырабатываемый Actinomyces griseus » . [6] Его докторская работа привела к открытию первого антибиотика — стрептомицина, который эффективен против туберкулеза. [8]
После ухода из Ратгерса в 1946 году Шатц работал в Бруклинском колледже и Национальном сельскохозяйственном колледже в Дойлстауне, штат Пенсильвания. Большая часть поздних работ Шатца была посвящена стоматологии, начиная с 1953 года. Работая начальником отдела микробиологии в Филадельфийской больнице общего профиля , Шатц и его дядя Джозеф Дж. Мартин в Высшей школе медицины Пенсильванского университета разработали теорию о причине кариеса зубов . Теория, которую они назвали «теорией протеолиза-хелатирования», берет свое начало в оригинальном исследовании Шатца в 1955 году. [7] Полная структура теории была опубликована в 1962 году. [9]
Шатц стал самым выдающимся профессором факультета химии и фармацевтики в Чилийском университете с 1962 по 1965 год, [10] затем профессором педагогики в Вашингтонском университете в Сент-Луисе с 1965 по 1969 год и профессором естественнонаучного образования в Темплском университете с 1969 по 1980 год. [2] [11] [12] В Чили он продолжил изучать эффекты фторирования питьевой воды . [7]
Вернувшись в лабораторию Ваксмана в 1943 году, Шатц предложил заняться поиском антибиотика, эффективного против грамотрицательных бактерий, ответственных за другие заболевания, устойчивые к пенициллину. В то время не существовало антибиотика, пригодного для лечения инфекций, вызванных грамотрицательными бактериями — единственное эффективное соединение, стрептотрицин, хотя и имел низкую токсичность для лейкоцитов , считалось слишком токсичным и слишком слабым для клинического применения. [13] [14] В то время Уильям Хью Фельдман из клиники Майо предложил Ваксману поискать антибиотики, которые будут бороться с туберкулезом. Но Ваксман не собирался иметь дело с такой смертельно опасной бактерией, как Mycobacterium tuberculosis , возбудитель туберкулеза. Когда Шатц узнал об этом, он настоял на том, чтобы тот занялся исследованием противотуберкулезного препарата, на что Ваксман согласился. Фельдман дал ему H-37, самый вирулентный штамм туберкулезной бактерии у людей, который был доступен. [6]
Ваксман позаботился о том, чтобы Шатц работал один и оставался изолированным в подвале лаборатории, и приказал Шатцу, чтобы бактериальные образцы никогда не покидали подвал. В течение трех с половиной месяцев Шатц идентифицировал два родственных штамма бактерий ( Streptomyces griseus ), которые относятся к группе ( отряду ) актиномицетов , чьи выделения останавливали рост туберкулезной бактерии и нескольких грамотрицательных бактерий. [5] Один штамм был получен из мазка из горла здоровой курицы, другой — из сильно унавоженной полевой почвы. Он вспоминал свое исследование, говоря:
В то время я спал на деревянной скамье в лаборатории. Я рисовал горизонтальную линию красным карандашом для стеклянных отметок на колбах, из которых я перегонял. Если я спал, когда жидкость выкипала до красной отметки, ночной сторож будил меня, и я добавлял еще жидкости. Это было во время Второй мировой войны, когда действовало нормирование. Поэтому я перерабатывал органические растворители, которые я использовал в достаточно больших объемах, чтобы оправдать переработку. Я работал день и ночь, чтобы произвести этот стрептомицин, потому что я хотел, чтобы Фельдман провел тесты на токсичность и in vivo как можно скорее, и потому что Ваксман не назначил никого, чтобы помочь мне. [6]
Днем 19 октября Шатц заметил, что бактерии туберкулеза были убиты его экстрактом актиномицета, которому он дал название «стрептомицин» [6] в соответствии с научным названием источника и более раннего антибиотика стрептотрицина, открытого Ваксманом и Х. Бойдом Вудраффом в 1942 году. [15] Бактерии из курицы, используемые в эксперименте, были предоставлены другим исследователем Дорис Джонс, а Элизабет Буги провела антибактериальные тесты. [16] Шатц, Буги и Ваксман сообщили об открытии в журнале Experimental Biology and Medicine , который опубликовал его 1 января 1944 года. [17] Новое соединение было эффективно против как грамотрицательных, так и грамположительных бактерий, а также против человеческого штамма бактерии туберкулеза, [18] [14] который не является ни грамотрицательным, ни грамположительным видом. [19] Их заключение гласит:
Стрептомицин, как и стрептотрицин, обладает сильными бактерицидными свойствами, и предварительные эксперименты, как правило, указывали на то, что эти два вещества также сопоставимы по своей низкой токсичности для животных и по своей активности in vivo . Различные химические и биологические свойства стрептомицина, как правило, указывают на это соединение как на тесно связанное со стрептотрицином; тот факт, что он отличается от последнего по природе своей антибактериальной активности, может указывать на близкородственный, но не тот же самый тип молекулы. [17]
Вместе со своими коллегами по лаборатории Шац объявил 4 августа 1944 года об эффективности стрептомицина in vivo при экспериментальном туберкулезе у мышей. [20] Он и Ваксман сообщили об эффективности стрептомицина против различных штаммов туберкулезной бактерии и других родственных патогенов 1 ноября 1944 года, [21] и опубликовали серию статей о производстве стрептомицина и родственных антибиотиков в следующем году. [22] [23] [24] В 1946 году они определили, что только определенные виды актиномицетов продуцируют стрептомицин. [25]
Фельдман и его команда провели первые клинические испытания и тесты на токсичность в клинике Майо в конце 1944 года и сообщили об этом в 1945 году. [26] Первым пациентом, прошедшим лечение, была 21-летняя девушка с запущенным туберкулезом легких, которой 20 ноября 1944 года был назначен стрептомицин. [27] К 1946 году эксперименты, проведенные в рамках проектов Merck в Великобритании и США, доказали эффективность стрептомицина против туберкулеза, бубонной чумы , холеры, брюшного тифа и других заболеваний, устойчивых к пенициллину. [28] [29] [30] Все исходные образцы для клинических испытаний были подготовлены Шатцем в одиночку. [31]
Ваксман знал, что патентование стрептомицина может быть сложным, поскольку патентное право США запрещало натуральные продукты, а метод Шатца не имел особой новизны. [32] С помощью юристов Merck, которые помогли ему запатентовать актиномицин и стрептотрицин, он утверждал, что новое соединение химически отличается от природного соединения в бактериях. Это убедило патентный орган. [31] [33]
В патентном соглашении от 1 мая 1946 года и Шатц, и Ваксман согласились получить символическую сумму в 1 доллар в качестве признания за то, что они являются изобретателями метода производства стрептомицина, так что бенефициаром будет Ратгерс, а не отдельные лица. [6] Шатц согласился сделать стрептомицин доступным как можно более легко и недорого, и он понимал, что фонд также не получит никакой прибыли от открытия. По просьбе Ваксмана Шатц передал свое право на роялти от патента США на стрептомицин Исследовательскому и благотворительному фонду Ратгерса, а позже передал свои иностранные права. [5] Патентное ведомство США выдало патент США 2 449 866 под названием «Улучшение стрептомицина и процессов его приготовления» Шатцу и Ваксману 21 сентября 1948 года. [6] Merck должна была получить исключительное право на коммерческое производство. [32] Шатц был ведущим автором статьи об открытии стрептомицина, а Буги — вторым. Буги исключили из патента из-за впечатления Ваксмана, что она «просто выйдет замуж». [16] Спустя годы Буги сказала своим дочерям: «Если бы движение за освобождение женщин существовало, мое имя было бы в патенте». [34]
Шац начал чувствовать, что Ваксман преуменьшает его (Шаца) роль в открытии и приписывает себе все заслуги. В 1949 году стало известно, что Ваксман, вопреки своим публичным заявлениям, имел частное соглашение с фондом, по которому ему досталось 20% от гонораров — которые к тому времени составили 350 000 долларов (4 482 000 долларов с учетом инфляции) — а фонду Ратгерса 80%. В марте 1950 года Шац подал иск против Ваксмана и фонда, требуя доли от гонораров и признания его роли в открытии стрептомицина. [5] Буги поддержал Шаца в открытии, но не участвовал в вопросе о гонорарах. [18] Ваксман отрицал получение каких-либо финансовых выгод. После судебного разбирательства 29 декабря 1950 года Верховный суд Нью-Джерси вынес вердикт в пользу Шатца, заключив, что «[Шац] имеет право на юридическое и научное признание как соавтор, совместно с доктором Селманом А. Ваксманом, открытия стрептомицина». [6]
Внесудебное урегулирование присудило Шацу 120 000 долларов за иностранные патентные права и 3% от роялти, что составляло около 15 000 долларов в год в течение нескольких лет. [35] Ваксман получил 10%, а 7% были равномерно распределены между всеми работниками лаборатории Ваксмана. Получив 80% акций, Ратгеры основали Институт микробиологии Ваксмана. [18] Шац больше никогда не смог найти работу в микробиологической лаборатории высшего уровня. [5]
В октябре 1952 года Ваксман был объявлен единственным лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине 1952 года «за открытие стрептомицина, первого антибиотика, эффективного против туберкулеза». [3] Заявление Нобелевского комитета, сделанное докладчиком Арвидом Валлгреном на церемонии награждения в Стокгольме 12 декабря 1952 года, было следующим: «Зельман Ваксман, Каролинский медицинский институт присудил вам Нобелевскую премию по физиологии и медицине этого года за ваши гениальные, систематические и успешные исследования почвенных микробов, которые привели к открытию стрептомицина» [31], а не «за открытие стрептомицина», как говорилось в первоначальном объявлении. [5] Но официальная цитата была конкретно «за его открытие». [3] В своих отчетах об открытии стрептомицина Ваксман никогда не упоминал Шатца. Когда Фельдман проводил первое клиническое испытание стрептомицина, он не знал, что новый препарат был открыт Шатцем, и только гораздо позже, в Чили (1960-е годы), где он встретился с Шатцем, эта история была поднята в их разговоре. [6]
В 1980-х годах Милтон Уэйнрайт из Шеффилдского университета брал интервью у преподавателей Ратгерса для своей книги 1990 года об антибиотиках «Чудодейственное лекарство» , задавая вопросы о Шатце, это возбудило любопытство некоторых профессоров, которые провели собственные расследования и поговорили с Шатцем. Группа профессоров, включая Карла Марамороша и Дугласа Эвели, начала лоббировать реабилитацию Шатца, поскольку они были убеждены, что Шатц стал жертвой несправедливости. Это привело к тому, что Ратгерс наградил его в 1994 году медалью Ратгерского университета, высшей наградой университета. [5]
В 2005 году журнал The Lancet прокомментировал: «Нобелевский комитет совершил значительную ошибку, не признав вклад Шатца». [4]
За открытием стрептомицина последовало открытие гризейна. Дональд М. Рейнольдс, Шатц и Ваксман сообщили об открытии в 1947 году. [36] Новый антибиотик был выделен из тех же бактерий, которые производили стрептомицин. Он был не таким мощным, как стрептомицин или стрептотрицин, но был менее токсичным и эффективным против большинства грамотрицательных и грамположительных бактерий. [37] Когда другие родственные соединения были обнаружены из других бактерий, гризейн рассматривался как член более специфического соединения, альбомицина . [38] Эти соединения позже стали обычно называть антибиотиками «троянского коня» за их способность действовать в качестве молекулярных мишеней внутри клеток. [39] [40]
С 1945 года США пропагандируют фторирование воды для предотвращения кариеса . [41] При поддержке своего дяди Мартина, Шатц исследовал причину кариеса с середины 1950-х годов. [42] Когда он начал, он был удивлен, узнав, что причиной кариеса молчаливо считалась кислотность во рту, без каких-либо экспериментальных доказательств. [7] Кислотная теория, как ее называли, утверждала, что ионы водорода (которые определяют pH ) являются критическим фактором для здоровья зубов. Но его эксперименты показали, что кариес происходит независимо от кислотности или щелочности. [42] В 1962 году он и его дядя предложили новое объяснение кариеса, «теорию протеолиза-хелатирования». [9] (Позже он называл свою первоначальную теорию 1954 года «теорией хелатирования». [10] ) Теория подчеркивала биохимические реакции, а не кислотную деминерализацию. Согласно этой теории, кариес развивается, когда бактерии проникают в полости зубов в присутствии органических соединений ( хелатирующих агентов ), таких как сахара, липиды и цитраты, чтобы разрушить ( протеолизировать ) зубной белок ( кератин ); этот процесс не зависит от pH окружающей среды. [7]
Его выводы также привели его к тому, чтобы выступить против фторирования питьевой воды, основываясь на его понимании биохимического воздействия фторида на ткани. [11] Он бросил вызов фторированию питьевой воды в программах общественного здравоохранения. Сообщая в 1967 году о «Увеличении уровня смертности в Чили, связанном с искусственным фторированием питьевой воды, с последствиями для других стран Латинской Америки и для Соединенных Штатов» [43] [44], он далее утверждал, что в Чили фторирование воды не только не предотвратило кариес зубов, но вместо этого вызвало рост рака, что привело к увеличению смертности среди людей с недоеданием. [45] Он также раскритиковал научную работу, опубликованную в 1966 году, в которой были представлены преимущества фторирования воды в провинции Курико в Чили, [46] утверждая, что данные были неполными. В 1978 году Центр по контролю и профилактике заболеваний Министерства здравоохранения США в Атланте опубликовал публичное заявление о том, что данные Шатца были неправильно проанализированы и не отражали истинную связь между фторированием воды и раком и смертностью, сделав вывод: «Фторирование воды с целью профилактики кариеса зубов не представляет опасности, связанной с этиологией рака». [7] В 1992 году он подвергся жесткой критике в The New Zealand Medical Journal за предвзятость и публикацию в малоизвестном журнале. [47] Он ответил, заявив, что публикация была в законном журнале, [7] и что критики упустили из виду отдельную публикацию в The Journal of Nihon University School of Dentistry. [48]
Первоначальный интерес Шатца к почвенной микробиологии возник из его намерения стать фермером, как и его родители. Наблюдение за тем, как власти нападают на рабочих во время Депрессии, побудило его к пожизненному социализму и гуманизму. Он женился на Вивиан Розенфельд, студентке Женского колледжа Нью-Джерси , в марте 1945 года, и у них родились две дочери, Линда и Диана. [5] [11]
Шац получил почетные степени от Бразилии, Перу, Чили и Доминиканской Республики. В 50-ю годовщину открытия стрептомицина в 1994 году он был награжден медалью Ратгерского университета. The New York Times поместила патент Шаца и Ваксмана на стрептомицин 1948 года в десятку лучших открытий 20-го века. Университет превратил подвальную лабораторию Шаца в музей, документирующий его и другие открытия антибиотиков, сделанные в колледже. [12]
В результате споров о стрептомицине в США были приняты правила, направленные на обеспечение аспирантов должным признанием и вознаграждением за их вклад. [11] Архивы Альберта Шатца были переданы в дар библиотеке университета Темпл.
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )