Нобелевская премия по медицине  1954

Фредерик Роббинс
(1916-2003)
За открытие способности вируса полиомиелита расти в культурах различных тканей
Биография





Американский бактериолог Фредерик Чапмен Роббинс родился в Оберне (штат Алабама). Его родителями были Уильям Роббинс, специалист по физиологии растений, ставший впоследствии директором Нью-йоркского ботанического сада, и Кристина Роббинс (Чапмен), работавшая до замужества научным сотрудником в области ботаники. В семье было три брата, Фредерик был старшим. Детство Р. прошло в Колумбии (штат Миссури), где его отец работал профессором ботаники в университете штата Миссури. В 1936 г. Р., интересовавшийся наукой, и особенно медициной, получил степень бакалавра искусств, а в 1938 г. – бакалавра наук в университете штата Миссури. По окончании университета Р. поступил в Гарвардский медицинский колледж. В общежитии колледжа он жил в одной комнате со своим однокурсником Томасом Х. Уэллером. В 1940 г. Р. закончил медицинский колледж и стал специализироваться по бактериологии в Детском медицинском госпитальном центре Бостона, а в 1941...1942 гг. работал интерном.

В 1942 г. Р. и Уэллер поступили на военную медицинскую службу и были направлены в 15-ю общую медицинскую лабораторию. Здесь Р. в качестве заведующего отделом вирусных и риккетсиозных заболеваний возглавлял лабораторию диагностики вирусных поражений и изучал болезни, вызываемые вирусами и риккетсиями. Исследования этих двух типов микроорганизмов сходны в том отношении, что и вирусы, и риккетсии являются паразитами и могут существовать только в клетках хозяина (хотя риккетсии относятся к бактериям и отличаются от вирусов как размерами, так и сложностью организации). В связи с исследованиями, которые Р. проводил во время войны, он был направлен в Северную Африку и Италию, где изучал инфекционный гепатит и тиф и выделил риккетсии, вызывающие Ку-лихорадку – инфекционное заболевание, сходное с вирусной пневмонией. В 1945 г. он был награжден бронзовой медалью «За отличную службу», а в 1946 г. демобилизовался в звании майора.

В 1946 г. Р. вернулся в детский госпиталь Бостона и спустя два года закончил стажировку по педиатрии. В то время его друг Уэллер также работал в этом госпитале в отделе исследований инфекционных заболеваний, возглавляемом Джоном Эндерсом. Через некоторое время Р. получил национальную стипендию для ведущих научных сотрудников и по совету Уэллера перешел в отдел Эндерса.

Поскольку вирусы могут существовать только в клетках, их изучение во многом было связано с проблемами культивирования тканей (т.е. клеток живых организмов in vitro). Уэллер занимался исследованиями вируса эпидемического паротита и ветряной оспы, а Р. пытался выделить вирус, вызывающий детскую эпидемическую диарею – опасное заболевание, часто встречающееся в детских больницах. В то время никто из сотрудников Эндерса еще не занимался изучением полиомиелита.

В 40-х гг. полиомиелит был самым опасным из всех вирусных заболеваний. В XX в. заболеваемость прочими вирусными инфекциями постепенно снижалась, тогда как полиомиелит, напротив, становился все более распространенным заболеванием. В настоящее время ученые полагают, что превращение полиомиелита в тяжелую болезнь было своего рода результатом улучшения положения в здравоохранении: раньше им болели лишь маленькие дети, и прогноз заболевания был достаточно благоприятным, а с улучшением санитарных условий многие люди стали заболевать им в 10...20 лет, а в этом возрасте полиомиелит приводит к тяжелым осложнениям.

Исследования полиомиелита продвигались медленно. Вирус, вызывающий это заболевание, был впервые выделен Карлом Ландштейнером в 1908 г. Однако лишь один из трех типов этого вируса можно было культивировать у мышей или других доступных лабораторных животных; остальные же два существовали только у обезьян и человека. В более ранних работах уже было установлено, что вирус полиомиелита является нейротропным, т.е. может расти только в нервной ткани. Культивировать эту ткань в количествах, необходимых для экспериментальных работ, трудно. Однако Эндерс поставил под сомнение исключительно нейротропную природу вируса полиомиелита. Он обнаружил, что у больных количество вирусов, выделяющихся с мочой и калом, гораздо больше, чем в том случае, если бы они размножались лишь в нервной системе.

Тем временем Эндерс, Р. и Уэллер существенно усовершенствовали методы выращивания клеток в культурах тканей. В процессе изучения эпидемического паротита Эндерс и Уэллер доказали, что вирусы могут размножаться в культивируемых клетках. Р. для своих первых работ по детской диарее изготовил культуры тканей кишечника мыши, а Уэллер использовал культуру клеток человека для выращивания вируса ветряной оспы. Впоследствии исследователи писали, что «в результате были созданы и всегда были готовы к использованию подобные культуры и в то же время в соседней камере хранилась культура вируса полиомиелита Лансинг-штамма. Однажды мы осознали, что все уже готово, причем без каких-либо дополнительных усилий, для того чтобы снова попробовать выращивать вирус полиомиелита не в культуре нервной ткани».

Попытка, предпринятая учеными, увенчалась успехом. В 1948 г. Р., Эндерс и Уэллер установили, что вирус полиомиелита может быть выращен в лабораторных культурах тканей человека даже в отсутствие нервных клеток. Это открытис было очень важным для лечения полиомиелита у человека.

До этого времени для диагностики полиомиелита экстракты тканей или жидкости организма больных вводились в мозг обезьянам, чтобы изучить развитие у них патологических симптомов. Это требовало много времени, усилий и финансовых затрат. Р. и его коллеги с помощью новых методик получили возможность получать рост вируса в культуре через восемь дней после посева. По мере того как эти методики становились известны, другие исследователи также убеждались в том, что для экспериментов вместо лабораторных животных можно использовать тканевые культуры. При этом появилась возможность не только выращивать вирусы, но и по изменениям культуры оценивать степень вирулентности того или иного штамма. Было также обнаружено, что ткани можно предохранять от заражения вирусом с помощью сыворотки, полученной от больных полиомиелитом. Поскольку антитела в этих сыворотках были типоспецифичными, это открытие оказалось очень важным для изучения различных типов вируса полиомиелита в человеческих популяциях.

В методе культивирования, разработанном Р., Эндерсом и Уэллером, для предохранения культуры от бактериального заражения использовались антибиотики, применение которых позволило выращивать вирус полиомиелита даже из образцов, значительно инфицированных другими микроорганизмами. По-видимому, без антибиотиков этот метод был бы невозможен. Впоследствии исследователи писали, что «открытие антибиотиков произвело настоящий переворот не только в области культивирования тканей, но и во многих других областях. Это очередной пример того, как одно открытие приводит к другим».

Если открытие антибиотиков помогло Р., Эндерсу и Уэллеру в работе, то и их исследования в свою очередь стали существенным шагом в разработке вакцины против полиомиелита. В 1954 г. им была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие способности вируса полиомиелита расти в культурах различных тканей». В поздравительной речи исследователь из Каролинского института Свен Гард назвал сообщение ученых от 1949 г. «статьей, лаконичной по объему, но сенсационной по содержанию». Он добавил также, что успешное культивирование вируса полиомиелита в культуре человеческих тканей in vitro «открыло новую эпоху в истории вирусологии».

В 1952 г. Р. был назначен на должность профессора педиатрии в медицинской школе университета Вестерн-Резерв (в настоящее время университет Кейз-Вестерн-Резерв) и с 1966 по 1980 г. был деканом этой школы. Впоследствии он переехал в Бетесду (штат Мэриленд), где до 1985 г. работал директором Института медицины.

В 1948 г. Р. женился на Алисе Нор-троп, работавшей научным сотрудником. Две их дочери – одновременно дети и внучки Нобелевских лауреатов: отец Алисы Нортроп, Джон Х. Нортроп, в 1946 г. был удостоен (в соавторстве) Нобелевской премии по химии.

Р. является членом Национальной академии наук и Национального философского общества. В 1961 г. он был избран президентом Общества исследований в педиатрии. В 1953 г. он совместно с Уэллером был удостоен премии Мида Джонсона Американской педиатрической академии. Ему присуждена почетная докторская степень Университета Джона Кэрролла в Кливленде и университетов штатов Миссури и Нью-Мексико.