לואי פסטר

לואי פסטר

לואי פסטר (Louis Pasteur; 27 בדצמבר 1822 – 28 בספטמבר 1895) היה כימאי, רוקח ומיקרוביולוג צרפתי שנודע בתגליותיו בתחומי החיסון, התסיסה המיקרוביאלית והפסטור, תהליך שנקרא על שמו. מחקריו בכימיה הובילו לפריצות דרך משמעותיות בהבנת הגורמים למחלות ומניעתן, והניחו את היסודות להיגיינה, לבריאות הציבור ולחלק ניכר מהרפואה המודרנית. עבודתו של פסטר נחשבת כמי שהצילה מיליוני חיים באמצעות פיתוח חיסונים לכלבת ולאנתרקס. הוא נחשב לאחד ממייסדי הבקטריולוגיה המודרנית וכובד בתארים "אבי הבקטריולוגיה" ו"אבי המיקרוביולוגיה" (יחד עם רוברט קוך; הכינוי האחרון מיוחס גם לאנטוני ואן לוונהוק).

פסטר היה אחראי להפרכת הדוקטרינה של בריאה ספונטנית. תחת חסותה של האקדמיה הצרפתית למדעים, הניסוי שלו הדגים כי בבקבוקים מעוקרים ואטומים לא התפתח דבר; לעומת זאת, בבקבוקים מעוקרים אך פתוחים, יכלו להתפתח מיקרואורגניזמים. עבור ניסוי זה, העניקה לו האקדמיה את פרס אלומבר (Alhumbert) בסך 2,500 פרנק בשנת 1862.

פסטר נחשב גם לאחד מאבות תורת החיידקים כגורמי מחלות, שהייתה מושג רפואי שולי באותה עת. ניסוייו הרבים הראו כי ניתן למנוע מחלות על ידי השמדת חיידקים או עצירתם, ובכך תמך ישירות בתורת החיידקים וביישומה ברפואה הקלינית. הוא מוכר לציבור הרחב בעיקר בזכות המצאת הטכניקה לטיפול בחלב וביין לעצירת זיהום חיידקי, תהליך הנקרא כיום פסטור. פסטר ביצע גם תגליות משמעותיות בכימיה, בעיקר בנושא הבסיס המולקולרי לאסימטריה של גבישים מסוימים וגזעמיזציה. בתחילת הקריירה שלו, מחקרו על נתרן אמוניום טרטרט הניע את תחום האיזומריה האופטית. לעבודה זו הייתה השפעה עמוקה על הכימיה המבנית, עם השלכות עתידיות על תחומים רבים, כולל כימיה רפואית.

הוא היה מנהל מכון פסטר, שהוקם בשנת 1887, עד מותו, וגופתו נטמנה בכספת מתחת למכון. אף שפסטר ביצע ניסויים פורצי דרך, המוניטין שלו נקשר למחלוקות שונות. הערכה מחדש היסטורית של מחברותיו גילתה כי הוא נקט הונאה כדי להתגבר על יריביו.

חיים מוקדמים וחינוך

לואי פסטר נולד ב-27 בדצמבר 1822, בדול, ז'ורה, צרפת, למשפחה קתולית של בורסקאי עני. הוא היה ילדם השלישי של ז'אן-ז'וזף פסטר וז'אן-אטיין רוקי. המשפחה עברה למרנוז ב-1826 ולאחר מכן לארבואה ב-1827. פסטר החל את לימודיו בבית הספר היסודי ב-1831. הוא סבל מדיסלקציה ומדיסגרפיה.

בשנותיו הראשונות היה תלמיד ממוצע ולא אקדמי במיוחד, שכן תחומי העניין שלו היו דיג ורישום. הוא צייר פסטלים ודיוקנאות רבים של הוריו, חבריו ושכניו. פסטר למד בבית ספר תיכון בקולז' ד'ארבואה. באוקטובר 1838 נסע לפריז כדי להירשם לפנימייה, אך סבל מגעגועים הביתה וחזר בנובמבר.

בשנת 1839 נכנס לקולז' רויאל (Collège Royal) בבזאנסון כדי ללמוד פילוסופיה וקיבל תואר בוגר בספרות בשנת 1840. הוא מונה למורה בקולז' בבזאנסון תוך המשך לימודי תואר במדעים עם התמחות במתמטיקה. הוא נכשל בבחינה הראשונה שלו ב-1841. הוא הצליח לעבור את בחינות הבגרות במדעים (baccalauréat scientifique) מדיז'ון, שם קיבל תואר בוגר במתמטיקה (Bachelier ès Sciences Mathématiques) בשנת 1842, אך עם ציון בינוני בכימיה.

מאוחר יותר ב-1842, ניגש פסטר למבחן הכניסה לאקול נורמל סופרייר (École Normale Supérieure). במהלך המבחן נאלץ להילחם בעייפות והרגיש בנוח רק בפיזיקה ובמתמטיקה. הוא עבר את סדרת המבחנים הראשונה, אך מכיוון שדירוגו היה נמוך, החליט פסטר לא להמשיך ולנסות שוב בשנה הבאה. הוא חזר לפנימייה הפריזאית כדי להתכונן למבחן. הוא גם השתתף בשיעורים בליסה סן-לואי ובהרצאות של ז'אן-בטיסט דיומא בסורבון. בשנת 1843 עבר את המבחן בדירוג גבוה ונכנס לאקול נורמל סופרייר. מאוחר יותר היה תלמידו של ז'אן-בטיסט בוסנגו בקונסרבטוריון הלאומי לאמנויות ומקצועות. בשנת 1845 קיבל תואר רישוי במדעים (licencié ès sciences). בשנת 1846 מונה לפרופסור לפיזיקה בקולז' דה טורנון בארדש. אך הכימאי אנטואן ז'רום באלאר רצה אותו בחזרה באקול נורמל סופרייר כעוזר מעבדה לתואר שני (agrégé préparateur). הוא הצטרף לבאלאר ובמקביל החל את מחקרו בקריסטלוגרפיה, ובשנת 1847 הגיש את שתי התזות שלו, אחת בכימיה והשנייה בפיזיקה: (א) תזה בכימיה: "Recherches sur la capacité de saturation de l'acide arsénieux. Etudes des arsénites de potasse, de soude et d'ammoniaque."; (ב) תזה בפיזיקה: "1. Études des phénomènes relatifs à la polarisation rotatoire des liquides. 2. Application de la polarisation rotatoire des liquides à la solution de diverses questions de chimie."

לאחר ששימש זמן קצר כפרופסור לפיזיקה בליסה של דיז'ון ב-1848, הפך לפרופסור לכימיה באוניברסיטת שטרסבורג, שם פגש וחיזר אחרי מארי לורן, בתו של רקטור האוניברסיטה ב-1849. הם נישאו ב-29 במאי 1849, ונולדו להם חמישה ילדים, שרק שניים מהם שרדו עד לבגרות; השלושה האחרים מתו מטיפוס.

קריירה

פסטר מונה לפרופסור לכימיה באוניברסיטת שטרסבורג בשנת 1848, והפך לראש הקתדרה לכימיה בשנת 1852.

בפברואר 1854, כדי שיהיה לו זמן לבצע עבודה שתוכל להקנות לו את התואר כתב של המכון, הוא קיבל חופשה בת שלושה חודשים בתשלום בעזרת תעודה רפואית של נוחות. הוא האריך את החופשה עד ה-1 באוגוסט, תאריך תחילת הבחינות. "אמרתי לשר שאגש ואבצע את הבחינות כדי לא להגדיל את המבוכה של השירות. זה גם כדי לא להשאיר לאחר סכום של 6 או 700 פרנק".

באותה שנה, 1854, מונה לדיקן הפקולטה החדשה למדעים באוניברסיטת ליל, שם החל את מחקריו על תסיסה. בהזדמנות זו השמיע פסטר את הערתו המצוטטת לעיתים קרובות: "dans les champs de l'observation, le hasard ne favorise que les esprits préparés" ("בתחומי התצפית, המקרה מעדיף רק את המוחות המוכנים").

בשנת 1857 עבר לפריז כמנהל לימודים מדעיים באקול נורמל סופרייר, שם לקח פיקוד מ-1858 עד 1867 והנהיג סדרה של רפורמות לשיפור הסטנדרט של העבודה המדעית. הבחינות הפכו לקשיחות יותר, מה שהוביל לתוצאות טובות יותר, תחרות גדולה יותר ויוקרה מוגברת. רבים מצוויו היו, עם זאת, נוקשים וסמכותניים, מה שהוביל לשתי מרידות סטודנטים רציניות. במהלך "מרד השעועית" הוא גזר שנזיד כבש, שהסטודנטים סירבו לאכול, יוגש וייאכל בכל יום שני. בהזדמנות אחרת איים לגרש כל סטודנט שייתפס מעשן, ו-73 מתוך 80 הסטודנטים בבית הספר התפטרו.

בשנת 1863 מונה לפרופסור לגיאולוגיה, פיזיקה וכימיה באקול נסיונל סופרייר דה בוז-אר (École nationale supérieure des Beaux-Arts), תפקיד שמילא עד התפטרותו ב-1867. בשנת 1867 הפך לראש הקתדרה לכימיה אורגנית בסורבון, אך מאוחר יותר ויתר על התפקיד בשל בריאות לקויה. בשנת 1867 הוקמה מעבדת הכימיה הפיזיולוגית של האקול נורמל לבקשתו של פסטר, והוא היה מנהל המעבדה מ-1867 עד 1888. בפריז הקים את מכון פסטר בשנת 1887 ושימש כמנהלו עד סוף ימיו.

מחקר

### אסימטריה מולקולרית

בעבודתו המוקדמת של פסטר ככימאי, שהחלה באקול נורמל סופרייר ונמשכה בשטרסבורג וליל, הוא בחן את התכונות הכימיות, האופטיות והקריסטלוגרפיות של קבוצת תרכובות הידועות כטרטרטים.

הוא פתר בעיה הנוגעת לטבעה של חומצה טרטרית בשנת 1848. תמיסה של תרכובת זו שמקורה ביצורים חיים סובבה את מישור הקיטוב של האור שעבר דרכה. הבעיה הייתה שלחומצה טרטרית שמקורה בסינתזה כימית לא הייתה השפעה כזו, למרות שהתגובות הכימיות שלה היו זהות והרכבה היסודי היה זהה.

פסטר הבחין שלגבישי טרטרטים היו פאות קטנות. לאחר מכן הבחין כי בתערובות גזעמיות של טרטרטים, מחצית מהגבישים היו ימניים ומחציתם שמאליים. בתמיסה, התרכובת הימנית הייתה בעלת סיבוב אופטי ימני, והשמאלית הייתה בעלת סיבוב אופטי שמאלי. פסטר קבע כי הפעילות האופטית קשורה לצורת הגבישים, וכי סידור פנימי אסימטרי של מולקולות התרכובת הוא האחראי לסיבוב האור. הטרטרטים (2R,3R)- ו-(2S,3S)- היו איזומטריים, תמונות מראה שאינן ניתנות להלבשה זו על זו. זו הייתה הפעם הראשונה שמישהו הדגים כיראליות מולקולרית, וגם ההסבר הראשון לאיזומריה.

היסטוריונים מסוימים רואים בעבודתו של פסטר בתחום זה את "תרומותיו העמוקות והמקוריות ביותר למדע", ואת "תגליתו המדעית הגדולה ביותר".

### תסיסה ותורת החיידקים כגורמי מחלות

פסטר קיבל השראה לחקור תסיסה בזמן שעבד בליל. בשנת 1856 יצרן יין מקומי, מר ביגו, שבנו היה אחד מתלמידיו של פסטר, ביקש את עצתו בנוגע לבעיות בייצור אלכוהול מסלק ובהחמצה. פסטר החל את מחקרו בנושא על ידי חזרה על עבודותיו של תיאודור שוואן ואישורן, שהדגים עשור קודם לכן כי שמרים הם חיים.

לדברי חתנו, רנה ואלרי-ראדו, באוגוסט 1857 שלח פסטר מאמר על תסיסת חומצה לקטית ל-Société des Sciences de Lille, אך המאמר נקרא שלושה חודשים לאחר מכן. זיכרון דברים פורסם לאחר מכן ב-30 בנובמבר 1857. בזיכרון הדברים פיתח את רעיונותיו וקבע: "אני מתכוון לקבוע כי, בדיוק כפי שיש תסיסה אלכוהולית, שמרי הבירה, הנמצאים בכל מקום שבו סוכר מתפרק לאלכוהול וחומצה פחמתית, כך יש גם תסיסה מיוחדת, שמרים לקטיים, הנוכחים תמיד כאשר סוכר הופך לחומצה לקטית."

זיכרון דברים זה על תסיסה אלכוהולית פורסם בצורתו המלאה בשנת 1858. יונס יעקב ברצליוס ויוסטוס פון ליביג הציעו את התיאוריה שתסיסה נגרמת על ידי פירוק. פסטר הדגים כי תיאוריה זו אינה נכונה, וכי שמרים הם האחראים לתסיסה לייצור אלכוהול מסוכר. הוא גם הדגים כי כאשר מיקרואורגניזם אחר זיהם את היין, נוצרה חומצה לקטית, מה שגרם ליין להחמיץ. בשנת 1861 הבחין פסטר כי פחות סוכר תסס לכל חלק של שמרים כאשר השמרים נחשפו לאוויר. קצב התסיסה הנמוך יותר באופן אירובי נודע כ"אפקט פסטר".

מחקרו של פסטר הראה גם כי צמיחת מיקרואורגניזמים אחראית לקלקול משקאות, כגון בירה, יין וחלב. לאחר שקבע זאת, המציא תהליך שבו נוזלים כגון חלב חוממו לטמפרטורה שבין 60 ל-100 מעלות צלזיוס (140 עד 212 מעלות פרנהייט). זה הרג את רוב החיידקים והעובשים שכבר היו נוכחים בתוכם. פסטר וקלוד ברנאר השלימו בדיקות על דם ושתן ב-20 באפריל 1862. פסטר רשם פטנט על התהליך, כדי להילחם ב"מחלות" של היין, בשנת 1865. השיטה נודעה כפסטור, ויושמה במהרה על בירה וחלב.

זיהום משקאות הוביל את פסטר לרעיון שמיקרואורגניזמים המדביקים בעלי חיים ובני אדם גורמים למחלות. הוא הציע למנוע את כניסת המיקרואורגניזמים לגוף האדם, מה שהוביל את ג'וזף ליסטר לפתח שיטות חיטוי בניתוחים.

בשנת 1866 פרסם פסטר את Études sur le Vin, על מחלות היין, ובשנת 1876 פרסם את Études sur la Bière, בנוגע למחלות הבירה.

בתחילת המאה ה-19 הראה אגוסטינו באסי כי מוסקרדין נגרם על ידי פטרייה שהדביקה תולעי משי. מאז 1853, שתי מחלות בשם פברין (pébrine) ופלאשרי (flacherie) הדביקו מספרים גדולים של תולעי משי בדרום צרפת, ועד 1865 הן גרמו להפסדים עצומים לחקלאים. בשנת 1865 נסע פסטר לאלס ועבד במשך חמש שנים עד 1870.

תולעי משי עם פברין היו מכוסות בגופים זעירים (corpuscles). בשלוש השנים הראשונות חשב פסטר שהגופים הם סימפטום של המחלה. בשנת 1870 הגיע למסקנה שהגופים הם הגורם לפברין (כיום ידוע שהגורם הוא מיקרוספורידיום). פסטר גם הראה שהמחלה תורשתית. פסטר פיתח מערכת למניעת פברין: לאחר שהעשים הנקבות הטילו את ביציהן, העשים נטחנו לעיסה. העיסה נבדקה במיקרוסקופ, ואם נצפו גופים, הביצים הושמדו. פסטר הגיע למסקנה שחיידקים גרמו לפלאשרי. כיום סבורים שהגורם העיקרי הוא נגיפים. התפשטות הפלאשרי יכולה להיות מקרית או תורשתית. ניתן להשתמש בהיגיינה כדי למנוע פלאשרי מקרי. עשים שחללי העיכול שלהם לא הכילו את המיקרואורגניזמים הגורמים לפלאשרי שימשו להטלת ביצים, ובכך נמנעה פלאשרי תורשתית.

### בריאה ספונטנית

בעקבות ניסויי התסיסה שלו, הדגים פסטר כי קליפת הענבים היא המקור הטבעי לשמרים, וכי ענבים ומיץ ענבים מעוקרים מעולם לא תססו. הוא שאב מיץ ענבים מתחת לקליפה בעזרת מחטים מעוקרות, וגם כיסה ענבים בבד מעוקר. שני הניסויים לא הצליחו לייצר יין במיכלים מעוקרים.

ממצאיו ורעיונותיו היו נגד התפיסה הרווחת של בריאה ספונטנית. הוא קיבל ביקורת נוקבת במיוחד מפליקס ארכימד פושה, שהיה מנהל מוזיאון הטבע של רואן. כדי ליישב את הוויכוח בין המדענים הדגולים, הציעה האקדמיה הצרפתית למדעים את פרס אלומבר בסך 2,500 פרנק למי שיוכל להדגים ניסויית בעד או נגד הדוקטרינה.

פושה הצהיר כי אוויר בכל מקום יכול לגרום לבריאה ספונטנית של אורגניזמים חיים בנוזלים. בסוף שנות ה-50 של המאה ה-19 הוא ביצע ניסויים וטען שהם עדות לבריאה ספונטנית. פרנצ'סקו רדי ולזארו ספלנצאני סיפקו כמה עדויות נגד בריאה ספונטנית במאות ה-17 וה-18, בהתאמה. ניסוייו של ספלנצאני ב-1765 הציעו כי אוויר זיהם מרקים בחיידקים. בשנות ה-60 של המאה ה-19 חזר פסטר על ניסוייו של ספלנצאני, אך פושה דיווח על תוצאה שונה באמצעות מרק שונה.

פסטר ביצע מספר ניסויים כדי להפריך בריאה ספונטנית. הוא הניח נוזל מורתח בבקבוק ונתן לאוויר חם להיכנס לבקבוק. לאחר מכן סגר את הבקבוק, ולא צמחו בו אורגניזמים. בניסוי אחר, כאשר פתח בקבוקים המכילים נוזל מורתח, אבק נכנס לבקבוקים, מה שגרם לאורגניזמים לצמוח בחלקם. מספר הבקבוקים שבהם צמחו אורגניזמים היה נמוך יותר בגבהים רב יותר, מה שמראה שאוויר בגבהים רב הכיל פחות אבק ופחות אורגניזמים. פסטר השתמש גם בבקבוקי צוואר ברבור המכילים נוזל שניתן לתסיסה. אוויר הורשה להיכנס לבקבוק דרך צינור מעוקל ארוך שגרם לחלקיקי אבק להידבק אליו. דבר לא צמח במרקים אלא אם כן הבקבוקים הוטו, מה שגרם לנוזל לגעת בדפנות המזוהמות של הצוואר. זה הראה שהאורגניזמים החיים שצמחו במרקים כאלה הגיעו מבחוץ, על אבק, ולא נוצרו באופן ספונטני בתוך הנוזל או מפעולת אוויר טהור.

אלו היו כמה מהניסויים החשובים ביותר שהפריכו את תיאוריית הבריאה הספונטנית. פסטר נתן סדרה של חמש מצגות של ממצאיו בפני האקדמיה הצרפתית למדעים בשנת 1881, שפורסמו בשנת 1882 כ-Mémoire Sur les corpuscules organisés qui existent dans l'atmosphère: Examen de la doctrine des générations spontanées (דו"ח על גופים מאורגנים הקיימים באטמוספירה: בחינת דוקטרינת הבריאה הספונטנית). פסטר זכה בפרס אלומבר בשנת 1862. הוא הגיע למסקנה כי:

> לעולם לא תתאושש דוקטרינת הבריאה הספונטנית מהמכה הקטלנית של ניסוי פשוט זה. אין נסיבות ידועות שבהן ניתן לאשר שיצורים מיקרוסקופיים באו לעולם ללא חיידקים, ללא הורים הדומים לעצמם.

### מחלת תולעי המשי

בשנת 1865, ז'אן-בטיסט דיומא, כימאי, סנאטור ושר החקלאות והמסחר לשעבר, ביקש מפסטר לחקור מחלה חדשה שחיסלה חוות תולעי משי מדרום צרפת ומאירופה, הפברין, המאופיינת בקנה מידה מאקרוסקופי על ידי כתמים שחורים ובקנה מידה מיקרוסקופי על ידי "גופי קורנליה". פסטר הסכים וביצע חמש שהיות ארוכות באלס, בין ה-7 ביוני 1865 ל-1869.

טעויות ראשוניות

בהגיעו לאלס, פסטר התוודע לפברין וגם למחלה אחרת של תולעת המשי, הידועה מוקדם יותר מפברין: פלאשרי או מחלת המוות השקט. בניגוד, למשל, לקטרפאז', שטבע את המילה החדשה פברין, פסטר עשה את הטעות להאמין ששתי המחלות היו זהות ואפילו שרוב מחלות תולעי המשי הידועות עד אז היו זהות זו לזו ולפברין. במכתבים מה-30 באפריל ומה-21 במאי 1867 לדיומא הוא עשה לראשונה את ההבחנה בין פברין לפלאשרי.

הוא עשה טעות נוספת: הוא החל בהכחשת האופי ה"טפילי" (מיקרוביאלי) של הפברין, שחוקרים רבים (בעיקר אנטואן בשאן) ראו כמבוסס היטב. אפילו הערה שפורסמה ב-27 באוגוסט 1866 על ידי באלביאני, שפסטר בתחילה נראה כמקבל בחיוב, לא השפיעה, לפחות לא באופן מיידי. "פסטר טועה. הוא ישנה את דעתו רק במהלך 1867".

ניצחון על הפברין

בתקופה שבה פסטר עדיין לא הבין את הגורם לפברין, הוא הפיץ תהליך יעיל לעצירת זיהומים: נבחרה דגימת גלמים, הם נכתשו והגופים חופשו בחומר הכתוש; אם שיעור הגלמים בעלי הגופים בדגימה היה נמוך מאוד, התא נחשב טוב לרבייה. שיטה זו של מיון "זרעים" (ביצים) קרובה לשיטה שאוסימו הציע כמה שנים קודם לכן, אך שניסוייה לא היו חד-משמעיים. בתהליך זה, פסטר בלם את הפברין והציל חלק ניכר מתעשיית המשי בסוון.

הפלאשרי מתנגד

בשנת 1878, בקונגרס הבינלאומי לסריציקולטורה (גידול תולעי משי), הודה פסטר כי "אם הפברין מנוצח, הפלאשרי עדיין זורע את הרסו". הוא ייחס את התמדת הפלאשרי לעובדה שהחקלאים לא פעלו לפי עצתו.

בשנת 1884, באלביאני, שהתעלם מהערך התיאורטי של עבודתו של פסטר על מחלות תולעי משי, הודה כי התהליך המעשי שלו תיקן את נזקי הפברין, אך הוסיף כי תוצאה זו נוטה להתקזז על ידי התפתחות הפלאשרי, שהיה פחות מוכר וקשה יותר למניעה.

למרות הצלחתו של פסטר נגד הפברין, גידול תולעי המשי הצרפתי לא ניצל מנזק. (ראו fr:Sériciculture בוויקיפדיה הצרפתית.)

### אימונולוגיה וחיסון

כולרת העופות

עבודתו הראשונה של פסטר על פיתוח חיסונים הייתה על כולרת העופות. הוא קיבל את דגימות החיידקים (שנקראו מאוחר יותר Pasteurella multocida על שמו) מהנרי טוסן. בהיותו לא מסוגל לבצע את הניסויים בעצמו בשל שבץ ב-1868, פסטר הסתמך רבות על עוזריו אמיל רו ושרל שמברלן. העבודה עם כולרת העופות החלה ב-1877, ובשנה שלאחר מכן, רו הצליח לשמור על תרבית יציבה באמצעות מרקים. כפי שתועד מאוחר יותר על ידי פסטר במחברתו במרץ 1880, באוקטובר 1879, בהיותו מעוכב בחזרה למעבדה בשל חתונת בתו ובריאות לקויה, הוא הורה לרו להתחיל תרבית כולרת עופות חדשה באמצעות חיידקים מתרבית שישבה מאז יולי. שתי התרנגולות שהוזרקו בתרבית חדשה זו הראו כמה תסמינים של זיהום, אך במקום שהזיהומים יהיו קטלניים, כפי שהיו בדרך כלל, התרנגולות התאוששו לחלוטין. לאחר דגירה נוספת של התרבית למשך 8 ימים נוספים, רו הזריק שוב את אותן שתי תרנגולות. כפי שצוין גם על ידי פסטר במחברתו במרץ 1880, ובניגוד לכמה דיווחים, הפעם התרנגולות מתו. לפיכך, אף על פי שהחיידקים המוחלשים לא סיפקו חסינות, ניסויים אלו סיפקו רמזים חשובים לגבי האופן שבו ניתן להחליש חיידקים באופן מלאכותי במעבדה. כתוצאה מכך, עם חזרתו של פסטר למעבדה, המוקד של המחקר הופנה ליצירת חיסון באמצעות החלשה.

בפברואר 1880 הציג פסטר את תוצאותיו בפני האקדמיה הצרפתית למדעים כ-"Sur les maladies virulentes et en particulier sur la maladie appelée vulgairement choléra des poules (על מחלות וירולנטיות, ובפרט על המחלה המכונה בפי העם כולרת העופות)" ופרסם זאת בכתב העת של האקדמיה (Comptes-Rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences). הוא ייחס את העובדה שהחיידקים נחלשו למגע עם חמצן. הוא הסביר שחיידקים שנשמרו במיכלים אטומים מעולם לא איבדו את האלימות שלהם, ורק אלו שנחשפו לאוויר במצעי תרבית יכלו לשמש כחיסון. פסטר הציג את המונח "החלשה" (attenuation) להחלשה זו של אלימות כפי שהציג בפני האקדמיה, באומרו:

> אנו יכולים להפחית את אלימות המיקרובים על ידי שינוי אופן התרבית. זוהי הנקודה המכרעת בנושא שלי. אני מבקש מהאקדמיה לא לבקר, לעת עתה, את הביטחון של ההליכים שלי המאפשרים לי לקבוע את החלשת המיקרובים, כדי להציל את עצמאות מחקריי וכדי להבטיח טוב יותר את התקדמותם... [לסיכום] ברצוני להצביע בפני האקדמיה על שתי השלכות עיקריות לעובדות שהוצגו: התקווה לתרבת את כל המיקרובים ולמצוא חיסון לכל המחלות הזיהומיות שפקדו שוב ושוב את האנושות, ומהוות נטל מרכזי על החקלאות וגידול בעלי חיים ביתיים.

למעשה, החיסון של פסטר נגד כולרת העופות לא הפיק חסינות באופן עקבי, והוכח לאחר מכן כלא יעיל.

אנתרקס

בעקבות התוצאות עם כולרת העופות, פסטר השתמש בסופו של דבר בשיטת החיסון שפותחה עבור כולרת העופות כדי ליצור חיסון לאנתרקס, שהשפיע על בקר. בשנת 1877, פסטר הורה מוקדם יותר למעבדתו לתרבת את החיידקים מדם של בעלי חיים נגועים, בעקבות גילוי החיידק על ידי רוברט קוך.

כאשר בעלי חיים נדבקו בחיידקים, התרחש אנתרקס, מה שהוכיח שהחיידק הוא הגורם למחלה. בקר רב מתו מאנתרקס ב"שדות מקוללים". נאמר לפסטר שכבשים שמתו מאנתרקס נקברו בשדה. פסטר חשב שתולעי אדמה אולי הביאו את החיידקים אל פני השטח. הוא מצא חיידקי אנתרקס בהפרשות של תולעי אדמה, מה שמראה שהוא צדק. הוא אמר לחקלאים לא לקבור בעלי חיים מתים בשדות.

העניין של פסטר ביצירת חיסון לאנתרקס גדל מאוד כאשר ב-12 ביולי 1880, הנרי בולה קרא בפני האקדמיה הצרפתית למדעים דו"ח מהנרי טוסן, מנתח וטרינרי, שלא היה חבר באקדמיה. טוסן פיתח חיסון לאנתרקס על ידי הריגת הבצילים בחימום ב-55 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות. הוא בדק את החיסון שלו על שמונה כלבים ו-11 כבשים, שמחציתם מתו לאחר ההזרקה. זו לא הייתה הצלחה גדולה. כששמע את החדשות, פסטר כתב מיד לאקדמיה שהוא לא יכול להאמין שחיסון מת יעבוד וכי טענתו של טוסן "הופכת את כל הרעיונות שהיו לי על נגיפים, חיסונים וכו'". בעקבות הביקורת של פסטר, טוסן עבר לחומצה קרבולית (פנול) כדי להרוג את בציל האנתרקס ובדק את החיסון על כבשים באוגוסט 1880. פסטר חשב שסוג זה של חיסון מת לא אמור לעבוד מכיוון שהוא האמין שחיידקים מוחלשים משתמשים בחומרי הזנה שהחיידקים צריכים כדי לגדול. הוא חשב שחמצון חיידקים בזמן ישיבה במרק תרבית לתקופות ממושכות הפך אותם לפחות אלימים.

עם זאת, המעבדה של פסטר גילתה שבציל האנתרקס לא נחלש בקלות על ידי תרבית באוויר מכיוון שהוא יצר נבגים – בניגוד לבציל כולרת העופות. בתחילת 1881 גילתה המעבדה שלו שגידול בציל אנתרקס בטמפרטורה של כ-42 מעלות צלזיוס הפך אותם ללא מסוגלים לייצר נבגים, והוא תיאר שיטה זו בנאום בפני האקדמיה הצרפתית למדעים ב-28 בפברואר. ב-21 במרץ, למרות תוצאות לא עקביות, הוא הכריז על חיסון מוצלח של כבשים. לחדשות אלו הציע הווטרינר היפוליט רוסיניול שה-Société d'agriculture de Melun יארגן ניסוי לבדיקת החיסון של פסטר. פסטר חתם על הסכם המקבל את האתגר ב-28 באפריל. עוזריו של פסטר, רו ושמברלן, שהוטלה עליהם המשימה לבצע את הניסוי, היו מודאגים מחוסר האמינות של החיסון המוחלש, ולכן שמברלן הכין בסתר חיסון חלופי באמצעות אינאקטיבציה כימית. מבלי לחשוף את שיטת הכנת החיסון לאיש מלבד פסטר, רו ושמברלן ביצעו את הניסוי הציבורי במאי בפואי-לה-פור. 58 כבשים, 2 עיזים ו-10 ראשי בקר שימשו, שמחציתם קיבלו את החיסון ב-5 וב-17 במאי; בעוד המחצית השנייה לא טופלה. ב-31 במאי, רו ושמברלן הזריקו לאחר מכן לבעלי החיים את התרבית האלימה הטרייה של בציל האנתרקס. התוצאה הרשמית נצפתה ונותחה ב-2 ביוני בנוכחות למעלה מ-200 צופים, כשפסטר עצמו נכח. התוצאות היו כפי שפסטר חזה באומץ: "שיערתי ששש הפרות המחוסנות לא יהיו חולות מאוד, בעוד שארבע הפרות הלא מחוסנות ימותו או לפחות יהיו חולות מאוד." עם זאת, כל הכבשים והעיזים המחוסנים שרדו, בעוד הלא מחוסנים מתו או גססו לפני הצופים. הדו"ח שלו לאקדמיה הצרפתית למדעים ב-13 ביוני מסכם:

> [על ידי] התבוננות בהכל מנקודת המבט המדעית, פיתוח חיסון נגד אנתרקס מהווה התקדמות משמעותית מעבר לחיסון הראשון שפותח על ידי ג'נר, שכן האחרון מעולם לא הושג ניסויית.

פסטר לא חשף ישירות כיצד הכין את החיסונים ששימשו בפואי-לה-פור. אף על פי שהדו"ח שלו ציין זאת כ"חיסון חי", מחברות המעבדה שלו מראות שהוא השתמש למעשה בחיסון שהומת באשלגן דיכרומט, כפי שפותח על ידי שמברלן, דומה מאוד לשיטתו של טוסן.

הרעיון של צורה חלשה של מחלה הגורמת לחסינות לגרסה האלימה לא היה חדש; זה היה ידוע זמן רב עבור אבעבועות שחורות. חיסון באבעבועות שחורות (variolation) היה ידוע כגורם למחלה פחות חמורה בהרבה, והפחית מאוד את התמותה, בהשוואה למחלה שנרכשה באופן טבעי. אדוארד ג'נר גם חקר חיסון באמצעות אבעבועות בקר (vaccinia) כדי להעניק חסינות צולבת לאבעבועות שחורות בסוף שנות ה-90 של המאה ה-18, ועד תחילת המאה ה-19 החיסון התפשט לרוב אירופה.

ההבדל בין חיסון לאבעבועות שחורות לבין חיסון לאנתרקס או כולרת העופות היה ששני אורגניזמי המחלה האחרונים הוחלשו באופן מלאכותי, כך שלא היה צורך למצוא צורה חלשה באופן טבעי של אורגניזם המחלה. פיתוח פתוגנים מוחלשים באופן מלאכותי על ידי פסטר חולל מהפכה בעבודה במחלות זיהומיות, והוא נתן למחלות מוחלשות באופן מלאכותי אלו את השם הגנרי "חיסונים", לכבוד תגליתו של ג'נר.

בשנת 1876 הראה רוברט קוך ש-Bacillus anthracis גורם לאנתרקס. במאמריו שפורסמו בין 1878 ל-1880, פסטר הזכיר את עבודתו של קוך רק בהערת שוליים. קוך פגש את פסטר בקונגרס הרפואי הבינלאומי השביעי בשנת 1881. כמה חודשים לאחר מכן, קוך כתב שפסטר השתמש בתרביות לא טהורות ועשה טעויות. בשנת 1882 השיב פסטר לקוך בנאום, שקוך הגיב עליו באגרסיביות. קוך הצהיר שפסטר בדק את החיסון שלו על בעלי חיים לא מתאימים ושהמחקר של פסטר לא היה מדעי כראוי. בשנת 1882 כתב קוך "על חיסון אנתרקס", שבו הפריך כמה ממסקנותיו של פסטר לגבי אנתרקס וביקר את פסטר על שמירת שיטותיו בסוד, קפיצה למסקנות וחוסר דיוק. בשנת 1883 כתב פסטר שהוא השתמש בתרביות שהוכנו בצורה דומה לניסויי התסיסה המוצלחים שלו וכי קוך פירש לא נכון נתונים סטטיסטיים והתעלם מעבודתו של פסטר על תולעי משי.

אריסיפלה של חזירים

בשנת 1882 שלח פסטר את עוזרו לואי טוילייה לדרום צרפת בגלל מגפה של אריסיפלה של חזירים. טוילייה זיהה את הבציל שגרם למחלה במרץ 1883. פסטר וטוילייה הגבירו את אלימות הבציל לאחר העברתו דרך יונים. לאחר מכן הם העבירו את הבציל דרך ארנבות, החלישו אותו והשיגו חיסון. פסטר וטוילייה תיארו בצורה שגויה את החיידק כבעל צורת שמונה. רו תיאר את החיידק כבעל צורת מקל בשנת 1884.

כלבת

המעבדה של פסטר ייצרה את החיסון הראשון לכלבת באמצעות שיטה שפותחה על ידי עוזרו רו, שכללה גידול הנגיף בארנבות, ולאחר מכן החלשתו על ידי ייבוש רקמת העצב הנגועה. חיסון הכלבת נוצר בתחילה על ידי אמיל רו, רופא צרפתי ועמיתו של פסטר, שייצר חיסון מומת באמצעות שיטה זו. פסטר כתב שהחיסון נבדק ב-50 כלבים לפני הניסוי האנושי הראשון שלו. חיסון זה שימש על ג'וזף מייסטר בן ה-9, ב-6 ביולי 1885, לאחר שהילד הותקף קשות על ידי כלב נגוע בכלבת. זה נעשה בסיכון אישי מסוים עבור פסטר, מכיוון שהוא לא היה רופא מורשה והיה עלול לעמוד בפני העמדה לדין על טיפול בילד. לאחר התייעצות עם רופאים, החליט להמשיך בטיפול. במשך 11 ימים, מייסטר קיבל 13 הזרקות, כל הזרקה השתמשה בנגיפים שהוחלשו לתקופה קצרה יותר. שלושה חודשים לאחר מכן בדק את מייסטר ומצא שהוא במצב בריאותי טוב. פסטר הוכתר כגיבור והעניין המשפטי לא נמשך. ניתוח מחברות המעבדה שלו מראה שפסטר טיפל בשני אנשים לפני החיסון שלו למייסטר. אחד שרד אך ייתכן שלא היה חולה בכלבת, והשני מת מכלבת. פסטר החל בטיפול בז'אן-בטיסט ז'ופיל ב-20 באוקטובר 1885, והטיפול הצליח. מאוחר יותר ב-1885, אנשים, כולל ארבעה ילדים מארצות הברית, הגיעו למעבדתו של פסטר כדי להתחסן. בשנת 1886 טיפל ב-350 אנשים, מתוכם רק אחד פיתח כלבת. הצלחת הטיפול הניחה את היסודות לייצור חיסונים רבים אחרים. הראשון ממכוני פסטר נבנה גם הוא על בסיס הישג זה.

בספר "סיפורו של סן מיקלה", אקסל מונתה כותב על כמה סיכונים שפסטר נטל במחקר חיסון הכלבת:

> פסטר עצמו היה חסר פחד לחלוטין. להוט להשיג דגימת רוק היישר מלסתותיו של כלב נגוע בכלבת, ראיתי אותו פעם עם מבחנת זכוכית מוחזקת בין שפתיו שואב כמה טיפות מהרוק הקטלני מפיו של בולדוג נגוע בכלבת, מוחזק על השולחן על ידי שני עוזרים, ידיהם מוגנות בכפפות עור.

בשל מחקרו על חיידקים, פסטר עודד רופאים לחטא את ידיהם וציודם לפני ניתוח. לפני כן, מעט רופאים או עוזריהם תרגלו נהלים אלו. איגנץ זמלווייס וג'וזף ליסטר תרגלו מוקדם יותר חיטוי ידיים בהקשרים רפואיים בשנות ה-60 של המאה ה-19.

מחלוקות

גיבור לאומי צרפתי בגיל 55, בשנת 1878 פסטר אמר בדיסקרטיות למשפחתו לעולם לא לחשוף את מחברות המעבדה שלו לאיש. משפחתו צייתה, וכל מסמכיו הוחזקו ועברו בירושה בסודיות. בהיותו של פסטר לא אפשר לאחרים במעבדתו להחזיק מחברות, סודיות זו שמרה על היבטים רבים של מחקרו של פסטר לא ידועים עד לאחרונה. לבסוף, בשנת 1964 תרם נכדו של פסטר והצאצא הזכר האחרון ששרד, פסטר ואלרי-ראדו, את המסמכים לספרייה הלאומית הצרפתית. עם זאת, המסמכים הוגבלו למחקרים היסטוריים עד מותו של ואלרי-ראדו בשנת 1971. המסמכים קיבלו מספר קטלוגי רק בשנת 1985.

בשנת 1995, במלאת מאה שנה למותו של לואי פסטר, היסטוריון המדע ג'רלד ל. גייסון פרסם ניתוח של מחברותיו הפרטיות של פסטר בספרו "המדע הפרטי של לואי פסטר", והצהיר שפסטר נתן כמה דיווחים מטעים ושיחק הונאות בתגליותיו החשובות ביותר. מקס פרוץ פרסם הגנה על פסטר ב-The New York Review of Books. בהתבסס על בדיקות נוספות של מסמכיו של פסטר, הגיע האימונולוג הצרפתי פטריס דברה למסקנה בספרו "לואי פסטר" (1998) כי, למרות גאונותו, לפסטר היו כמה פגמים. ביקורת ספרים מציינת שדברה "לפעמים מוצא אותו לא הוגן, לוחמני, יהיר, לא מושך בגישתו, בלתי גמיש ואפילו דוגמטי".

### תסיסה

מדענים לפני פסטר חקרו תסיסה. בשנות ה-30 של המאה ה-19, שארל קניאר-לאטור, פרידריך טראוגוט קיצינג ותיאודור שוואן השתמשו במיקרוסקופים כדי לחקור שמרים והגיעו למסקנה ששמרים הם אורגניזמים חיים. בשנת 1839 הצהירו יוסטוס פון ליביג, פרידריך וולר ויונס יעקב ברצליוס ששמרים אינם אורגניזם ונוצרו כאשר אוויר פעל על מיץ צמחים.

בשנת 1855, אנטואן בשאן, פרופסור לכימיה באוניברסיטת מונפלייה, ביצע ניסויים עם תמיסות סוכרוז והגיע למסקנה שמים הם הגורם לתסיסה. הוא שינה את מסקנתו בשנת 1858, וקבע שתסיסה קשורה ישירות לצמיחת עובשים, שדרשו אוויר לצמיחה. הוא ראה בעצמו הראשון שהראה את תפקידם של מיקרואורגניזמים בתסיסה.

פסטר החל את ניסוייו בשנת 1857 ופרסם את ממצאיו בשנת 1858 (גיליון אפריל של Comptes Rendus Chimie, מאמרו של בשאן הופיע בגיליון ינואר). בשאן ציין שפסטר לא הביא שום רעיון או ניסויים חדשים. מצד שני, בשאן כנראה היה מודע לעבודותיו המוקדמות של פסטר מ-1857. עם שני המדענים הטוענים לעדיפות על התגלית, סכסוך, שהתרחב לתחומים רבים, נמשך לאורך כל חייהם.

עם זאת, בשאן היה בצד המפסיד, כפי שהעיר ההספד ב-BMJ: שמו היה "קשור למחלוקות עבר לגבי עדיפות שיהיה לא רווחי להיזכר בהן". בשאן הציע את התיאוריה השגויה של מיקרוזימים. לדברי ק. ל. מנצ'סטר, מתנגדי ניסויים בבעלי חיים ותומכי רפואה אלטרנטיבית קידמו את בשאן ואת המיקרוזימים, בטענה לא מוצדקת שפסטר גנב את בשאן.

פסטר חשב שחומצה סוקסינית הפכה סוכרוז. בשנת 1860 בודד מרסלן ברתלו אינברטאז והראה שחומצה סוקסינית לא הפכה סוכרוז. פסטר האמין שתסיסה נובעת רק מתאים חיים. הוא וברתלו ניהלו ויכוח ארוך בנושא ויטליזם, שבו ברתלו התנגד בתוקף לכל רעיון של ויטליזם. הנס בוכנר גילה שזימאז (לא אנזים, אלא תערובת של אנזימים) זרז תסיסה, מה שמראה שתסיסה זורזה על ידי אנזימים בתוך תאים. אדוארד בוכנר גילה גם שתסיסה יכולה להתרחש מחוץ לתאים חיים.

### חיסון אנתרקס

פסטר טען בפומבי להצלחתו בפיתוח חיסון האנתרקס בשנת 1881. עם זאת, מעריצו שהפך ליריבו הנרי טוסן היה זה שפיתח את החיסון הראשון. טוסן בודד את החיידקים שגרמו לכולרת העופות (שנקראו מאוחר יותר Pasteurella לכבוד פסטר) בשנת 1879 ונתן דגימות לפסטר שהשתמש בהן לעבודותיו שלו. ב-12 ביולי 1880 הציג טוסן את תוצאתו המוצלחת בפני האקדמיה הצרפתית למדעים, תוך שימוש בחיסון מוחלש נגד אנתרקס בכלבים ובכבשים. פסטר על רקע קנאה ערער על התגלית על ידי הצגת שיטת החיסון שלו בפומבי בפואי-לה-פור ב-5 במאי 1881. פסטר נתן לאחר מכן דיווח מטעה על הכנת חיסון האנתרקס ששימש בניסוי. הוא טען שהוא יצר "חיסון חי", אך השתמש באשלגן דיכרומט כדי להשבית נבגי אנתרקס, שיטה דומה לזו של טוסן. הניסוי הפרסומי היה הצלחה ועזר לפסטר למכור את מוצריו, תוך קבלת היתרונות והתהילה.

### אתיקה ניסויית

ניסוייו של פסטר מצוטטים לעיתים קרובות כנוגדים את האתיקה הרפואית, במיוחד בחיסון שלו למייסטר. לא היה לו ניסיון בפרקטיקה רפואית, וחשוב מכך, חסר רישיון רפואי. זה מצוטט לעיתים קרובות כאיום רציני על המוניטין המקצועי והאישי שלו. שותפו הקרוב ביותר אמיל רו, שהיו לו כישורים רפואיים, סירב להשתתף בניסוי הקליני, כנראה מכיוון שחשב שזה לא צודק. עם זאת, פסטר ביצע חיסון של הילד תחת השגחה צמודה של רופאים מתרגלים ז'אק-ז'וזף גרנשה, ראש המרפאה הפדיאטרית של בית החולים לילדים בפריז, ואלפרד וולפיאן, חבר הוועדה לכלבת. לא הורשה לו להחזיק את המזרק, אם כי ההזרקות היו לחלוטין תחת פיקוחו. זה היה גרנשה שהיה אחראי להזרקות, והוא הגן על פסטר בפני האקדמיה הלאומית הצרפתית לרפואה בנושא.

פסטר ספג ביקורת גם על שמירת סודיות ההליך שלו ואי ביצוע ניסויים פרה-קליניים נאותים בבעלי חיים. פסטר הצהיר שהוא שמר על ההליך שלו בסוד כדי לשלוט באיכותו. מאוחר יותר הוא חשף את נהליו לקבוצה קטנה של מדענים. פסטר כתב שהוא חיסן בהצלחה 50 כלבים נגועים בכלבת לפני השימוש בו על מייסטר. לדברי גייסון, מחברות המעבדה של פסטר מראות שהוא חיסן רק 11 כלבים.