Пауль Эрлих: химик, нацеленный на борьбу с болезнями

Соединение 606 было названо так потому, что оно стало 606-м производным мышьяка, синтезированным и протестированным в лаборатории Пауля Эрлиха (Paul Ehrlich). Большинство исследователей остановились бы на первой сотне. Эрлих не остановился, и в 1909 году вместе со своим японским ассистентом Сахатиро Хатой (Sahachiro Hata) обнаружил вещество, которое убивало спирохету сифилиса, не убивая пациента. Он годами утверждал, что такая вещь должна существовать — «волшебная пуля» (Zauberkugel), вещество, которое находит паразита и не трогает хозяина. «Сальварсан» (Salvarsan) доказал его правоту и положил начало химиотерапии.

Красители

Эрлих родился 14 марта 1854 года в Стрелене (Strehlen), Силезия, в семье Исмара Эрлиха (Ismar Ehrlich), владельца гостиницы, винокура и лидера местной еврейской общины. С 1872 года он изучал медицину в Бреслау (Breslau), затем в Страсбурге, Фрайбурге и Лейпциге, а в 1878 году под руководством Юлиуса Конгейма (Julius Cohnheim) получил докторскую степень, защитив диссертацию «Вклад в теорию и практику гистологического окрашивания».

В этом названии в зародыше содержалась вся его будущая карьера. В 1870-х годах в Германии была самая передовая в мире индустрия синтетических красителей, и Эрлиха восхищал факт, который промышленность считала технической помехой: красители избирательны. Определенный краситель окрашивает один тип клеток и не затрагивает соседние. Для Эрлиха это была не помеха, а сигнал. Избирательность подразумевала «аффинность» (родство); аффинность подразумевала специфические химические структуры на клетке, с которыми связывается краситель; и если молекула может найти определенную клетку в ткани, то в принципе можно создать молекулу, которая найдет определенного паразита в организме.

Немедленный результат был практическим. Его методы окрашивания позволили впервые различать разные белые кровяные тельца, что фактически превратило гематологию в диагностическую дисциплину; он открыл тучные клетки; а в 1881 году разработал реактив Эрлиха (Ehrlich's reagent) — тест, позволяющий отличить тиф от обычной диареи. В 1886 году он получил звание доцента в клинике Шарите (Charité) в Берлине, а в 1891 году присоединился к Институту инфекционных болезней Роберта Коха (Robert Koch).

Боковые цепи

Из той же интуиции родилась его теория иммунитета. Эрлих предположил, что клетка несет на своей поверхности структуры — боковые цепи, — которые связываются с токсинами посредством химического соответствия, и что клетка, стимулированная токсином, избыточно производит эти боковые цепи, которые сбрасываются в кровь и циркулируют как свободно плавающие связующие элементы. Эти циркулирующие боковые цепи — антитела.

Эта конкретная картина была позже уточнена, но основная идея осталась прежней: иммунитет — это вопрос взаимодополняющих молекулярных форм, которые соединяются друг с другом, а поверхность клетки несет рецепторы, являющиеся точкой контакта между организмом и всем, что на него воздействует. Это концептуальная основа рецепторной фармакологии, то есть большинства лекарств, используемых сегодня.

У теории также было немедленное коммерческое применение. С 1894 года Эрлих работал с Эмилем фон Берингом (Emil von Behring) над антитоксином дифтерии, и именно Эрлих решил проблему, стоявшую между открытием и медициной: как измерить активность сыворотки, чтобы врач мог назначить известную дозу. Стандартизация сделала возможным массовое производство. По общему мнению, Беринг затем вытеснил Эрлиха из дележа прибыли, и их дружба так и не восстановилась.

Франкфурт и 606-я попытка

В 1896 году Эрлиху предоставили его собственный Институт сывороточных исследований и испытаний в Берлин-Штеглице (Berlin-Steglitz); в 1899 году он переехал во Франкфурт и стал Институтом экспериментальной терапии, а с 1906 года он также руководил Домом Георга Шпейера (Georg Speyer House). Там он создал то, чего раньше не существовало: скрининговую лабораторию промышленного масштаба, машину для синтеза химических вариантов и их последовательного тестирования на инфицированных животных.

Метиленовый синий (Methylene blue), обычный текстильный краситель, проявил активность против паразитов малярии. Трипановый красный (Trypan red) атаковал трипаносомы сонной болезни. Затем последовали препараты мышьяка и долгий кропотливый путь через сотни проб. Соединение 606, арсфенамин (arsphenamine), было введено сначала зараженным кроликам, а затем пациентам; компания «Хёхст» (Hoechst) продавала его под названием «Сальварсан» (Salvarsan) с конца 1910 года, а в 1912 году появился более переносимый «Неосальварсан» (Neosalvarsan). Вместе они оставались стандартным средством лечения сифилиса — болезни, которая калечила, сводила с ума и убивала людей по всей Европе на протяжении четырех столетий, — вплоть до появления пенициллина в 1940-х годах.

Успех был непростым. «Сальварсан» был токсичен, труден в применении и приводил к жертвам; Эрлих столкнулся с публичными нападками и обвинениями, некоторые из которых исходили от моралистов, выступавших против лечения венерических заболеваний в принципе. Он разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1908 года с Ильей Мечниковым (Élie Metchnikoff) «в знак признания их работы по иммунитету», уже получив Большую золотую медаль Пруссии за науку в 1903 году. В 1911 году он был назначен тайным советником, что являлось высшей гражданской наградой Пруссии; в 1914 году получил премию Кэмерона (Cameron Prize) в Эдинбурге и должность профессора во Франкфурте.

Почему Пауля называют гением

Отличительным качеством Эрлиха была способность к аналогиям — умение перенести принцип из одной области в совершенно другую и обнаружить, что он продолжает работать. Он заметил, что краситель выделяет одну клетку и игнорирует другую, и из этого обычного лабораторного факта за три десятилетия вывел как теорию того, как иммунная система распознает захватчика, так и программу создания лекарств, распознающих патогены. Та же идея специфического химического сродства лежит в основе теории боковых цепей, стандартизации сывороток, концепции рецепторов и «Сальварсана». Мало кому из ученых удалось получить так много из одного прозрения, и еще меньше обладали выдержкой превратить инсайт в 606 пронумерованных экспериментов.

Критика также имеет под собой основания. Теория боковых цепей в том виде, как он ее сформулировал, неверна в деталях. «Сальварсан» был опасным соединением, токсичность которого он занижал публично и чья репутация справедливо оспаривалась. Метод скрининга, сколь бы блестящим он ни был в качестве двигателя открытий, был ближе к систематическому грубому перебору, чем к элегантной дедукции — критика, высказанная еще при его жизни, которую он по большей части принимал, так как целью было найти лекарство. А в 1914 году он поставил свое имя под «Манифестом девяноста трех» (Manifesto of the Ninety-Three), скандальной декларацией немецких интеллектуалов, защищавших действия своей страны в войне. Он был великим ученым, а не святым, и величие заключается именно в отказе остановиться на 605-м номере.

Наследие

В 1883 году он женился на Хедвиг Пинкус (Hedwig Pinkus); у них было две дочери, Стефани (Stephanie) и Марианна (Marianne). 17 августа 1915 года он перенес сердечный приступ и умер три дня спустя в Бад-Хомбурге (Bad Homburg) в возрасте 61 года; кайзер Вильгельм II (Kaiser Wilhelm II) писал о его «бессмертной славе и благодарности как его современников, так и потомков». Имя Эрлиха носит федеральный институт вакцин Германии, а также род бактерий, лунный кратер и одна из ведущих премий немецкой медицины. Фраза, которую он придумал — «волшебная пуля» (magic bullet), — до сих пор остается стандартным сокращением для того, что пытается создать фармакология.