Saksalainen Paul Ehrlich oli eräs merkittävimmistä lääketieteen tutkijoista 1800-luvun lopun ja 1900-luvun alun aikana. Hän syntyi vuonna 1854 Ylä-Sleesian Strehlenissä (nyk Puolan Strzelin). Hänen isänsä Ismar Ehrlich ja äitinsä Rosa Weigert olivat molemmat juutalaisia, kumpikin huomattavan teollisuus- ja kauppiassuvun jäseniä. Paul Ehrlich avioitui 19-vuotiaan Hedwig Pinkus’in kanssa vuonna 1883 ja avioparille syntyi kaksi tytärtä. Rosa Weigertin veljenpoika Karl Weigert (1845–1904) oli huomattava histologisten ja bakteriologisten tutkimusmenetelmien kehittäjä.
Breslaussa (nyk. Puolan Wroclav) kymnaasin käytyään Paul Ehrlich opiskeli Breslaun, Strassburgin (nyk. Ranskan Strasbourg), Freiburg-im-Breisgaun ja Leipzigin yliopistoissa. Hän suoritti lääkärin tutkinnon Breslaun yliopistossa vuonna 1877 ja hänet promovoitiin lääketieteen tohtoriksi Leipzigissa vuonna 1878. Leipzigissa opiskellessaan Ehrlich tutki itsenäisesti kudosvärjäystä aniliiniväreillä ja kokeili niillä myös ns. vitaalivärjäystä eli elävien solujen värjäämistä. Hänen väitöskirjansakin käsitteli eläinkudosten värjäämisen teoriaa ja käytäntöä. Hän osoitti väriaineiden avulla, että myrkyt ja lääkkeet vaikuttivat soluihin samojen kemiallisten mekanismien kautta kuin solujen ravitsemukseen osallistuvat aineet.
Sisätautiopin professori Friedrich Theodor Frerichs (1819–1885) kutsui Ehrlichin vuonna 1878 apulaisekseen Berliinin Charité-sairaalaan. Siellä Ehrlich opiskeli käytännön lääketiedettä Frerichsin ja biokemiaan perehtyneen Carl Christian Gerhardtin (1833–1902) apulaisena. Ehrlichille annettiin lisäksi kaikki mahdollisuudet jatkaa kudosvärjäyksiä koskevia tutkimuksiaan. Hän kehitti verisolujen tutkimista varten ns. sivelyvalmisteen ja menetelmän erilaisten valkosolujen erottamiseksi toisistaan värjäysmenetelmien avulla. Todellisuudessa Ehrlich perusti tutkimuksillaan uuden tieteenalan, veritutkimuksen eli hematologian. Hän antoi myös nimen Mastzell (suom. syöttösolu) eräälle solutyypille, jonka Friedrich Daniel von Recklinghausen (1833–1910) oli kuvannut vähän aikaisemmin. Ehrlich löysi ensimmäisenä vuonna 1880 verestä tumallisen megaloblastin ja päätteli sen olevan suurikokoisen punasolun eli megalosyytin esiaste.
Ehrlich osoitti, että kaikki väriaineet voitiin luokitella emäksisiin, happamiin tai neutraaleihin. Hänen mukaansa väriaineet ja lääkkeet vaikuttivat kiinnittymällä solujen tiettyihin rakenteisiin, joita hän nimitti reseptoreiksi niitä tarkemmin tuntematta. Hän sai vuonna 1882 professorin arvonimen ja vuonna 1887 hänestä tuli sisätautien erikoislääkäri ja Berliinin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan yksityisdosentti. Ehrlichin mielestä hänen tärkein tutkimuksensa oli vuonna 1885 julkaistu "Das Sauerstoff-Bedürfnis des Organismus, eine farbenanalytische Studie" (Elimistön hapentarve, värianalyyttinen tutkimus). Siinä hän totesi, että hapen kulutus vaihteli eri tyyppisissä kudoksissa ja että sen vaihtelut tarjosivat mahdollisuuden mitata solun elintoimintojen voimakkuutta.
Kokeillessaan lavantautipotilailla kuumetta alentavia lääkkeitä Ehrlich havaitsi potilaiden virtsassa kyseiselle sairaudelle ominaisen kemiallisen reaktion, ns. diazoreaktion. Sitä voitiin käyttää ensisijaisesti lavantaudin toteamiseen virtsanäytteen avulla aikana, jolloin muita menetelmiä ei ollut. Ehrlich käytti myös ensimmäisenä vuonna 1884 näytteen ottamista maksasta sairauden laadun selvittämiseen. Värjäyskokeilujensa seurauksena Ehrlich keksi menetelmän tutkia metyleenisinisellä hermoston ja silmien sairauksia. Lisäksi hänestä tuli myös bakteerivärjäyksen uranuurtaja. Hän kuvasi vuonna 1882 menetelmän Robert Kochin (1843–1910) juuri löytämän tuberkuloosibakteerin värjäämiseksi. Franz Ziehlin (1857–1926) ja Friedrich Neelsenin (1854–1894) siitä kehittämä muunnos on yhä käytössä. Ehrlichin menetelmät olivat myös perustana bakteerien tutkimuksessa yleisesti käytetylle Gram-värjäykselle, jonka tanskalainen mikrobiologi Hans Christian Joachim Gram (1853–1938) kuvasi vuonna 1884.
Ehrlich sairastui vakavasti keuhkotuberkuloosiin vuonna 1887. Hän lähti Egyptiin hoitamaan sitä, sillä kuivan ja lämpimän ilmaston katsottiin olevan hyväksi paranemiselle. Toivuttuaan Ehrlich palasi vuonna 1889 Berliiniin ja jatkoi aluksi tieteellistä työtään varsin vaatimattomassa yksityisessä laboratoriossaan. Koch oli keksinyt vuonna 1890 tuberkuliinin, josta hän toivoi tuberkuloosin parannuskeinoa. Hän kiinnitti huomiota Ehrlichin tutkimuksiin ja otti tämän tuberkuliinilla hoidettavien potilaiden tarkastusaseman johtajaksi vuonna 1890. Samana vuonna Ehrlichistä tuli Berliinin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan apulaisprofessori ja Charité-sairaalan ylilääkäri. Kun Kochin tutkimuksia varten perustettiin vuonna 1891 uusi "Institut für Infektionskrankheiten", sai Ehrlich johdettavakseen Moabit-sairaalan yhteydessä toimivan tarkkailuosaston.
Ehrlich otti nyt immuniteetin eli vastustuskyvyn tutkimustensa kohteeksi. Siihen aikaan oli jo tiedossa, että eräät tartuntataudit saivat elimistössä aikaan vastustuskyvyn uutta sairastumista kohtaan. Lisäksi tiedettiin, että jotkut bakteerit erittivät toksiineja ja että elimistö pystyi muodostamaan antitoksiineja eli vastamyrkkyjä niitä vastaan. Lisäksi Ehrlich tutki hemolysiinejä, punasoluja hajottavia toksiineja, ja kasvimyrkkyjen kuten risiinin aiheuttamaa vastustuskykyä. Hän loi myös aktiivisen ja passiivisen immunisoinnin käsitteet, joista aktiivisella tarkoitettiin taudinaiheuttajilla aikaan saatua immunisointia ja passiivisella ulkoapäin elimistöön tuoduilla vasta-aineilla aiheutettua immunisointia.
Ehrlichillä oli suuri osuus Emil von Behringin (1854–1917) ja Shiramiro Kitasaton (1852–1931) kehittämien kurkkumätä- ja jäykkäkouristusseerumien käyttöön ottamisessa. Ehrlich totesi tutkimuksissaan, että toksiini-antitoksiinreaktiot nopeutuivat lämmössä ja hidastuivat kylmässä aivan samoin kuin kemialliset reaktiot. Hän havaitsi lisäksi, että toksiini-antitoksiinireaktioiden voimakkuus vaihteli eri syistä niin paljon, että oli tarpeellista luoda standardi antitoksiinivalmisteiden pitoisuuden tarkkaa määrittämistä varten. Hän kehittikin von Behringin ja Kitasaton valmistamaa difteriaseerumia eli kurkkumätäseerumia käyttäen menetelmän, jonka avulla oli mahdollista määrittää seerumin antitoksiinipitoisuus yksikköinä ja luoda tarkoitusta varten muuttumaton standardi. Ehrlichin kehittämästä menetelmästä tuli sittemmin perusta kaikkien myöhempien seerumien standardisoinnille.
Ehrlichin immunologiset tutkimukset olivat pohjana hänen vuonna 1897 esittämälleen sivuketjuteorialle. Hänen mukaansa jokaisella solulla oli proteiiniaineen muodostama vitaalikeskus ja siinä sarja sivuketjuja tai reseptoreita, joihin mm. ravintoaineet ja toksiinit tarttuivat. Vain siinä tapauksessa, että toksisen molekyylin haptofori- eli sitoutumisryhmä yhdistyi solun sivuketjuun, saattoi toksiini vaikuttaa soluun. Toksiinin kohteena oleva elimistö tuotti suuren määrän sivuketjuja, jotka olivat muotoutuneet tautia aiheuttavan toksiinin mukaisesti. Nämä toksiinin seurauksena syntyneet sivuketjut olivat juuri uuden infektion estäviä vasta-aineita, joiden ansiosta elimistö oli aktiivisesti immunisoitu toksiinia vastaan. Ehrlichin teoria reseptoreista oli solujen toiminnan ymmärtämisen kannalta merkittävä oivallus.
Seerumihoidolla kurkkumädässä ja jäykkäkouristuksessa saavutetut tulokset johtivat siihen, että Preussin hallitus perusti vuonna 1896 Berliinin lähelle Steglitziin Ehrlichiä varten laitoksen "Staatliches Institut für Serumprüfung und Serumforschung", jonka tarkoituksena oli tutkia ja kehittää edelleen seerumihoitoja. Ehrlichistä tuli vuonna 1897 Preussin hallituksen lääkintätoimen salaneuvos (vastaa hallitusneuvosta). Ehrlichin edelleen johtama laitos siirrettiin vuonna 1899 Frankfurt am Mainiin ja sen nimeksi tuli nyt "Königliche Institut für experimentelle Therapie". Rikas pankkiirin leski Franziska Speyer perusti vuonna 1906 viereiseen taloon "Georg-Speyer-Haus für Chemotherapie" -tutkimuslaitoksen sairauksien kemoterapian kehittämistä varten. Silloin Ehrlichin toimintakenttä laajeni jälleen, sillä hänestä tuli myös tämän laitoksen johtaja. Lisäksi Ehrlich oli kutsuttu Göttingenin yliopiston professoriksi vuonna 1904.
Bakteerien ja kudosten värjääminen mikroskooppisia tutkimuksia varten oli osoittanut, että käytetyt väriaineet kiinnittyivät eri tavoin kudosten eri rakenteisiin. Ehrlich kiinnostui väriaineiden vaikutuksesta taudinaiheuttajiin todettuaan, että eräät niistä pystyivät myös tuhoamaan joitakin taudinaiheuttajia. Ehrlich sai yhdessä P. Guttmannin kanssa kohtalaisia tuloksia mm. malarian hoidossa antamalla potilaille metyleenisinistä, jota hän oli käyttänyt malariaplasmodien värjäämiseen. Ehrlich kehitti myös mm. nimillä trypaanipunainen ja trypaanisininen tunnetut väriaineet, jotka olivat tehokkaita erityisesti kotieläinten trypanosomiaasin hoidossa, kuten hänen työnsä japanilaisen Kiyoshi Shigan (1870–1957) kanssa osoittivat.
Frankfurtissa Ehrlich omistautui kemoterapian tutkimiseen. Hänen tavoitteenaan oli tutkia lääkkeiden kemiallisen rakenteen suhdetta niiden vaikutustapaan soluissa ja lääkkeiden kiinnittymistä soluissa kohtiin, joihin niiden oli tarkoitettu vaikuttavan. Tarttuvien tautien hoidossa hänen tarkoituksensa oli löytää kemiallisia aineita, joilla oli erityinen kiinnittymiskyky tauteja aiheuttaviin organismeihin, joihin niiden piti mennä, samalla tavoin kuin antitoksiinit kiinnittyvät niitä vastaaviin toksiineihin. Ehrlichin haaveena oli "chemotherapia specifica" eli kemoterapeuttisten lääkkeiden olisi oltava taikaluoteja, jotka osuisivat suoraan tarkoitettuihin taudinaiheuttajiin.
Tärkeänä syynä uusiin tutkimuksiin oli se, että Fritz Richard Schaudinn (1871–1906) ja Erich Hoffmann (1868–1957) löysivät vuonna 1905 Berliinissä syfilistä eli kuppatautia aiheuttavan spirokeettabakteerin. Tämän jälkeen tutkimuksen kärki suuntautui tauteja aiheuttavista alkueläimistä bakteereihin. Paul Uhlenhuth (1870–1957) ja hänen työtoverinsa totesivat pian, että trypanosooman aiheuttaman afrikkalaisen unitaudin hoidossa käytetty, arseenia sisältävä atoksyyli eli para-amino-fenyyli-arsonihappo tehosi erään toisen spirokeetan aiheuttamaan toisintokuumeeseen, ja että atoksyylin elohopeayhdiste tehosi kaniineihin tartutettuun kuppatautiin.
Ehrlich otti tavoitteekseen lääkkeen löytämisen kuppatautia vastaan. Aluksi hän selvitti A. Bertheimin kanssa trypanosoomeihin tehoavan atoksyylin rakenteen. Arseeni oli yhdisteessä kemiallisesti kolmiarvoisena ja se avasi keinon valmistaa uusia kolmiarvoisen arseenin yhdisteitä. Ehrlich alkoi yhdessä apulaisensa, japanilaisen Sahatschiro Hatan (1873–1938) kanssa muokata kemiallisesti atoksyyliä, joka oli ihmisille liian myrkyllistä. Ehrlichin ja Hatan uusista valmisteista numero "606" osoittautui lupaavaksi. Sen todettiin vuonna 1909 tehoavan kaniinien silmiin tartutettuun syfilikseen. Ehrlich ja Hata julkaisivat tuloksensa vuonna 1910 teoksessa "Die experimentelle Chemotherapie der Spirillosen (Syphilis, Rückfallfieber, Hühnerspirillose, Frambiöse)". Syfiliksen lisäksi aine paransi muitakin spirokeettojen aiheuttamia tauteja, kuten toisintokuumetta, kanaspirilloosia ja frambesiaa. Sitä paitsi aine tehosi myös Plaut-Vincentin angiinaan, joka johtui kahden eri bakteerin sekatartunnasta, sekä "Aleppo-paiseeseen", joka oli leishmania -alkueläimen aiheuttama ihotulehdus.
Luonteelleen ominaiseen tapaansa Ehrlich pyrki lähes loputtomilla kokeiluilla varmistamaan uuden lääkkeen tehon ja haitattomuuden. Vaikka uusi aine tehosi jopa yhtenä ainoana hoitokertana toisintokuumeeseen ja frambesiaan, ei se ollut kuitenkaan kuppataudin kohdalla Ehrlichin toiveiden mukainen taikanuoli. Kuppataudissa tarvittiin pitkät hoitokuurit ja sitä paitsi lääkkeen antaminen tuotti vaikeuksia. Aine oli annettava ruiskulla suoraan laskimoon, ruiskuttamisen oli tapahduttava heti lääkeliuoksen valmistamisen jälkeen ja aineen joutuminen vahingossa laskimon ulkopuolelle aiheutti voimakkaita ärsytysoireita.
Kun toistuvat kokeilut olivat osoittaneet, että aine todella tehosi kuppataudin aiheuttajaan ja että se oli ihmiselle vaaraton, Ehrlich julkisti aineen "606" vuonna 1910 "Salvarsan" -nimisenä (latin. salvo, pelastaa; arsan arseenin mukaan). Hän ei kuitenkaan ilmaissut aineen kemiallista rakennetta, sillä hän piti vielä näyttöä arseeniyhdisteen vaarattomuudesta riittämättömänä. Siinä vaiheessa kemiallinen teollisuuslaitos Farbwerke Hoechst, jonka kanssa Ehrlich oli ollut jatkuvasti läheisessä yhteistyössä, jakoi ilmaiseksi lääkäreille ympäri maailmaa yhteensä 65000 hoitoannosta Salvarsania®. Historiallisesti ajatellen se oli ensimmäinen bakteereihin tehoava, varta vasten suunniteltu ja kehitetty kemiallinen yhdiste eli kemoterapeutti.
Ehrlich joutui keksintönsä vuoksi myös arvostelun ja syytösten kohteeksi. Uskonnolliset henkilöt syttivät häntä sekaantumisesta "synnin tähden määrättyyn Jumalan kiroukseen". Toiset taas moittivat häntä siitä, että hän otti keksinnölleen patentin. Ehrlich puolustautui selittämällä, että hän ei ansainnut patentillaan mitään, vaan että sen tarkoituksena oli pelkästään turvata luotettavan ja vaarattoman lääkeaineen valmistaminen.
Edelleen jatkuvissa kokeissa löydettiin arseeniyhdiste "914", arsfenamiinin metyylisulfoksylaatti, joka otettiin käyttöön vuonna 1912 "Neosalvarsan" -nimisenä. Tämäkin lääke oli annettava suoraan laskimoon, mutta liuottaminen ennen ruiskutusta oli helpompaa ja siitä johtuva paikallinen ärsytys oli lievempää. Vaikka Salvarsan® oli vähän tehokkaampaa, tuli Neosalvarsanista® ja sitä vastaavista valmisteista helpomman annostelunsa vuoksi pian kuppataudin perushoito 30 vuoden ajaksi. Neosalvarsan® tehosi hyvin kuppataudin ensimmäiseen ja toiseen vaiheeseen, mutta sen teho myöhäisvaiheen keskushermosto-oireisiin oli huono. Penisilliini syrjäytti Neosalvarsanin® ja muut arseenivalmisteet kuppataudin hoidossa 1940-luvulla.
Ehrlich joutui uransa loppupuolella lukemattomien huomionosoitusten kohteeksi. Hänet nimitettiin yli 80 yliopiston tai tieteellisen seuran jäseneksi, ulkomaiseksi jäseneksi, kirjeenvaihtajajäseneksi tai kunniajäseneksi, hänelle myönnettiin lukuisia korkeita kunniamerkkejä ja hänelle useita suuria tieteellisiä palkintoja. Viime mainituista suurin oli Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinto, jonka hän sai vuonna 1908 yhdessä Ilja (Élie) Metšnikoffin (1845–1916) kanssa immuniteettia koskevista tutkimuksista. Frankfurtin kaupunki kutsui hänet kunniakansalaisekseen ja Preussin hallitus myönsi hänelle vuonna 1911 todellisen salaneuvoksen arvonimen, johon liittyi oikeus käyttää nimitystä "hänen ylhäisyytensä".
Ehrlich oli tavattoman uuttera ja hän vaati aina havaintojensa toistettavuutta niiden luotettavuuden osoittamiseksi. Hän oli ystävällinen ja vaatimaton, minkä vuoksi kaikki hänen työtoverinsa ja avustajansa tunsivat häntä kohtaan suurta kiintymystä ja kunnioitusta. Hän oli hyvin kohtuullinen ravintonsa suhteen, mutta hän poltti jatkuvasti 25 suurta ja vahvaa sikaria päivittäin, ja hänet nähtiin tavallisesti sikarilaatikkoa kainalossaan.
Tieteellisessä työssään Ehrlich keskittyi viimeksi kokeelliseen kasvaintutkimukseen. Hän kehitti syöpäkasvainten syntyä selittäviä teorioita ja suunnitteli kasvainten hoitoon tehoavia kemoterapeuttisia lääkeaineita, mutta ilman konkreettisia tuloksia. Frankfurt am Mainiin perustettiin vuonna 1914 Johann Wolfgang von Goethe -yliopisto ja Ehrlich nimitettiin silloin sen kokeellisen hoidon professoriksi. Hänelle tarjottiin ensimmäisenä myös yliopiston rehtorin tehtävää, mutta heikentyneen terveytensä vuoksi hän kieltäytyi siitä. Ehrlich sai jouluna 1914 lievän halvauksen, josta hän kuitenkin toipui nopeasti. Kesällä 1915 hän oli lomalla Bad Homburgissa (vor der Höhe) ja menehtyi siellä elokuun loppupuolella, saatuaan uuden halvauksen.
Kirjoitus on valmistunut huhtikuussa 2004. Se on julkaistu aiemmin Arno Forsiuksen nettisivuilla www.saunalahti.fi/arnoldus.
Kirjallisuutta:
Bynum, W. F. and Porter, R. (editors): Companion Encyclopedia of the History of Medicine. Volume 1–2. Routledge. Reprinted in Great Britain 1994. First published 1993.
Cecil, R. L. (ed.): A Texbook of Medicine. Seventh Edition, Illustrated. W. B. Saunders Company. Philadelphia 1949.
Dumesnil, R. und Schadewaldt, H.: Die Berühmten Ärzte. Aulis Verlag Deubner & Co KG Köln, (ilman painovuotta).
Glaser, H.: Jännittävää lääketiedettä, Lääkärit omien kokeidensa kohteena, Farmos-tehtaat, Porvoo 1960 (alkuteos Dramatische Medizin).
Kiple, K. F. (ed.): The Cambridge Historical Dictionary of Disease. Cambridge University Press. Printed in USA 2003.
Kranz, J. C. jr: Historical Medcal Classics Involving New Drugs. The Williams & Wilkins Company, Baltimore. Baltimore 1974.
de Kruif, P.: Mikrobien metsästäjiä. WSOY. Toinen painos. Porvoo 1957.
Müller, R.: Medizinische Mikrobiologie, Parasiten, Bakterien, Immunität. Vierte, neubearbeitete Auflage, Urban & Schwarzenberg, Berlin–München 1950.
Møller, K. O.: Farmakologi. Det teoretiske grundlag for rationel farmakoterapi. 3. Udgave. Nyt Nordisk Forlag Arnold Busk. Kjøbenhavn 1946.
Paul Ehrlich – Biography. Nobel e-Museum. Internet 2004.
[The] New Encyclopædia Britannica. 15 th Edition. Vol. 4. Reprinted 1990.
Schott, H.: Die Chronik der Medizin. Chronik. Printed in Belgium 1997 [1. Auflage 1993].
Sigerist, H. E.: Grosse Ärzte, Eine Geschichte der Heilkunde in Lebensbildern. J. F. Lehmanns Verlag, München, 1932.
Silverman, M.: Ihmeitä pullossa. Kertomus kymmenestä ihmeitätekevästä lääkeaineesta ja eräistä lahjakkaista miehistä, jotka tieten tai tietämättään keksivät ne. Gummerus. Jyväskylä 1944.
Internet: Nobel e-Museum, http://www.nobel.se
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti