Laureáti Nobelovy ceny

V roce 1960 získali Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství Frank Macfarlane Burnet a a Peter Brian Medawar.

FRANK MACFARLANE BURNET

(1899–1985)

Dne 3. září 1899 v městečku Traralgon v australské Victorii porodila v nedalekém Koroitu narozená Skotka Hadassah, manželka skotského přistěhovalce a vedoucího pobočky Viktorijské koloniální banky Franka Burneta, druhé ze sedmi dětí. Po přísném otci pokřtěný chlapec s celoživotní přezdívkou Mac vyrůstal v presbyteriánské rodině vedle postižené sestry a ustarané matky. Vychodil základní školu v Traralgonu a v Terangu, kam byl otec v roce 1909 přeložen. Malý skaut a broučkař neměl v dosahu přírodopisné knihy, a tak hltal všechna biologická hesla v Chambersově encyklopedii, až se sám dopracoval k Darwinovi, což zaujalo reverenda Frasera. Ten přesvědčil rodiče, aby dali syna na studium. Na Geelong College poblíž Melbourne si Mac v letech 1913–1917 vysloužil stipendium, s nímž pak na Ormond College Melbournské univerzity studoval lékařství i brouky, horlivě četl H. G. Wellse, utvrzoval se v darwinismu a dospíval v agnostika, zatímco neděle trávil v buši a společnosti se stranil. V roce 1922 dosáhl bakalářského stupně, v roce 1924 doktorátu lékařství a v Královské melbournské nemocnici pomýšlel na klinickou neurologii, ale dal se přemluvit k vedení ústavní patologické laboratoře. Při rutinní práci se však začetl do anglického překladu spisu FŹlixe d’Hérellea „Le bacteriophage: son rôle dans l’immunité“ (Paris 1921) a brzy už v kultuře Escherichia coli hledal známky lýzy.

Patologie byla součástí Ústavu Waltera a Elizy Hallových pro lékařský výzkum Melbournské univerzity, jehož nový ředitel a reformátor Charles Halliley Kellaway chtěl Macovi svěřit bakteriologické oddělení. Přesvědčil ho k opuštění rutinní patologie a vyslal ho nejdříve studovat bakteriofágy do Londýna. Mac odplul v červnu 1925 jako lodní chirurg. V Listerově ústavu preventivního lékařství mu při asistování kurátorovi Národní sbírky typových kultur zbývalo dost času a pozdější zisk Beitova stipendia ho uvolnil zcela pro výzkum a sepsání dizertace o bakteriofágách u prof. Johna Ledinghama. Znal metodu třídění bakteriofágů, kterou zavedl pražský mikrobiolog a hygienik Oskar Bail (Zschr Immunitätsforsch Exp Ther 1923; 38: 57), zvolil však vlastní cestu a sérologickou virusneutralizační metodou roztřídil 50 klonovaných bakteriofágů do 12 skupin. V odborných kruzích dosáhl takového uznání, že ještě jako doktorand byl vyzván k napsání kapitoly do osmisvazkového díla (Bacteriophage and Cognate Phenomena. In: A System of Bacteriology in Relation to Medicine. London 1930; 7: 463–509). Dříve, než v prosinci 1927 nastoupil zpáteční cestu, zamiloval se v Londýně do melbournské učitelky Edith Lindy Marston Druceové a 10. července 1928 se s ní v Kew u Melbourne oženil a měli pak spolu dvě dcery a syna.

Krátce po návratu do Ústavu Hallových byl Mac povolán do Kellawayovy královské komise k vyšetřování případu smrti 12 dětí v queenslandském Bundabergu 27. ledna 1928 po imunizaci proti záškrtu. Burnet odhalil příčinu „bundaberské pohromy“ v kontaminaci difterické vakcíny zlatým stafylokokem, objevil alfatoxin zlatého stafylokoka a v následujících čtyřech letech zkoumal na králících rychlost a sílu protilátkové odpovědi na opakovanou injekci toxoidu. Článek o tom však redakce britského časopisu nepřijala. V roce 1929 vyslovil představu bakteriofága trvale přítomného v hostiteli a množícího se spolu s ním. Jako průkopník výzkumu lyzogenie (již odmítal d’Hérelle, zpočátku i Delbrück) předešel svou dobu (Aust J Exp Biol Med Sci 1929; 6: 277–284; s McKieovou). Také zkoumal možnosti léčebného uplatnění bakteriofágů (Med J Aust 1929; 1: 406–410). Mezitím už pracoval i s virem poliomyelitidy (Med J Aust 1929; 2: 851–855; s MacNamaraovou) a prokázal existenci různých kmenů polioviru (Br J Exp Path 1931; 12: 57–61; s MacNamaraovou).

Soustavnou práci v živočišné virologii však zahájil až v letech 1932–1933 při druhém londýnském pobytu, k němuž ho na Rockefellerovo stipendium pozval ředitel Národního ústavu pro vědecký výzkum v londýnském Hampsteadu Henry Hallett Dale, právě když se tam Laidlaw, Smith, Andrewes, Elford a Barnard chystali z lidského materiálu izolovat a na nosní sliznici fretek a myší přenést virus chřipky. Vzrušení z Laidlawova radostného „Fretky kýchají!“ si Burnet odnesl na celý život. Daleovu nabídku místa v Národním ústavu však nepřijal a ve výzkumu viru chřipky pokračoval v Melbourne, kam se vrátil jako náměstek ředitele Kellawaye. V hledání hostitele vhodnějšího než fretka zdokonalil a propracoval Goodpastureovu metodiku kultivace viru v živém kuřecím zárodku a vynalezl metodu kvantifikace viru řadovým ředěním a počítáním pustul na chorioalantoické bláně embryonovaných vajec (Br J Exp Path 1934; 15: 52–55), čímž zavedl standardní postup studia živočišných virů až do nástupu éry tkáňových kultur koncem 40. let. Přitom zjistil, že kuřata narozená z vajec užitých ke kultivaci viru chřipky netvořila žádné protilátky, a tak objevil vývojové stadium „imunologické negramotnosti“, kdy organismus nedokáže rozeznat cizí tkáň od vlastní. Kultivaci virů v kuřecím zárodku věnoval svou první monografii (The Use of the Developing Egg in Virus Research. London 1936). Objevil bakteriofága s trvalou ztrátou lyzogenicity mutací (Aust J Exp Biol Med Sci 1936; 14: 27–38; s Lushovou). Při epidemii poliomyelitidy v roce 1937 izoloval virus odlišný od standardního viru v Rockefellerově ústavu, což podnítilo rozsáhlou práci o imunologických reakcích virů (Aust J Exp Biol Med Sci 1937; 15: 227–368; s Keoghem a Lushovou).

V roce 1937 popsal queenslandský bakteriolog Edward Holbrook Derrick horečnaté onemocnění jatečních dělníků jako „horečku Q“ („Q“ jako „query“, nikoli Queensland) a prokázal přenos nemoci infekcí morčat a myší krví pacientů, Burnet pak identifikoval původce „horečky Q“ jako rickettsii (Med J Aust 1937; 2: 299–305; s Freemanovou), načež Derrick navrhl název Rickettsia burnetii. Rok nato v USA Herald Rhea Cox izoloval původce „horečky Skalistých hor“, Rolla Dyer oba mikroby ztotožnil a následovalo přejmenování na Coxiella burnetii. Poté, co Ehrlichovu selektivní teorii tvorby protilátek vyvrátil Landsteinerův objev jejich produkce proti umělým antigenům, pražští profesoři Friedrich Breinl a Felix Haurowitz (Z Physiol Chem 1930; 192: 45), po nich Stuart Mudd z Philadelphie (J Immun 1932; 23: 423) a především pasadenský Linus Pauling (J Am Chem Soc 1940; 62: 2643) vytvořili instruktivní teorii. Ta však Burnetovi nepomáhala vysvětlit exponenciální růst hladin protilátek, růst jejich kvality po dalších imunizacích ani to, že živočichové netvoří protilátky proti vlastním tkáním (The Production of Antibodies: a Review and Theoretical Discussion. Melbourne 1941; s Freemanovou, Jacksonem a Lushovou). V letech 1943–1944 přednášel Burnet o virech na Harvardu (Virus as Organism: Evolutionary and Ecological Aspects of Some Human Virus Diseases. Cambridge, Mass. 1945), ale profesuru nevzal, protože se ucházel o místo ředitele Ústavu Hallových po Kellawayovi. Uspěl a v březnu 1944 zahájil „benigní diktaturu s individuální badatelskou svobodou“ a každodenními živými diskuzemi při ranním i odpoledním čaji. Všechny články svých pracovníků vždy přečetl a následujícího dne je autorům vracel s připsanými poznámkami. Nepodepsal se pod žádnou publikaci, na níž se skutečně nepodílel. Jemu samotnému stačilo k výzkumu skromné vybavení, chápal však potřebu modernizace celého ústavu a nešetřil na to prostředky. Byl jmenován i profesorem experimentální medicíny na Melbournské univerzitě, školní záležitosti mu však nikdy nepřirostly k srdci.

Na počátku 50. let studoval Mac genetiku chřipkového viru. Po infekci buňky dvěma různými kmeny objevil rekombinaci znaků rodičovských kmenů v potomstvu viru (J Gen Microbiol 1951; 5(1): 46–58, 59–82; s Lindovou). Se spolupracovníky objevil virus „encefalitidy murrayského údolí“ při epidemii v roce 1951 jako flavivirus šířený vodními ptáky ze severu a na člověka přenášený moskyty (Am J Public Health Nations Health 1952; 42(12): 1519–1521). Ve 2. vydání práce o tvorbě protilátek předpověděl, že je-li antigen vpraven do embrya, nevytvoří pak živočich protilátku ani v pozdějším životě. Burnet tak odhalil jev získané imunologické tolerance (The Production of Antibodies. 2nd ed. Melbourne 1949; s Fennerem). Nebyl však schopen prokázat jej experimentálně: Netušil, že trvalou imunologickou toleranci lze indukovat jen kontinuální expozicí antigenu. To se však podařilo skupině londýnského Petera Medawara u myších plodů injekcí živých buněk od jiných plemen s následným přijetím kožních štěpů z dárcovských plemen (Nature 1953; 172: 603–606). V roce 1955 publikoval kodaňský imunolog Niels Kaj Jerne článek (Proc Natl Acad Sci USA 1955; 41: 849–857) dokazující, že v těle jsou od počátku přítomna velmi malá množství protilátek proti každému možnému antigenu a po jeho vstupu jsou protilátky schopné vazby na něj přirozeně selektovány. Dalším spolutvůrcem „klonálně selekční teorie získané imunity“ byl denverský David Talmage (Annu Rev Med 1957; 8: 239–256), vzápětí i Burnet (Aust J Sci 1957; 20: 67–69). Oba jí dali buněčný základ: Jerneho protilátky nahradili klony buněk (lymfocytů) tvořících tyto protilátky, přičemž každý lymfocyt má jediný specifický receptor a tvoří jedinou protilátku. Tato teorie (The Clonal Selection Theory of Acquired Immunity. London 1959) je považována za Burnetův hlavní přínos vědě.

Zvolení zahraničním členem Královské švédské akademie věd v roce 1957 bral jako cenu útěchy, s Nobelovou cenou už nepočítal. Tři roky nato ji od krále Gustava IV. dostal, ne však za teorii klonální selekce, nýbrž napůl s Medawarem „za svůj objev získané imunologické tolerance“. Profesor Sven Gard z Karolinského institutu 10. prosince 1960 ve Stockholmu označil biochemickou individualitu za téma prostupující dílo obou laureátů, z nichž Burnet prokázal, že stálou interakcí s látkami tělu vlastními vyvíjí zrající imunitní systém postupně mechanismus k jejich rozeznání a zapamatování, umožňující odlišit jiné látky jako potenciálně škodlivé, a jeho předpoklad, že tuto schopnost lze v embryonálním období překonat navozením imunologické tolerance, experimentálně ověřil Medawar. Jejich dílo prohloubilo poznání imunity a otevřelo cestu k léčbě imunitních poruch a k transplantacím. V nobelovské přednášce 12. prosince 1960 se Burnet zabýval „jediným problémem: jak organismus obratlovce rozeznává „vlastní“ od „ne-vlastního“ – a jak se tato schopnost vyvíjí“ se závěrem, že k tomuto problému je „jediný možný přístup pomocí nějaké „selektivní“ teorie imunity, která musí být postavena na buněčném a pravděpodobně na klonálním základu“ (Science 1961; 133: 307–311).

Napsal první monografii o autoimunitních chorobách (Autoimmune Diseases: Pathogenesis, Chemistry and Therapy. Springfield 1963; s Mackayem). Z Ústavu Waltera a Elizy Hallových, který se pod jeho vedením stal světovým střediskem výzkumu infekčních nemocí, později také imunologie, odešel v roce 1965 na odpočinek, aniž ochabl v badatelské činorodosti. Pro trvalý dozor imunitního systému nad organismem, kdy infikované, poškozené a stárnoucí buňky rozeznává imunitní systém podle změn antigenů na jejich povrchu a dokáže je vyřadit, zavedl pojem „imunologický dozor“, v němž hlavní roli přisoudil T lymfocytům (Lancet 1967; 1: 1171–1174, Immunological Surveillance. Oxford – Sydney 1970). Zabýval se stárnutím z hlediska imunologického (Lancet 1970; 2(7668): 358–360) i genetického (Lancet 1973; 2(7827): 480–483). V poslední ryze odborné knize přijímal biologickou nezbytnost smrti, viděl však „široké pole pro výzkum nejlepších prostředků minimalizace předsmrtné deprese a utrpení“ (Intrinsic Mutagenesis: A Genetic Approach to Ageing. Lancaster 1974). Když v roce 1973 ovdověl, vrátil se na svou alma mater Ormond College. V přednáškách a spisech vyjadřoval otevřeně i nepopulární názory, jako když varoval před nebezpečím rozvoje molekulární biologie v rukou fascinovaných, ale nezodpovědných vědců (Doc Geigy (Hazards of Modern Medicine Issue) 1974; 3–4, Trends Biochem Sci 1976; 1(10): N228). Dne 16. ledna 1976 uzavřel na melbournském předměstí Canterbury presbyteriánský sňatek s vdovou Hazel Gertrudou Jenkinovou, zpěvačkou a mecenáškou knihovny mikrobiologického ústavu na paměť jediné dcery, tamní studentky. Manželé žili pak devět let v Hazelině domě v Canterbury. Na prahu osmdesátky vydal Burnet poslední dvě ze svých 31 knih, v nichž mimo jiné zkoumal lidskou agresi jako výraz genetické povahy člověka, vyselektované během dlouhého vývoje lovce – sběratele, zcela nevhodného pro civilizovaný život (Endurance of Life: The Implications of Genetics for Human Life. Melbourne 1978, Credo and Comment: A Scientist Reflects. Melbourne 1979), a odešel definitivně na odpočinek. Poslední článek věnoval Q horečce (Rev Infect Dis 1983; 5(4): 800–808; s Freemanovou). V listopadu 1984 podstoupil operaci pro kolorektální karcinom. Zvolna se zotavoval, počátkem srpna 1985 se však objevily metastázy a 31. srpna 1985 sir Mac v domě svého syna v pobřežním Port Fairy zemřel a byl pochován na towerhillském hřbitově nedaleko matčina rodiště.MUDr. Pavel Čech

Kabinet dějin lékařství 3. LF UK

Ruská 87, 100 00 Praha 10

e-mail: pavel.cech@lf3.cuni.cz