Теодор Бильгарц: Пионер тропической медицины и открыватель шистосом.

Введение

Немецкий врач

Теодор Максимилиан Бильхарц (23 марта 1825 – 9 мая 1862) был немецким врачом, сделавшим новаторские открытия в области паразитологии. Его вклад заложил основы тропической медицины. Он наиболее известен как открыватель кровяного трематода Schistosoma haematobium, паразита, вызывающего кровяную мочу (гематурию), известную с древних времен в Египте. Этот паразит, как причина рака мочевого пузыря, классифицирован Международным агентством по изучению рака как канцероген 1-й группы. Инфекция известна под названиями билхарциоз, билхарзиаз, а также шистосомоз. Бильхарц родился и получил образование в Сигмарингене, Гогенцоллерн-Сигмаринген, Германия. После окончания университета Альберта Людвига в 1845 году он получил медицинскую степень в Тюбингенском университете в 1849 году. В 1850 году он последовал за своим бывшим учителем Вильгельмом Гризингером в Египет, чтобы работать в больнице Каср-эль-Эйни в Каире. Он стал первым врачом, проводившим вскрытия в этом городе. При вскрытии тел детей он наблюдал различные гельминтозные паразиты и в 1851 году обнаружил ленточного червя Hymenolepis nana и плоского червя Heterophyes heterophyes. В начале того же года он обнаружил червя в теле умершего солдата. Будучи новым червем с двумя присосками, напоминающими рот, он назвал его Distomum haematobium, описание которого было опубликовано его наставником Карлом Теодором Эрнстом фон Зибольдом в 1852 году. Он также установил, что болезнь вызывают не сами трематоды, а их яйца. Он также невольно обнаружил другой родственный кровяной трематод, впоследствии идентифицированный как Schistosoma mansoni, наиболее распространенный человеческий гельминт. Будучи профессором анатомии в медицинской школе Каср-эль-Эйни (ныне часть Каирского университета), он заразился брюшным тифом или сыпным тифом в Массаве во время экспедиции, организованной Эрнстом II, герцогом Саксен-Кобург-Готским. Он умер от этой болезни в возрасте 37 лет. В 1962 году Объединенная Арабская Республика учредила Институт исследований имени Теодора Бильхарца в его честь.

Ранние годы и образование

Теодор Бильхарц родился в Сигмарингене, Гогенцоллерн-Сигмаринген, Германия. Его отец, Йозеф Антоний Бильхарц (1788–1877), советник казначейства, был советником принца Карла Антона Гогенцоллернского. Его мать, Элиза Фер (1800–1889), происходила из швейцарской семьи Золлихоферов. Он был старшим из девяти детей, четверо из которых умерли в младенчестве. Он учился в местной школе в Сигмарингене и окончил гимназию (Fürstlich Sigmaringer Gymnasium) в 1843 году с наивысшим баллом. Он проявлял живой интерес к геологии, биологии и поэзии. Его сохранившееся стихотворение «Скитания Серафимов» (Die Trane des Seraphs) было написано в школьные годы. Он показал лучшие результаты по латинскому, греческому и еврейскому языкам в своем классе. В 14 лет он написал драму и перевёл древний комический эпос «Битва лягушек и мышей» (Batrachomyomachia). Вскоре у него возникла страсть к естественным наукам, во многом благодаря библиотеке и коллекциям, унаследованным от его прадяди Каспара Золликофера фон Альтенклингена, известного швейцарского биолога. В зимнем семестре 1843 года Бильхарц поступил в Альберт-Людвиговский университет (University of Freiburg) в Фрайбурге-им-Брайсгау, где изучал естествознание и философию. На призовые деньги он приобрел составной микроскоп (микроскоп Оберхауса), который использовал на протяжении всей своей карьеры. Он также сблизился с Вильгельмом Гризингером, неврологом и психиатром, в то время работавшим интерном в Тюбингене. В 1849 году Бильхарц сдал государственный экзамен для получения лицензии на медицинскую практику и получил медицинскую степень без сдачи экзамена благодаря своим отличным успехам в учебе. Однако эта информация может быть недостоверной, поскольку более надежные биографические источники указывают, что экзамен был сдан им в 1849 году. После окончания университета он сразу же получил должность ассистента Карла Теодора Эрнста фон Зибольда в Фрайбургском университете. Фон Зибольд оказал на него значительное влияние в области паразитологии и последующих открытий. Бильхарц первоначально планировал работать в Южной Америке, надеясь добиться значительных результатов в паразитологии, как он сам выразился: «Путь к профессорству, возможно, короче через Америку, чем через Тюбинген». В следующем году недавно назначенный профессор анатомии в Фрайбурге, Георг Людвиг Кобельт, пригласил его на должность прозектора.

Theodor Bilharz was born in Sigmaringen, Hohenzollern Sigmaringen, Germany. His father Josef Antony Bilharz (1788–1877), a councilor of the exchequer, was an advisor to the Prince Karl Anton of Hohenzollern. His mother Elisa Fehr (1800–1889) was from a Swiss family of Zollikhofer. He was the eldest of nine children, four of who died at infancy. He studied at the local school in Sigmaringen and completed his secondary education (Fürstlich Sigmaringer Gymnasium) in 1843 with the highest score. He developed keen interest in geology, biology and poetry. His surviving poem Die Trane des Seraphs (The Travels of the Seraphs) was composed during his school days. He scored the highest in Latin, Greek and Hebrew in his class. At age 14, he wrote a drama and translated an ancient comic epic Battle of the Frogs and Mice (Batrachomyomachia). He soon developed a passion in natural science mainly from the library and specimens he inherited from his great uncle Kaspar Zollikofer von Altenklingen, a reputed Swiss biologist. In the winter semester of 1843, Bilharz entered the Albert Ludwigs Universität (University of Freiburg) in Freiburg im Breisgau and took up natural science and philosophy. With the prize money he bought a compound microscope (Oberhaus microscope) that he used throughout his career. He also became closely associated with Wilhelm Griesinger, a neurologist and psychiatrist who was working as an internist at Tübingen at the time. Bilharz passed the state exam in 1849 to obtain a license as medical doctor. and he was awarded the medical degree without having to appear the examination because of his excellent performance throughout the course. These information may not be reliable as better biographical sources say he passed the exam in 1849. As he graduated, he immediately got an appointment as an assistant to Karl Theodor Ernst von Siebold at the University of Freiburg. Von Siebold became his major influence in parasitology and later discoveries. Bilharz initially planned to work in South America hoping to achieve good research in parasitology as he described: "The path to become a professor maybe shorter via America than via Tübingen." The next year, a recently appointed professor of anatomy at Freiburg, Georg Ludwig Kobelt recruited him as his prosector.

Карьера и достижения

В 1850 году Вильгельм Гризингер, в то время работавший в Кильском университете, был назначен Аббасом I Египетским, вали (губернатором или вице-королем) Египта и Судана, руководителем медицинских служб в Египте. Он ответил вали, что примет назначение только при условии назначения его бывшего ученика Теодора Бильхарца своим помощником. Пока Бильхарц ждал получения медицинской лицензии, фон Сибольд написал отцу Бильхарца о своей рекомендации: "Не могу удержаться от выражения надежды, что пребывание вашего достойного Теодора принесет пользу ему и науке. Я не верю ничему иному, кроме того, что более длительное пребывание в чудесном Египте будет с пользой для вашего сына. Да хранит его Бог". Бильхарц занимал должность старшего консультанта отделения внутренней медицины и одновременно поступил на военную службу, где получил звание подполковника (Каимакам). Будучи уполномоченным проводить вскрытия, он получил идеальное назначение, поскольку в то время религиозные и традиционные круги в целом выступали против вскрытий. Таким образом, Бильхарц стал первым человеком, законно проводившим вскрытия в Египте, и первым главным хирургом. Бильхарца сменил Антуан Клот (известный в Египте как Клот-Бей) из Марселя. Однако немецкому консулу удалось убедить вице-короля восстановить Бильхарца в должности благодаря его научным заслугам. В 1856 году Клот разрешил Бильхарцу занять должность профессора анатомии.

Гельминтология

В первый год работы в Египте Билхарц обнаружил и описал различные человеческие паразиты, включая Ancylostoma duodenale, Ascaris lumbricoides, Trichuris trichiura, острицу (Oxyuris), свиной цепень (Taenia solium), эхинококк (Echinococcus granulosus), некатор и анкилостому (Ancylostoma и Necator) и ришта (Dracunculus medinensis). Его первым крупным открытием стал цепень Hymenolepis nana, который он обнаружил в тонком кишечнике египетского мальчика в Каире в 1851 году. В 1852 году фон Сибольд дал ему первоначальное название Taenia nana. В 1851 году Билхарц также обнаружил новый кишечный плоский червь у зараженного ребенка в Каире. Фон Сибольд назвал его Distoma heterophyes в 1852 году. Английский биолог Томас Спенсер Коббольд предложил более удачное родовое название Heterophyes в 1866 году, в результате чего паразит стал называться Heterophyes heterophyes. Экземпляр Билхарца стал первым известным гельминтом семейства Heterophyidae.

Открытие бильхарзии и Schistosoma haematobium

Древние египтяне зафиксировали заболевания мочевыводящих путей, которые можно связать с инфекцией S. haematobium. Медицинские папирусы XVI века до н.э. упоминают это заболевание как aaa, указывающее на симптомы мочевого билариаза. В мумиях возрастом 5000 лет были обнаружены яйца паразита. Французский армейский врач Адриан Жак Рено описал это заболевание как гематурию (кровавую мочу) в 1808 году. Армия Наполеона в конце XVIII века называла Египет «землей менструирующих мужчин». Это было связано с высокой распространенностью заболевания, которое серьезно поразило французскую армию. Причина болезни оставалась неизвестной. В 1851 году, во время вскрытия, Билхарц обнаружил отчетливого червя из портальной вены, соединяющей мочевыводящие пути умершего солдата. Это был первый случай, когда кто-либо видел паразитического червя, обитающего внутри кровеносного сосуда. Не зная, что это за червь, он написал своему бывшему профессору зоологии фон Сибольду в Бреслау 1 мая 1851 года: «У него плоское тело и спиральный хвост, по крайней мере, в десять раз длиннее тела. Хвост являлся продолжением плоского тела самого червя, свернутым вбок к поверхности желудка в полуканале; раздвоенный слепой конец кишечного канала отчетливо в него проникал. Что же это за животное? Несмотря на длинный хвост, его, вероятно, нельзя назвать церкарией [вилочковым личиночным трематодом], которая совершенно отличается гистологически и морфологически. Уникальные среди трематод шистосомы имеют два тела – женское, похожее на круглого червя, и мужское, свернутое в клубок, – которые постоянно соединены (состояние, называемое копулой) для формирования отдельных взрослых червей. Билхарц обнаружил мужской экземпляр. Он знал о его сходстве с другими трематодами, особенно о двух присосках, похожих на рот (теперь называемых ротовой присоской или ацетабулумом и брюшной присоской), для которых он сразу же использовал название Distomum, греческое слово, означающее «двухротый». Но свернутое тело заставило его предположить, что это круглый червь. В конце мая он обнаружил женский экземпляр из другого трупа, который был полностью обвит тем же типом червя, который он обнаружил ранее. Он пришел к выводу, что червь является необычным трематодом, воскликнув: «Нечто более удивительное, трематода с разделенными полами». Все ранее известные паразитические трематоды были гермафродитами, имеющими как мужские, так и женские репродуктивные органы в одном организме, состояние, называемое гонохоризмом. Описывая свое наблюдение в письме к фон Сибольду 18 августа, он написал: «Вы можете себе представить мое удивление, когда я увидел трематоду [флюк], выступающую из лобового отверстия канавки и двигающуюся вперед и назад; она была похожа по форме на первую, только намного тоньше и деликатнее. [Самка] была полностью заключена в канавке в форме полуканала задней части самца, подобно мечу в ножнах. К марту 1852 года Билхарц обнаружил множество яиц в мочевых пузырях инфицированных людей, что указывало на то, что это были паразиты. Он не смог установить, какое воздействие оказывают яйца на развитие болезни, и подозревал их как причину образования камней в почках (нефролитиаза) и других проблем с почками. Грайзингер полагал, что трематода вызывает дизентерию, но Билхарц обнаружил, что она также ответственна за заболевания мочевыводящих путей, включая гематурию. Он сделал первое наглядное схематическое описание червей и яиц 1 декабря 1881 года в письме к фон Сибольду. В нем он дал полное научное название Distomum haematobium; видовое название относится к уникальной среде обитания трематоды в кровеносных сосудах. Фон Сибольд сообщил об открытии в Zeitschrift für Wissenschaftliche Zoologie, журнале, который он редактировал, в 1852 году. Затем Билхарц опубликовал в следующем томе того же журнала полное описание структуры паразита и вызываемого им заболевания. Он назвал заболевание «эндемической гематурией в теплых климатах» и «dysenterische Veränderung des Dickdarms» (дизентерической патологией толстой кишки). Затем в начале 1852 года Билхарц обнаружил эмбрион (ныне называемый мирацидией; в единственном числе, мирацидиум), развившийся из яйца в воде, и записал: «[Мирацидий] имел длинную цилиндрическую конусообразную форму, которая была толще спереди и более округлой сзади, с трубковидным выростом спереди. Он был полностью покрыт довольно длинными ресничками». Хотя он не смог наблюдать дальнейшее развитие мирацидий, его открытие раскрыло половину жизненного цикла паразита. К тому времени он установил, что болезнь (ее патология) вызывается яйцами, а не самими червями. Он сообщил о своих наблюдениях в журнале Wiener Medizinische Wochenschrift в 1856 году. Добавляя путаницы, Distoma и Distomum взаимозаменяемо использовались для описания различных видов трематод. Даже Distomum haematobium иногда писалось как Distoma haematobium. В 1856 году Генрих Меккель фон Гемсбах критически утверждал, что использование таких названий неуместно, поскольку это было неверным названием для трематод, поскольку у этих животных нет двух ртов. Писав в своей книге Mikrogeologie: Ueber die Concremente im thierischen Organismus (Микрогеология: О конкрементах в животном организме), он заметил: «Родовое название Distoma не следует использовать, а следует заменить Billharzia [двойная l – оригинальная опечатка в печати]». Таким образом, паразит стал Bilharzia haematobium, и вместе с ним фон Гемсбах ввел название заболевания как билариаз. Не зная о публикации фон Гемсбаха, которая имела ограниченный тираж в то время, Давид Фридрих Вайнланд предложил название Schistosoma (греческий термин, означающий «разделенное тело», отражающий разделение самца и самки в одном организме) в 1858 году. После столетия дебатов и путаницы в отношении названия, в 1954 году Международная комиссия по зоологической номенклатуре (ICZN) официально признала Schistosoma haematobium действительным на основании правила приоритета. Однако, если бы истинный приоритет был соблюден, следует было принять Bilharzia haematobium. Заболевание было известно как билариаз (или билариазис) в честь первооткрывателя, термин, который широко используется для всех типов инфекций различными видами Schistosoma. В 1949 году Всемирная организация здравоохранения приняла название билариаз для медицинской терминологии. Когда ICZN подтвердила название Schistosoma haematobium в 1954 году, она специально рекомендовала называть заболевание билариазисом. В соответствии с действительным научным названием широко распространилось использование термина шистосомоз. К концу XIX века Коббольд отметил, что «несомненно, [S. haematobium является] самым опасным [из человеческих] паразитов». Немецкий анатом Густав Фрич назвал его «schlimmerer feind der menschheit» («худшим врагом человечества»). Последовавшая серия наблюдений после первоначального открытия британского хирурга Реджинальда Харрисона в 1889 году о том, что S. haematobium вызывает рак мочевого пузыря, Международное агентство по изучению рака (IARC) ВОЗ объявило трематоду канцерогеном 1 группы в 2009 году. Он стал первым полностью доказанным канцерогенным организмом.

Ancient Egyptians had recorded urinary disease which can be attributed to S. haematobium infection. 16th century BCE medical papyri mention the disease as aaa that indicates symptoms of urinary bilharzia. Mummies of 5,000 years old have been found to contain the parasite eggs. The French army physician Adrien Jacques Renoult reported the disease as haematurea (bloody urine) in 1808. Napoleon's army in the late 18th century called Egypt as "the land of menstruating men." This is because of the high prevalence of the disease that severely affected the French army. The cause of the disease was never known. In 1851, during an autopsy, Bilharz discovered an obvious worm from the portal vein connecting the urinary tract of a dead soldier. It was the first time anyone had seen a parasitic worm that lived inside a blood vessel. Not really knowing what kind of worm it was, he wrote to his former zoology professor von Siebold at Breslau on 1 May 1851:</blockquote>He also added an identification puzzle:[It] had a flat body and a spiral tail at least ten times as long as the body The tail was a continuation of the flat body of the worm itself, rolled sideways towards the stomach surface in a half canal; the forked blind end of the intestinal canal extended into it very plainly. What then is this animal? In spite of its long tail, it probably cannot be called a cercaria [a fork tailed larva of trematodes], which is completely different, histologically and morphologically. As unique among flukes, the schistosomes have two bodies – a female which is like a roundworm and a male which is curled up fluke – that are combined permanently (a condition called in copula) to make up individual adult worms. Bilharz had discovered a male fluke. He knew it has similarities to other flukes, especially the two mouth like suckers (now called oral sucker or acetabulum and ventral sucker), for which he immediately used the name Distomum, a Greek for two mouthed. But the rolled up body made him think that it was a roundworm. At the end of May, he found a female specimen from another corpse that was all wrapped up by the same kind of worm he had discovered. It occurred to him that the worm was an extraordinary fluke, exclaiming, "Something more wonderful, a trematode with divided sex." All previously known parasitic flukes were hermaphrodites with both male and female reproductive organs in the same individual, a condition called gonochorism. Describing his observation in a letter to von Siebold on 18 August, he wrote:<blockquote>You can imagine my surprise when I saw a trematode [fluke] protruding from the frontal opening of the groove and moving back and forth; it was similar in shape as the first, only much finer and more delicate [The female] was completely enclosed in the groove shaped half canal of the male posterior, similar to a sword in a scabbard. By March 1852, Bilharz also found many eggs from the bladders of the fluke infected individuals, indicating that those were of the parasites. He could not establish what the eggs did to cause the disease and suspected them as the cause of kidney stone (nephrolithiasis) and other kidney problems. Griesinger had thought that the fluke caused dysentery, but Bilharz found that it was responsible for urinary tract diseases including haematuria as well. He made the first vivid diagrammatic description of the worms and the eggs on 1 December 1881 in a letter to von Siebold. In it he gave the full scientific name Distomum haematobium; the specific name referring to the unique habitat of the fluke in the blood vessels. Von Siebold reported the discovery in Zeitschrift für Wissenschaftliche Zoologie, the journal he edited, in 1852. Bilharz then published in the following volume of the same journal the complete description of the parasite structure and the disease it caused. He referred to the disease as "endemic haematuria of warm climates" and the "dysenterische Veränderung des Dickdarms" (dysenteric pathology of the colon). Bilharz then in early 1852 discovered the embryo (now called miracidia; singular, miracidium) developed from the egg in water, and recorded:[The miracidium] had a long, cylindrical cone shaped form which was thicker anteriorly and more rounded posteriorly, with a proboscis like protuberance anteriorly. It was covered completely with rather long cilia. Although he could not make observation on the further development of the miracidia, his discovery revealed half of the life cycle of the parasite. By then, he established that the disease (its pathology) was caused by the eggs and not the worms themselves. He reported his observations in the journal Wiener Medizinische Wochenschrift in 1856. Adding to the confusion, Distoma and Distomum had been interchangeably used to describe different species of flukes. Even Distomum haematobium was sometimes written as Distoma haematobium. In 1856, Heinrich Meckel von Hemsbach critically argued that the usage of such names was inappropriate as it was a misnomer for the flukes since these animals do not have two mouths. Writing in his book Mikrogeologie: Ueber die Concremente im thierischen Organismus (Microgeology: About the Accumulations in the Animal Organism), he remarked: "The genus name Distoma should not be used, but be replaced with Billharzia [double l is the original printing mistake]." The parasite thereby became Bilharzia haematobium, and with it von Hemsbach introduced the name of the disease as bilharzia. Not knowing von Hemsbach's publication which had limited circulation at the time, David Friedrich Weinland proposed the name Schistosoma (a Greek term for "split body" reflecting the separation of male and female in an individual) in 1858. After a century of debate and confusion on the name, in 1954, the International Commission on Zoological Nomenclature (ICZN) officially declared Schistosoma haematobium as valid on the ground of priority rule. However, if true priority was to be followed, Bilharzia haematobium should have been adopted. The disease had been known as bilharzia (or bilharziasis), after the discoverer, the term that is broadly used for all types of infections with different Schistosoma species. In 1949, the World Health Organization adopted the name bilharzia for medical terminology. When ICZN validated the name Schistosoma haematobium in 1954, it specifically recommended that the disease be called bilharziasis. Following the valid scientific name, schistosomiasis became widely used,`

Towards the end of the 19th century, Cobbold noted as "without question, [S. haematobium is] the most dangerous [of human] parasite[s]." German anatomist, Gustav Fritsch called it "schlimmerer feind der menschheit" ("the worse enemy of humankind"). A series of observations following the initial discovery by a British Surgeon Reginald Harrison in 1889 that S. haematobium causes bladder cancer, the WHO International Agency for Research on Cancer (IARC) declared the fluke as Group 1 carcinogen in 2009. It became the first fully proven carcinogenic organism,

Открытие шистозомы мансони

Когда в марте 1852 года Билхарц обнаружил яйца паразитов у инфицированных людей, он отметил уникальную особенность яиц шистосом: каждое яйцо имеет шип, который он назвал "острым отростком". Он наблюдал эти шипованные яйца как в мочевом пузыре, так и в кишечнике. Он написал фон Сибольду, что некоторые яйца имели терминальные шипы, а другие – латеральные. Билхарц также отметил, что взрослые трематоды различались по анатомии и количеству производимых ими яиц. Его рисунки впоследствии были идентифицированы как изображения взрослых особей S. mansoni.

Электрические органы рыб

После открытия билхарзии Билхарц исследовал электрические органы египетской электрической рыбы, широко известной как рыба-громовержец. Электрические рыбы были хорошо известны в египетской истории и часто изображались в древних иероглифах. Ввиду этой исторической значимости, Билхарц считал свои исследования электрических органов более важными, чем исследования билхарзии.

Поздние годы и смерть

В 1858 году Билхарц вернулся в Германию, чтобы посетить свой родной город и бывшие университеты, а также читать лекции в Вене. Там он провёл семь месяцев со своим братом Ричардом Александром Альфонсом, который только что завершил обучение в Венском университете и получил медицинскую степень. В 1861 году он был переведён в отделение инфекционных заболеваний (сифилис и кожные инфекции). Эрнест II, герцог Саксен-Кобург-Готский, попросил его стать личным врачом герцогини. Когда он вернулся в Египет, он находился в состоянии, несовместимом с жизнью, и умер 6 мая 1862 года в возрасте 37 лет. Британский паразитолог и биограф Гарри Арнольд Бейлис писал о смерти Билхарца: «Вероятно, никто ещё не вызывал столь всеобщей и искренней скорби в европейской колонии Каира». Работы и могила Билхарца оставались в значительной степени забытыми до первого Международного конгресса по тропической медицине и гигиене, проходившего в Каире в 1928 году. На конгрессе была подчеркнута важность бильгарциоза, и его имя вновь выдвинулось на передний план медицины; вскоре после конференции поисковая группа заново обнаружила его могилу.

Наследие

Бильхарциоз или бильхарзиаз – это другое название шистосомоза, которое до сих пор используется в научных публикациях, а также официальными организациями, такими как Всемирная организация здравоохранения и Центры по контролю и профилактике заболеваний. Исследовательский институт Теодора Бильхарца был основан Объединенной Арабской Республикой в 1962 году в Гизе. Кратер Бильхарц на Луне был назван в его честь.