Введение
Вид круглых червей Gongylonema neoplasticum (более известный как Spiroptera carcinoma) – это круглый червь-паразит крыс. Он был открыт датским врачом Йоханнесом Фибигером в 1907 году. Фибигер и Хьялмар Дитлевсен дали формальное описание в 1914 году под названием Spiroptera (Gongylonema) neoplastica. Однако Дитлевсен присвоил окончательное валидное название Gongylonema neoplasticum в 1918 году. Этот нематод передается между крысами и тараканами. Когда Фибигер обнаружил нематод в желудках крыс, он обнаружил наличие опухолей. Вдохновленный возможной связью между нематодом и опухолями, он провел эксперименты по вызыванию опухолей с помощью нематод. Он опубликовал результаты своих экспериментов в 1913 году. Эксперимент с нематодами принес Фибигеру Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1926 году, однако при весьма спорных обстоятельствах. Более того, впоследствии было доказано, что Фибигер пришел к неверному выводу о том, что нематод не является канцерогенным. Эрлинг Норрби, занимавший должность постоянного секретаря Королевской шведской академии наук и профессора, возглавлявшего кафедру вирусологии Каролинского института, назвал Нобелевскую премию Фибигера «одной из самых крупных ошибок, допущенных Каролинским институтом».
Gongylonema neoplasticum (more famously as Spiroptera carcinoma) is a roundworm parasite of rats. It was discovered by a Danish physician Johannes Fibiger in 1907. Fibiger and Hjalmar Ditlevsen made a formal description in 1914 as Spiroptera (Gongylonema) neoplastica. But Ditlevsen gave the final valid name Gongylonema neoplasticum in 1918. The nematode is transmitted between rats and cockroaches. When Fibiger discovered the nematode in the stomach of rats, he found that the stomach had tumours. Inspired by the possible link of the nematode and tumour, he performed experiments to induce tumours with nematode infection. He published his experimental success in 1913. The nematode experiment earned Fibiger the 1926 Nobel Prize in Physiology or Medicine, but under controversial circumstances. Moreover, it was later proven that Fibiger came to a wrong conclusion, that the nematode is not carcinogenic. Erling Norrby, who had served as the Permanent Secretary of the Royal Swedish Academy of Sciences and Professor and Chairman of Virology at the Karolinska Institute, declared Fibiger's Nobel Prize as "one of the biggest blunders made by the Karolinska Institute."
Открытие
В 1907 году датский врач Иоганнес Фибигер, работая директором Института патологической анатомии Копенгагенского университета, препарировал диких крыс, собранных в Дорпате (ныне Тарту, Эстония). Он обнаружил нематод и их яйца в желудках крыс, и, что более важно, у крыс были опухоли желудка (папилломы). Он обнаружил, что некоторые опухоли были метастатическими (злокачественными), на основании чего выдвинул гипотезу о том, что нематоды вызывают рак желудка. Через пять лет он экспериментально доказал, что нематоды способны индуцировать рак желудка. Он опубликовал свое открытие в серии из трех статей в 1913 году, а также представил его в Королевской датской академии наук и литературы и на Третьей международной конференции по изучению рака, проходившей в Брюсселе в том же году. Он понимал, что нематода представляет собой новый вид, и предварительно назвал его Spiroptera carcinom в 1914 году. С помощью Хьялмара Дитлефсена из Зоологического музея Копенгагенского университета он составил полное зоологическое описание и назвал его Spiroptera (Gongylonema) neoplastica в 1914 году. Дитлефсен пересмотрел описание в 1918 году и присвоил окончательное валидное название Gongylonema neoplasticum.
Структура
G. neoplasticum – желудочно-кишечный паразит крыс Rattus norvegicus и R. rattus. Взрослые нематоды (круглые черви) обитают в эпителии переднего отдела пищеварительного тракта, включая ротовую полость, язык, пищевод и желудок. Тело цилиндрическое, удлиненное, с сужающимися к обоим концам. Покров тела, называемый кутикулой, имеет регулярную поперечную полосатость. Несмотря на структурное сходство, самцов и самок легко различить. Взрослый самец относительно меньше, его длина составляет 1,5 см, а ширина – 0,1–0,16 мм. Задний конец более заостренный и изогнут кнутри. На конце хвоста расположены клоака и предклоакальный присосок на брюшной стороне, окруженные сенсорными структурами – хвостовыми папиллами. Из клоаки отходят два нитевидных образования – спикулы. Самка значительно крупнее, ее длина составляет около 4–5 см, а диаметр – 0,23–0,33 мм. Хвост закруглен. Имеются только анальное отверстие, присосок и папиллы отсутствуют.
Жизненный цикл
G. neoplasticum завершает свой жизненный цикл в двух хозяевах: крысах – как окончательных, и тараканах (Periplaneta) – как промежуточных. Это гермафродит, имеющий как мужские, так и женские репродуктивные органы в одном теле. Мужская репродуктивная система состоит из одного семенника, семявыносящего протока, семенных пузырьков, эякуляторного протока, двух шипиков, держателя шипиков (губернакулума) и сумки. Женская репродуктивная система включает пару яичников, яйцеводы, семяприемник, матку и длинный яйцевод, влагалище и вульву. Яйца имеют овальную форму и заключены в двойную оболочку. Их диаметр составляет около 57x33 мкм. Внутри оболочки находится эмбрион. Яйца откладываются в кишечнике хозяина и выводятся с фекалиями. Зараженные фекалии поедают тараканы. Внутри таракана эмбриональная оболочка удаляется, освобождая эмбрион. Эмбрион перемещается в мышечный слой, где через 4–5 недель развивается в нитевидную личинку. Затем, через 3 недели, личинка подвергается линьке. После этого она становится инфекционной для крыс при поедании зараженного таракана.
Нобелевская премия
Эксперимент Фибигера был первым, который показал, что нематоды вызывают рак, и что рак (опухоль) может быть экспериментально вызван. Его открытие было подтверждено экспериментом двух японских ученых Кацусабуро Ямагаива и Коичи Ичикава в 1918 году. Ямагаива и Ичикава показали, что можно индуцировать рак (карциному) у кроликов, и что самым простым методом было нанесение угольной смолы на внутреннюю поверхность уха. Они даже показали, что различные механические или химические раздражения, особенно нанесение угольной смолы на внутреннюю поверхность уха, были наиболее эффективны в индуцировании карциномы у кроликов. Последующие многочисленные независимые эксперименты подтвердили способность угольной смолы вызывать рак у мышей. Значение работы Фибигера было признано неоспоримым. В 1926 году он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине.
Противоречия
С 1920 года Фибигер был номинирован на Нобелевскую премию по физиологии или медицине 18 раз. В 1920 году он получил две номинации, и среди номинантов был Кацусабуро Ямагаива. Однако два эксперта, назначенные Нобелевским комитетом, Фолке Хеншен и Хилдинг Бергстранд, не смогли достичь согласия. Хеншен выступал за присуждение премии обоим номинантам, в то время как Бергстранд был непреклонен в том, что они её не заслуживают. Бергстранд заключил, что "не имеется достаточных оснований полагать, что работы Фибигера и Ямагаивы будут иметь большое значение в разгадке тайны рака. При таких обстоятельствах я не считаю эти открытия достойными Нобелевской премии". Нобелевский комитет решил не присуждать премию в 1926 году. Но Фибигер, без Ямагаивы, вновь рассматривался как кандидат на награду в 1927 году. Помимо него, были номинированы Отто Генрих Варбург за его работы по метаболизму рака и респираторным ферментам, и Юлиус Вагнер-Яурегг за открытие маляриотерапии. Нобелевский комитет постановил, что Фибигер и Варбург должны совместно получить Нобелевскую премию за 1926 год, а Вагнер-Яурегг – за 1927 год. Однако Каролинский институт отменил это решение и отклонил кандидатуру Варбурга. (Варбург в итоге был удостоен премии в 1931 году.) Фибигер стал единственным лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине 1926 года.
Опровержение открытия Фибигера
Позже экспериментальные данные опровергли открытие Фибигера, удостоенное Нобелевской премии. В 1918 году Ф. Д. Буллок и Г. Л. Родденбург высказали критическое замечание, что Фибигер мог спутать ракоподобную (неопластическую) опухоль с истинным (метастатическим) раком и что ему не удалось вызвать настоящий рак. Однако Фибигер ответил: "Невозможно усомниться в том, что эти опухоли являются истинными карциномами, и тот факт, что они могут возникать у молодых животных, не умаляет нашего права относить их к настоящим злокачественным новообразованиям". Фибигер использовал для своих экспериментальных крыс диету с низким содержанием витамина А, и к тому времени было установлено, что дефицит витамина А сам по себе может вызывать рак. В 1937 году У. Крэмер провел обширный эксперимент, который привел к выводу, что опухоль Фибигера не является истинным раком. Более строгое исследование было проведено Клодом Р. Хичкоком и Э. Т. Беллом в 1952 году. Они повторили эксперименты Фибигера, используя современные методы, и пришли к выводу, что опухоли, вызванные нематодой у крыс, были метаплазией, а не раком. Все опухоли были обусловлены дефицитом витамина А. Систематический повторный анализ данных Фибигера также привел к тому же заключению: G. neoplasticum может вызывать опухоли, но само по себе не является канцерогенным.