Джордж Херст (вирусолог)
Джордж Кебл Херст , доктор медицины (2 марта 1909 г. - 22 января 1994 г.) [ 1 ] американский вирусолог и научный руководитель, который был одним из первых, кто изучал молекулярную биологию и генетику вирусов животных , особенно вируса гриппа . Он руководил Научно-исследовательским институтом общественного здравоохранения в Нью-Йорке (1956–1981), а также был одним из главных редакторов-основателей Virology , первого англоязычного журнала, посвященного вирусам . Он особенно известен тем, что изобрел анализ гемагглютинации , простой метод количественного определения вирусов , и адаптировал его для анализа ингибирования гемагглютинации, который измеряет вирус-специфические антитела в сыворотке. Он был первым, кто обнаружил, что вирусы могут содержать ферменты , и первым предположил, что геномы вирусов могут состоять из прерывистых сегментов. Газета New York Times назвала его «пионером в области молекулярной вирусологии». [ 2 ]
Образование и карьера
[ редактировать ]Херст родился в О-Клэр , штат Висконсин , США, но вскоре его семья переехала в Льюистаун , штат Монтана . Он учился в Хобарт-колледже в Женеве , Нью-Йорк, а затем в Йельском университете , Нью-Хейвен , Коннектикут , где получил свою первую степень и медицинскую степень (1933). [ 2 ] [ 3 ] Он работал в Институте медицинских исследований Рокфеллера в Нью-Йорке в 1936–1940 годах под руководством Гомера Свифта и Ребекки Лэнсфилд , а затем Рокфеллера . Фонда международного отдела здравоохранения в 1940 году перешёл в лаборатории [ 2 ] [ 3 ] Там он совмещал исследования в сотрудничестве с Фрэнком Хорсфоллом , Эдвином Д. Килборном и другими со своей армейской службой в качестве члена Комиссии по гриппу при Эпидемиологическом совете вооруженных сил. [ 2 ] [ 4 ]
После Второй мировой войны Херст присоединился к Научно-исследовательскому институту общественного здравоохранения в Нью-Йорке, который был основан в 1942 году, где он оставался до выхода на пенсию в 1983 году. Он стал главой отделов инфекционных заболеваний и вирусологии, а в 1956 году сменил Л. Уиттингтон Горэм в качестве директора института, эту должность он занимал почти 25 лет до 1981 года. Во время своего пребывания в должности он руководил его расширением и переездом на новое место. на 26-й улице и Первой авеню. [ 2 ] [ 3 ] [ 5 ] Он также занимал должность преподавателя в Медицинской школе Нью-Йоркского университета . [ 6 ]
Исследовать
[ редактировать ]Самое раннее исследование Херста, проведенное в 1930-х годах, было посвящено бактериям , включая пневмококки и стрептококки , в сотрудничестве с Лэнсфилдом и другими. [ 7 ] [ 8 ] В 1940 году в Фонде Рокфеллера он начал работать над вирусами гриппа – РНК- содержащими вирусами, поражающими людей, птиц и других позвоночных. [ 9 ] – которые были в центре внимания большей части его последующих исследований. [ 3 ] Вирус человеческого гриппа был впервые выделен всего несколько лет назад. [ 10 ] Позже Херст также изучал другие РНК-вирусы позвоночных, включая полиовирус , вирус эпидемического паротита и вирус болезни Ньюкасла . [ 11 ] [ 12 ] Хотя в 1898 году было показано, что вирусы заражают животных, исследования вирусов животных были гораздо менее продвинутыми в 1940-х и 1950-х годах, чем исследования вирусов растений и бактериофагов , с которыми было легче справиться экспериментально. [ 13 ]
Гемагглютинация
[ редактировать ]В 1941 году Херст обнаружил, что добавление частиц вируса гриппа к эритроцитам приводит к их агглютинации или слипанию, образуя решетку — явление, называемое гемагглютинацией . [ 2 ] [ 3 ] Гемагглютинация предоставила удобный метод диагностики гриппа в лабораторных условиях, который ранее осуществлялся путем культивирования вируса на хорьках. [ 4 ] Херст разработал эту реакцию в виде анализа гемагглютинации , который позволяет измерить количество вируса в образце. [ 2 ] [ 3 ] Этот метод является быстрым, точным и удобным и позже оказался применимым ко многим другим вирусам. [ 14 ] [ 15 ] Вольфганг Йоклик называет открытие гемагглютинации одним из «ранних эпохальных открытий в вирусологии», заявляя, что оно сделало вирус гриппа «первым вирусом млекопитающих, репликацию которого можно изучать биохимически». [ 14 ] Хотя Херст в то время этого не знал, гемагглютинация вызвана связыванием гемагглютинина вируса гриппа ( гликопротеина на вирусной оболочке ) с сиаловой кислотой на поверхности эритроцитов; тот же механизм играет центральную роль в проникновении вируса гриппа в клетку-хозяина. [ 15 ] [ 16 ]
Ингибирование гемагглютинации и вакцинация.
[ редактировать ]Вскоре он понял, что анализ гемагглютинации можно легко адаптировать для измерения уровней антител, специфичных к штамму вируса, в сыворотке человека: любые присутствующие антитела связываются с частицами вируса гриппа, предотвращают их сшивание эритроцитов и, таким образом, ингибируют гемагглютинацию. [ 2 ] [ 3 ] [ 15 ] Этот анализ ингибирования гемагглютинации (HIA) может быть применен ко многим другим вирусам, несущим молекулу гемагглютинина , включая краснуху , корь , эпидемический паротит, парагрипп , аденовирусы , полиомавирусы и арбовирусы , и до сих пор широко используется в эпиднадзоре за гриппом и тестировании вакцин . [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] Ханна Хоаг, написавшая в журнале Nature Medicine в 2013 году, описывает этот анализ как «золотой стандарт серологического теста для определения антител к гриппу у людей и животных». [ 20 ]
ОВЗ является «мощным эпидемиологическим инструментом». По словам вирусолога Винсента Раканьелло , [ 15 ] и Херст исследовали его применение в эпидемиологических исследованиях. [ 3 ] Он был одним из нескольких исследователей, которые разработали и испытали инактивированные вакцины против гриппа в середине 1940-х годов, и он применил ОВЗ для изучения реакции антител на вакцинацию. [ 4 ] [ 21 ] [ 22 ]
Нейраминидаза и вирусный рецептор
[ редактировать ]Херст заметил, что гемагглютинация имеет тенденцию со временем ослабевать, и в 1942 году он обнаружил, что вирус гриппа обладает внутренней ферментативной активностью, которая может освободить вирус от его прикрепления к эритроцитам. [ 3 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] Это было новаторское открытие, поскольку ранее считалось, что ключевым различием между вирусами и бактериями является отсутствие у вирусов ферментов. [ 26 ] Херст продемонстрировал, что эритроциты после деагглютинации не могут быть повторно агглютинированы, и правильно пришел к выводу, что фермент разрушает рецептор вируса на эритроцитах. Позже было показано, что этот фермент, который тогда назывался «ферментом, разрушающим рецептор», представляет собой нейраминидазу гриппа , другой гликопротеин оболочки вируса, который действует как сиалидаза . [ 3 ] [ 23 ] [ 24 ] Как и гемагглютинин, нейраминидаза необходима для жизненного цикла гриппа, поскольку она необходима для того, чтобы потомство вируса покинуло клетку-хозяина. [ 9 ] Нейраминидаза является мишенью ингибиторов нейраминидазы противовирусных препаратов класса , к которым относятся осельтамивир (Тамифлю) и занамивир (Реленза). [ 27 ]
Впоследствии Херст обнаружил, что вирус гриппа взаимодействует с аналогичным рецептором на клетке-мишени во время инфекции, предоставив модель инициации вирусной инфекции, которая, как оказалось, применима ко всем вирусам. [ 3 ] [ 25 ] Он продолжал исследовать природу этого клеточного рецептора в 1940-х и 1950-х годах, правильно предположив в 1948 году, что рецептором может быть один или несколько мукопротеинов . [ 28 ]
Сегментированный геном гриппа
[ редактировать ]Начиная с конца 1940-х годов Херст проводил новаторские исследования в области генетики вирусов животных. [ 2 ] Его команда опиралась на Фрэнка Макфарлейна Бёрнета работу по рекомбинации вируса гриппа и провела серию экспериментов, которые привели Херста в 1962 году к выводу, что геном гриппа должен состоять из нескольких отдельных фрагментов, что, по мнению того времени, было «поистине революционной идеей». Р. Уолтеру Шлезингеру и Аллану Граноффу . [ 3 ] [ 25 ] В настоящее время известно, что вирусы гриппа имеют восемь таких сегментов, и сегментация его генома облегчает обмен сегментами между различными вирусами гриппа, вызывая антигенный сдвиг , который может привести к пандемиям . [ 29 ] Сегментированные геномы встречаются и у многих других вирусов. [ 25 ]
Вирусологический журнал
[ редактировать ]Херст основал журнал «Вирусология» в 1955 году вместе со специалистом по бактериофагам Сальвадором Лурией и вирусологом растений Линдси Блэк . Это был первый журнал на английском языке, который специализировался на публикации исследований вирусов, и он объединил фундаментальные научные исследования вирусов, заражающих все типы хозяев, что было целью всей жизни Херста. Главный редактор-основатель, он возглавлял журнал 21 год, до 1975 года. [ 3 ] [ 14 ] [ 25 ] После выхода на пенсию его соредакторы похвалили его:
дисциплина вирусология в большом долгу перед ним за ясное видение, неизменное чувство справедливости и бескомпромиссную преданность научному совершенству, с которыми он руководил вирусологией в течение первых 21 года ее существования. Его руки у руля будет очень не хватать; но он определил цели журнала и установил его стиль. [ 14 ]
Награды и почести
[ редактировать ]В 1948 году Херст прочитал лекцию Харви в Нью-Йоркской медицинской академии на тему «Природа вирусной гемагглютинации», а в 1961 году — первую лекцию Pfizer по вирусологии в Институте вирусологии в Глазго , Великобритания, на тему «Развитие вирусной гемагглютинации». вирусология как самостоятельная наука». [ 13 ] [ 25 ] В 1966 году он был избран членом Национальной академии наук , а в 1975 году — Американской академии искусств и наук . [ 2 ] [ 6 ] В 1975 году он был награжден Медалью Нью-Йоркской медицинской академии «за выдающийся вклад в биомедицинскую науку». [ 25 ] [ 30 ]
Характер и личная жизнь
[ редактировать ]Его коллега Эдвин Килборн описал Херста как «ученого ученого — вирусолога вирусолога» с «невероятным» разнообразием знаний и «ненасытным любопытством», который упорно искал объяснение, лежащее в основе своих экспериментальных результатов. [ 25 ] По словам Килборна, он был очень закрытым человеком, не стремившимся к публичности. Его ненаучные занятия включали музыку (он был одновременно музыкантом и музыковедом), садоводство и изучение природы. [ 25 ]
Херст женился на Шарлотте Харт в 1937 году, и у пары родилось четыре сына и дочь. Выйдя на пенсию, он переехал в Пало-Альто , Калифорния . Его жена умерла раньше него в 1990 году. [ 2 ]
Ключевые документы
[ редактировать ]- Херст ГК (1962). «Генетическая рекомбинация с вирусом болезни Ньюкасла, полиовирусами и гриппом» . Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии . 27 : 303–309. дои : 10.1101/sqb.1962.027.001.028 . ПМИД 13954778 .
- Готлиб Т., Херст ГК (1954). «Экспериментальное получение комбинированных форм вируса. III. Образование дважды антигенных частиц из вируса гриппа А и В и изучение способности отдельных частиц вируса Х давать два отдельных штамма» . Журнал экспериментальной медицины . 99 (4): 307–320. дои : 10.1084/jem.99.4.307 . ПМК 2136233 . ПМИД 13152278 .
- Херст ГК (1948). «Природа вирусных рецепторов эритроцитов; данные о химической природе вирусных рецепторов эритроцитов и о существовании близко аналогичного вещества в нормальной сыворотке» . Журнал экспериментальной медицины . 87 (4): 301–314. дои : 10.1084/jem.87.4.301 . ПМК 2135779 . ПМИД 18904216 .
- Херст ГК (1943). «Адсорбция вируса гриппа на клетках дыхательных путей» . Журнал экспериментальной медицины . 78 (2): 99–109. дои : 10.1084/jem.78.2.99 . ПМК 2135394 . ПМИД 19871317 .
- Херст Г.К., Рикард Э.Р., Уитмен Л., Хорсфолл Ф.Л., младший (1942). «Антитильный ответ человека после вакцинации вирусами гриппа» . Журнал экспериментальной медицины . 75 (5): 495–511. дои : 10.1084/jem.75.5.495 . ПМК 2135266 . ПМИД 19871201 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Херст ГК (1942). «Количественное определение вируса гриппа и антител методом агглютинации эритроцитов» . Журнал экспериментальной медицины . 75 (1): 49–64. дои : 10.1084/jem.75.1.49 . ПМК 2135212 . ПМИД 19871167 .
- Херст ГК (1941). «Агглютинация эритроцитов аллантоисной жидкостью куриных эмбрионов, зараженных вирусом гриппа». Наука . 94 (2427): 22–23. дои : 10.1126/science.94.2427.22 . ПМИД 17777315 .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Запись о смерти: Джордж К. Херст [ постоянная мертвая ссылка ] (по состоянию на 21 февраля 2013 г.)
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к Джордж Кебл Херст, 84 года, мертв; пионер молекулярной вирусологии. New York Times (26 января 1994 г.) (по состоянию на 18 февраля 2013 г.)
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м Шлезингер Р.В .; Гранофф А (1994). «Джордж К. Херст (1909–1994)». Вирусология . 200 (2): 327. doi : 10.1006/viro.1994.1196 .
- ^ Jump up to: а б с Медицинский департамент армии США: Отдел истории болезни: Комиссия по гриппу. Архивировано 19 февраля 2013 г. в Wayback Machine (по состоянию на 21 февраля 2013 г.).
- ↑ Научно-исследовательский институт общественного здравоохранения: История PHRI. Архивировано 30 января 2011 г. в Wayback Machine (по состоянию на 18 февраля 2013 г.).
- ^ Jump up to: а б Американская академия искусств и наук: Члены Академии: с 1780 г. по настоящее время: H (по состоянию на 18 января 2013 г.)
- ↑ Библиотека Йельского университета Чувствительность хозяина к продуктам пневмококка ... Архивировано 7 апреля 2013 г., archive.today (по состоянию на 18 января 2013 г.)
- ^ Маккарти М. Национальная академия наук: Ребекка Крейгилл Лэнсфилд 1895–1981: Биографические мемуары Маклина Маккарти (по состоянию на 18 января 2013 г.)
- ^ Jump up to: а б Хайден и Палезе, стр. 891–892
- ^ Американское общество вирусологии: Вирусы: от структуры к биологии: своеобразный и неполный список, в котором цитируются некоторые основные моменты истории структурной вирусологии в контексте истории вирусологии и других исторических моментов (по состоянию на 20 февраля 2013 г.)
- ^ Херст ГК. (1962)Генетическая рекомбинация с вирусом болезни Ньюкасла, полиовирусами и гриппом. Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии 27: 303–309 ( pdf )
- ^ Херст ГК. (1950) Деструкция рецепторов вирусами группы эпидемического паротита-NDV-гриппа. Журнал экспериментальной медицины 91: 161–175 ( pdf )
- ^ Jump up to: а б Херст ГК. (1962) Развитие вирусологии как самостоятельной науки. Британский медицинский журнал , 26 мая: 1431–1437 ( pdf )
- ^ Jump up to: а б с д Йоклик В.К. (1999) Когда два лучше, чем один: мысли о трех десятилетиях взаимодействия между вирусологией и журналом вирусологии . Дж Вирол 73: 3520–3523 ( текст )
- ^ Jump up to: а б с д Раканиелло В. Анализ ингибирования гемагглютинации гриппа (27 мая 2009 г.) (по состоянию на 19 февраля 2013 г.)
- ^ Уайт Дж.М., Хоффман Л.Р., Аревало Дж.Х. и др. (1997), «Прикрепление и проникновение вируса гриппа в клетки-хозяева. Ключевая роль гемагглютинина», в Chiu W, Burnett RM, Garcea RL (ред.), Структурная биология вирусов , Oxford University Press, стр. 80–104.
- ^ Спектр и др. , с. 259
- ^ Сотрудничающий центр ВОЗ по надзору, эпидемиологии и контролю за гриппом: Набор реагентов ВОЗ на грипп 2011–2012 гг. для идентификации изолятов гриппа (по состоянию на 21 февраля 2013 г.)
- ^ Кац Дж. М., Хэнкок К., Сюй Икс (2011). «Серологические анализы для эпиднадзора за гриппом, диагностики и оценки вакцин» . Экспертный обзор противоинфекционной терапии . 9 (6): 669–683. дои : 10.1586/eri.11.51 . ПМИД 21692672 . S2CID 207218490 .
- ^ Jump up to: а б Хоаг Х. (2013) Универсальная проблема. Nature Medicine 19:12–14 ( текст )
- ^ Олдстоун, с. 26
- ^ Фрэнсис Т. младший (1953) Вакцинация против гриппа. Бюллетень Всемирной организации здравоохранения 8: 725–741 ( pdf )
- ^ Jump up to: а б Колман ПМ. (1994)Нейраминидаза вируса гриппа: структура, антитела и ингибиторы. Белковая наука 3: 1687–1696 ( pdf )
- ^ Jump up to: а б Лейвер Г. «Поверхностные гликопротеины вируса гриппа, гемагглютинин и нейраминидаза: личный отчет» в журнале Influenza (CW Potter, ed.), p. 31 ( серия «Перспективы медицинской вирусологии» ) (Elsevier; 2002) ( ISBN 978-0-444-50627-6 )
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Килборн ЭД. (1975) Вручение медали Академии Джорджу К. Херсту, доктору медицинских наук. Бюллетень Нью-Йоркской медицинской академии 51: 1133–1136 ( pdf )
- ^ Готшалк А. , Бхаргава А.С. «Нейраминидазы» в The Enzymes , Vol. 5 (PD Boyer, ред.), стр. 322–333 (Academic Press; 1971) ( ISBN 978-0-12-122705-0 )
- ^ Джефферсон Т., Джонс М., Доши П., Дель Мар К. (2009)Ингибиторы нейраминидазы для профилактики и лечения гриппа у здоровых взрослых: систематический обзор и метаанализ. БМЖ 339: b5106 ( pdf )
- ^ Николлс Дж.М., Лай Дж., Гарсия Дж.М. «Исследование взаимодействия между гриппом и сиаловой кислотой: установление и разрыв связи» в книге «Сиалидаза вируса гриппа – цель открытия лекарств » (ред. М. фон Ицштейна) ( «Вехи в лекарственной терапии» серия ), стр. 32 (Спрингер; 2012) ( ISBN 978-3-7643-8927-7 )
- ^ ДеФранко и др ., стр. 258
- ↑ Нью-Йоркская медицинская академия: юбилейная беседа и награды. Архивировано 19 февраля 2011 г. в Wayback Machine (по состоянию на 21 февраля 2013 г.).
Источники
[ редактировать ]- ДеФранко А., Локсли Р., Робертсон М. Иммунитет: иммунный ответ при инфекционных и воспалительных заболеваниях (New Science Press; 2007) ( ISBN 0199206147 )
- Хайден Ф.Г. , Палезе П. «Вирус гриппа» в клинической вирусологии (2-е изд.) ( Ричман Д.Д. , Уитли Р.Дж. , Хайден Ф.Г., ред.) (ASM Press; 2002) ( ISBN 1555812260 )
- Олдстоун MBA . Вирусы, чума и история: прошлое, настоящее и будущее (Oxford University Press; 2009) ( ISBN 0195327314 )
- Спектр С. , Ходинка Р.Л., Видбраук Д.Л., Янг С.А. «Диагностика вирусных инфекций» в Клинической вирусологии (2-е изд.) [ Указ. цит. ]
- 1909 рождений
- 1994 смертей
- Исследователи гриппа
- Американские вирусологи
- Люди из Льюистауна, Монтана
- Ученые из Нью-Йорка
- Люди из О-Клэр, Висконсин
- Выпускники Йельской медицинской школы
- Члены Национальной академии наук США
- Члены Американской академии искусств и наук
- Американские врачи 20-го века
- Выпускники колледжей Хобарта и Уильяма Смита