Джордж Херст (вирусолог) - George Hirst (virologist)

Джордж К. Херст

Джордж Кебл Хёрст, M.D. (2 марта 1909 г. - 22 января 1994 г.)[1] был американцем вирусолог и научный руководитель, который одним из первых изучил молекулярная биология и генетика из вирусы животных, особенно вирус гриппа. Он руководил Научно-исследовательский институт общественного здравоохранения в Нью-Йорке (1956–1981), а также был главным редактором-основателем Вирусология, первый англоязычный журнал, посвященный вирусы. Он особенно известен изобретением анализ гемагглютинации, простой метод для количественная оценка вирусов и адаптируя его к анализу ингибирования гемагглютинации, который измеряет вирус-специфические антитела в сыворотке. Он был первым, кто обнаружил, что вирусы может содержать ферменты, и первым предложил этот вирус геномы может состоять из прерывных сегментов. Нью-Йорк Таймс описал его как «пионера молекулярной вирусологии».[2]

Образование и карьера

Херст родился в Eau Claire, Висконсин, США, но вскоре его семья переехала в Lewistown, Монтана. Он учился в Хобарт Колледж в Женева, Нью-Йорк, а затем в Йельский университет, Новый рай, Коннектикут, где он получил первую и медицинскую степень (1933).[2][3] Он работал в Институт медицинских исследований Рокфеллера в Нью-Йорке в 1936–1940 гг. под руководством Гомер Свифт и Ребекка Лэнсфилд, а затем перешел в Фонд Рокфеллера с Отдел международного здравоохранения лаборатории в 1940 году.[2][3] Там он объединил исследования в сотрудничестве с Фрэнк Хорсфолл, Эдвин Д. Килбурн и другие, проходившие службу в армии в качестве члена комиссии по гриппу при эпидемиологическом совете вооруженных сил.[2][4]

После Вторая мировая война, Херст присоединился к Научно-исследовательский институт общественного здравоохранения в Нью-Йорке, который был основан в 1942 году, где он оставался до своей пенсии в 1983 году. Он возглавил Отделение инфекционных болезней и вирусологии, а в 1956 году его сменил Л. Уиттингтон Горэм в качестве директора института он занимал эту должность почти 25 лет до 1981 года. Во время своего пребывания в должности он руководил его расширением и переездом в новое место на 26-й улице и Первой авеню.[2][3][5] Он также работал преподавателем в Медицинский факультет Нью-Йоркского университета.[6]

Исследование

Вирус гриппа, в центре внимания многих исследований Херста

Самое раннее исследование Херста, проведенное в 1930-х годах, касалось бактерии, включая пневмококки и стрептококки, в сотрудничестве с Лэнсфилдом и другими.[7][8] В 1940 году в Фонде Рокфеллера он начал работать над вирусы гриппа – окутанный РНК-вирусы заражение людей, птиц и других позвоночные[9] - которые были в центре внимания большей части его последующих исследований.[3] Вирус гриппа человека был впервые выделен всего за несколько лет до этого.[10] Позже Херст изучал также другие РНК-вирусы позвоночных, в том числе полиовирус, свинка и Вирус болезни Ньюкасла.[11][12] Хотя в 1898 году было показано, что вирусы заражают животных, исследования вирусы животных был намного менее развит в 1940-х и 1950-х годах, чем в вирусы растений и бактериофаги, с которыми легче было справиться экспериментально.[13]

Гемагглютинация

В 1941 году Херст обнаружил, что добавление частиц вируса гриппа к красные кровяные тельца заставил их агглютинировать или слипаются, образуя решетку, явление, называемое гемагглютинация.[2][3] Гемагглютинация предоставила удобный метод диагностика гриппа в лаборатории, который ранее проводился путем культивирования вируса на хорьках.[4] Херст развил эту реакцию в анализ гемагглютинации, что позволяет измерить количество вируса в образце.[2][3] Этот метод быстр, точен и удобен, и позже было доказано, что он применим ко многим другим вирусам.[14][15] Вольфганг Йоклик ссылается на открытие гемагглютинации как на одно из «открытий ранней эпохи в вирусологии», заявляя, что оно сделало вирус гриппа «первым вирусом млекопитающих, репликация которого может быть изучена биохимически».[14] Хотя в то время Херст не знал этого, гемагглютинация вызывается вирусом гриппа. гемагглютинин (а гликопротеин на вирусный конверт ) привязка к сиаловая кислота на поверхности эритроцита; тот же механизм является центральным для проникновения вируса гриппа в его клетку-хозяина.[15][16]

Подавление гемагглютинации и вакцинация

Схема вируса гриппа, показывающая гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA)

Вскоре он понял, что анализ гемагглютинации можно легко адаптировать для измерения уровней антитело специфичен для штамма вируса в сыворотке крови человека: любые присутствующие антитела связываются с частицами вируса гриппа, не позволяют им сшивать эритроциты и, таким образом, ингибируют гемагглютинацию.[2][3][15] Этот анализ ингибирования гемагглютинации (HIA) может применяться ко многим другим вирусам, несущим гемагглютинин молекула, в том числе краснуха, корь, свинка, парагрипп, аденовирусы, полиомавирусы и арбовирусы, и до сих пор широко используется при гриппе наблюдение и вакцина тестирование.[17][18][19][20] Ханна Хоуг, пишет в Природа Медицина в 2013 году описывает этот анализ как «золотой стандарт серологического теста для определения антител к гриппу у людей и животных».[20]

По словам вирусолога, ОВЗ является «мощным эпидемиологическим инструментом». Винсент Раканиелло,[15] и Херст исследовал его применение в эпидемиологический исследования.[3] Он был одним из нескольких исследователей, которые разработали и опробовали инактивированные вакцины против гриппа в середине 1940-х годов, и он применил HIA для изучения реакции антител на вакцинацию.[4][21][22]

Нейраминидаза и рецептор вируса

Грипп нейраминидаза связан с ингибитором

Херст заметил, что гемагглютинация имеет тенденцию к исчезновению со временем, и в 1942 году он обнаружил, что вирус гриппа имеет внутреннюю ферментативный активность, которая может освободить вирус от его прикрепления к эритроцитам.[3][23][24][25] Это было новаторским открытием, поскольку ранее ключевое различие между вирусами и бактериями заключалось в том, что вирусам не хватало ферментов.[26] Херст продемонстрировал, что однажды деагглютинированные красные кровяные тельца не могут быть повторно агглютинированы, и правильно предположил, что фермент разрушает рецептор вируса на красных кровяных тельцах. Позднее было показано, что этот фермент, называемый «ферментом, разрушающим рецепторы», является гриппом. нейраминидаза, еще один гликопротеин вирусной оболочки, который действует как сиалидаза.[3][23][24] Подобно гемагглютинину, нейраминидаза необходима для жизненного цикла гриппа, поскольку она необходима для того, чтобы вирус-потомок покинул клетку-хозяин.[9] Нейраминидаза является мишенью для ингибитор нейраминидазы класс противовирусных препаратов, в который входят осельтамивир (Тамифлю) и занамивир (Реленца).[27]

Впоследствии Херст обнаружил, что вирус гриппа взаимодействует с аналогичным рецептором на своей клетке-мишени во время инфекции, обеспечивая 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 мукопротеины.[28]

Сегментированный геном гриппа

Начиная с конца 1940-х годов Херст провел новаторское исследование генетики вирусов животных.[2] Его команда построена на Фрэнк Макфарлейн Бернет работает над рекомбинация в вирусе гриппа, проведя серию экспериментов, которые привели Херста к выводу в 1962 году, что геном гриппа должен состоять из нескольких отдельных фрагментов, что, по словам Р. Вальтер Шлезингер и Аллан Гранофф.[3][25] В настоящее время известно, что вирусы гриппа имеют восемь таких сегментов, и сегментация его генома способствует обмену сегментами между различными вирусами гриппа, вызывая антигенный сдвиг что может привести к пандемии.[29] Сегментированные геномы также встречаются у многих других вирусов.[25]

Вирусология журнал

Херст основал журнал Вирусология в 1955 г. совместно со специалистом по бактериофагам Сальвадор Лурия и вирусолог растений Линдси Блэк. Это был первый журнал на английском языке, специализирующийся на публикации исследований вирусов, и он объединил фундаментальные научные исследования по вирусам, заражающим все типы хозяев, что было целью Херста на протяжении всей жизни. Главный редактор-учредитель, он руководил журналом 21 год, до 1975 года.[3][14][25] После выхода на пенсию его соредакторы хвалили:

вирусология обязана ему огромной благодарностью за ясное видение, неизменное чувство справедливости и бескомпромиссную приверженность научному превосходству, с которым он руководил Вирусология за первые 21 год своего существования. Его руки у руля будет очень не хватать; но он определил цели журнала и установил его стиль.[14]

Награды и отличия

Херст прочитал Харви Лекцию 1948 г. Нью-Йоркская медицинская академия на тему «Природа гемагглютинации вирусами» и в 1961 г. Pfizer Лекция по вирусологии в Институте вирусологии в г. Глазго, Великобритания, на тему «Развитие вирусологии как самостоятельной науки».[13][25] В 1966 году он был избран в члены Национальная Академия Наук а в 1975 г. Американская академия 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

Его коллега Эдвин Kilbourne описал Херст как «вирусолог ученого ученого-вирусолога в» с «невероятным» разнообразием знаний и «ненасытной любознательностью», который преследовал основное объяснение его экспериментальные результаты с упорством.[25] По словам Килборна, он был очень закрытым человеком и не стремился к огласке. Его ненаучные занятия включали музыку (он был одновременно музыкантом и музыковедом), садоводство и любовь к природе.[25]

Херст женился на Шарлотте Харт в 1937 году, и у пары было четыре сына и дочь. На пенсии переехал в Пало-Альто, Калифорния. Его жена скончалась в 1990 году.[2]

Ключевые документы

Рекомендации

  1. ^ Запись о смерти: Джордж К. Херст (по состоянию на 21 февраля 2013 г.)
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k Джордж Кебл Херст, 84 года, мертв; пионер молекулярной вирусологии. Нью-Йорк Таймс (26 января 1994 г.) (по состоянию на 18 февраля 2013 г.)
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м Шлезингер RW; Granoff A (1994). «Джордж К. Херст (1909–1994)». Вирусология. 200 (2): 327. Дои:10.1006 / viro.1994.1196.
  4. ^ а б c Медицинский департамент армии США: Отдел истории болезни: Комиссия по гриппу (по состоянию на 21 февраля 2013 г.)
  5. ^ Научно-исследовательский институт общественного здравоохранения: история PHRI (по состоянию на 18 февраля 2013 г.)
  6. ^ а б Американская академия искусств и наук: Члены Академии: 1780 г. - настоящее время: H (по состоянию на 18 января 2013 г.)
  7. ^ Библиотека Йельского университета Чувствительность хозяев к продуктам пневмококка ... (по состоянию на 18 января 2013 г.)
  8. ^ Маккарти М. Национальная академия наук: Ребекка Крейгилл Лэнсфилд 1895–1981: биографические воспоминания Маклина Маккарти (по состоянию на 18 января 2013 г.)
  9. ^ а б Hayden & Palese, стр. 891–892.
  10. ^ Американское общество вирусологии: вирусы: от структуры к биологии: идиосинкразический и неполный список, в котором приводятся некоторые основные моменты истории структурной вирусологии в контексте истории вирусологии и других исторических моментов. (по состоянию на 20 февраля 2013 г.)
  11. ^ Херст Г.К. (1962) Генетическая рекомбинация с вирусом болезни Ньюкасла, полиовирусами и гриппом. Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии 27: 303–309 (pdf )
  12. ^ Херст Г.К. (1950) Разрушение рецепторов вирусами группы эпидемического паротита – NDV – гриппа. Журнал экспериментальной медицины 91: 161–175 (pdf )открытый доступ
  13. ^ а б Херст Г.К. (1962) Развитие вирусологии как самостоятельной науки. Британский медицинский журнал 26 мая: 1431–1437 (pdf )
  14. ^ а б c d Йоклик В.К.. (1999) Когда два лучше, чем один: Мысли о трех десятилетиях взаимодействия между Вирусология и Журнал вирусологии. J Virol 73: 3520–3523 (текст )
  15. ^ а б c d Раканиелло V. Анализ ингибирования гемагглютинации гриппа (27 мая 2009 г.) (по состоянию на 19 февраля 2013 г.)
  16. ^ Уайт Дж. М., Хоффман Л. Р., Аревало Дж. Х. и др. (1997), «Присоединение и проникновение вируса гриппа в клетки-хозяева. Основные роли гемагглютинина», в Chiu W., Burnett RM, Garcea RL (eds.), Структурная биология вирусов, Oxford University Press, стр. 80–104.
  17. ^ Призрак и другие, п. 259
  18. ^ Сотрудничающий центр ВОЗ по эпиднадзору, эпидемиологии и борьбе с гриппом: Набор реагентов ВОЗ на грипп на 2011–2012 гг. Для идентификации изолятов гриппа (по состоянию на 21 февраля 2013 г.)
  19. ^ Кац Дж. М., Хэнкок К., Сюй Х (2011). «Серологические тесты для эпиднадзора за гриппом, диагностики и оценки вакцин». Экспертный обзор противоинфекционной терапии. 9 (6): 669–683. Дои:10.1586 / eri.11.51. PMID  21692672. S2CID  207218490.
  20. ^ а б Хоаг Х. (2013) Универсальная проблема. Природа Медицина 19: 12–14 (текст )
  21. ^ Oldstone, стр. 26
  22. ^ Фрэнсис Т. младший (1953) Вакцинация против гриппа. Бюллетень Всемирной организации здравоохранения 8: 725–741 (pdf )
  23. ^ а б Colman PM. (1994) Нейраминидаза вируса гриппа: структура, антитела и ингибиторы. Белковая наука 3: 1687–1696 (pdf )
  24. ^ а б Лейвер Г. «Поверхностные гликопротеины, гемагглютинин и нейраминидаза вируса гриппа: личный кабинет» в Грипп (К.У. Поттер, ред.), Стр. 31 (Перспективы медицинской вирусологии сериал) (Elsevier; 2002) (ISBN  978-0-444-50627-6)
  25. ^ а б c d е ж грамм час я Килбурн ЭД. (1975) Вручение медали Академии Джорджу К. Херсту, доктору медицины. Бюллетень Нью-Йоркской медицинской академии 51: 1133–1136 (pdf )
  26. ^ Готтшалк А, Бхаргхава А.С. «Нейраминидазы» в Ферменты, Vol. 5 (PD Boyer, ed.), Стр. 322–333 (Academic Press; 1971) (ISBN  978-0-12-122705-0)
  27. ^ Джефферсон Т., Джонс М., Доши П., Дель Мар С. (2009) Ингибиторы нейраминидазы для профилактики и лечения гриппа у здоровых взрослых: систематический обзор и метаанализ. BMJ 339: b5106 (pdf )
  28. ^ Николлс Дж. М., Лай Дж., Гарсия Дж. М.. «Изучение взаимодействия между гриппом и сиаловой кислотой: создание и разрыв связи» в Сиалидаза вируса гриппа - цель открытия лекарств (М. фон Ицштейн, ред.) (Основные этапы развития лекарственной терапии серия), стр. 32 (Springer; 2012) (ISBN  978-3-7643-8927-7)
  29. ^ ДеФранко и другие., п. 258
  30. ^ Нью-Йоркская медицинская академия: юбилейная беседа и награды В архиве 19 февраля 2011 г. Wayback Machine (по состоянию на 21 февраля 2013 г.)

Источники

  • 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 Клиническая вирусология (2-е изд.) (Ричман Д.Д., Уитли Р.Дж., Hayden FG, ред.) (ASM Press; 2002) (ISBN  1555812260)
  • Олдстоун MBA. Вирусы, эпидемии и история: прошлое, настоящее и будущее (Oxford University Press; 2009) (ISBN  0195327314)
  • Spectre S, Hodinka RL, Wiedbrauk DL, Young SA. «Диагностика вирусных инфекций» в г. Клиническая вирусология (2-е изд.) [Соч. соч.]