Arno Forsius

Robert Koch (1843–1910) – bakteriologian uranuurtaja

Saksalainen Robert Koch (1843–1910) on eräs lääketieteen suurista nimistä, jonka elämäntyö liittyi olennaisesti bakteriologian kehittämiseen.

Heinrich Hermann Robert Koch syntyi 11.12.1843 Oberharzin Clausthalissa. Hänen vanhempansa olivat vuori-insinööri Hermann Koch ja rautakaivoksen tarkastajan tytär Mathilde Julie Henriette Biewend. Robert oli kolmas perheen kaikkiaan kolmestatoista lapsesta. Hän aloitti alkeiskoulun vuonna 1848 ja kävi kymnaasin vuosina 1851–1862. Hän oli kiinnostunut luonnontieteistä ja alkoi opiskella niitä Göttingenin yliopistossa vuonna 1862. Hän siirtyi kuitenkin jo toisen lukukauden aikana opiskelemaan lääketiedettä ja suoritti lääkärin tutkinnon keväällä 1866. Sen jälkeen hän opiskeli Berliinin yliopistossa kemiaa puoli vuotta ja joutui Rudolf Virchowin vaikutuspiiriin. Kochin tarkoituksensa oli lähteä merille laivalääkärinä, mutta hän luopui aikeistaan kihlattunsa Emmy Adolfine Josefine Fraatzin toivomuksesta. Kihlaparille oli syntynyt ainoaksi jäänyt tytär Gertrud vuonna 1865 ja avioliitto solmittiin vuonna 1867. Tytär Gertrud meni naimisiin tohtori E. Pfuhlin kanssa. Koch erosi puolisostaan Emmystä vuonna 1893 ja solmi uuden avioliiton nuoren näyttelijättären Hedwig Freiburgin kanssa.

Lääkäriksi valmistuttuaan Koch oli vuonna 1866 vähän aikaa Hampurissa yleisen sairaalan apulaislääkärinä, kunnes hän siirtyi apulaislääkäriksi kehitysvammaisten (vajaamielisten) lasten kasvatus- ja hoitolaitokseen Langenhagenissa lähellä Hannoveria. Sen jälkeen hän toimi elokuusta 1868 yksityislääkärinä Niemegkin kaupungissa (Brandenburgin ja Wittenbergin välillä) ja kesästä 1869 Posenin (nyk. Puolan Poznan) Rackwitzissä (nyk. Rawicz). Ranskan ja Saksan välisen sodan puhjettua vuonna 1870 Koch ilmoittautui vapaaehtoiseksi ja hänet määrättiin kenttäsairaalan lääkäriksi, mutta hän palasi Rackwitziin jo vuoden 1871 alussa. Virkalääkärin tutkinnon suorittamisen jälkeen Koch kutsuttiin vuonna 1872 Wollsteinin (nyk. Puolan Wolsztyn) piirilääkärin virkaan.

Wollsteinissa Koch syventyi virkansa ohella tieteelliseen työhön ja loi samalla uuden tieteenhaaran, bakteriologian. Hän perusti pienen ja vaatimattoman laboratorion, jonka tärkeimmät varusteet olivat mikroskooppi, mikrotomi ja lämpökaappi. Kochin lääkäripiirissä oli kotieläimissä usein pernaruttoa ja hän alkoi vuonna 1873 tutkia sitä järjestelmällisesti. Pernaruttoa sairastavista eläimistä oli löydetty jo aikaisemmin mikroskooppisen pieniä sauvoja, mutta niiden osuus taudin syntyyn oli tuntematon. Kochin onnistui omissa tutkimuksissaan selvittää pernaruttobakteerin lisääntyminen, itiöiden muodostuminen ja itiöiden kehittyminen jälleen tautia aiheuttaviksi bakteereiksi. Näin Koch osoitti ensimmäisen kerran aukottomasti erään infektiotaudin eri vaiheet. Hänen vuonna 1876 julkaisemansa kuvaus pernarutosta oli käänteentekevä bakteriologian kehityksen kannalta. Koch arvosteli Louis Pasteurin samoihin aikoihin tekemiä pernaruton tutkimuksia, mikä johti monivuotiseen kiistelyyn.

Koch käytti tutkimuksissaan uusia menetelmiä ja kehitti niitä. Hän käytti mikroskooppiseen tutkimukseen lasilevylle tehtyjä ohuita sivelyvalmisteita ja hänellä oli käytössään myös objektilaseja, joiden alapuolelle tehdyssä kuopassa voi tarkastella nestepisarassa eläviä ja lisääntyviä bakteereita. Fyysikko Ernst Abbe (1840–1905) konstruoi Kochin toivomusten mukaan parannetun valolähteen mikroskooppia varten. Koch otti myös käyttöön bakteerien värjäämisen aniliiniväreillä ja valokuvauksen mikroskoopin avulla havaintojensa tallentamista varten. Hän julkaisi vuonna 1877 kokemuksensa bakteerien tutkimisesta, viljelemisestä ja valokuvaamisesta.

Vuonna 1878 Koch julkaisi tärkeän tutkimuksensa haavainfektioista. Siinä hän osoitti, että oli olemassa kuusi eri infektiotyyppiä, joista jokaisella oli oma bakteerinsa. Hän osoitti myös, että elävä elimistö oli erinomainen menetelmä bakteerien viljelemistä varten. Hän totesi myös bakteerien patogeenisuuden erot eri eläinlajeilla ja että bakteerit olivat spesifisiä aiheuttamiensa oireiden suhteen. Koch saavutti suuren menestyksen ja arvonannon Wollsteinin piirilääkärinä suorittamillaan tutkimuksilla. Hän oli välillä lyhyen ajan Breslaun (nyk. Puolan Wroclaw) kaupunginlääkärinä syyskesällä 1879, mutta palasi pian takaisin Wollsteiniin.

Koch kutsuttiin kuitenkin jo vuonna 1880 Berliinin keisarillisen terveydenhoitoviraston jäseneksi ja hallitusneuvokseksi. Hänen apulaisikseen Charité -sairaalassa tulivat Friedrich Löffler (1852–1915) ja Georg Gaffky (1850–1918). Täällä Koch kehitti edelleen bakteerien tutkimisessa ja viljelemisessä käyttämiään menetelmiä. Kasvitieteilijä Joseph Schroeter oli huomannut, että eri bakteerit muodostivat keitetyn perunan halkaistulla pinnalla eri värisiä pesäkkeitä. Koch kehitti sen perusteella bakteerien viljelyä varten laakeassa lasimaljassa olevan hyytelömäisen gelatiinialustan. Tarkoitukseen käytetyn lasimaljan, Petri-maljan, kehitti Kochin oppilas ja työtoveri Julius Richard Petri (1852–1921). Näin Kochilla oli mahdollisuus erotella eri bakteereja pesäkkeistä puhdasviljelmiä varten. Hän kävi myös vuonna 1881 Lontoossa ja esitteli Joseph Listerin (1827–1912) laboratoriossa menetelmiään puhdasviljelmien käytössä ja bakteerien valokuvauksessa mikroskoopin avulla.

Koch julkaisi vuonna 1881 teoksensa menetelmistä taudinaiheuttajien tutkimiseksi. Koch toi myös esiin nimellään tunnetut vaatimukset, jotka taudinaiheuttajan oli täytettävä, ennen kuin sitä voitiin pitää tietyn sairauden aiheuttajana. Alunperin nämä vaatimukset oli muotoillut Kochin opettaja Jakob Henle (1809–1885). Vaatimusten mukaan: 1) taudinaiheuttaja oli aina todettava kyseisessä sairaudessa, mutta ei missään muussa sairaudessa, 2) se oli voitava viljellä elimistön ulkopuolella muista taudinaiheuttajista erotettuna, ja 3) puhtaana viljellyn taudinaiheuttajan oli aiheutettava kyseinen tauti koe-eläimessä ja oltava todettavissa siinä. Lisäksi Koch suositteli bakteerien desinfioimiseen erilaisten happojen sijasta kuumaa vesihöyryä, joka ei vahingoittanut materiaaleja ja jolla voitiin tuhota myös itiöitä. Hänen ehdotuksensa vaikuttikin desinfioimiskäytännön muuttumiseen.

Pian Lontoosta palaamisen jälkeen Koch aloitti järjestelmällisen työn tuberkuloosin syyn selvittämiseksi. Patologi Julius Friedrich Cohnheim (1839–1884) oli onnistunut tartuttamaan tuberkuloosin kaniinin silmien etukammioihin, mikä oli jo varsin varma todistus bakteerin aiheuttamasta sairaudesta. Koch käytti koe-eläiminä kaniinien lisäksi marsuja, mutta hän ei pystynyt pitkään aikaan löytämään mikroskoopilla mitään taudinaiheuttajaa kudosmuutoksista. Lopulta hän havaitsi kehittämänsä uuden värjäysmenetelmän avulla taudin kudoksissa aiheuttamista pesäkkeistä hyvin ohuita bakteereja. Sen jälkeen Koch löysi elatusaineeksi veriseerumihyytelön, jossa myös bakteerien puhtaaksiviljely lopulta onnistui. Kun hän vielä kykeni puhdasviljelmistä saatujen bakteerien avulla tartuttamaan taudin koe-eläimiin, hän saattoi maaliskuussa 1882 ilmoittaa löytäneensä tuberkuloosin aiheuttajan (Mycobacterium tuberculosis) eli tuberkkelibasillin, kuten hän sitä nimitti. Tämä havainto osoitti varmasti, että tuberkuloosi oli tarttuva tauti, ja se muutti ratkaisevasti lääkärien ja yhteiskunnan suhtautumisen sairauteen. Vasta nyt oli olemassa perusta taudin järkevän hoidon kehittämiselle.

Egyptissä ilmeni aasialaisen koleran epidemia vuonna 1883, jolloin Koch lähettiin tutkimaan asiaa. Hän epäili jo erästä bakteeria taudin aiheuttajaksi, mutta tutkimukset jäivät kesken, kun epidemia päättyi. Hän varmisti Egyptissä kuitenkin ameebadysenterian aiheuttajan, Entamoeba histolytican, ja "egyptiläisen silmätulehduksen" kaksi eri aiheuttajaa, trakoomaa aiheuttavan Chlamydia trachomatiksen ja Koch - Weeksin silmätulehdusta aiheuttavan Haemophilus conjunctivitiksen. Egyptistä Koch matkusti Intiaan jatkamaan tutkimuksiaan, koska koleraa esiintyi siellä jatkuvasti endeemisenä. Joulukuussa 1883 hän löysi Kalkutassa koleran aiheuttajan, muodoltaan pilkkua muistuttavan bakteerin (Vibrio comma cholerae). Hän totesi samalla, että kolera tarttuu ensisijaisesti juomaveden, mutta myös ruoan ja vaatetuksen välityksellä.

Keväällä 1885 Koch nimitettiin Berliinin yliopiston vakinaiseksi hygienian professoriksi ja häntä varten Berliiniin perustetun Hygieenisen Instituutin johtajaksi. Täällä hän ryhtyi etsimään parannuskeinoa tuberkuloosia vastaan. Siinä tarkoituksessa hän eristi tuberkuloosibakteerin nestemäisistä viljelmistä aineen, jota hän nimitti tuberkuliiniksi. Kochin vuonna 1890 valmistama tuberkuliini, ns. vanha tuberkuliini, ei täyttänyt toiveita tuberkuloosin hoitokeinona, ja hänen liian suuret odotukset aiheuttivat vastustavia mielipiteitä tuberkuliinia ja myös häntä itseään kohtaan. Hän toi markkinoille uuden tuberkuliinin vuonna 1896, mutta myös sen parantavat ominaisuudet tuottivat pettymyksen. Pian todettiin kuitenkin, että tuberkuliineja voitiin käyttää hyväksi tuberkuloositartunnan toteamisessa eläimillä ja myöhemmin myös ihmisillä. Tuberkuliini aiheutti nimittäin ärsytysreaktion ihossa tuberkuloositartunnan saaneilla. Tuberkuliinireaktiolla oli käytännössä suuri merkitys, sillä sen avulla voitiin saada esiin ja hävittää tuberkuloosiin sairastuneet karjat. Tuberkuloositartunnan saaneiden "toisin reagoiminen" eli allergia johti myös allergiakäsitteen syntyyn ja allergian tutkimiseen.

Kochille myönnettiin vuonna 1890 prikaatikenraalin (kenraalimajurin) ja Berliinin kaupungin kunniaporvarin arvonimet. Vuonna 1891 hänestä tuli Berliinin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan kunniaprofessori ja uuden tartuntatautien instituutin johtaja. Siellä hänen apunaan olivat japanilainen Shibasaburo Kitasato (1852–1931) sekä saksalaiset Paul Ehrlich (1854–1915) ja Emil von Behring (1854–1917), jotka olivat kehittämässä immunologisia menetelmiä mm. kurkkumädän ja jäykkäkouristuksen hoitamiseksi ja ehkäisemiseksi. Monet Kochin oppilaat tekivät suuriarvoista työtä bakteriologiassa ja siihen liittyvillä tieteen alueilla, löytämällä taudinaiheuttajia sekä kehittämällä tutkimus- ja hoitomenetelmiä niitä vastaan.

Tartuntatautien instituutti sai uudet rakennukset vuonna 1900 ja sitä laajennettiin vuonna 1904 trooppisella osastolla sekä vuonna 1906 eläintautiosastolla ja isorokko-osastolla. Koch erosi instituutin johdosta vuonna 1904 ja hänen seuraajakseen tuli Georg Gaffky. Kochista tuli instituutin kunniajäsen ja hänellä oli edelleen oma työhuone siellä. Hänen asiantuntemustaan käytettiin apuna useissa maissa laadittaessa eri tartuntatautien kohdalla noudatettavia ehkäisy- ja toimintaohjeita. Tällaisia tauteja olivat mm. lavantauti, malaria, paiserutto, kolera, afrikkalainen unitauti ja nautarutto. Kochin kuoleman jälkeen laitoksen nimeksi tuli vuonna 1912 "Institut für Infektionskrankheiten Robert Koch".

Trooppisten infektiotautien merkitys kasvoi jatkuvasti ja Kochilta pyydettiin toistuvasti apua niiden selvittämisessä. Vuonna 1896 Koch matkusti Etelä-Afrikkaan tutkimaan nautaruton (Rinderpest) syytä. Hän ei pystynyt selvittämään tämän yleensä kuolemaan johtavan taudin aiheuttajaa, joka todettiin paljon myöhemmin virukseksi. Hän onnistui kuitenkin rajoittamaan epidemian leviämistä ruiskuttamalla terveisiin eläimiin sairaiden eläinten sappirakosta otettua sappea. Kyseessä oli eräänlainen rokotus, jonka perustelut eivät ole tämän kirjoittajan tiedossa.

Vähän myöhemmin Koch suuntasi matkansa Intiaan ja Afrikkaan. Hänen tutkimuskohteinaan olivat Intiassa lepra ja paiserutto. Hän varmisti siellä paiseruton tarttumisen rotasta ihmiseen rottakirpun välityksellä. Afrikassa Koch tutki surra-tautia, Aasiassa ja Afrikassa hevosissa ja kameleissa pahanlaatuista anemiaa aiheuttavaa sairautta, jonka syynä on eräs trypanosoma-laji (Trypanosoma evansi). Taudin levittäjinä toimivat Tabanus-paarmat, ja tartunnan sanotaan tapahtuvan mekaanisesti [miten?, ihorikkeiden välityksellä?, limakalvojen kautta?]. Koch julkaisi havaintonsa tutkimistaan sairauksista vuonna 1898.

Pian kotimaahan palaamisen jälkeen Koch lähetettiin Italiaan ja sieltä edelleen Jaavan saarelle Itä-Intiaan tutkimaan malariaa ja sen vaarallisinta muotoa, mustavirtsakuumetta (blackwater fever). Koch saattoi varmistaa Ronald Rossin havainnot malarian tarttumisesta hyttysten välityksellä sekä selvitti malarian eri muotojen syitä ja niiden ehkäisyä kiniinin avulla. Koch oli ollut jo lähes varma hyttysen osuudesta malarian levittäjänä, kun Ross julkaisi sitä koskevat havaintonsa vuonna 1897.

Koch teki vuonna 1904 tutkimusmatkan Saksan Itä-Afrikkaan, jossa hän selvitteli jälleen useiden tarttuvien eläintautien leviämistä. Tutkimuskohteina olivat karjan East Coast fever, jonka aiheuttaja on Babesia-lajeihin kuuluva alkueläin, sekä Texas fever -tautia, jonka aiheuttaja on toinen Babesia-laji. Babesioiden aiheuttamista taudeista käytetään nimitystä babesioosi (aik. piroplasmoosi) ja niiden levittäjiä ovat punkkien eri lajit. Lisäksi Koch tutki paikallisesti endemiana esiintyvää toisintokuumetta ja vahvisti Joseph Everett Duttonin (1877–1905) ja Toddin havainnon, että Ornithodorus moubata -punkki levittää sitä aiheuttavaa spirokeettaa. Itä-Afrikassa esiintyvä spirokeettalaji sai nimen Borrelia kochii. Koch matkusti jälleen vuonna 1906 Afrikkaan, tällä kerralla Keski-Afrikkaan, jossa hän tutki trypanosoomien ihmisissä aiheuttamaa nagana-tautia eli afrikkalaista unitautia. Hän totesi, että atoksyyli tehosi tähän tautiin samalla tavoin kuin kiniini malariaan.

Bakteriologina maailmanmaineeseen kohonnut Robert Koch sai osakseen lukemattomia huomionosoituksia, kunniamerkkejä sekä akatemioiden ja tieteellisten seurojen kunniajäsenyyksiä. Vuonna 1905 hänelle myönnettiin lääketieteen Nobelin palkinnon tuberkuloosia koskevien löytöjen ansiosta. Erityisenä ansiona tuberkuloosibakteerin löytämisen lisäksi pidettiin tuberkuliinin keksimistä ja sen käyttöä tuberkuloosiin sairastuneiden, tartunnanvaarallisten karjojen toteamiseksi.

Koch jatkoi edelleen bakteriologisia ja serologisia tutkimuksiaan. Tuberkuloosia koskevan tutkimustyön aikana Koch tuli johtopäätökseen, että tämän taudin ihmisellä aiheuttava bakteeri oli eri tyyppiä kuin sen naudalla aiheuttava bakteeri. Tässä hän olikin oikeassa, mutta hänen väitteensä, että nautatuberkuloosi ei tartu ihmiseen eikä ihmisen tuberkuloosi nautoihin, herätti Lontoossa vuonna 1901 pidetyssä tuberkuloosikongressissa ristiriitoja ja huomattavaa vastustusta. Kochin käsitys olikin sikäli virheellinen, että myöhemmissä tutkimuksissa nautatuberkuloosi osoittautui ihmiselle vaaralliseksi, vaikka ihmistuberkuloosi ei ollutkaan vaarallinen naudoille. Koch palasi aiheeseen Washingtonissa vuonna 1908 pidetyssä kansainvälisessä lääketieteen kongressissa, jossa hän oli kunniapuheenjohtajana, avajaisesitelmässään "Das verhältnis zwischen Menschen- und Rindertuberkulose".

Vieraat pitivät Kochia syrjään vetäytyvänä ja varautuneena, mutta tuttavien mielestä hän oli miellyttävä ja hienotunteinen. Hän oli suuri Goethen ihailija ja innokas šakinpelaaja. Koch oli erityisen kiinnostunut matkailusta. Vaikka hän sai uransa loppupuolella tehdä lukuisia matkoja kaukomaille, hän halusi vielä vuonna 1908 toteuttaa nuoruudenhaaveensa matkustaa maailman ympäri. Hänen suunnittelemaansa matkaan tuli kesken kaiken muutos, kun hänet kutsuttiin Washingtonissa pidetyn kansainväliseen lääketieteellisen kongressin kunniapuheenjohtajaksi, minkä vuoksi hän joutui jättämään pois käynnin Kiinassa.

Koch sairasti keväästä 1910 alkaen angina pectoris -oiretta. Sen vuoksi hän lähti toukokuun lopulla lepäämään erääseen Baden-Badenin sanatorioon, jossa hän kuoli äkillisesti jo muutaman päivän kuluttua, 27.5.1910.

Kirjoitus on valmistunut helmikuussa 2004. Eräitä täsmennyksiä tehty elokuussa 2005.

Kirjallisuutta:

Dumesnil, R. und Schadewaldt, H.: Die Berühmten Ärzte. Aulis Verlag Deubner & Co KG Köln, (ilman painovuotta, n. 1970).

de Kruif, P.: Mikrobien metsästäjiä. WSOY. Toinen painos. Porvoo 1957.

Maxcy, K. F.: Rosenau Preventive Medicine and Hygiene. Seventh Edition. USA 1951.

Nobel Prize Winners. An H. W. Wilson Biographical Dictionary. Ed. Tyler Wasson. The H. W. Wilson Company, New York 1987. [Printed in USA.]

Nordenskiöld, E.: Biologian historia yleiskatsauksellisesti esitettynä. III. WSOY. Porvoo 1929.

Robert Koch - Biography. Nobel e-Museum. Internet 2004.

Sigerist, H. E.: Grosse Ärzte, Eine Geschichte der Heilkunde in Lebensbildern. J. F. Lehmanns Verlag, München, 1932.

TAKAISIN IHMISIÄ LÄÄKETIETEEN HISTORIASSA HAKEMISTOON