لويس باستور

أظهر باستور أن سبب عملية التخمر هو نمو الكائنات الحية الدقيقة، وأن النمو الناشئ للبكتيريا في سوائل المغذيات لا يعود إلى التولد الذاتي، وإنما إلى النشوء الحيوي خارج الجسم، حيث قام بتعريض السائل المغلي في الهواء في أوعية تحتوي على فلتر لمنع جميع الجزيئات من الوصول إلى مرحلة النمو المتوسط مع دخول الهواء عبر أنبوب متعرج طويل لا يسمح لجزيئات الغبار بالمرور. لاحظ باستور عدم نمو أي شيء في السائل إلا إذا تم كسر وفتح القوارير، لذا توصل إلى أن الكائنات الحية كجراثيم الغبار التي نمت في السائل جاءت من الخارج بدلا من تولدها تلقائيا داخل السائل. وكانت هذه إحدى أهم وآخر التجارب لدحض نظرية التولد الذاتي. كما دعمت تلك التجربة نظرية جرثومية المرض.

لم يكن باستور أول من جاء بنظرية جرثومية المرض (فقد اقترحها كل من جيرولامو فراكاسترو، وأغوستينو باسي، وفريدريك جوستاف جاكوب هنلي وغيرهم في وقت سابق)، إلا أن باستور قام بإجراء التجارب التي تبين بوضوح صحة تلك النظرية وتمكن من إقناع معظم دول أوروبا بصحتها. يعتبر باستور في يومنا هذا أنه منشئ نظرية جرثومية المرض وعلم الجراثيم، إلى جانب روبرت كوخ.[20]

كما بينت بحوث باستور أن نمو الكائنات الدقيقة هو المسؤول عن إفساد المشروبات مثل النبيذ والجعة والحليب. بالإضافة إلى أنه أوجد عملية يتم فيها تسخين السوائل مثل الحليب للقضاء على معظم البكتيريا والعفن الموجود بالفعل داخله. أنجز باستور أول تجربة بالتعاون مع كلود برنار في 20 أبريل 1862. بعد ذلك بوقت قصير سميت هذه العملية باسم البسترة.[20]

استنتج باستور من فكرة فساد المشروبات أن الكائنات الحية الدقيقة التي تصيب الحيوانات والبشر تسبب الأمراض. اقترح وجوب منع دخول الكائنات الدقيقة في جسم الإنسان، مما قاد جوزف ليستر لتطوير أساليب التطهير في الجراحة.

في عام 1865، تسبب كل من داء pébrine وflacherie وهي أمراض طفيلية بقتل أعداد كبيرة من دودة القز في منطقة Alès الفرنسية. عمل باستور خلال عدة سنوات ليثبت أن مسبب تلك الأمراض هو هجوم جرثومي على بيض دود القز، وأن القضاء على هذه الميكروبات سيقضي بدوره على المرض.[19][20]

لوي باستور في معمله، للرسام ألبرت إدلفلت عام 1885.

اشتمل عمل باستور في وقت لاحق على مرض الكوليرا الذي يصيب الدجاج. أثناء عمله، فشل التصور بأن البكتيريا هي المسؤولة عن إصابة بعض الدواجن بهذا المرض. بإعادة استخدام دواجن ذات صحة جيدة، توصل باستور إلى أنه لا يستطيع نقل العدوى لهم، حتى مع البكتيريا الجديدة، لذا فإن البكتيريا المضعّفة أعطت مناعة للدواجن ضد المرض، على الرغم من أنها قد تسبب أعراض خفيفة فقط.[19][20]

صدرت تعليمات لمساعده شارل شمبرلند (من أصل فرنسي) لتطعيم الدواجن بعد أن ذهب باستور في عطلة، ولكن فشل شمبرلند بذلك وذهب في عطلة هو الآخر. بعد عودته، أدى الاستنبات لمدة شهر إلى إعياء الدواجن، ولكن بعد ذلك تعافت تماما بدلا من أن يكون المرض قاتلا كما كان متوقعا. افترض شمبرلند أنه قد ارتكب خطأ، وأراد أن يتخلص من الاستنبات الخاطئ كما كان يبدو له عندما أوقفه باستور. استنتج باستور أن الحيوانات التي تعافت قد تكون حصلت على مناعة من هذا المرض، كما الحال مع الحيوانات في إقليم أور ولوار الفرنسي التي قد تعافت من مرض الجمرة الخبيثة. قدم باستور طلبا لاستخدام هذه الطريقة لتطعيم الماشية ضد مرض الجمرة الخبيثة مما أثار اهتماما في مكافحة أمراض أخرى.[21]

ادعى باستور صنعه لقاحا للجمرة الخبيثة من خلال تعريض البكتيريا العصوية للأكسجين. تم الاحتفاظ بالدفاتر التي كان يستخدمها في مختبره لدى المكتبة الوطنية في باريس، في الواقع استخدم باستور في إنشاء لقاح الجمرة الخبيثة أسلوب منافسه جان جوزيف هنري توسان، وهو جراح بيطري في تولوز.[22][23] تتم هذه الطريقة بأكسدة ثاني كرومات البوتاسيوم. نتج بالفعل لقاحا عن طريقة باستور للأكسدة بعد أن حصل على براءة اختراع لإنتاج لقاح الجمرة الخبيثة.

إن مفهوم اكتساب المناعة بعد التطعيم بنموذج مضعّف من الأمراض الخبيثة لم يكن جديدا، وكان يُعرف هذا المفهوم لفترة طويلة مع مرض الجدري، حيث أن التلقيح بالجدري كان يؤدي إلى تقليل الندوب وتقليص معدل الوفيات إلى حد كبير مقارنة مع المرض المكتسب طبيعيا. وقد اكتشف إدوارد جينر أيضا التطعيم، وذلك باستخدام جدري البقر لإعطاء المناعة للجدري (في 1796)، إلا أن الاختلاف عن التطعيم ضد الجدري أن التطعيم ضد الجمرة الخبيثة أو تطعيم الدواجن ضد الكوليرا يتم عن طريق شكل مضعَّف «أي تم إنتاجه بشكل اصطناعي» بدلا من الشكل المضعَّف طبيعيا.

نتج عن هذا الاكتشاف ثورة في العمل على الأمراض المعدية، وأطلق باستور اسما علميا على هذه الأمراض المضعَّفة بشكل اصطناعي وأسماها اللقاحات تكريما لاكتشاف إدوارد جينر. أنتج باستور أول لقاح لداء الكلب من خلال زراعة الفيروس في الأرانب، ومن ثم إضعافها عن طريق تجفيف الأنسجة العصبية المتضررة.

درس العلماء التخمير قبل باستور؛ استخدم تشارلز كانيارد-لاتور وفريدريك تراوغوت كوتزينغ وتيودور شوان المجاهر لدراسة الخمائر في ثلاثينيات القرن التاسع عشر، وخلصوا إلى أنها كائنات حية. في عام 1839، صرح يوستوس فون ليبيغ وفريدرس فولر ويونس ياكوب بيريليوس أن الخميرة ليست كائنًا حيًا بل أُنتجت بتأثير الهواء في عصارة النبات.[27]

أجرى أنطوان بيشامب، أستاذ الكيمياء في جامعة مونبلييه، تجارب على محاليل السكروز في عام 1855، وخلص إلى أن الماء هو عامل التخمير، لكنه غيّر استنتاجه هذا عام 1858، منوهًا بارتباط التخمير ارتباطًا مباشرًا بنمو العفن، الذي يحتاج إلى الهواء للنمو. يرى بيشامب نفسه أول من أظهر دور الكائنات الحية الدقيقة في التخمير.[28]

بدأ باستور تجاربه في عام 1857 ونشر النتائج التي توصل إليها في عام 1858 (في عدد أبريل من دورية تقارير الكيمياء Comptes Rendus Chimie، بينما نُشر بحث بيشامب في عدد يناير). قال بيشامب إن باستور لم يقدم أي أفكار أو تجارب جديدة. من ناحية أخرى، ربما كان بيشامب على علم بأعمال باستور الأولية عام 1857. مع مطالبة كليهما بأسبقية الوصول إلى هذا الاكتشاف العلمي، استمر الخلاف الذي امتد إلى مجالات عدة طوال حياتهم.[29][30]

على أي حال، يبدو أن بيشامب خسر السباق، حسبما ورد في نعي دورية ذا بي إم جيه: «ارتبط اسمه بالخلافات القديمة حول الأسبقية التي يبقى عقيمًا النقاش فيها». اقترح بيشامب النظرية الخاطئة حول الميكروزيمات. وفقًا لكي. إل. مانشستر، عمد مناهضو مشرحي الأحياء وأنصار الطب البديل إلى دعم بيشامب والميكروزيمات، مدعين بصورة غير مبررة أن باستور قد سرق أفكار بيشامب. [31]

اعتقد باستور أن حمض السكسينيك يقلب السكروز، لكن مارسيلان بيرتيلو تمكن عام 1860 من عزل الإنفيرتاز مبينًا أن حمض السكسينيك لا يقلب السكروز. ظن باستور أن التخمير يحدث بتأثير الخلايا الحية، ودخل مع بيرتيلو في نقاش طويل حول المذهب الحيوي، الذي عارضه بيرتيلو بشدة. اكتشف هانز بوخنر أن الزيماز يحفز التخمير، مبينًا بذلك أن التخمير يُحفز بأنزيمات داخل الخلايا. اكتشف إدوارد بوخنر أيضًا أن التخمير يحدث خارج الخلايا الحية أيضًا.[32]

ادعى باستور علنًا نجاحه في تطوير لقاح الجمرة الخبيثة في عام 1881. على أي حال، فإن هنري توسان، المعجب الذي تحول إلى منافس، هو من طور اللقاح الأول. عزل توسان البكتيريا التي تسببت بكوليرا الدجاج (سميت لاحقًا الباستوريلة تكريمًا لباستور) عام 1879 وأعطى باستور عينات استخدمها في أعماله. قدم توسان نتائجه الناجحة إلى الأكاديمية الفرنسية للعلوم في 12 يوليو 1880، مستخدمًا لقاحًا موهنًا ضد الجمرة الخبيثة في الكلاب والأغنام. عارض باستور بسبب غيرته هذا الاكتشاف وقدم طريقة التطعيم الخاصة به في قرية بويلي-لو-فورت في 5 مايو 1881. طرح باستور بعدها سردًا مضللًا لتحضير لقاح الجمرة الخبيثة المستخدم في التجربة، زاعمًا أنه صنع «لقاحًا حيًا»، لكنه استخدم ثنائي كرومات البوتاسيوم لقتل اللقاح؛ طريقة مشابهة لطريقة توسان. كانت التجربة الترويجية ناجحة وساعدت باستور على بيع منتجاته وحصد الفوائد والمجد.[33]

غالبًا ما تُذكر تجارب باستور بتعارضها مع الأخلاقيات الطبية، خاصةً عند الحديث عن واقعة تطعيم الطفل مايستر. لم يملك باستور أي خبرة في الممارسة الطبية، ولا رخصة طبية؛ حقائق هددت غالبًا سمعته المهنية والشخصية. رفض شريكه الأقرب إميل رو، الحاصل على مؤهلات طبية، المشاركة في التجربة السريرية، لأنه رآها مجحفةً على الأرجح. على أي حال، طعّم باستور الطفل تحت مراقبة دقيقة من الأطباء الممارسين جاك جوزيف غرينشر، رئيس عيادة الأطفال في مستشفى الأطفال في باريس، وألفريد فولبيان، عضو لجنة داء الكلب. لم يُسمح له بحمل الحقنة، مع أن التطعيم جرى بالكامل تحت إشرافه؛ تولى غرينشر مسؤولية الحقن، ودافع عن باستور أمام الأكاديمية الوطنية الفرنسية للطب في هذه القضية.[34][35][36]

تعرض باستور لانتقادات بسبب الحفاظ على سرية إجراءاته وعدم تنفيذ تجارب ما قبل سريرية مناسبة على الحيوانات. صرح باستور أنه أبقى إجراءاته سرية بهدف التحكم في جودتها. كشف لاحقًا عن إجراءاته لمجموعة صغيرة من العلماء. كتب باستور أنه نجح بتطعيم 50 كلبًا مصابًا بداء الكلب قبل استخدامه على مايستر، لكن دفاتر مختبر باستور تقول إنه لقح 11 كلبًا فقط، حسب أقوال غايسون.[37][38]

لم تظهر على مايستر أي عرض من أعراض داء الكلب، دون إثبات أن التطعيم سبب ذلك. يقدر أحد المصادر احتمال إصابة مايستر بداء الكلب بنسبة 10%.[39]