George Hirst (virolog) - George Hirst (virologist)

George K. Hirst

George Keble Hirst, M.D. (2. března 1909 - 22. ledna 1994)[1] byl Američan virolog a správce vědy, který studoval molekulární biologie a genetika z zvířecí viry, zvláště virus chřipky. Režíroval Výzkumný ústav veřejného zdraví v New Yorku (1956–1981) a byl také zakládajícím šéfredaktorem Virologie, první časopis v angličtině, na který se zaměříme viry. On je zvláště známý pro vynalézání hemaglutinační test, jednoduchá metoda pro kvantifikace virů a jeho přizpůsobení testu inhibice hemaglutinace, který měří virově specifické protilátky v séru. Byl to první, kdo to objevil viry může obsahovat enzymy a první, kdo tento virus navrhl genomy může sestávat z nespojitých segmentů. The New York Times ho popsal jako „průkopníka v molekulární virologii“.[2]

Vzdělání a kariéra

Hirst se narodil v Eau Claire, Wisconsin, USA, ale jeho rodina se brzy přestěhovala do Lewistown, Montana. Studoval na Hobart College v Ženeva V New Yorku a později v univerzita Yale, Nové nebe, Connecticut, od kterého získal první titul a lékařský titul (1933).[2][3] Pracoval v Rockefellerův institut pro lékařský výzkum v New Yorku v letech 1936–1940 pod dohledem Homer Swift a Rebecca Lancefield, a pak se přesunul do Rockefellerova nadace je Mezinárodní zdravotnická divize laboratoří v roce 1940.[2][3] Tam spojil výzkum ve spolupráci s Frank Horsfall, Edwin D. Kilbourne a další se svou vojenskou službou jako člen komise pro chřipku v epidemiologické radě ozbrojených sil.[2][4]

Po Druhá světová válka, Hirst se připojil k Výzkumný ústav veřejného zdraví v New Yorku, která byla založena v roce 1942, kde zůstal až do svého odchodu do důchodu v roce 1983. Stal se vedoucím divize infekčních nemocí a virologie a v roce 1956 uspěl L. Whittington Gorham jako ředitel ústavu působil téměř 25 let do roku 1981. Během svého působení dohlížel na jeho expanzi a přesun na nové místo na 26. ulici a první třídě.[2][3][5] Zastával také učitelskou pozici na VŠE Lékařská fakulta New York University.[6]

Výzkum

Virus chřipky, ohnisko hodně z Hirstova výzkumu

Hirstův první výzkum, ve 30. letech, byl zapnutý bakterie, počítaje v to pneumokoky a streptokoky ve spolupráci s Lancefieldem a dalšími.[7][8] V roce 1940 začal v Rockefellerově nadaci pracovat chřipkové viry – obaleno RNA viry infikování lidí, ptáků a dalších obratlovců[9] - na které se zaměřila většina jeho následného výzkumu.[3] Virus lidské chřipky byl poprvé izolován jen o několik let dříve.[10] Později Hirst také studoval další RNA viry obratlovců, včetně poliovirus, příušnice a Virus newcastleské choroby.[11][12] Ačkoli bylo prokázáno, že viry infikují zvířata v roce 1898, výzkum na zvířecí viry byl ve 40. a 50. letech mnohem méně vyspělý než ten rostlinné viry a bakteriofágy, které bylo snazší experimentálně zvládnout.[13]

Hemaglutinace

V roce 1941 Hirst objevil, že přidání částic viru chřipky do červené krvinky přiměl je aglutinát nebo držet pohromadě a vytvářet mřížku, jev zvaný hemaglutinace.[2][3] Pohodlnou metodou byla hemaglutinace diagnostikovat chřipka v laboratoři, která byla dříve prováděna kultivací viru na fretkách.[4] Hirst vyvinul tuto reakci do hemaglutinační test, což umožňuje měřit množství viru ve vzorku.[2][3] Tato technika je rychlá, přesná a pohodlná a později se ukázala být použitelná pro mnoho dalších virů.[14][15] Wolfgang Joklik zmiňuje objev hemaglutinace jako jeden z „počátků epochy ve virologii“, kde uvádí, že virus chřipky se stal „prvním savčím virem, jehož replikaci bylo možné biochemicky studovat“.[14] Ačkoli to Hirst v té době nevěděl, hemaglutinace je způsobena virem chřipky hemaglutinin (A glykoprotein na virová obálka ) vazba na kyselina sialová na povrchu červených krvinek; stejný mechanismus je ústřední pro virus chřipky vstupující do jeho hostitelské buňky.[15][16]

Inhibice hemaglutinace a očkování

Schéma viru chřipky, znázorňující hemaglutinin (HA) a neuraminidáza (NA)

Brzy si uvědomil, že hemaglutinační test lze snadno upravit pro měření hladin protilátka specifické pro kmen viru v lidském séru: jakékoli přítomné protilátky se vážou na částice viru chřipky, brání jim v zesíťování červených krvinek, a tak inhibují hemaglutinaci.[2][3][15] Tento test inhibice hemaglutinace (HIA) lze použít na mnoho dalších virů nesoucích a hemaglutinin molekula, včetně zarděnky, spalničky, příušnice, parainfluenza, adenoviry, polyomaviry a arboviry, a je stále široce používán u chřipky dohled a vakcína testování.[17][18][19][20] Hannah Hoag, psaní Přírodní medicína v roce 2013 popisuje test jako „zlatý standardní sérologický test pro typ protilátek proti chřipce u lidí a zvířat“.[20]

HIA je podle virologa „mocným epidemiologickým nástrojem“ Vincent Racaniello,[15] a Hirst prozkoumali jeho aplikaci na epidemiologické studie.[3] Byl jedním z několika vědců, kteří vyvinuli a testovali inaktivované vakcíny proti chřipce v polovině 40. let a aplikoval HIA na studium protilátkových odpovědí na očkování.[4][21][22]

Neuraminidáza a virový receptor

Chřipka neuraminidáza vázán na inhibitor

Hirst si všiml, že hemaglutinace měla v průběhu času tendenci odeznívat, a v roce 1942 zjistil, že virus chřipky má vlastní enzymatický aktivita, která může uvolnit virus z jeho připojení k červeným krvinkám.[3][23][24][25] Jednalo se o průlomový objev, protože dříve bylo hlavním rozdílem mezi viry a bakteriemi to, že virům se věřilo, že nemají enzymy.[26] Hirst prokázal, že červené krvinky, jakmile jsou jednou aglutinovány, nemohou být znovu aglutinovány, a správně odvodil, že enzym ničí receptor pro virus na červených krvinkách. Tento enzym, později označovaný jako „enzym ničící receptory“, se později ukázal jako chřipka neuraminidáza, další virový obalový glykoprotein, který působí jako a sialidáza.[3][23][24] Stejně jako hemaglutinin je i neuraminidáza nezbytná pro životní cyklus chřipky a je nutná pro opuštění viru potomstva z hostitelské buňky.[9] Neuraminidáza je cílem inhibitor neuraminidázy třída antivirotik, mezi něž patří oseltamivir (Tamiflu) a zanamivir (Relenza).[27]

Hirst následně zjistil, že virus chřipky interaguje s podobným receptorem na své cílové buňce během infekce, což poskytuje model pro zahájení virové infekce, který se ukázal jako vhodný pro všechny viry.[3][25] Během 40. a 50. let pokračoval ve zkoumání podstaty tohoto buněčného receptoru a v roce 1948 správně navrhl, že receptor může být jeden nebo více mukoproteiny.[28]

Segmentovaný genom chřipky

Počínaje koncem 40. let 20. století Hirst provedl průkopnický výzkum genetiky zvířecích virů.[2] Jeho tým stavěl na Frank Macfarlane Burnet pracuje na rekombinace u viru chřipky provedením řady experimentů, které vedly Hirsta k závěru, že v roce 1962 genom chřipky musí sestávat z několika samostatných fragmentů, „podle v té době skutečně revoluční myšlenky“, R. Walter Schlesinger a Allan Granoff.[3][25] Je známo, že chřipkové viry mají osm takových segmentů a segmentace jeho genomu usnadňuje výměnu segmentů mezi různými chřipkovými viry, což způsobuje antigenní posun což může mít za následek pandemie.[29] Segmentované genomy se nacházejí také v mnoha dalších virech.[25]

Virologie časopis

Hirst založil deník Virologie v roce 1955 společně se specialistou na bakteriofágy Salvador Luria a virolog rostlin Lindsay Black. Byl to první časopis v anglickém jazyce, který se specializoval na publikování výzkumu virů, a sjednotil základní vědecký výzkum napříč viry infikujícími všechny typy hostitelů, což je celoživotní cíl společnosti Hirst. Zakládající šéfredaktor vedl časopis po dobu 21 let až do roku 1975.[3][14][25] Na jeho odchodu do důchodu, byl chválen jeho spolueditorů:

virologická disciplína mu dluží velkou vděčnost za jasnou vizi, neutuchající smysl pro spravedlnost a nekompromisní oddanost vědecké excelence, kterou se řídil Virologie během prvních 21 let své existence. Jeho ruka u kormidla bude velmi chybět; ale definoval cíle časopisu a stanovil jeho styl.[14]

Ceny a vyznamenání

Hirst přednesl Harveyovu přednášku z roku 1948 New York Academy of Medicine na téma "Povaha hemaglutinace viry" a v roce 1961 inaugurační Pfizer Přednáška z virologie na Virologickém ústavu v Liberci Glasgow, UK, na téma „Vývoj virologie jako nezávislé vědy“.[13][25] V roce 1966 byl zvolen za člena Národní akademie věd a v roce 1975 do Americká akademie umění a věd.[2][6] V roce 1975 mu byla udělena akademická medaile Newyorské lékařské akademie „za významné příspěvky v biomedicínské vědě“.[25][30]

Charakter a osobní život

Jeho kolega Edwin Kilbourne popsal Hirsta jako „vědce vědce - virologa virologa“ s „neuvěřitelnou“ rozmanitostí odborných znalostí a „nenasytnou zvědavostí“, který s houževnatostí sledoval základní vysvětlení svých experimentálních nálezů.[25] Podle Kilbourna byl velmi soukromou osobou, která neusilovala o publicitu. Mezi jeho nevědecké činnosti patřila hudba - byl hudebníkem i muzikologem - zahradničení a oceňování přírody.[25]

Hirst si vzal Charlotte Hart v roce 1937 a pár měl čtyři syny a dceru. V důchodu se přestěhoval do Palo Alto, Kalifornie. Jeho manželka mu zemřel v roce 1990.[2]

Klíčové dokumenty

Reference

  1. ^ Záznam o smrti: George K. Hirst (zpřístupněno 21. února 2013)
  2. ^ A b C d E F G h i j k George Keble Hirst, 84 let, je mrtvý; průkopník v molekulární virologii. New York Times (26. ledna 1994) (zpřístupněno 18. února 2013)
  3. ^ A b C d E F G h i j k l m Schlesinger RW; Granoff A (1994). „George K. Hirst (1909–1994)“. Virologie. 200 (2): 327. doi:10.1006 / viro.1994.1196.
  4. ^ A b C Lékařské oddělení americké armády: Úřad pro anamnézu: Komise pro chřipku (zpřístupněno 21. února 2013)
  5. ^ Výzkumný ústav veřejného zdraví: Historie PHRI (zpřístupněno 18. února 2013)
  6. ^ A b Americká akademie umění a věd: Členové akademie: 1780 – dosud: H (zpřístupněno 18. ledna 2013)
  7. ^ Yale University Library Citlivost hostitele na produkty pneumokoků ... (zpřístupněno 18. ledna 2013)
  8. ^ McCarty M. Národní akademie věd: Rebecca Craighill Lancefield 1895—1981: Životopisná vzpomínka Maclyna McCartyho (zpřístupněno 18. ledna 2013)
  9. ^ A b Hayden & Palese, str. 891–892
  10. ^ Americká společnost pro virologii: Viry: Od struktury k biologii: idiosynkratický a neúplný seznam citující některé zajímavosti v historii strukturní virologie zasazené do kontextu historie virologie a dalších historických momentů (zpřístupněno 20. února 2013)
  11. ^ Hirst GK. (1962) Genetická rekombinace s virem newcastleské choroby, polioviry a chřipkou. Cold Spring Harbor Symposia o kvantitativní biologii 27: 303–309 (pdf )
  12. ^ Hirst GK. (1950) Ničení receptorů viry skupiny příušnic – NDV – chřipky. Journal of Experimental Medicine 91: 161–175 (pdf )otevřený přístup
  13. ^ A b Hirst GK. (1962) Vývoj virologie jako nezávislé vědy. British Medical Journal 26. května: 1431–1437 (pdf )
  14. ^ A b C d Joklik WK. (1999) Když dva jsou lepší než jeden: Myšlenky na tři desetiletí interakce mezi Virologie a Journal of Virology. J Virol 73: 3520–3523 (text )
  15. ^ A b C d Racaniello V. Stanovení inhibice hemaglutinace chřipky (27. května 2009) (zpřístupněno 19. února 2013)
  16. ^ White JM, Hoffman LR, Arevalo JH a kol. (1997), "Připojení a vstup viru chřipky do hostitelských buněk. Stěžejní role hemaglutininu", Chiu W, Burnett RM, Garcea RL (eds.), Strukturní biologie virů„Oxford University Press, s. 80–104
  17. ^ Přízrak et al, str. 259
  18. ^ Centrum pro spolupráci v oblasti dozoru, epidemiologie a kontroly chřipky WHO: Souprava reagencií na chřipku WHO pro identifikaci chřipkových izolátů v letech 2011–2012 (zpřístupněno 21. února 2013)
  19. ^ Katz JM, Hancock K, Xu X (2011). „Sérologické testy pro sledování chřipky, diagnostiku a hodnocení vakcín“. Odborná recenze protiinfekční terapie. 9 (6): 669–683. doi:10.1586 / eri.11.51. PMID  21692672. S2CID  207218490.
  20. ^ A b Hoag H. (2013) Univerzální problém. Přírodní medicína 19: 12–14 (text )
  21. ^ Oldstone, str. 26
  22. ^ Francis T, Jr. (1953) Očkování proti chřipce. Bulletin Světové zdravotnické organizace 8: 725–741 (pdf )
  23. ^ A b Colman PM. (1994) Chřipkový virus neuraminidáza: Struktura, protilátky a inhibitory. Věda o bílkovinách 3: 1687–1696 (pdf )
  24. ^ A b Laver G. „Povrchové glykoproteiny chřipkového viru, hemaglutinin a neuraminidáza: osobní účet“ v Chřipka (CW Potter, ed.), Str. 31 (Perspektivy v lékařské virologii série) (Elsevier; 2002) (ISBN  978-0-444-50627-6)
  25. ^ A b C d E F G h i Kilbourne ED. (1975) Předání akademické medaile George K.Hirstovi, M.D. Bulletin New York Academy of Medicine 51: 1133–1136 (pdf )
  26. ^ Gottschalk A, Bharghava AS. "Neuraminidázy" v Enzymy, Sv. 5 (PD Boyer, ed.), S. 322–333 (Academic Press; 1971) (ISBN  978-0-12-122705-0)
  27. ^ Jefferson T, Jones M, Doshi P, Del Mar C. (2009) Inhibitory neuraminidázy pro prevenci a léčbu chřipky u zdravých dospělých: systematický přehled a metaanalýza. BMJ 339: b5106 (pdf )
  28. ^ Nicholls JM, Lai J, Garcia JM. "Zkoumání interakce mezi chřipkou a kyselinou sialovou: vytvoření a přerušení spojení" v Sialidáza viru chřipky - cíl objevu drog (M von Itzstein, ed.) (Milníky v protidrogové terapii série), str. 32 (Springer; 2012) (ISBN  978-3-7643-8927-7)
  29. ^ DeFranco et al., s. 258
  30. ^ New York Academy of Medicine: Anniversary Discourse & Awards Archivováno 19. února 2011, v Wayback Machine (zpřístupněno 21. února 2013)

Zdroje

  • DeFranco A, Locksley R, Robertson M. Imunita: Imunitní odpověď na infekční a zánětlivá onemocnění (New Science Press; 2007) (ISBN  0199206147)
  • Hayden FG, Palese P. "Virus chřipky" v Klinická virologie (2. vydání) (Richman DD, Whitley RJ, Hayden FG, eds) (ASM Press; 2002) (ISBN  1555812260)
  • Oldstone MBA. Viry, rány a historie: minulost, současnost a budoucnost (Oxford University Press; 2009) (ISBN  0195327314)
  • Spectre S, Hodinka RL, Wiedbrauk DL, Young SA. "Diagnóza virových infekcí" v Klinická virologie (2. vydání) [Op. cit.]