アルバート・シャッツ（科学者）

アルバート・シャッツ
アルバート・シャッツ
生まれる	アルバート・イスラエル・シャッツ ( 1920-02-02 )1920年2月2日 コネチカット州ノーウィッチ
死亡	2005年1月17日(2005-01-17)（享年84歳） フィラデルフィア、米国
母校	ラトガース大学
知られている	ストレプトマイシンの発見者 発見の功績を剥奪され、米国の法律変更につながる
配偶者たち）	ヴィヴィアン・シャッツ（旧姓ローゼンフェルド、1945年結婚）
子供たち	リンダ・シャッツ ダイアン・クライン
受賞歴	1994年 ラトガース大学メダル
科学者としてのキャリア
フィールド	微生物学 科学教育
機関	ブルックリン大学 ドイルズタウン国立農業大学 チリ大学 セントルイス ・ワシントン大学 テンプル大学
著者略称（植物学）	A.シャッツ

アルバート・イスラエル・シャッツ（1920年2月2日 - 2005年1月17日）は、結核の治療に効果があることが知られる最初の抗生物質であるストレプトマイシン[1]を発見したアメリカの微生物学者、学者^である。 [ ^2]彼は1942年にラトガース大学を卒業し、土壌微生物学の学士号を取得し、1945年に同大学から博士号を取得した。彼の博士研究はストレプトマイシンの発見に直接つながった。

農家の家に生まれたシャッツは、家業を継ぐために土壌科学の潜在的応用を研究しようと考えた。1942年にラトガース大学で首席の成績を収め、すぐに当時土壌微生物学科長だったセルマン・ワックスマンの下で働いたが、第二次世界大戦でアメリカ陸軍に徴兵された。背中の怪我で除隊となった後、1943年に博士課程の学生としてワックスマンのもとに復帰した。恐ろしい結核菌（Mycobacterium tuberculosis ）を使用していたため、他の研究者とは隔離して研究していたシャッツは、結核菌やその他の細菌に対して安全かつ効果的であることが証明された新しい抗生物質を発見し、「ストレプトマイシン」と名付けた。1947年には別の抗生物質アルボマイシンの発見にも貢献した。

ストレプトマイシンの発見は、商業生産によるロイヤリティとノーベル賞をめぐる論争を巻き起こした。シャッツは知らなかったが、ワクスマンは金銭的利益は自分とラトガース研究基金財団のみに帰属すると主張していた。訴訟によりシャッツはロイヤリティの 3% を受け取ることになり、共同発見者として法的に認められた。その後、1952 年のノーベル生理学・医学賞は「ストレプトマイシンの発見」に対してワクスマンのみに授与されたが、^[3]ランセット誌はこれを「シャッツの貢献を認めなかったことは大きな誤り」と評した。^[4]善意の行為として、シャッツは 1994 年にラトガース大学メダルを授与された。

シャッツは米国コネチカット州ノーウィッチで生まれ、ニュージャージー州パセーイクの学校に通った。彼の両親、ロシア系ユダヤ人移民の父ジュリアス・シャッツとイギリス人の母レイ・シャッツは農業を営んでいた。彼は1932年にニュージャージー州ラトガース州立大学農学部に入学した。彼は1942年に土壌科学の理学士号をクラスのトップで優秀な成績で取得した。^[5] 5月に結果を受け取った日、^[6]彼はラトガース大学土壌微生物学科長セルマン・ワクスマンの大学院助手になった。ワクスマンは1937年以来、普通の土壌で微生物が生成する新しい抗生物質化合物を探す研究プログラムを指揮しており、彼のチームは1940年から1952年の間に10種類以上のそのような化学物質を発見した。同級生のドリス・ラルストンはシャッツを「貧困に苦しむが、燃えるような情熱で研究する優秀な学生」と評した。^[5]

シャッツは当初、ワクスマンが開発した抗生物質、アクチノマイシン、クラバシン、ストレプトトリシンの研究に取り組んだ。彼はすぐに、これらの化合物は動物に対して毒性が強すぎて、人間には実用的ではないことを知った。 ^[6] 5か月間働いた後、彼は第二次世界大戦中の1942年12月にアメリカ陸軍に徴兵された。微生物学のバックグラウンドを持つ彼は、フロリダの陸軍病院に駐留する空軍医療分遣隊に細菌学者として配属された。 ^[7]彼は背中の負傷のため1943年6月15日に除隊した。^[5]

製薬会社で働くか博士号取得を目指すかという選択肢があったが、シャッツは後者を選んだ。彼はワクスマンの研究室に戻り、1945年に「アクチノマイセス・グリセウスが産生する抗生物質ストレプトマイシン」という論文で博士号を取得した。 ^[6]彼の博士号取得のための研究は、結核に有効な最初の抗生物質ストレプトマイシンの発見につながった。^[8]

1946年にラトガース大学を去った後、シャッツはブルックリン大学とペンシルベニア州ドイルズタウンの国立農業大学で働いた。シャッツのその後の研究の多くは、1953年から歯科に関するものであった。フィラデルフィア総合病院の微生物学部門の主任として働いていたとき、シャッツと叔父のジョセフ・J・マーティンはペンシルベニア大学医学大学院で虫歯の原因に関する理論を開発した。彼らが「タンパク質分解キレート化理論」と名付けた理論は、1955年のシャッツの独自の研究に根ざしていた。^[7]理論の完全な枠組みは1962年に発表された。^[9]

シャッツは1962年から1965年までチリ大学化学・薬学部の最優秀教授となり^[10] 、その後1965年から1969年までセントルイス・ワシントン大学で教育学の教授、 1969年から1980年までテンプル大学で科学教育の教授を務めた^{[2] [11] [12]。チリでは}飲料水のフッ化物添加の影響について研究を続けた^[7]。

1943年にワクスマンの研究室に戻ったシャッツは、他のペニシリン耐性疾患の原因となるグラム陰性菌に有効な抗生物質の探索を引き受けることを申し出た。当時はグラム陰性菌による感染症の治療に使える抗生物質は存在せず、唯一有効な化合物であるストレプトトリシンは白血球に対する毒性は低いものの、臨床応用するには毒性が強すぎて効果が弱すぎると考えられていた。^{[13] [14]}当時、メイヨー・クリニックのウィリアム・ヒュー・フェルドマンはワクスマンに結核と戦う抗生物質を探すよう提案していた。しかしワクスマンは、結核の原因病原体である結核菌のような致死的な細菌を扱うことを恐れていたため、そのつもりはなかった。これを知ったシャッツは、結核薬の研究を引き受けるよう強く主張し、ワクスマンも同意した。フェルドマンは彼に、当時入手可能なヒト結核菌株の中で最も毒性の強いH-37を与えた。^[6]

ワクスマンはシャッツが一人で研究し、研究室の地下室に隔離されたままでいるようにし、細菌サンプルを地下室から決して持ち出さないように命じた。3か月半以内に、シャッツは、結核菌や数種類のグラム陰性菌の増殖を止める分泌物を持つ放線菌目に属する2つの関連菌株（ストレプトマイセス・グリセウス）を特定した。 ^[5] 1つの株は健康な鶏の咽頭スワブから採取されたもので、もう1つは肥料を大量に施した畑の土から採取されたものである。彼は研究を振り返って次のように述べている。

その間、私は研究室の木製のベンチで寝ていました。蒸留しているフラスコに赤いマーカーペンで水平線を引いていました。液体が赤い線まで煮詰まったときに私が眠っていると、夜警が私を起こして液体を足しました。配給制が施行されていた第二次世界大戦中のことでした。そのため、リサイクルが正当化されるほど大量に使用した有機溶媒をリサイクルしました。フェルドマンに毒性と生体内試験をできるだけ早く行ってもらいたかったため、またワクスマンが私を手伝う人を誰も割り当てなかったため、私はストレプトマイシンを製造するために昼夜を問わず働きました。^[6]

10月19日の午後、シャッツは、結核菌が放線菌抽出物によって殺されたことに気づき、その抽出物を、その起源の学名と、1942年にワクスマンとH・ボイド・ウッドラフが発見した以前の抗生物質ストレプトトリシンにちなんで「ストレプトマイシン」と名付けた^[6]。[15]実験に使用された鶏の細菌は、別の研究者ドリス・ジョーンズが提供し、エリザベス・ブギーが抗菌試験を行った。^{[16]シャッツ、ブギー、ワクスマンは、この発見を}Experimental Biology and Medicine誌に報告し、1944年1月1日に出版された。^[17]新しい化合物は、グラム陰性菌とグラム陽性菌の両方、およびグラム陰性菌でもグラム陽性菌でもないヒトの結核菌株^{[18] [14]に効果があった。 [19]}彼らの結論は、次の通りである。

ストレプトマイシンはストレプトトリシンと同様に強い殺菌作用を持ち、予備実験では、動物に対する毒性の低さと生体内活性の点でも両物質は同等であることが示唆されている。ストレプトマイシンのさまざまな化学的、生物学的特性は、この化合物がストレプトトリシンと密接に関連していることを示す傾向がある。抗菌作用の性質がストレプトトリシンと異なるという事実は、密接に関連しているが同じタイプの分子ではないことを示している可能性がある。^[17]

シャッツは研究室の同僚とともに、マウスの実験的結核に対するストレプトマイシンの生体内有効性を1944年8月4日に発表した。 ^[20]彼とワクスマンは1944年11月1日に結核菌の様々な株と他の関連病原体に対するストレプトマイシンの有効性を報告し、 ^[21]翌年にはストレプトマイシンと関連抗生物質の製造に関する一連の論文を発表した。^{[22] [23] [24]} 1946年、彼らは特定の放線菌種のみがストレプトマイシンを生産することを突き止めた。^[25]

フェルドマンと彼のチームは1944年後半にメイヨー・クリニックで最初の臨床試験と毒性試験を実施し、1945年に報告した。^[26]最初に治療を受けたのは、進行した肺結核を患っていた21歳の少女で、1944年11月20日にストレプトマイシンを投与された。^{[27] 1946年までに、}メルク社のプロジェクトの下で英国と米国で行われた実験により、ストレプトマイシンが結核、腺ペスト、コレラ、腸チフス、その他のペニシリン耐性疾患に有効であることが証明された。^{[28] [29] [30]}臨床試験で使用された元のサンプルはすべてシャッツが単独で準備した。^[31]

ワクスマンは、米国特許法が天然物を禁止しており、シャッツ法には特に目新しい点がないため、ストレプトマイシンの特許取得は難しいだろうとわかっていた。^[32]アクチノマイシンとストレプトトリシンの特許取得を支援してくれたメルク社の弁護士の助けを借りて、ワクスマンは、この新しい化合物は細菌中の天然化合物とは化学的に異なると主張した。これにより特許当局は納得した。^{[31] [33]}

1946年5月1日の特許契約では、シャッツとワクスマンの両者は、ストレプトマイシン製造方法の発明者としての表彰として象徴的な1ドルを受け取ることに同意し、受益者は個人ではなくラトガース大学となった。^[6]シャッツは、ストレプトマイシンを可能な限り容易かつ安価に利用できるようにすることに同意し、財団もこの発見から利益を得ないことも理解していた。ワクスマンの要請により、シャッツは米国のストレプトマイシン特許の使用料を受け取る権利をラトガース研究基金財団に譲渡し、後に外国の権利も譲渡した。^[5]米国特許庁は、 1948年9月21日にシャッツとワクスマンに「ストレプトマイシンおよび調製方法の改良」と題する米国特許2,449,866を付与した。^[6]メルクは商業生産の独占権を取得することとなった。^[32]シャッツはストレプトマイシン発見の論文の筆頭著者であり、バギーは副著者であった。バギーはワクスマンの「すぐに結婚するだろう」という印象により特許から除外された。^[16]数年後、バギーは娘たちに「女性解放運動が起こっていたら、私の名前が特許に載っていただろう」と語った。^[34]

シャッツは、ワクスマンが発見における自分の役割を軽視し、功績を独り占めしようとしていると感じ始めた。1949年、ワクスマンは公の声明に反して、その時点で35万ドル（インフレ調整後448万2000ドル）に達していた特許使用料の20％を財団に、80％をラトガース財団に支払うという私的な契約を結んでいたことが公表された。1950年3月、シャッツはワクスマンと財団を相手取り、特許使用料の一部とストレプトマイシン発見における役割の認識を求めて訴訟を起こした。^[5]ブギーはシャッツの発見を支持したが、特許使用料問題には関与しなかった。^[18]ワクスマンは金銭的利益を受け取ったことを否定した。 1950年12月29日の裁判の後、ニュージャージー州上級裁判所はシャッツに有利な判決を下し、「[シャッツ]はセルマン・A・ワクスマン博士とともにストレプトマイシンの共同発見者として法的にも科学的にも認められる資格がある」と結論付けた。^[6]

法廷外の和解により、シャッツは外国特許権の12万ドルとロイヤリティの3%、つまり数年間で年間約1万5千ドルを受け取ることになった。^[35]ワクスマンは10%、7%はワクスマンの研究室の従業員全員に均等に分配された。ラトガースは80%のシェアでワクスマン微生物学研究所を設立した。^[18]シャッツは二度とトップレベルの微生物学研究室で仕事を見つけることはできなかった。^[5]

1952年10月、ワクスマンは「結核に効く最初の抗生物質であるストレプトマイシンの発見」により、 1952年のノーベル生理学・医学賞の唯一の受賞者として発表された。 ^[3] 1952年12月12日、ストックホルムでの授賞式で、プレゼンターのアルヴィド・ウォルグレンがノーベル委員会に述べた声明は、「セルマン・ワクスマン、カロリン医学研究所は、ストレプトマイシンの発見につながった土壌微生物に関する独創的かつ体系的で成功した研究に対して、あなたに今年のノーベル生理学・医学賞を授与します」であり、元の発表では「ストレプトマイシンの発見」とされていた^[5]が、公式の表彰状は「彼の発見」と具体的に記されていた。^[3] ストレプトマイシンの発見に関する記述の中で、ワクスマンはシャッツについて一度も言及していない。フェルドマンがストレプトマイシンの最初の臨床試験を行ったとき、彼はその新薬がシャッツによって発見されたことを知らなかった。そして、ずっと後になってから（1960年代）、彼がチリでシャッツと会って、会話の中でその話が持ち上がった。^[6]

1980年代、シェフィールド大学のミルトン・ウェインライトは、1990年に出版した抗生物質に関する著書『奇跡の治療法』のためにラトガース大学の教員にインタビューし、シャッツについて質問したところ、興味を持った教授が自ら調査し、シャッツと話をした。カール・マラモロッシュやダグラス・エヴリーを含む教授グループは、シャッツが不当な扱いを受けたと確信し、シャッツの更生を求めてロビー活動を始めた。その結果、ラトガース大学は、同大学最高の栄誉である1994年ラトガース大学メダルをシャッツに授与した。^[5]

2005年、ランセット誌は「ノーベル委員会はシャッツの貢献を認めなかったことで大きな間違いを犯した」と評した。^[4]

ストレプトマイシンの発見に続いてグリセインの発見があった。ドナルド・M・レイノルズ、シャッツ、ワクスマンが1947年にこの発見を報告した。^[36]この新しい抗生物質は、ストレプトマイシンを産生する同じ細菌から単離された。ストレプトマイシンやストレプトトリシンほど強力ではなかったが、毒性は低く、グラム陰性菌とグラム陽性菌のほとんどに対して有効であった。^[37]他の細菌から他の関連化合物が発見されたとき、グリセインはより特異的な化合物であるアルボマイシンのメンバーであると考えられた。^[38]これらの化合物は、細胞内で分子標的として機能する能力があるため、後に「トロイの木馬」抗生物質と呼ばれるようになった。^{[39] [40]}

1945年以来、米国は虫歯予防のために水道水のフッ素化を推奨してきた。^[41]叔父のマーティンの支援を受けて、シャッツは1950年代半ばから虫歯の原因を調査した。^[42]調査を始めたとき、実験的証拠もないまま、虫歯の原因は口内の酸性度であると暗黙のうちに想定されていたことに驚いた。^[7]当時知られていた酸理論では、水素イオン（pHを決定する）が歯の健康にとって重要な要因であるとされていた。しかし、彼の実験では、虫歯は酸性度やアルカリ性度に関係なく発生することが示された。^[42] 1962年、彼と叔父は虫歯の新しい説明として「タンパク質分解キレート化理論」を提唱した。^[9]（彼は後に、1954年の元の理論を「キレート化理論」と呼んだ。^[10]この理論は、酸による脱灰よりも生化学反応を重視していた。この理論によれば、虫歯は、糖、脂質、クエン酸塩などの有機化合物（キレート剤）の存在下で細菌が歯の空洞に侵入し、歯のタンパク質（ケラチン）を分解（タンパク質分解）することで発症し、このプロセスは環境のpHとは無関係である。^[7]

彼はまた、フッ化物が組織に及ぼす生化学的影響についての理解に基づき、飲料水のフッ化物添加に反対するようになった。 ^[11]彼は公衆衛生プログラムによる飲料水のフッ化物添加に異議を唱えた。1967年に「チリにおける飲料水の人工フッ化物添加による死亡率の上昇は、他のラテンアメリカ諸国および米国にも影響を及ぼす」と報告し、^{[43] [44]}さらに、チリでは、飲料水のフッ化物添加は虫歯予防に失敗しただけでなく、癌の増加を引き起こし、栄養失調の人々の死亡率増加につながったと主張した。^[45]彼はまた、1966年に発表された、チリのクリコ州における飲料水のフッ化物添加の利点を示した科学論文を批判し、^[46]データが不完全であると主張した。 1978年、アトランタにある米国保健省疾病管理センターは、シャッツのデータは不適切に分析されており、水道水のフッ素化と癌および死亡率との真の関係を示していないという公式声明を発表し、「虫歯予防を目的とした水道水のフッ素化は、癌の原因となるような危険をもたらさない」という結論を出した。 ^[7] 1992年、彼はニュージーランド医学ジャーナルで偏見と無名のジャーナルへの掲載について厳しく批判された。 [ 47 ^]彼は、その論文は正当なジャーナルに掲載されたもので^{[7] 、批評家は}日本大学歯学部ジャーナルでの別の論文を見落としていると主張して反論した。 ^[48]

シャッツが土壌微生物学に興味を持ったのは、両親の跡を継いで農業を営もうと思ったことがきっかけだった。大恐慌時代に当局が労働者を暴行するのを見て、シャッツは生涯にわたって社会主義と人道主義を貫いた。 1945年3月にニュージャージー女子大学の学生だったヴィヴィアン・ローゼンフェルドと結婚し、リンダとダイアンという2人の娘をもうけた。^{[5] [11]}

シャッツはブラジル、ペルー、チリ、ドミニカ共和国から名誉学位を授与された。1994年、ストレプトマイシン発見50周年に、ラトガース大学メダルを授与された。ニューヨークタイムズ紙は、シャッツとワクスマンの1948年のストレプトマイシン特許を20世紀のトップ10の発見に挙げた。大学はシャッツの地下研究室を博物館にし、大学で行われた彼と他の抗生物質の発見を記録している。^[12]

ストレプトマイシン論争の結果、米国では大学院生が貢献に対して正当な評価と報酬を得られるよう保証することを目的とした規制が可決された。^[11]アルバート・シャッツのアーカイブはテンプル大学図書館に寄贈された。

• ノーベル賞をめぐる論争

•  Kingston W (2004 年 7月)。「ストレプトマイシン、Schatz v. Waksman、および発見のクレジットのバランス」。J Hist Med Allied Sci。59 ( 3): 441– 62。doi : 10.1093/jhmas/jrh091。PMID 15270337。S2CID  27465970。
• Wainwright M (2005 年 4 月)。「ウィリアム キングストンの「ストレプトマイシン、シャッツ対ワクスマン、そして発見の功績のバランス」への返答」". J Hist Med Allied Sci . 60 (2): 218– 20, discussion 221. doi :10.1093/jhmas/jri024. PMID  15737959. S2CID  6423566.
• ピーター・プリングル（2013年7月16日）。『実験11：奇跡の薬の発見の背後にある暗い秘密』ブルームズベリーUSA。ISBN 978-1-62040-198-9. 2013年8月18日閲覧。
• インゲ・アウアーバッハー (2006 年 3 月 9 日)。シャッツ博士を見つける。アイユニバース。ISBN 978-0-595-82368-0. 2013年8月18日閲覧。
• ミルトン・ウェインライト (1990)。『奇跡の治療法：ペニシリンと抗生物質の黄金時代』バジル・ブラックウェル。ISBN 978-0-631-16492-0. 2013年8月18日閲覧。

• ペンシルバニア大学のプロフィールと文書
• ブリタニカのプロフィール