Louis Pasteur

Louis Pasteur tímárcsaládból származott, apja Jean-Joseph Pasteur is tímár volt. A kelet-franciaországbeli Dole kisvárosában született 1822. december 27-én, szülei öt gyermeke közül a harmadikként. A család több költözése után Arbois-ban nőtt fel, itt járt gimnáziumba is. Az iskolában sokáig csak művészi tehetségével tűnt ki, az 1837/38-es tanévben azonban több iskolai díjat elnyert és azt javasolták neki, hogy a legjobb francia pedagógusképzőben, a párizsi École normale supérieure-ön tanuljon tovább. Első kísérlete erős honvágya miatt kudarcba fulladt. 1840-ben humán profilú érettségit (baccalauréat) tett, két évvel később pedig megismételte, ezúttal a matematikára koncentrálva (kémiajegye: „közepes”). Felvették az École normale-ba, de elutasította a felvételt, mert nem volt elégedett a helyezésével (15. lett a 22 jelölt közül). Még egy évi felkészülést követően a negyedik helyet érte el.

Az elkövetkező öt évben Pasteur az École normale-ban fizikát és kémiát tanult, különösen a krisztallográfiába vetette bele magát. 1846-ban Párizsban letette a fizikai agrégation-t (állami vizsga a felsőoktatási tanári pályára). Diplomájával együtt kinevezték a tournon-i líceum tanárává, amit visszautasított és inkább az egyetemen maradt Antoine-Jérôme Balard asszisztenseként (préparateur). 1847-ben két doktori értekezést nyújtott be: egy fizikait (A polarizált fény forgatási képességének vizsgálata folyadékokban; a folyadékok forgatási képességének alkalmazása különböző kémiai problémák megoldására) és egy kémiait (Az arzénsav telítési kapacitásának vizsgálata; a kálium, nátrium és az ammónium arzénsavas sóinak vizsgálata), amelyek alapján a megszerezte a tudományok doktora fokozatot.

1848 végén rövid ideig a dijoni líceumban tanított fizikát, majd 1849 januárjától a Strasbourgi Egyetem kémia tanszékének adjunktusa (professeur suppléant) lett. Három évvel később címzetes professzorrá léptették elő. Strasbourgban beleszeretett Marie Laurent-ba, a strasbourgi Académie (regionális oktatási hatóság) rektorának lányába. 1849. május 29-én összeházasodtak. Öt gyermekük született, közülük azonban hárman fiatalon meghaltak. 1853-ra jelentős tudományos hírnevet szerzett, a Gyógyszerészeti Társaság (Société de Pharmacie) 1500 frank díjat ítélt meg neki és megkapta a Becsületrendet. 1854-ben kinevezték a Lille-i Egyetem újonnan alapított természettudományi karának kémiaprofesszorává és dékánjává. Pasteur itt a helyi ipar érdekeit szolgáló, erősen alkalmazásorientált kutatást szorgalmazta; emellett támogatta azt a császári rendelettel bevezetett újítást, amely a természettudományokat tanuló hallgatók laboratóriumi képzésére irányult.

1857-ben, 34 éves korában Pasteurt kinevezték a párizsi École normale tudományos igazgatójának és adminisztrátorának (ami megfelel a gazdasági vezető kancellári tisztségnek). Megnövelte a diplomás laborasszisztensek számát, de ugyanakkor a szerződésük időtartamát hét-nyolc évről két évre csökkentette, hogy a hallgatókat a doktori fokozat megszerzésére ösztönözze. Megalapította az Annales scientifiques de l’École Normale Supérieure folyóiratot, amely az egyetem kutatási eredményeinek fórumaként szolgált. A folyóiratot 1871-ig személyesen szerkesztette. Pasteur vezetése alatt az École normale hírneve jelentősen gyarapodott. Míg korábban évente 50–70-en jelentkeztek a 15 tanulmányi helyre, végül már 200–230 jelentkező is pályázott. Először fordult elő - és nagy feltűnést keltett - hogy voltak olyan jelentkezők, akiket egyidejűleg az École polytechnique-ba is felvettek, de mégis az École normale mellett döntöttek.

Bár az École normale-ban betöltött két pozíciója nem írta elő a kutatási tevékenységet, Pasteur két tetőtéri szobában laboratóriumot alakított ki, ahol folytatta Lille-ben megkezdett fermentációs tanulmányait. III. Napóleon császárral való ismeretsége lehetővé tette, hogy tevékenységét egyre inkább a kutatásra összpontosítsa. 1862-ben a Tudományos Akadémia tagjává választották. 1865-ben a kormány kérésére elkezdte a selyemhernyók betegségeit tanulmányozni, ami idejének nagy részét lekötötte és 1870-ig minden nyarat egy dél-franciaországi terepi laboratóriumban töltött. Az egyetemen Pasteur felelt a hallgatók fegyelmezéséért is, ami jelentős munkaterhelést jelentett számára és az 1867-ben kitört diáklázadásokat követően felmondott az École normale-ban. Új munkahelye a Sorbonne kémia tanszéke volt, ahol egykori tanára, Antoine-Jérôme Balard utódja lett.

1868-ban részt vett az École pratique des hautes études (EPHE), egy kutatásorientált posztgraduális főiskola alapításában, ahol a II. szekción (fizika és kémia) belül a fiziológiai kémia laboratóriumának vezetését vette át. A császár támogatásának köszönhetően engedélyt kapott egy új laboratórium építésére, amely azonban a porosz-francia háború miatt késedelmet szenvedett. Pasteur a háborút szülőföldjén, a Jura-hegységben töltötte, ahol a sörgyártást tanulmányozta; azt az iparágat, amelyben véleménye szerint Németország túlszárnyalta hazáját. 1872-ben visszatért Párizsba (ahol kikiáltották a harmadik köztársaságot és a politikai viszonyok alaposan megváltoztak), kérte hogy mentesítsék minden oktatási kötelezettsége alól és érvényesítette a császár által neki ígért 12 ezer frankos életjáradékot. A következő öt évet azzal töltötte, hogy befejezze kutatásait: a fermentációról, a sörről, a selyemhernyók betegségeiről és az élet spontán keletkezéséről.

1876-ban az 54 éves vegyész új kutatási területre váltott, a háziállatok és ember fertőző betegségeit kezdte tanulmányozni. Szinte teljesen kívülállóként kezdte el kutatni a lépfenét, amely ellen kifejlesztett egy oltóanyagot. Ennek gyártására építettek egy laboratóriumot - így indult meg az oltóanyaggyártás. Pasteur ezután a veszettség elleni vakcinát kezdte fejleszteni, amihez megkapta a Párizs melletti saint-cloud-i kastély istállóit (maga a kastély a porosz háborúban leégett). A francia állam is jelentős összegekkel támogatta, időnként Pasteur kapta meg a teljes francia kutatási kiadások tíz százalékát.

Tanítványaival és munkatársaival szemben Pasteur autoriter módon viselkedett és azt tartották róla, hogy teljesen híján van a humorérzéknek. Laboratóriumát családfőként vezette és ügyelt arra, hogy alkalmazottai rokonságban álljanak. Bár fiatalkorában rövid ideig részt vett az 1848-as februári forradalomban, később politikai álláspontja konzervatívra, sőt reakciósra változott. Üdvözölte III. Napóleon 1851-es puccsát és szoros kapcsolatot ápolt a császárral, még lemondását követően sem titkolta, mennyire lekötelezettjének érzi magát. 1875-ben Pasteur a konzervatívok színeiben indult a szenátusi választásokon szülővárosa, Arbois képviselőválasztásán, de nagyon kevés szavazatot kapott, mert bonapartistának tartották. Ezen politikai kitérőjétől eltekintve Pasteur kizárólag a tudománynak élt, nem volt hobbija; párizsi évei alatt ritkán hagyta el a Quartier Latin-t, ahol a számára fontos tudományos intézmények voltak.

Pasteur lelkes francia hazafi volt. A porosz-francia háború alatt egy levelezőtársának azt írta, hogy ezentúl minden művét Gyűlöljük Poroszországot! Bosszút! Bosszút! mottóval fogja ellátni. 1870-ben visszaadta a Bonni Egyetem tiszteletbeli doktori címét. Leghevesebb szócsatáit, amelyeket mindkét oldalon erős nacionalista felhangok kísértek, német tudósokkal – köztük Justus Liebiggel és Robert Kochhal – vívta. Halála előtt nem sokkal visszautasította a porosz Pour le Mérite kitüntetést.

Tudományos teljesítményét számos hazai és nemzetközi díjjal ismerték el, köztük a Becsületrend nagykeresztjével. 1882-ben a francia állam 25 ezer frankra emelte életjáradékát, amelyet feleségére és gyermekeire hagyhatott (az összeg egy egyetemi professzor fizetésének kétszeresének felelt meg). Ugyanebben az évben Pasteurt az Académie française "halhatatlanjai" (tagjai) közé választották. A veszettség elleni oltás kifejlesztése után számos adományban részesült. A Pasteur Intézet építésekor mintegy kétmillió frank összegű adomány gyűlt össze. Az intézetet 1888 novemberében, Pasteur 65. születésnapján avatták fel. Ekkorra azonban több agyvérzést követően egészségi állapota annyira megromlott, hogy már nem tudott jelentős módon hozzájárulni az intézet kutatómunkájához. Halála előtt már gyakorlatilag teljesen megbénult. Testét – és később feleségéét is – a Pasteur Intézet alatti kriptában temették el.

Optikai aktivitás és kristályaszimmetria

Pasteur 1847-1857 között a szerves vegyületek (elsősorban a borkősav) kristályainak optikai aktivitását (a polarizált fény elforgatásának képességét) vizsgálta, illetve hogy az hogyan függ össze a kristályszerkezettel és kémiai összetétellel.

Frédéric de la Provostaye már 1841-ben leírta a fényt jobbra forgató borkősav-sók (tartarátok) kristályformáit. Pasteur Eilhard Mitscherlich felfedezéséből indult ki, miszerint a borkősav és a szőlősav nátrium-ammónium sói minden tulajdonságukban azonosnak tűntek, csakhogy a borkősav oldata a polarizált fény síkját jobbra forgatta, míg a szőlősav oldata optikailag inaktív maradt. Pasteurnek sikerült megcáfolnia Mitscherlich azon állítását, hogy a borkősav és a szőlősav kristályszerkezete teljesen azonos lenne. Mikroszkóp alatt sikerült két különböző kristályformát azonosítania, amelyek egymás tükörképei voltak. Fáradságos kézimunkával szétválogatta a két formát. Amikor vízben feloldotta őket, kiderült hogy ugyanolyan mértékben, de ellentétes irányba forgatják a polarizált fény síkját. A jobbra forgó forma (L-(+)-borkősav) megegyezett az addig is ismert borkősavval, a balra forgató forma (D-(−)-borkősav) azonban addig ismeretlen volt. A két anyag azonos térfogatú és koncentrációjú oldatát összekeverve az ellenkező optikai aktivitások kioltották egymást és az oldat optikailag inertnek tűnt (ún. racém elegy). Ezt a felfedezést a 25 éves Pasteur 1848. május 22-én mutatta be a Tudományos Akadémiának. 1860-ban a párizsi Kémiai Társaság (Société Chimique) előtt tartott előadásában felvetette, hogy az optikailag aktív vegyületek aszimmetrikus kristályformája az atomok aszimmetrikus elrendezésében keresendő. Hipotézise szerint egy jobbra forgó vegyületnek esetleg jobbkezes spirál vagy szabálytalan tetraéder alakja lehet. Ezáltal ő volt az első sztereokémikus, még akkor is ha a tetraéderes szénatom koncepciója Kekulének tulajdonítható.

A kutatómunka fenti összegző leírása Pasteur 1860-as előadásából származik. Laboratóriumi naplóinak tanulmányozása további részletekre derített fényt. Pasteurra nagy hatással volt kollégája, Auguste Laurent az Ecole normale-ból, aki úgy vélte, hogy a kristályok alakját a belső (molekula-) szerkezet határozza meg. Ismertek voltak továbbá az ún. „dimorfizmus” példái, olyan anyagok, amelyek kémiai összegképlete azonos, de kristályformájuk eltérő, mint például a kalcit és az aragonit esetében. Pasteur összesen nyolc különböző borkősav-sót vizsgált meg, hogy kristályosodnak-e egymással. Laurent hatására különös figyelmet fordított a kristályvíztartalomra és a kristályszerkezet minimális változásaira. Már korábban is észrevette, hogy a borkősav nátrium-ammónium sói két különböző kristályformát mutatnak, és már azelőtt szétválogatta őket, hogy optikai aktivitási tulajdonságaikkal foglalkozott volna. Így az a meggyőződése, hogy csak az optikailag aktív anyagok mutatnak aszimmetrikus kristályszerkezetet, nem kiindulópontja, hanem eredménye volt kutatásának. Pastaur később politikai okokból igyekezett elbagatellizálni Laurent hatását a munkájára, mert kollégája szimpatizált a radikálisokkal.

Pasteur a későbbiekben két másik módszert is talált a racém elegyek szétválasztására. Az első az a felismerés, hogy egy optikailag aktív bázis egy optikailag aktív sav racém elegyével diasztereomer sópárt képez, amely kristályosítással szétválasztható. A második azon alapult, hogy a mikroorganizmusok táplálékforrásként bizonyos körülmények között előnyben részesítik a racém elegy egyik formáját. 1860-ban felfedezte, hogy a Penicillium glaucum penészgomba - némi foszfát hozzáadásával - szelektíven metabolizálja a borkősav ammóniumsójának jobbkezes formáját. Később azonban kénytelen volt felülvizsgálni azt a meggyőződését, hogy az optikailag aktív vegyületeknek szükségszerűen aszimmetrikus kristályszerkezetük van, miután ezt nem tudta igazolni az amil-alkohol optikailag aktív izomerjénél.

Erjedés, rothadás és az élet spontán keletkezése

Mikor Pasteur 1854-ben Lille-be költözött, azzal az elvárással szembesült, hogy kutatásainak eredménye az iparban is használható legyen. A helyi szeszgyárban cukorrépából készítettek alkoholt és felkérték hogy próbálja meg hatékonyabbá tenni az erjedés folyamatát.

Elméleti háttér

Pasteur meg volt győződve arról, hogy az optikai aktivitás és a szerves vegyületek molekuláris aszimmetriája valamilyen módon összefügg az életfolyamatokkal; intuícióját a későbbi felfedezések sok szempontból igazolták (pl. az aminosavak és cukrok kiralitása). Elkülönítette az élő kémiai vegyületek (optikailag aktívak, aszimmetrikus kristályformákkal) és az élettelen anyagok (optikailag inaktívak, szimmetrikus kristályokkal) területét; vagyis filozófiai szempontból vitalistának mondható. Hitt egy „kozmikus aszimmetrikus erőben”, amelynek létét kísérletekkel remélte bizonyítani. Mivel az erjedés számos terméke optikailag aktív volt, feltételezte, hogy az erjedést mikroorganizmusok okozzák.

Más vegyészek, mint Jöns Jakob Berzelius vagy Justus Liebig, tagadták az élőlények szerepét az erjedés folyamatában. Különösen Liebig jelentett sok gondot Pasteurnak. „Az elmúlt 23 évben ennek az Akadémiának benyújtott minden kísérletem közvetlenül vagy közvetve arra irányult, hogy rámutasson Liebig nézeteinek pontatlanságára.” – mondta 1880. február 10-én az Akadémia előtt tartott előadásában, első vakcinájának bemutatásakor, amikor is hosszan részletezte Liebig szerinte végzetes tévedését.

Tejsavas erjedés

Pasteur a tejsavas erjedés (amelynek során a cukor tejsavvá bomlik, és savanyú sör vagy aludttej keletkezik) tanulmányozásával kezdte meg a fermentációval kapcsolatos kutatásait. Lehetséges, hogy az amil-alkohol iránti érdeklődése révén bukkant rá erre a speciális erjedési formára, mivel ez nagy mennyiségben keletkezik a folyamat során. 1857-ben a Lille-i Tudományos, Mezőgazdasági és Művészeti Társaság előtt tartott előadásában így foglalta össze eredményeit:

1. Az erjedés (fermentáció) élő mikroorganizmusok aktivitásának eredménye.
2. Minden fermentációs forma egy adott mikroorganizmusra vezethető vissza.
3. A fermentáló közeg tápanyagokat biztosít a mikroorganizmusnak.
4. A fermentáló közeg elősegítheti vagy gátolhatja a mikroorganizmus fejlődését.
5. A különböző mikroorganizmusok versengenek a közegben található tápanyagokért.
6. A fermentációt kiváltó mikroorganizmusok forrása a levegő.
7. A mikroorganizmusok izolálhatók és tisztíthatók.

Az alkoholos erjedés és a Pasteur-hatás

Pasteur sörrel, borral és ecettel kapcsolatos kutatásai két időszakra, 1857-1865 és 1871-1876 közöttre tehetők. Az alkoholos erjedés biológiai eredetét nem ő fedezte fel, mint azt néhol olvasni lehet, hanem már 1837-ben egymástól függetlenül Charles Cagniard-Latour, Theodor Schwann és Friedrich Kützing is publikált hasonló teóriát. Pasteur viszont kimutatta, hogy az alkoholos erjedés során nemcsak etanol és szén-dioxid keletkezik, hanem számos melléktermék is, például glicerin, borostyánkősav, cellulóz és zsírok. A folyamat teljes komplexitását nem lehetett egyszerű reakcióegyenlettel leírni, ami szerinte igen valószínűvé tette az élőlények részvételét.

Ennek ellenére a tudósok többsége továbbra is az abiotikus erjedés elméletét vallotta. Liebig feltételezte, hogy egy „instabil szerves anyag” feltétlenül szükséges az elindításához. Pasteur ezt az elméletet azzal cáfolta, hogy alkoholos erjedést indított el egy mesterséges, szerves nitrogéntől mentes közegben. Nádcukor oldatához ammónium-tartarátot és hamvasztott élesztőből nyert ásványi anyagokat adott, majd egy kis sörélesztővel elindította az erjedést. Ha valamelyik összetevőt kihagyta, az erjedés elmaradt.

1858-ban Moritz Traube 1860-ban pedig Marcellin Berthelot olyan elméletet javasoltak, amely kompromisszumot jelentett Pasteur és Liebig szélsőséges álláspontjai között: szerintük a fermentáció nem közvetlenül az élőlények terméke volt, hanem az élőlények által kiválasztott, de nem élő „fermentumok” (enzimek) produkálták. Liebig sokáig nem reagált, majd 1868-ban és 1869-ben két előadást tartott a témáról, amelyeket a porosz-francia háború miatt csak 1871-ben fordítottak le franciára. Utolsó előadásában Liebig elismerte, hogy az alkoholos erjedés a fent vázolt értelemben a élesztő aktivitásának köszönhető. Pasteur nem akarta teljesen kizárni a „oldható fermentumok” létezését, de még nem is akarta elfogadni, amikor a kérdés Claude Bernard hagyatékából származó publikációjában újra felmerült. Ennek ellenére a francia Liebig-követőket, mint például Edmond Frémyt, hazafiatlansággal vádolta, mert előnyben részesítették a „német tudományt”.

Sörrel kapcsolatos kutatásai során Pasteur 1861-ben elsőként fedezte fel az anyagcsere szabályozását. Felismerte, hogy oxigénhiány esetén az élesztőgombák több cukrot fogyasztanak. Ennek oka, hogy ilyenkor energiaigényüket a szénhidrátok anaerob lebontásával (glikolízis) fedezik; elegendő oxigénellátás esetén pedig a jóval hatékonyabb oxidatív foszforilációra térnek át. A jelenséget máig Pasteur-hatásnak nevezik.

Ecetsavas és vajsavas erjedés

1861-től Pasteur számos cikket publikált az „ecetsavfermentációról” (mai szemmel nézve ez nem fermentáció), amelyeket 1864-ben egy hosszú értekezésben foglalt össze. Amikor elkezdte kutatásait, az ecetsavas erjedést a vegyészek többsége abiotikus folyamatnak tekintette, ahhoz hasonlónak, mint amikor az alkoholt platina katalizátorral acetaldehiddé és ecetsavvá oxidálják. Pasteur azonban biztos volt abban, hogy az ecetsavas erjedés biológiai folyamat eredménye, és ezt bebizonyítandó megvizsgálta az ecet felületén található finom réteget, az ún. ecetanyát. Friedrich Kützing már 1837-ben felvetette az ecetanyában élő mikroorganizmusok és az ecet keletkezése közötti összefüggést. Pasteur, akárcsak az alkoholos erjedéssel kapcsolatos kísérletében, ecetet állított elő hígított alkohol, ammónium, ásványi sók és az ecetanyából származó organizmus (az akkori nomenklatúra szerint Mycoderma aceti) keverékéből. Ez a mikroorganizmus csak oxigénben gazdag környezetben, a folyadékfelszínen termelt ecetet. Pasteur kísérleti eredményeit az ecetgyártók közvetlenül tudták hasznosítani, ezáltal szabályozni tudták a termelést. Korábban néha hetekig kellett várniuk, mire az ecetanya magától megjelent.

Pasteur 1861-ben leírt egy addig ismeretlen erjedési típust, a vajsavas fermentációt. Ennek okozói mozgékony mikroorganizmusok voltak, amelyeket Pasteur ezért az állatvilághoz sorolta. Észrevette, hogy ezek az „infuzóriumok” a mikroszkóp alatt a fedőüveg szélénél elvesztették mozgékonyságukat, amit a beszivárgó légköri levegőnek tulajdonított. Amikor levegőt vezetett abba az edénybe, amelyben a reakció zajlott, az erjedést azonnal leállt, a mikroorganizmusok pedig elpusztultak. Ezzel szemben a szénsav nem gátolta a vajsavas erjedést. Pasteur ezáltal felfedezett egy anaerob szervezetet. Később ezt a megfigyelését úgy általánosította, hogy a fermentáció általában „levegő nélküli élet”. Hosszú ideig nem vette észre azt az ellentmondást, hogy az ecetsavas erjedés viszont szerinte oxigén jelenlétét feltételezte. 1872-ben azt is el kellett ismernie, hogy az alkoholos erjedés sem zajlik le teljesen oxigén nélkül, mert különben az élesztő nem tud sarjadni.

A bomlás is erjedés

1863-ban Pasteur kiterjesztette az erjedésről szerzett elméleteit a rothadásra is. Bár nem szolgált elegendő bizonyítékkal, azt állította, hogy a rothadás is mikroorganizmusok tevékenységének eredménye. Szerinte a rothadás nem más, mint a viszonylag magas kéntartalmú anyagok erjedése, és ennek a kénnek a gáz halmazállapotú vegyületekben történő felszabadulása okozza a kellemetlen szagokat.

Az élet spontán keletkezése

Pasteur erjedéssel kapcsolatos eredményei döntő jelentőségűnek bizonyultak egy olyan kérdés szempontjából, amely az ókor óta szenvedélyes vita tárgyát képezte: keletkezhet-e élet magától mindennapi körülmények között? Pasteur idejében a vita már arra a kérdésre szűkült, hogy élettelen szerves anyagokból keletkezhetnek-e mikroszkopikus méretű élőlények. 1860-tól Pasteur rövid időn belül öt tanulmányt publikált ebben a témakörben, amelyeket 1861-ben egy, a Párizsi Kémiai Társaság előtt elmondott előadásban foglalt össze.

Pasteur a következő kísérleteket végezte el:

• Cukros vízbe élesztőt tett, felforralta, majd légmentesen lezárt edénybe tette. Az elegy hetekig steril maradt. Amikor az edénybe normál (sterilizálatlan) levegős vattát tett, annak tartalma 24–36 órán belül erjedni kezdett. Pasteur ebből azt a következtetést vonta le, hogy a levegőben lévő por mikroorganizmusokat tartalmaz.
• Eugène Chevreul példáját követve hattyúnyakú palackokat készíttetett, cukros vízzel, vizelettel vagy tejjel töltötte meg őket, majd felforralta a tartalmukat. (Pasteurtól függetlenül Hermann Hoffmann is leírta ezt az eljárást 1860-ban) Bár a palackok belseje kapcsolatban maradt a levegővel, a tartalmuk steril maradt. Azokban a kontrollpalackokban, amelyek tartalmát nem forralták fel, rövid időn belül penészedés kezdődött. Amikor Pasteur letörte a hattyúnyakat, a steril palackokban is penészedés vagy erjedés indult meg. Nyilvánvaló volt, hogy felülről mikroorganizmusok hullottak be a palackokba, amit korábban a hosszú hattyúnyak megakadályozott.
• Pasteur élesztővel beoltott cukros vizet forralt, rövid ideig levegőnek tette ki, majd légmentesen lezárta a tartályokat. A Jura-hegység lábánál 20 esetből 8-ban, 850 méteres magasságban 20 esetből 5-ben kezdődött erjedés vagy penészedés, míg a Mer de Glace gleccseren, 2000 méteres magasságban csak 20 esetből egyszer indult be az erjedési folyamat. Pasteur ezáltal feltalált egy módszert a levegőben lévő csírák koncentrációjának mérésére.

Az 1861-es előadásáért a Tudományos Akadémia 2500 frank pénzdíjat ítélt meg Pasteurnek (ezt azoknak tartották fenn aki fontos hozzájárulást tesz az élet spontán keletkezésének kérdésében). Ellenfele Félix Archimède Pouchet volt, aki a spontán keletkezés mérsékelt változatát képviselte (azaz a felnőtt organizmusok nem keletkeznek spontán, de petesejtjeik igen) és aki 1845-ben bizonyította, hogy a nőstény állatok a hímekkel való érintkezés nélkül is termelnek petesejteket. Pouchet megismételte Pasteur kísérletét a francia Alpokban, de élesztővel oltott cukros víz helyett szénakivonatot használt. Mind a nyolc kísérletében mikroorganizmusokat talált a palackban, ami alapján úgy tűnt, mintha csak oxigénre lenne szükség az élet keletkezéséhez. Pasteur szerint nem végezte rendesen a kísérletet és beszennyeződtek az edényei; mire Pouchet és munkatársai az Akadémia vizsgálóbizottságának összehívását követelték, amely 1864-ben össze is ült, de többségében Pasteur-szimpatizánsokból állt és nem volt biztosított a tisztességes eljárás. A bizottsági ülések eredménytelenül húzódtak és eközben a francia tudósok körében meggyökeresedett az a benyomás, hogy a kérdés Pasteur értelmezése szerint dőlt el. 1876-ban Ferdinand Cohn és John Tyndall felfedezték, hogy bizonyos mikroorganizmusok endospórái még a forrásban lévő vizet is túlélik, ami részben megmagyarázza Pouchet eredményeit. Ő és a kollégái azonban olyan mikroorganizmusokat is leírtak, amelyek ezen az úton sem kerülhettek a palackokba, mint például gombamicéliumok, különböző baktériumok és amőbák.

A spontán keletkezés hívei továbbra is azzal érveltek, hogy a hevítés megsemmisíti az „életerőt” vagy más, az élet spontán keletkezéséhez szükséges alapvető feltételt. 1863-ban Pasteurnek sikerült két testnedvet, a vizeletet és a vért - amelyeket közvetlenül állatok vénáiból, illetve húgyhólyagjából szívott ki - hevítés nélkül konzerválnia. Amíg steril levegőnek tette ki őket, nem indult bennük mikrobiális bomlás. Pasteur ezzel jelentősen hozzájárult az aszeptikus orvoslás technikájához.

1877-ben a brit Henry Charlton Bastian azt állította, hogy megfigyelte az élet spontán keletkezését steril vizeletben. Ezúttal Pasteur kérte a Tudományos Akadémia vizsgálóbizottságának ítéletét. Bár Bastian elutazott Párizsba, a bizottság nem ült össze és angol tudós üres kézzel tért haza. Eredményei miatt azonban Pasteur munkatársai, Jules Joubert és Charles Chamberland megvizsgálták a kérdést és rájöttek, hogy egyes mikroorganizmusok meglepően jól tolerálják a magas hőmérsékletet. Kutatásaik gyakorlati eredménye az autokláv volt.

Egy 1878-as, nem publikált feljegyzésében Pasteur arról spekulált, hogy az élet mégiscsak keletkezhetett spontán, legalábbis az élet kialakulásakor.

Pasztőrözés

Nicolas Appert már 1831-ben kiadott Le livre de tous les ménages ("Háztartások könyve") c. művében közzétett egy módszert a bor melegítéssel történő tartósítására, amelyről Pasteur később kijelentette, hogy nem tudott róla. Valószínűleg így is volt, mert Appert csak egy későbbi kiadásban egészítette ki a szóban forgó fejezetet.

A folyékony élelmiszerek tartósítási eljárása, amelyet ma pasztőrözésként ismerünk, Pasteur erjedéssel kapcsolatos kutatásaiból származik. Ennek során az élelmiszereket 100 °C alatti hőmérsékletre hevítik. Ez nem valódi sterilizálás, mert csak a mikroorganizmusok legtöbb vegetatív formáját pusztítja el, spóráikat azonban nem. A művelet azonban szinte az összes kórokozó baktériumot elpusztítja. 1867-ben Pasteur a párizsi világkiállításon nagydíjat kapott a bor melegítéssel történő tartósítására szolgáló módszeréért. 1868-ban a francia haditengerészet tesztelést követően bevezette a flotta és a gyarmatok borellátásának biztosítására. Pasteur kimutatta, hogy az ecet is konzerválható 55 °C-ra való hevítéssel. Ausztriában és Németországban népszerűvé vált a palackos sör 55 °C-on történő pasztőrözése. Ezzel szemben a tej és tejtermékek pasztőrözése nem Pasteur nevéhez fűződik. Ő 1861-ben azt állapította meg, hogy még a 100 °C-on történő főzés sem sterilizálja megbízhatóan a tejet, amit annak lúgos természetével magyarázott. A tej pasztőrözésének eljárását Franz von Soxhlet dolgozta ki.

A selyemhernyók betegségei: pébrine és flacherie

A műszálas textilek megjelenése előtt a selyemipar Spanyolország, Franciaország és Olaszország gazdaságának fontos szegmensét adta, ezért a selyemhernyók betegségeit már korán elkezdték kutatni. Agostino Bassi már 1835-ben megállapította, hogy a muscardine kórokozója egy gomba, elsőként mutatva ki egy fertőző ágenst ezen rovarok körében.

1865-re a francia selyemipar nehéz helyzetbe került, mert az előző két évtizedben a termelés egy pébrine ("szemcsekór") nevű betegség miatt hatodára csökkent. Ebben az évben a francia kormány megbízta Pasteurt - bár ő korábban soha nem foglalkozott selyemhernyókkal -, hogy vizsgálja meg ezt a foltosodással járó betegséget. A kutatómunkák személyes tragédiák miatt elhúzódtak (1865 végén meghalt Pasteur apja; 1866-ban pedig kétéves kislánya; 1867-ben diáklázadások törtek ki az École normale-ban, ami miatt felmondott; 1868-ban súlyos agyvérzést kapott). A pébrine-t egysejtű mikrosporidiumok (Nosema bombycis) okozza. A fertőzött hernyók testét barna, borsszerű pontok borítják, belsejükben pedig mikroszkóp alatt apró gömböcskék láthatók. Hosszas, eredménytelen kísérletezés után Pasteurnak az az ötlete támadt, hogy egészséges selyemhernyókat olyan eperfalevelekkel etessen, amelyeket beteg hernyók ürülékével kent be. A hernyók valóban elpusztultak, de a rettegett pontok nem jelentek meg rajtuk, ezért eleinte kudarcnak tartotta a kísérletet. Később - amikor asszisztense, Désiré Gernez megismételte a kísérletet - jött rá, hogy a pontok nem csupán a betegség tünetei, hanem annak okai is: olyan élő kórokozókat tartalmaztak, amelyek nem a hernyók belső részeiből származtak, ahogy Pasteur eredetileg feltételezte, hanem kívülről fertőzték meg a hernyókat.

Újabb kutatások szerint Pasteur gyakorlatilag minden selyemhernyókkal kapcsolatos felfedezését a strasbourg-i Antoine Béchamp már előtte felismerte. Egy 1866-os, a Tudományos Akadémiának címzett feljegyzésében a pébrine-t fertőző betegségnek minősítette, amikor Pasteur még rákos sejtekhez vagy a tüdő tuberkulózisához (akkor még nem tudták, hogy a tuberkulózis fertőző) hasonlította a pontokat. Még 1867-ben is elutasította hogy a pébrine fertőzés következménye lenne. Ebben az évben Béchamp az Akadémiához fordult, hogy érvényesítse elsőbbségét. Pasteur 1870-es nagy monográfiájában (Tanulmányok a selyemhernyók betegségeiről) egy szót sem ejtett Béchampról, pedig egyébként hivatkozott elődei munkáira. Béchamp később plagizálással vádolta Pasteurt.

Miután tisztázta a pébrine infekciós jellegét, Pasteur rájött hogy ellentmondásos kísérleti eredményeinek egy része azzal magyarázható, hogy sok hernyó egy második betegségben, a flacherie-ben ("ernyedőkór") is szenvedett. A flacherie-t addig a pébrine egyik stádiumának tartották. Pasteur felfedezett egy vibriobaktériumot, amelyet a betegség kórokozójának tartott. A flacherie esetében azonban Béchamp megelőzte Pasteurt és a betegség kórokozójának egy mikrobát azonosított, amelyet Microzymas aglaiae-nak nevezett el. Ma már tudjuk, hogy a flacherie bizonyos formáit vírusok okozzák, más verziói pedig erős hő hatására alakulnak ki. Pasteur (és Béchamp) valószínűleg Bacillus bombycis-t látott, amely a vírusos betegség után másodlagosan fertőzi meg a hernyókat.

A Pasteur általános fertőzésmegelőző intézkedéseket javasolt, hogy a tenyésztéshez csak olyan tenyészállatokat használjanak, amelyekről bizonyítottan ismert volt hogy kórokozómentesek. Utasításait követve sikerült felszámolni a pébrine-t, de a flacherie esetében kudarcot vallott. Teljes mértékben a pébrine-t sem tudták kiirtani, mert a kórokozónak más gazdaállatai is voltak a selyemhernyón kívül. A francia selyemipar pedig tovább hanyatlott, mert az olcsóbb keleti selyem lenyomta az árakat.

A betegségek kórokozó-elmélete

A korábbi szakirodalom szinte kivétel nélkül azt állította hogy a selyemhernyók foltosodása volt az első olyan betegség, ahol kórokozóként azonosítani tudtak egy mikroorganizmusokat. Azonban Agostino Bassi már 1835-ben rájött hogy a selyemhernyók muscardine-ját egy többsejtű gomba, a Beauveria bassiana okozza. Casimir Davaine 1863-ban bebizonyította, hogy a lépfenét baktérium váltja ki; ez volt az első ismert kórokozó baktérium. Davaine-t - akinek munkáját Pasteur maga is elismerő szavakkal illette) Pasteur vajsavas fermentációról szóló munkáinak olvasása inspirálta. A Pasteur által felfedezett selyemhernyó-infekciók csak további bizonyítékok voltak egy elmélet igazára, amely akkor még nem volt általánosan elfogadott, de egyre valószínűbbé vált.

A még mindig kételkedő Pasteur megvizsgálta a lépfene (anthrax) kórokozóját is, amelynek fejlődési ciklusát ekkor már Robert Koch jól feltárta. Felfedezte, hogy az elásott állati tetemekből a földigiliszták visszahozzák az anthraxspórákat a felszínre, így azt tanácsolta a gazdáknak, hogy ne ássák el a lépfenében elpusztult állatokat olyan földbe, amelyet aztán legelőnek szánnak. Koch és Pasteur munkájának köszönhetően a lépfene volt a nagytestű haszonállatok első olyan betegsége, amelyet fertőző jellegűnek ismertek el.

1878-ban Pasteur egy előadásban tette közzé kórokozó-elméletét. A szepszis kórokozójának (vibrion septique, ma Clostridium septicum; Pasteur ekkor még úgy hitte hogy csak egyetlen szepsziskórokozó létezik) példáján keresztül bemutatta, hogy ugyanazon kórokozónál is előfordulhatnak a virulencia különböző szintjei. Diese Erkenntnis war eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung seiner Impfstoffe. Ez a felismerés fontos előfeltétele volt vakcinái kifejlesztésének. 1880-ban az Akadémia előtt tartott A kórokozó-elmélet kiterjesztése bizonyos általánosan elterjedt betegségek etiológiájára c. nagy előadásában összefoglalta a fertőző betegségek koncepcióját. A bőrgyulladást (furunkulust), a csontvelőgyulladást és a gyermekágyi lázat mikroorganizmusok tevékenységének tulajdonította, bár az első két példában csak egy-egy beteget vizsgált meg. Kórokozóként egy baktériumot jelölt meg, amelyet később Staphylococcus-nak neveztek el.

Pasteur eleinte vibriónak vagy infuzóriumnak nevezte a bakteriális kórokozókat, de végül elfogadta Charles Emmanuel Sédillot sebész javaslatát, hogy minden mikroorganizmust egységesen mikrobának nevezzenek. Ebből vezette le az új tudományterület megnevezését, a mikrobiológiát, amelyet az 1881-es londoni nemzetközi orvosi kongresszuson javasolt a németek által használt bakteriológia helyett. Pasteur változata megfelelőbb volt, mert vizsgálati területe magába foglalta az egysejtűeket, mikroszkopikus gombákat és a - bár akkor még nem ismerték őket - vírusokat is.

Az oltóanyagok kifejlesztése

A baromfikolera

Pasteur baromfikolerát illető kutatásai előtt a humán klinikai gyakorlatban egyetlen oltást ismertek, Edward Jenner himlőoltását. Oltás alatt ekkor egy speciális eljárást értettek, amely védetté tett a feketehimlő ellen. Működési módja nem volt tisztázott. 1880-ban Pasteur a baromfikolera példáján (amelynek semmi köze sincs az emberi kolerához) bebizonyította, hogy más betegségek is megelőzhetők vakcinázással. Pasteur ezzel a vakcinázást általános orvostudományi elvvé bővítette. Első oltóanyaga a betegség legyengített kórokozóiból (amelyet az élő szervezeten kívül is tudott tenyészteni) készült.

Pasteur életrajzaiban egy idealizált történet szerepel, miszerint a vakcina kifejlesztésében egy szerencsés véletlen játszott szerepet, amikor Pasteur felfigyelt egy régi baromfikolera-tenyészetre, amelyet korábban félretettek. A régi tenyészet kórokozóit csirkékbe injekciózta, amelyek ezután már immunissá váltak a betegségre, friss kórokozók beadása után is egészségesek maradtak. Ebben a történetben három elem tűnik ki: a véletlen, a kulcsfontosságú kísérletre való összpontosítás és Pasteur zseniális megfigyelőképessége. A történetet ebben a formában René Vallery-Radot írta le és később szinte mindegyik, Pasteurról szóló könyv átvette.

Pasteur laboratóriumi naplóinak kutatásából kiderült, hogy az események kevésbé voltak drámaiak. A baromfikolera-kutatást Pasteur munkatársa, Émile Roux végezte, aki főnöke nyári szabadsága alatt két csirkének beadta a régi tenyészetet. Ezek a csirkék ugyan túlélték, de a harmadik injekció után elpusztultak. Vagyis az ötlet Roux-tól származott, az első kísérlet sikertelen volt és a további kísérletek is ellentmondásos eredményeket hoztak; de a tenyésztés hosszával Pasteur szabályozni tudta a kórokozó virulenciáját.

Pasteur rá jellemző módon sietve bejelentette még nem végleges eredményeit. Már 1880. január 22-én tett egy homályos bejelentést egy állatorvosi konferencián. három héttel később pedig a Tudományos Akadémia (további egy nap múlva az Orvostudomány Akadémián is) előtt, de csak „a tenyésztési módszer bizonyos változásáról” beszélt, konkrétumokat nem mondott. Az orvosi akadémikusok közül néhányan úgy gondolták, hogy Pasteur szándékosan titkolja vakcinája gyártási módszerét. Az akadémia legidősebb tagja, Jules Guérin hevesen tiltakozott, mire Pasteur egy levéltervezetben már lemondott akadémiai tagságáról, de a levelet végül nem küldte el. Októberben heves szóváltás alakult ki Pasteur és Guérin között, amelynek végén Guérin párbajra hívta Pasteurt, aki azonban nem fogadta el a 80 éves férfi kihívását. Ekkorra Pasteur már kidolgozta hipotézisét arról, hogy a hosszú tenyésztési szünetek során az oxigén gyengítette le a kórokozókat.

A gyakorlatban Pastaur baromfikolera elleni vakcinája súlyos mellékhatásokkal járt. Az oltott állatok észrevétlenül továbbterjesztették a betegséget, az oltás hatása csak rövid ideig tartott és a vakcina drága volt. Ezen okok miatt a baromfikolerát továbbra is az állományok leölésével küzdik le. Jelentősége tudománytörténeti jellegű: Pasteur baromfikolera elleni oltóanyaga volt az első, amelyet mesterségesen, laboratóriumban állítottak elő, nem pedig – mint Jenner himlő elleni vakcináját – a természetből nyerték.

Lépfene

Pasteur idejében az immunrendszert még nem ismerték. Ő úgy gondolta, hogy a test a kórokozók táptalaja, ahol csak addig tudnak szaporodni, amíg az tartalmazza a szükséges tápanyagokat. Ha a tápanyagok kifogytak, a kórokozók nem tudtak tovább szaporodni és a test immunissá vált a betegségre. A vakcinában található legyengített mikroorganizmusok pedig előre felhasználták a virulens kórokozók számára szükséges tápanyagokat. Elmélete szerint csak élő mikroorganizmusokból készülhet oltóanyag. Emiatt alakult ki a lépfene elleni vakcina körüli vita.

A lépfene a francia mezőgazdaságban évente 20-30 millió frankos kárt okozott. Pasteur - aki egy tímár fiaként tudhatta, hogy az antrax a bőrrel dolgozó kézművesek egyik legfontosabb foglalkozási megbetegedése is - hosszabb ideig a levegő oxigénjének tette ki az antraxbacilusokat, hogy oltóanyagot állítson elő belőlük.

1881 februárjában az Orvostudományi Akadémia előtt bejelentette, hogy „mi sem könnyebb”, mint a juhokat, teheneket, lovakat megvédeni a lépfene ellen. Ennek ellenére meglepődött, amikor a Meluni Mezőgazdasági Társaság nyilvános bemutató kísérletre szólította fel. A Melun közelében lévő Pouilly-le-Fort egyik tanyáján végezték egy laboratóriumban kifejlesztett oltóanyag első nyilvános bemutatóját. 25 juhot oltottak be, másik 25 oltatlan maradt, majd mindegyikbe beinjekcióztak egy rendkívül virulens lépfenebaktérium-tenyészetet (további 10 birka semmilyen kezelést sem kapott). Két nappal később, 1881. június 2-án Pasteur diadalmaskodott: a beoltottak közül 24 állat egészséges maradt (a maradék egy más okból betegedett meg). A beoltatlanok közül 23 ekkor már elhullott, a maradék kettőt pedig nem sok választotta el a pusztulástól.

Louis Pasteur soha nem hozta nyilvánosságra a Pouilly-le-Fort-ban használt vakcina összetételét, de azt sejttette, hogy első, baromfikolera elleni vakcinájához hasonlóan oxigénnel gyengített élő kórokozóból készült. Így szerepelt életrajzaiban is, de Pasteur unokaöccse, Adrien Loir 1937-es emlékiratai szerint kálium-dikromátot kevert az oltóanyagba, ami laboratóriumi naplói is megerősítenek. Ez az állítás kényes terepre visz, mert Pasteur és munkatársai egy olyan eljárást alkalmaztak, amelyet versenytársa, Henry Toussaint fejlesztett ki (Toussaint más esetben is segítette Pasteurt, pl. tőle származott baromfikolera-tenyészete). Toussaint - Pateurral ellentétben - egy teljesen inaktivált vakcinákat készített, ahol a baktériumokat hővel vagy vegyszerekkel elpusztította. 1880-ban kipróbált egy lépfene elleni vakcinát, amelynek egyik változatában a baktériumokat tartalmazó állati vért fenollal, egy másik esetben pedig hővel kezelte. Naplóiból és magánlevelezéséből kiderül, hogy Pasteurt feldühítette, hogy Toussaint koncepciója működik, míg a saját oltóanyaga akkor még nem hozott kielégítő eredményeket. Ez felforgatja minden elképzelésemet a kórokozókról és a vakcinákról. Már semmit sem értek – írta Henri Bouley állatorvosnak, az Orvostudományi Akadémia tagjának. Azonnal elrendelte, hogy munkatársai ismételjék meg Toussaint kísérleteit. Tíz percre 55 °C-ra hevítették a kórokozókat tartalmazó vért, amelyben aztán még mindig életképes, bár legyengült baktériumokat találtak, ami jól illett Pasteur vakcinakoncepciójába.

Roux kipróbálta Toussaint fenolos (illetve egy módosított változatban kálium-dikromátos) eljárását is. A módszert Roux és Chamberland csak két évvel később publikálta és nem utaltak rá, hogy Pouilly-le-Fortban is ezt alkalmazták volna. Az ottani látványos eredmény alapján Pasteur a nyilvánosság előtt a lépfene elleni vakcina kifejlesztésének versenyében egyértelmű győztesnek látszott, Toussaint neve pedig hamarosan feledésbe merült. Egyes modern életrajzírói Pasteur itteni viselkedését szándékos csalásnak minősítik, bár ennek ellentmond az, hogy nem semmisítette meg vagy módosította laboratóriumi naplóit. Bár Touissant inaktivációs módszere jobban működött, nem tudta tenyészteni az antraxbacilusokat, ezért a vakcina alapjául fertőzött állatok vérét kellett felhasználnia. Emiatt oltóanyagának minősége erősen ingadozott, míg Pasteur stabil vakcinát tudott garantálni.

1881-ben Pasteur felajánlotta a francia államnak, hogy épít egy üzemet a lépfene-oltóanyag gyártására, ha cserébe minden anyagi gondját elhárítják. A kormány ekkor elutasította az ajánlatot, így Pasteur továbbra is a laboratóriumában készítette a vakcinát. A kereslet azonban hamarosan olyan nagy lett, hogy Pasteur és munkatársai nagyüzemi léptékre váltottak. A gyártáshoz egy külön laboratóriumot hoztak létre Charles Chamberland vezetésével a Vauquelin utcában. A forgalmazást egy kifejezetten erre a célra alapított cég, a Société de Vulgarisation du Vaccin Charbonneux (amelyet később Société du Vaccin Charbonneux Pasteur névre kereszteltek át) vette át. Az eladott vakcinaadagok száma (a teljes immunizáláshoz két adagra volt szükség) meredeken emelkedett: 1881-ben – még Pouilly-le-Fort-i kísérletének évében – 164 ezer adagot szállítottak ki, 1882-ben már 700 ezret, 1885-ben pedig 900 ezret. 1882-ben azonban súlyos gondokkal kellett szembenézniük, mert az oltóanyag nem bizonyult olyan stabilnak, mint remélték és számos további kísérlet és szigorú minőség-ellenőrzés bevezetése vált szükségessé. A francia jog szerint a vakcinákra nem lehetett szabadalmat bejegyezni, de a gyártási folyamat annyira bonyolult volt, hogy a vállalat sok éven át megőrizte monopóliumát. Egy vakcinaadag ára 2,50 frank volt. A nyereség kétötöde Pasteuré volt, egy-egyötöde Chamberlandé és Roux-é, egyötödöt pedig tartalékoltak.

Kezdetben kálium-dikromáttal legyengített oltóanyagot állítottak elő. Ezt egy olyan vakcinával váltották fel, amelyet Pasteur saját eljárásával fejlesztett ki: a baktériumokat a levegő oxigénjének tették ki 42–43 °C-os hőmérsékleten; ezen a hőmérsékleten a baktériumok nem képeztek spórákat. Nyolc napon belül a baktériumok teljesen elvesztették virulenciájukat. Korábbi leállítással szabályozhatták a virulenciát, ami Pasteur szerint tetszőleges ideig fennmaradt.

Lépfene-kísérleteivel Pasteur olyan területre tévedt, amelyet addig a német Robert Koch uralt. 1877-ben Pasteur elismerte Koch (és Davaines) eredményeit, de azt állította, hogy ő fedezte fel elsőként a bakteriális endospórákat még a selyemhernyós kutatásai során, vagyis szerinte Koch csak igazolt egy általa korábban tett felfedezést. 1881-ben a Császári Egészségügyi Hivatal Közleményei-ben (Mittheilungen aus dem Kaiserlichen Gesundheitsamte) Koch és tanítványai több ponton megtámadták Pasteur lépfene-kísérleteit: lépfene elleni vakcinái más baktériumokkal voltak szennyezettek; több betegséget összekevert; figyelmen kívül hagyta Koch elsőbbségi jogait; valamint állításával ellentétben a földigiliszták nem játszottak szerepet a lépfene kórokozójának terjesztésében.

Amikor Pasteur 1881-ben a londoni nemzetközi orvosi kongresszuson találkozott Kochhal, a jelek szerint még nem tudott a támadásról, mert nagy előrelépésként dicsérte német kollégája szilárd táptalajait. Az 1882-es genfi Nemzetközi Higiéniai és Demográfiai Kongresszuson élesen támadta a Koch-iskola álláspontját. Koch nem azonnal, hanem írásban reagált. Publikációjában elismerését fejezte ki a legyengített kórokozókból készült vakcina koncepciójáért, de az elsőbbséget Toussaint-nak tulajdonította és továbbra is beszennyezettnek tartotta Pasteur oltóanyagait. Pasteur a nála 21 évvel fiatalabb Koch némileg sértő hangneme miatt szarkasztikus hangvételű nyílt levélben válaszolt.

Pasteur egy másik, állatgyógyászati szempontból jelentős betegség, a sertésorbánc ellen is kifejlesztett egy védőoltást. A kórokozót, amelyet ma Erysipelothrix rhusiopathiae néven ismerünk, 1882-ben munkatársa, Louis Thuillier izolálta. Egy új gyengítési módszert alkalmazott, melynek során a kórokozót sorozatosan vitte át nyulakról nyulakra. A sertésorbánc elleni vakcina – Magyarországot kivéve – gazdasági szempontból nem volt különösebben sikeres.

Az első humán vakcina: a veszettség

Pasteur sokáig habozott az oltások emberen történő alkalmazásával, így Jaime Ferrán 1885-ben megelőzte őt egy kolera elleni védőoltással. A kolerabaktériumokból készült oltóanyaga a Jenner-féle, feketehimlő elleni vakcináció után az első embereken alkalmazott oltás volt; hatékonysága az orvostörténészek körében vitatott. Pasteur 1881-ben kezdett el dolgozni első humán vakcináján. Ehhez első ránézésre szokatlan betegséget választott, azt a veszettséget, amelynek nem ismerték és nem is tudták kitenyészteni a kórokozóját (a vírusok akkor még ismeretlenek voltak). Az áldozatok számát tekintve jelentéktelen betegség volt, Franciaországban évente kb. 30-an haltak meg benne, de gyógyíthatatlan volta miatt rettegtek tőle. Pasteur választását egy 1831-es gyermekkori élményére vezetik vissza, amikor Arbois-ban egy veszett farkas több embert megharapott. A nyolc éves Louis Pasteur akkor láthatta a hagyományos kezelést, ami a seb izzó vassal való kiégetéséből állt; és az élményt állítólag egész életében nem felejtett el.

A veszettség előnye az volt, hogy emberekben és állatokban egyaránt előfordult, így kutyákat használhatott kísérleti állatként. Az inkubációs idő egy-két hónapig nyúlt, így volt idő a beavatkozásra. Pasteur nyulakat is használt kísérleti állat gyanánt, ahol az inkubációs idő csak körülbelül fele volt a kutyáénak, és kezelése is lényegesen biztonságosabb volt. Ezen okok miatt a nyulakat már Pierre Victor Galtier, a lyoni állatorvosi főiskola tanára is javasolta. Galtier 1881-ben juhokon is kipróbált egy veszettség elleni oltást, ahol – a himlő elleni vakcinációhoz hasonlóan – magát a vad kórokozót adta be, nem pedig egy laboratóriumban mesterségesen gyengített változatot. Pasteur csak egyszer említette meg Galtier munkáját, és akkor is csak azért, hogy bírálja.

Pasteur először kifejlesztett egy módszert a kórokozó legyengítésére: ehhez sorozatosan majmokba oltotta át, a virulencia csökkenését pedig az inkubációs idő növekedésével mérte. 1884-re sikerült kifejlesztenie egy oltóanyagot, amely megvédte a kutyákat a veszettségtől; ezt az oktatási miniszter bizottsága is megerősítette. Ezekben a kísérletekben azonban a kutyákat mindig az oltás után fertőzték meg a vad kórokozóval.

Pasteur laboratóriumi naplóból kiderült, hogy két emberen is tesztelték a vakcinát, de ezt nem hozták nyilvánosságra. Az első esetben 1885 májusában adtak egy injekciót egy Girard nevű férfinak, de aztán a felettes minisztérium megtiltotta a további kezelést. Három héten át követték a beteget, aki egy súlyos válság után gyógyultnak tűnt. Pasteur meg volt győződve arról, hogy Girard az egyszeri kezelésnek köszönhetően gyógyult meg, de a hosszú lappangási idő miatt nem zárható ki egy későbbi megbetegedés sem. A második esetben egy tizenegy éves, Antoinette Poughon nevű kislány került hozzá, de csak hat héttel a fertőzés után, amikor már megjelentek az első tünetek. Két injekció beadása után meghalt. Az eset nyilvánvalóan reménytelen volt, Pasteur mégis vállalta a kezelést. Addig fertőzés után beadott oltással csak egy alkalommal végzett állatkísérletet, de a veszett nyúl néhány injekciót követően elpusztult.

Ha a közvélemény ismerte volna a korábbi kísérleteket, valószínűleg nem reagált volna olyan lelkesen a veszett kutya által megharapott kilenc éves Joseph Meister gyógyulására, amelyet Pasteur 1885. október 26-án jelentett be. A hír szenzációt keltett. Az egész világból Párizsba özönlöttek a veszett állatok által megharapottak, és alig egy évvel később már 2500 pácienst kezeltek. Pasteur saját adatai szerint azonban a veszett kutyák által megharapott embereknek csak kb. 10%-a fertőződik meg. Joseph Meister gyógyulása tehát semmiképpen sem bizonyította a vakcina hatékonyságát, bár a közvélemény ekkor ezt így értelmezte. Később, nagy számú eset statisztikai kiértékelése kétséget kizáróan bebizonyította, hogy Pasteur veszettség elleni vakcinája valóban hatékony volt.

Első két kísérletének kudarca (vagy bizonytalan eredménye) után Pasteur új módszert próbált ki az oltóanyagához. A Meister esetében is alkalmazott vakcina egy veszettségben elhullott nyúl emulgeált gerincvelőjéből állt, amelyet két hétig levegőn szárítottak. Pasteur azt állította, hogy a vakcinát ötven kutyán tesztelte és minden esetben sikerrel járt. Laboratóriumi naplói szerint azonban még nem végzett teljesen az állatkísérletekkel, amikor Joseph Meisternek beadta az oltóanyagát. Meister 13 injekciót kapott, amelyekhez Pasteur egyre frissebb gerincvelőt és egyre virulensebb kórokozókat használt fel.

Pasteur a nyilvánosság előtt soha nem ismerte legfontosabb munkatársa, Émile Roux szerepét a veszettség elleni vakcina kifejlesztésében. Adrien Loir emlékirataiból derült ki, hogy Roux fejlesztette ki a veszett állat gerincvelejének konzerválási módszerét (egy szálon belógatták egy üvegbe és kiszáradt anélkül, hogy megrohadt volna; Pasteur annyit fejlesztett rajta, hogy kálium-hidroxiddal fokozta a száradást). Roux 1883-ban orvosi diplomát szerzett, mert a vegyész Pasteurnek nem volt jogosultsága embereket orvosi kezelésben részesíteni. Joseph Meistert Roux nem volt hajlandó teszteletlen vakcinával beoltani, így Pasteurnak más orvos segítségét kellett kérnie.

Pasteur összesen négy különböző vakcinát fejlesztett ki, ezzel bizonyítva, hogy – legalábbis elvileg – a vakcinázással ezentúl bármilyen fertőző betegség ellen meg lehet védeni az embereket. Bár a fejlesztési körülmények máig vitatottak, végül minden esetben hatékony terméket hozott létre, amelyekkel számtalan emberéletet mentett meg.

A Pasteur Intézet

Joseph Meister látványos gyógyulását követően áradtak az adományok a Pasteur Intézet megalapítására létrehozott alapba, amely hamarosan 2,6 millió franknyira duzzadt. Az intézményt 1888. november 14-én avatták fel Sadi Carnot köztársasági elnök jelenlétében. Első igazgatója Pasteur lett. Az Institut Pasteur formálisan magánintézmény volt, de az öt részleg vezetője és Pasteur továbbra is az államtól kapta a fizetését.

Az adományokat egy veszettség elleni védőoltási központ alapítására gyűjtötték, de a Pasteur Intézet kezdettől fogva sokkal több volt ennél: ez volt az első orvosi mikrobiológiai kutatóintézet a világon. Példáját világszerte követték, 1891-ben megalapították a Fertőző Betegségek Poroszországi Intézetét Berlinben, a Lister Intézetet Londonban, a Gamaleja Intézetet Moszkvában, egy évvel később pedig a Kitaszato Intézetet Tokióban. Mikrobiológiai folyóiratokat is alapítottak, pl. Émile Duclaux 1887-ben az Annales de l’Institut Pasteur-t. Emellett veszettség elleni oltóközpontokat alapítottak, amelyek gyakran egy újabb Institut Pasteur alapjául szolgáltak. Oroszországban, ahol a veszettség nagy problémát jelentett, már 1886-ban megindult a vakcináció Odesszában, majd további intézetek létesültek Szentpéterváron, Moszkvában, Szamarában és Varsóban is. Szintén 1886-ban nyílt meg egy veszettség elleni oltóközpont New Yorkban, 1891-ben Albert Calmette vezetésével Saigonban, 1893-ban pedig Tuniszban. Ma több mint 100 orvosi és kutatóintézet viseli Louis Pasteur nevét, gyakran anélkül, hogy közvetlen kapcsolatban állnának a párizsi Institut Pasteur-ral.

Kutatói stílusa

Pasteur munkáiban nem lehet egyértelműen elkülöníteni az alap- és az alkalmazott kutatást. Szívesen foglalkozott gyakorlati problémákkal és eközben rendszeresen alapvető jelentőségű felfedezésekre bukkant. Karrierjét számos vita kísérte, de figyelembe kell venni, hogy a 19. század tudományos életében jóval vehemensebb volt a vitakultúra a mainál. Bár azt állította hogy nyitott a kritikára, valójában igen érzékenyen reagált, ha bírálat érte. Érvelési módszere sokszor teátrális volt: nyilvános kísérleteket rendezett, hogy bizonyítsa az igazát, sokszor vizsgálóbizottságokat követelt, hogy döntsenek egy vitában. A bizottsági tagok kiválasztásánál azonban érvényesítette befolyását, így ellenfelei nem számíthattak tisztességes elbírálásra. A torinói állatorvosi főiskola kutatói, akikkel Pasteur a lépfene elleni vakcina hatékonyságának kérdésében kerültek konfliktusba, Pasteurt egy párbajhőshöz hasonlították, aki mindenkit kihív, aki ellentmondani merészel neki, vagy akár csúnyán néz rá; de aztán fenntartja magának a fegyverek kiválasztásának jogát és ellenfeleinek összekötözött kézzel kell küzdeniük.

Laboratóriumi naplói

Claude Bernard fiziológus 1878-as halálát követően egyik tanítványa közzétett néhány jegyzetet, amelyek szerint Bernard kételkedett Pasteur erjedésről szóló elméletében. Ez arra kényszerítette Pasteurt, hogy nyilvánosan fellépjen Bernard-ral szemben, akit egyébként nagyon tisztelt. Hogy elkerülje a hasonló konfliktusokat, megkérte családját, hogy soha ne tegyék közzé laboratóriumi naplóit.

1964-ben Louis Pasteur Vallery-Radot (akkori egyetlen élő közvetlen férfiági leszármazottja) – átadta a naplók egy részét a Francia Nemzeti Könyvtárnak azzal, hogy csak halála után legyenek hozzáférhetők. Ez 1971-ben történt meg, de a katalógusban csak 1985-től jelentek meg, vagyis gyakorlatilag ekkor váltak kutathatóvá. Az anyag 144 jegyzetfüzetből áll, amelyek közül 42 újságkivágásokkal, előadási jegyzetekkel stb. van tele. A többi 102 jegyzetfüzet tartalmazza kísérleteinek tényleges leírásait, 40 év kutatómunkájának eredményeit. A naplókból kiderült, hogy híres, életrajzaiban rendszeresen szereplő kísérletei a valóságban sokszor másképp zajlottak le. Franciaországban érzékenyen reagáltak a nemzeti hősüket érő kritikákra és jellemző, hogy a vitában az ellenfelek nemzeti hovatartozás szerint foglalnak állást: pl. az amerikai Gerald L. Geison vagy az olasz Antonio Cadeddu bírálja, a francia Patrice Debré és Hervé Bazin védik Pasteurt.

Louis Pasteur 1861-ben megkapta a Francia Tudományos Akadémia Jecker-díját. 1883-ban beválasztották az Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémia és az amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia soraiba. 1887-ben megalapította a nevét viselő Pasteur Intézetet. Az épületben 1936 óta működik a Pasteur-múzeum. További múzeumok találhatók egykori lakóhelyein, Dole-ban és Arbois-ban.

Számos emlékművet emeltek tiszteletére. Egy időben Pasteur a francia közvéleménykutatásokban még Napóleont is megelőzte a valaha élt legjelentősebb francia személyiségek között.

Pasteur Oroszországban és Törökországban különösen népszerű volt. III. Sándor cár 100 ezer frankos adományával a Pasteur Intézet egyik legbőkezűbb támogatója volt. Számos orosz tudós érkezett Párizsba, köztük a későbbi Nobel-díjas Ilja Mecsnyikov, akinek a Pasteur Intézetben működő laboratóriumában időnként kis orosz kolónia alakult ki. II. Abdul-hamid szultán 1886-ban a Mecidiye-rend első osztályával tüntette ki. Az 1893-as isztambuli járvány miatt a szultán Louis Pasteur segítségét kérte, aki kollégáját, André Chantemesse-t küldte el; ő a járványt koleraként azonosította.

Pasteurről nevezték el a Pasteurellaceae baktériumcsaládot és a Pasteurella nemzetséget. A Pasteurella multocida által okozott betegségeket pasteurellózisnak nevezik. Az (4804) Pasteur aszteroida, a Pasteur Hold-kráter és a Pasteur Mars-kráter is az ő nevét viseli.

Pasteurról nevezték el az iskoláját Arbois-ban, egy algériai települést, valamint egy kanadai kerületet. Több mint 2000 franciaországi utca viseli a nevét, köztük a Boulevard Pasteur, Párizs egyik fő közlekedési útvonala. A párizsi metrónak van Pasteur állomása. Az ő nevét viseli az Antarktiszon található Pasteur-félsziget és Pasteur-sziget.

A szintén róla elnevezett Louis Pasteur-érem rangos tudományos kitüntetés, amelyet orvosoknak adnak. 2009-es átszervezéséig a strasbourgi Louis Pasteur Egyetem adományozta.

• René Vallery-Radot: M. Pasteur. Histoire d’un savant par un ignorant. J. Hetzel, Paris 1883.
• Émile Duclaux: Pasteur. Histoire d’un esprit. Charaire, Sceaux 1896.
• René Vallery-Radot: La vie de Pasteur. 2 Bände. Paris, Flammarion 1900.
• Émile Roux: L’Œuvre médicale de Pasteur. In: Centième anniversaire de la naissance de Pasteur. 27 décembre 1922. Hachette, Paris 1922.
• Le laboratoire de Monsíeur Pasteur. In: Centième anniversaire de la naissance de Pasteur. 27 décembre 1922. Hachette, Paris 1922.
• Élie Metchnikoff: Trois fondateurs de la médecine moderne: Pasteur, Lister, Koch. Alcan, Paris 1933.
• Adrien Loir: A l’ombre de Pasteur. Souvenirs personnels. Le Mouvement Sanitaire, Paris 1938.
• Patrice Debré: Louis Pasteur. Flammarion, Paris 1994.
• Françoise Balibar (Hrsg.): Pasteur. Cahiers d’un savant. CNRS, Paris 1995.
• Pierre-Yves Laurioz: Louis Pasteur. La réalité après la légende. Éditions de Paris, Paris 2003.
• Antonio Cadeddu: Les vérités de la science. Pratique, récit, histoire: le cas Pasteur. Leo S. Olschki, Florenz 2005.

(Dal mito alla storia. Biologia e medicina in Pasteur. Franco Angeli, Mailand 1991.)

• René J. Dubos: Louis Pasteur. Free Lance of Science. Little, Brown and Company, Boston 1950.
• René J. Dubos: Pasteur and modern science. Doubleday, Garden City (New York) 1960.
• Gerald L. Geison: Pasteur, Louis. In: Charles Coulston Gillispie: Dictionary of Scientific Biography.
• Bruno Latour: The Pasteurization of France. Cambridge, Massachusetts/London 1988.
• Werner Köhler: Pasteur, Louis. In: Werner E. Gerabek, Bernhard D. Haage, Gundolf Keil, Wolfgang Wegner (Hrsg.): Enzyklopädie Medizingeschichte. De Gruyter, Berlin/New York 2005, ISBN 3-11-015714-4, S. 1110–1112.
• Paul de Kruif: Louis Pasteur. Mikroben als Gefahr! und Pasteur und der tolle Hund. In: Paul de Kruif: Mikrobenjäger. (Originalausgabe: Microbe Hunters. Harcourt, Brace & Co., New York 1926) Orell Füssli Verlag, Zürich/Leipzig 1927; 8. Auflage ebenda 1940, S. 59–101 und 138–174.
• Keith L. Manchester: Antoine Béchamp: père de la biologie. Oui ou non? In: Endeavour. Band 25, Nr. 2, 2001, S. 68–73.
• Hervé Bazin: L’Histoire des vaccinations. John Libbey Eurotext, Paris 2008, S. 135–282.
• Antonio Cadeddu: Pasteur et le choléra des poules. Révision critique d’un récit historique. In: History and philosophy of the life sciences. Band 7, Nr. 1, 1985, S. 87–104.
• K. Codell Carter: The development of Pasteur’s concept of disease causation and the emergence of specific causes in Nineteenth-Century medicine. In: Bulletin of the History of Medicine. Band 65, Nr. 4, 1991, S. 528–548.
• K. Codell Carter: The Koch-Pasteur Dispute On Establishing the Cause of Anthrax. In: Bulletin of the History of Medicine. Band 62, Nr. 1, 1988, S. 42–57.
• Annick Perrot, Maxime Schwartz: Robert Koch und Louis Pasteur – Duell zweier Giganten. Theiss, Darmstadt 2015.
• Antonio Cadeddu: Pasteur et le vaccination contre le charbon. Une analyse historique et critique. In: History and philosophy of the life sciences. Band 9, Nr. 2, 1987, S. 255–276.
• Maurice Cassier: Producing, Controlling, and Stabilizing Pasteur’s Anthrax Vaccine. Creating a New Industry and a Health Market. In: Science in Context. Band 21, Nr. 2, 2008, S. 253–278. doi:10.1017/S0269889708001713
• Efraim Racker: History of the Pasteur effect and its pathobiology. In: Molecular and Cellular Biochemistry. Band 5, Nr. 1–2, 1974, S. 17–23. doi:10.1007/BF01874168
• Nils Roll-Hansen: Experimental Method and Spontaneous Generation. The Controversy between Pasteur and Pouchet, 1859–64. In: Journal of the History of Medicine and Allied Sciences. Band 34, Nr. 3, 1979, S. 273–292.

• Ez a szócikk részben vagy egészben a Louis Pasteur című német Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.