Von der Lungenschwindsucht zur asiatischen Hydra – Robert Koch

Ab 1848 wird er von einem Privatlehrer unterrichtet. Im Alter von sieben Jahren wechselt er auf das humanistische Gymnasium in der Clausthaler Graupenstraße, welches er 1862 mit dem Abitur abschließt.

Die wissenschaftlichen Anfänge von Robert Koch

Nach dem Gymnasium studiert Koch für ein Semester Naturwissenschaften an der Universität Göttingen, bevor er zur Medizin wechselt. Nach dem Studienabschluss 1866 arbeitet er als Arzt in verschiedenen Provinzstädten. Während des Deutsch-Französischen Krieges von 1870–1871 dient er als Militärarzt, bevor er zum Kreisphysikus (Bezirksarzt) im westpreußischen Wollstein – dem heutigen Wolsztyn in Polen – bestellt wird. Noch bis in die frühen 1870er-Jahre lebt Koch ein unauffälliges Leben als Landarzt. Er führt während dieser Zeit aber schon ein medizinisches Tagebuch, in dessen Einträgen Kochs zunehmendes Interesse an der Bakteriologie protokolliert ist.

Im späten 19. Jahrhundert ist Milzbrand bei Nutztieren weit verbreitet. Die Krankheit fordert rund um Wollstein immer wieder Todesopfer bei Menschen und Tieren – über ihre Ursachen ist aber nichts bekannt. In einem provisorischen Labor in seinem Haus widmet sich Koch dem Nachweis, dass der Milzbrandbazillus (Bacillus anthracis) die Krankheit verursacht. Dabei orientiert er sich an den Methoden des renommierten Botanikers Ferdinand Cohn, der an der Universität Breslau Botanik lehrt. Er kultiviert den Milzbrandbazillus über mehrere Generationen, weist dessen Sporenstadium nach und injiziert ihn gesunden Tieren, um experimentell zu belegen, dass er die Krankheit verursacht. 1876 gelingt es ihm schließlich nachzuweisen, dass Milzbrand von einem einzigen Erreger ausgelöst wird. Darüber hinaus entdeckt er die Ruheform des Erregers, Milzbrandsporen. Mithilfe dieser Erkenntnisse lässt sich in weiterer Folge die bis dahin unverstandene Infektionskette und die hohe Widerstandsfähigkeit des Bakteriums gegenüber Umweltfaktoren erklären. Robert Koch weist damit als erster nach, dass ein Mikroorganismus die Ursache für eine Infektionskrankheit ist. 1876 stellt er seine Arbeit Professor Cohn vor, der davon beeindruckt ist und die Studie in seiner botanischen Fachzeitschrift veröffentlicht. 1878 publiziert Koch schließlich Über die Aetiologie der Wundinfectionskrankheiten, in dem er die Erreger von Wundinfektionen beschreibt.

Robert Kochs Entdeckung der Tuberkulose-Bakterien in Berlin

1880 wechselt Robert Koch an das Kaiserliche Gesundheitsamt in Berlin und bringt die von Cohn und dem Pathologen Julius Cohnheim übernommenen Methoden mit. Koch beginnt, sich mit der Tuberkulose zu beschäftigen. Er entwickelt neue Färbetechniken und Verfahren zur Kultivierung von Bakterien auf festen Nährmedien wie Agar und fertigt fotomikrografische Aufnahmen von Bakterien an.

Am 24. März 1882 präsentiert er seine Ergebnisse der Berliner Physiologischen Gesellschaft und bestätigt, dass der Tuberkelbazillus (Mycobacterium tuberculosis) die Ursache der Tuberkulose ist. Angeblich versetzt die Gründlichkeit seiner Methoden das Publikum zunächst in sprachloses Staunen. Koch und seine Kollegen hatten erfolgreich Methoden entwickelt, um einen der schwierigsten bakteriellen Krankheitserreger in Reinkultur zu züchten.

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Stefan Kaufmann, Gründungsdirektor des Max-Planck-Instituts für Infektionsbiologie in Berlin sieht darin einen gewaltigen Durchbruch und die Geburtsstunde der medizinischen Mikrobiologie. 1884 formulieren Koch und sein Schüler Friedrich Loeffler auf Basis der bakteriologischen Konzepte von Jakob Henle und Kochs Forschungsarbeit die Henle-Koch-Postulate, welche den Zusammenhang zwischen Mikroorganismen als Krankheitserreger und Infektionskrankheiten etablieren:

• 1. Postulat: Damit ein Erreger als Ursache einer Erkrankung gelten kann, sollte er im Rahmen einer Infektion mikroskopisch nachweisbar sein.
• 2. Postulat: Die von einem Erkrankten isolierten Mikroorganismen sollten außerhalb des erkrankten Organismus anzüchtbar sein, beispielsweise in einer Bakterienkultur.
• 3. Postulat: Die angezüchteten Organismen müssen bei Übertragung auf ein geeignetes Versuchstier zur Ausbildung einer typischen Erkrankung führen.
• 4. Postulat: Der Erreger muss nach experimenteller Infektion aus dem erkrankten Versuchstier erneut isoliert und mikroskopisch oder kulturell nachgewiesen werden können.

Auch wenn diese Postulate in ihrer ursprünglichen Form heute nicht mehr uneingeschränkt anwendbar sind, so sind sie nach wie vor ein grundlegendes Konzept der Infektionsforschung.

Auf der Spur der Asiatischen Hydra

Als wieder einmal eine Cholera-Epidemie den Mittelmeerraum erreicht und das europäische Festland bedroht, entsendet der preußische Staat Robert Koch 1883 nach Ägypten, um die Ursache des dortigen Auftretens, der zeitgenössisch als „Asiatische Hydra“ gefürchteten Erkrankung zu identifizieren.

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So reisen er und sein Assistent Georg Gaffky, in Begleitung des Chemikers Hermann Treskow und des Marinearztes Bernhard Fischer, im August 1883 nach Alexandria, um den Erreger der Cholera zu identifizieren und Präventionsmaßnahmen zu entwickeln.

In der Folge gewinnt die Expedition Erkenntnisse, die beinahe zehn Jahre später, während einer verheerenden Choleraepidemie in Hamburg vielen Tausenden Menschen das Leben rettet. Außerdem etabliert Koch die Blaupause für seine Forschungsarbeit der kommenden 25 Jahre. Der globale Fokus seiner Forschungsarbeit, das Studium von Erregern vor Ort während einer Epidemie, die Akquise wissenschaftlicher Daten in Risikogebieten und die anschließende „Verlagerung der Krankheit“ ins Labor sind maßgebliche Voraussetzungen dafür, dass Koch im Laufe seiner Karriere noch weitere Erreger identifizieren und Therapiekonzepte entwickeln kann.

Den Erreger der Cholera kann Koch aber, wie schon eine vor ihm gestartete französische Expedition, nicht identifizieren, und er und seine Gefolgsleute kehren unverrichteter Dinge zurück. Weil Resignation seinem wissenschaftlichen Wesen aber fremd ist, lobbyiert Koch unmittelbar für eine weitere Expedition nach Kalkutta. Als die Genehmigung vorliegt, macht er sich gemeinsam mit Fischer und Gaffky auf den Weg zum indischen Subkontinent.

In Anlehnung an die Arbeit des Briten John Snow (siehe Medizingeschichte #46 John Snow und die Broad Street Pump), der drei Jahrzehnte zuvor erstmals epidemiologische Methoden bei der Infektionsforschung propagiert hatte, gelingt es der Koch-Expedition in Indien endgültig, Choleravibrionen (Vibrio cholerae) als Erreger der tödlichen Seuche zu identifizieren. Die Anamneseerhebung bei Cholerakranken hatte in der Vergangenheit immer wieder eine enge Beziehung zwischen Wohnort, Hygienegewohnheiten und einer Cholera-Infektion nahegelegt. Koch kann schließlich kleine Teiche, die zur Textilwäsche, Körperpflege und zur Trinkwassergewinnung genutzt werden, als Erregerreservoirs identifizieren. Anfang 1884 macht er diese Entdeckung bekannt.

Diese Expeditionen machen Koch zu einer Person des öffentlichen Interesses: Aus dem Mikrobiologen wird ein entschlossener Kämpfer gegen Epidemien und ein Akteur der nationalen Gesundheitspolitik. 1885 wird Robert Koch zum ersten Professor für Hygiene an der Universität Berlin berufen. Anfang der 1880er-Jahre war die medizinische Bakteriologie noch eine Zukunftsdisziplin, deren Potenzial und Limitationen im Wesentlichen noch ausverhandelt werden mussten. Am Ende der Dekade ist sie als wichtige und einflussreiche Disziplin etabliert und Robert Koch ihr vorrangiger Gelehrter.

Kochs Tuberkulin-Debakel

Anschließend richtet Koch seine Aufmerksamkeit auf die Suche nach einer Behandlung der Tuberkulose und stellt 1890 auf dem Internationalen Medizinischen Kongress in Berlin das Tuberkulin als Heilmittel vor. Es ist ein Extrakt aus Tuberkelbazillen in Glycerin, dessen exakte Zusammensetzung Koch zunächst geheim hält. Die Nachricht weckt große Erwartungen: Kranke aus ganz Europa reisen nach Berlin, um mit Tuberkulin behandelt zu werden. Ärzte reisen teilweise über weite Strecken an, um die Behandlung von Tuberkulosepatienten mit dem neuen Wirkstoffgemisch zu beobachten. Meldungen von Tierversuchen, in denen infizierte Meerschweinchen länger überleben als erwartet, tragen dazu bei, dass sich die Kunde vom Tuberkulin mehr als ein Jahrhundert vor der Erfindung des Begriffs viral verbreitet.

Die therapeutische Wirkung beim Menschen lässt sich aber nicht bestätigen. Rudolf Virchow findet bei behandelten, verstorbenen Patienten große Bakterienmengen im Körper, die Behandlung hat die Krankheit also nicht besiegt. Koch kommt in Experimenten von 1891 zu dem Schluss, dass der Extrakt die Erreger nicht abtötet, sondern infiziertes Gewebe zerstört.

Obwohl sich die zeitgenössischen Erwartungen an das Tuberkulin nicht erfüllen, hat es doch eine gegenwärtige Bedeutung in der Diagnostik: Der Wiener Kinderarzt Clemens von Pirquet nutzt 1907 die Hautreaktion darauf, um eine latente, unbemerkte Infektion nachzuweisen. 1908 führt Charles Mantoux die intrakutane Injektion ein. Florence Seibert isoliert in den 1930er-Jahren den wirksamen Eiweißanteil als gereinigtes PPD und machte den Test damit standardisierbar. Auch wenn Robert Koch mit seinem therapeutischen Anspruch an das Tuberkulin gescheitert ist, ist der Tuberkulintest ein medizinhistorisch bedeutendes Erbe von Kochs Versuchen.

Das Königlich Preußische Institut für Infektionskrankheiten

Kochs durchaus kommerzielle Ambition ist es, ein eigenes Tuberkulin-Forschungsinstitut zu etablieren und mit der Produktion des Präparats ein Vermögen zu verdienen. 1891 gründet der preußische Staat das Berliner Institut für Infektionskrankheiten und ernennt Koch zu dessen Direktor. Während dieser sich nach dem Rückschlag weiterhin exklusiv mit Tuberkulin beschäftigen will, hat der preußische Staat andere Pläne und weist Koch an, sein Institut auf Infektionskrankheiten im Allgemeinen zu fokussieren.

Es ist keine große Überraschung, dass sich Kochs Begeisterung, dieses Institut zu leiten, in überschaubaren Grenzen hält. Seinen darauffolgenden Schwenk zur Tropenmedizin, die auch Feldforschung umfasst, kann man als wissenschaftlich motiviert, aber auch als durch Förderstrukturen, Prestigeinteressen und die Folgen des Tuberkulin-Fehlschlags geprägt verstehen. Tropenforschung lässt sich mit staatlicher und kolonialer Förderung finanzieren, was ihm wieder Handlungsspielraum und Prestige verschafft, während ihm die Feldforschung ein größeres Untersuchungsfeld bietet als das Labor allein.

Späte Reisejahre

So leitet Koch in den folgenden Jahren zahlreiche Expeditionen. Ab 1896 begibt er sich jedes Jahr für mehrere Monate auf Forschungsreisen in die kaiserlich deutschen Kolonien und andere Tropengebiete.

Den Anfang macht eine Einladung der britischen Regierung: Im südafrikanischen Kimberley sucht er nach dem Erreger der Rinderpest, einer Viehseuche, die die wirtschaftliche Entwicklung bedroht. Ein Jahr später ist er Mitglied der deutschen Pestkommission und reist nach Indien und Deutsch-Ostafrika. Danach widmet er sich der Malaria in Italien, auf Java und in Neuguinea, einer Krankheit, deren Übertragungswege damals noch nicht bekannt sind. Während seiner Arbeit zur Typhuserkrankung im Jahr 1902 entwickelt Koch das Konzept des gesunden Trägers.

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Er erkennt, dass eine Epidemie nicht lediglich aus einer Kette von Infektionen entsteht, sondern ihren Ausgang auch von einem scheinbar gesunden Menschen oder Tier nehmen kann, das den Krankheitserreger in sich trägt und weitergibt.

Seine letzte große Expedition von 1906 bis 1907 gilt der Schlafkrankheit, einer unbehandelt tödlich verlaufenden Seuche im Gebiet des Victoriasees. Auftraggeber sind die jeweiligen Kolonialverwaltungen, die Epidemien im Wesentlichen als Hemmschuh bei der Ausbeutung der Arbeitskraft ihrer Kolonien sehen. Auf den Sese-Inseln im Lake Victoria testet Koch das arsenhaltige Mittel Atoxyl an Erkrankten, teils in Dosen, die weit über jenen im Deutschen Reich verabreichten liegen. Es ist wohl auch der Erfolgsdruck, der Koch letzten Endes zu lange an diesen Experimenten festhalten lässt. Aus therapeutischer Sicht bleiben sie aber erfolglos, gleichwohl sie in Bezug auf die allgemeine Seuchenkontrolle einige methodische und organisatorische Ergebnisse bringen. Heute wird dieses Vorgehen klar im Kontext eines kolonialen Machtgefälles verstanden und Kochs Atoxyl-Tests stellen den am kritischsten bewerteten Aspekt seiner Arbeit dar.

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Später Nobelpreis

Am 10. Dezember 1905 wird Robert Koch für seine Arbeit zur Tuberkulose der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin zuerkannt. Koch unterbricht seine Arbeit am Lake Victoria und nimmt den Preis Ende des Jahres persönlich in Stockholm entgegen, bevor er wieder nach Ostafrika zurückkehrt. Er ist erst der dritte Mediziner, der mit dem Preis bedacht wird, kann darüber aber keine Freude empfinden. Zum einen sieht er selbst es als längst überfällig an, mit der Auszeichnung bedacht geworden zu sein. Andererseits wurde Kochs Schüler Emil von Behring bereits 1901 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ausgezeichnet, was Koch immer als persönliche Zurücksetzung empfunden hatte.

1906 wird er mit dem Pour le Mérite für Wissenschaften und Künste – der zivilen Variante von Preußens höchster, militärischer Tapferkeitsauszeichnung – bedacht. Nach seiner Rückkehr aus Ostafrika verleiht ihm Kaiser Wilhelm II den Titel Kaiserlich Wirklicher Geheimer Rat, mit dem die Anrede als Exzellenz einhergeht. 1907 wird die Robert-Koch-Stiftung zur Bekämpfung der Tuberkulose gegründet. Seine letzte öffentliche Rede hält Koch am 7. April 1910 vor der Akademie der Wissenschaften zu Berlin über die Epidemiologie der Tuberkulose. Schon ab der Jahrhundertwende hatte bei Koch der Prozess einer dem Anschein nach vorzeitigen Alterung eingesetzt.

Auf seinen an sich schon zehrenden Expeditionen in Tropengebieten hatte er sich mehrfach mit Tropenkrankheiten, darunter auch der Malaria, infiziert. Anfang März 1910 verschlechtert sich Kochs gesundheitlicher Zustand zusehends und er beschließt, sich in der bekannten Kurklinik Dr. Franz Dengler in Baden-Baden in Behandlung zu begeben. Dort stirbt Robert Koch am 27. Mai 1910 im Alter von 66 Jahren an akutem Herzversagen. Seine sterblichen Überreste werden kremiert und nach Berlin gebracht, wo sie am 10. Dezember am Institut für Infektionskrankheiten, dem heutigen Robert Koch-Institut, beigesetzt werden.

Der bedeutende Mediziner und Hygieniker gilt – neben Louis Pasteur in Paris – als einer der Begründer der modernen Bakteriologie und Mikrobiologie sowie der Immunologie und Allergologie. Darüber hinaus war Robert Koch einer der erfolgreichsten Arzneimittelforscher des 19. Jahrhunderts. Seine wissenschaftlichen Hypothesen haben sich im Lauf der Zeit weitgehend bestätigt, die Methoden, mit denen er diese entwickelte, sind heute mitunter umstritten. Obwohl er in erster Linie für die Entdeckung des Mycobacterium tuberculosis bekannt ist, liegt sein nachhaltigster Beitrag zur medizinischen Wissenschaft in seinem akribischen und methodischen Zugang zur Forschung und den dabei angewendeten, technischen Verfahren – etwa der Entwicklung von Festkulturen und spezifischen Bakterienfärbungen. Damit legte Koch das Fundament für die moderne medizinische Mikrobiologie und für seinen persönlichen Eintrag in den Annales der Medizingeschichte.