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東京大学医学部から内務省衛生局に入った北里柴三郎は、1885年上司の緒方正規の計いで医学先進国ドイツへの留学を許された。緒方正規は北里柴三郎と同じ熊本県出身で1953年の同年生れ、東大医学部へも同期入学したが、留年した北里より3年先に卒業しドイツ留学を経て東大医学部教授兼内務省衛生局試験所所長の要職に就いていた。なお医系技官トップの内務省衛生局長は、長崎出身で北里柴三郎と同じマンスフェルト門下の長與專齋から、北里の同僚で生涯の親友となる後藤新平へ引継がれている。さて独ベルリン大学に入った北里柴三郎は、緒方正規が紹介状を書いてくれたレフラーに学び、予防こそ医学の王道と考えロベルト・コッホの細菌学研究室へ進んだ。「近代細菌学の開祖」コッホに期待を掛けられた北里柴三郎は、同僚のエミール・ベーリングと共に研究生活に没頭し、1889年「破傷風菌純粋培養法」を成功させ翌年「破傷風菌抗毒素」を発見、これらの研究成果をもとに菌体の少量注射により血清中に抗体を生出す画期的な「血清療法」を発明し、ジフテリアへの応用を成功させたベーリングと連名で学術論文「動物におけるジフテリア免疫と破傷風免疫の成立について」を発表した。北里柴三郎博士は東洋人ながら一躍細菌学のトップランナーとなり、欧米諸国の大学や研究施設から招聘オファーが寄せられたが、日本の医療体制構築と伝染病救済という国費留学の目的を果たすべく1892年に帰国した。1901年、第1回ノーベル医学生理学賞の候補に北里柴三郎の名が挙がったが不公平なことに共同研究者のベーリングのみが単独受賞、人種的偏見によるものと考えられている。さらに1894年、北里柴三郎は日本政府の命でペストが蔓延する香港へ派遣され「ペスト菌」発見の偉業を果したが、惜しくも第一発見者の栄誉は同時期に香港に居たアレクサンドル・イェルサンにさらわれた。