Удивительное тело. Почему наше тело самое нелепое и гениальное создание природы - Такэхито Ямамото Страница 27

Но главное достижение Эрлиха заключалось в гениальной догадке: если химическое вещество может избирательно окрашивать определенные бактерии, значит, возможно найти вещество, которое будет избирательно уничтожать эти бактерии. Этот принцип впоследствии лег в основу химиотерапии[18].

Эрлих назвал этот революционный для своего времени метод лечения химическими веществами химиотерапией. Препараты, избирательно уничтожающие определенные патогены, он образно именовал «волшебными пулями» (Magic bullet). В 1910 году после испытаний сотен соединений Эрлих совместно с японским бактериологом Хата Сахатиро, приехавшим на стажировку, обнаружил первую такую «пулю» – вещество, убивающее возбудителя сифилиса (Treponema pallidum). Это соединение под номером 606 в их исследованиях получило название «сальварсан» (от лат. salvation – «Спасение»).

Рис. 36. П. Эрлих

Он стал первым в мире антимикробным препаратом и первым лекарством, способным радикально излечивать болезнь, заложив основу для всех будущих антибиотиков. За свои достижения, включая работы по иммунологии, Эрлих получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1908 году.

Однако проблема лечения инфекционных заболеваний оставалась нерешенной. Создать химические вещества, эффективные против бактерий, помимо бледной трепонемы (возбудителя сифилиса), по-прежнему было чрезвычайно сложно. Более чем через 10 лет после открытия Эрлихом химиотерапии настоящая «волшебная пуля», изменившая историю борьбы с инфекциями, обнаружилась совершенно неожиданным образом.

Случайное великое открытие

Инфекция на поле боя

В начале XX века на полях сражений множество солдат погибало от инфицированных ран. Заражение происходило из-за бактерий вроде стафилококков и стрептококков, обитающих на поверхности кожи. Несмотря на создание Эрлихом «волшебной пули», в то время не существовало средств против этих распространенных микроорганизмов. Когда бактерии проникали в рану и распространялись по организму, занося опасную инфекцию, медицина оставалась бессильной.

Все поменялось благодаря чистой случайности. В 1920-х годах Александр Флеминг, исследователь из лондонской больницы Святой Марии, изучал патогенные стафилококки. Третьего сентября 1928 года, вернувшись из отпуска, он заметил, что на одной из бактериальных культур появилась плесень.

Удивительным образом вокруг нее образовалась зона, где бактерии не росли. Это оказалась разновидность плесени Penicillium, и, по-видимому, она выделяла какое-то вещество, подавляющее рост бактерий. Флеминг назвал желтоватую жидкость, выделяемую плесенью, пенициллином – от латинского названия плесени Penicillium.

Рис. 37. А. Флеминг

Однако выделить чистый пенициллин оказалось чрезвычайно сложно, и получить его в достаточном количестве не удавалось. Считая, что использовать его в качестве лекарства практически невозможно, Флеминг ограничился публикацией статьи и переключился на другие исследования. Он не осознавал, что совершил открытие, которое вот-вот изменит историю.

Спустя несколько лет исследователи Оксфордского университета Говард Флори и Эрнст Борис Чейн, занимавшиеся поиском антибактериальных средств, наткнулись на статью Флеминга и увидели в пенициллине терапевтический потенциал. Действительно, очищать его было трудно, зато эффективность была поразительной. В 1940 году эксперименты на мышах, зараженных стрептококками, показали: в то время как необработанные мыши погибали за ночь, получавшие пенициллин выживали.

В 1941 году провели первые испытания пенициллина на людях, подтвердившие его эффективность. Однако главной проблемой оставалось промышленное производство – существующие технологии позволяли получить ничтожно малые количества препарата. Для выделения всего двух граммов пенициллина требовалась тонна культуральной жидкости[19], где выращивалась плесень.

Прорыв произошел, как ни парадоксально, благодаря Второй мировой войне. В этом глобальном конфликте между странами Оси (Япония, Германия, Италия) и антигитлеровской коалиции (Великобритания, США, СССР) множество солдат погибало от инфицированных ран. Когда врачи на поле боя были вынуждены прибегать к ампутациям, потребность в антибактериальном препарате стала национальным приоритетом.

Флори отправился в США, где при поддержке правительства собрали исследовательскую группу. Фармацевтические компании включились в гонку по разработке технологии массового производства, стремясь спасти жизни солдат антигитлеровской коалиции.

Поддержка высадки в Нормандии

Производство пенициллиновой плесени и методы экстракции препарата непрерывно совершенствовались. Взрывной спрос на пенициллин на полях сражений стал мощным стимулом для налаживания массового производства.

Шестого июня 1944 года, когда огромные силы антигитлеровской коалиции высадились на побережье Нормандии (крупнейшая в истории десантная операция «Оверлорд»), у них было мощное оружие против инфекций – достаточные запасы пенициллина для всех солдат. Около 90 % поставила американская фармкомпания Pfizer, которая первой разработала стабильную производственную технологию, опередив конкурентов [1].

Рис. 38. Флори

Результат превзошел ожидания: пенициллин радикально сократил смертность от инфекций среди солдат коалиции. В 1945 году Флеминг, Флори и Чейн были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. До наших дней пенициллин остается одним из самых широко используемых лекарств.

Чейн, который был евреем, потерял в нацистских концлагерях мать и сестер. Его исследования внесли значительный вклад в борьбу против нацизма, и здесь прослеживается глубокая причинно-следственная связь. Для людей пенициллин стал «чудо-лекарством», но для плесени он был лишь веществом, выделяемым для защиты от бактерий. Позднее такие вещества получили название «антибиотики» (от греч. «анти» – «против» и «биос» – «жизнь»), что отражало их способность противостоять живым организмам.

Открытие пенициллина стало переломным моментом в истории медицины – оно неизбежно привело к мысли, что в природе должны существовать и другие полезные для человека антибиотики.

Поиск новых антибиотиков активно продолжался, и вскоре появились лекарства для лечения множества инфекций. Американский микробиолог Зельман Ваксман, изучавший почвенные микроорганизмы, открыл стрептомицин – антибиотик, вырабатываемый бактериями рода актиномицетов. В 1952 году был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Открытие стрептомицина также стало одним из важнейших достижений в истории медицины. Этот препарат оказался чрезвычайно эффективным против туберкулезной палочки – одной из самых смертоносных бактерий того времени, и остается им по сей день.

Благодаря развитию антибиотиков смертность от инфекционных заболеваний резко сократилась. Средняя продолжительность жизни стремительно выросла, что привело к кардинальным изменениям в истории человечества. Во многих странах инфекции, долгое время бывшие основной причиной смерти, уступили место другим заболеваниям.

Однако то самое «чудо-лекарство», столь горячо приветствуемое и широко используемое, привело к появлению устойчивых к нему бактерий. Возникали микробы, невосприимчивые к антибиотикам, а когда разрабатывались новые препараты, чтобы их уничтожить, появлялись и новые резистентные штаммы – эта «гонка вооружений» продолжается до сих пор. Сегодня многокомпонентно-устойчивые бактерии, не поддающиеся лечению никакими антибиотиками, стали глобальной проблемой. Не исключено, что однажды мы вернемся во времена, когда человечество было бессильно перед инфекциями.

Рис. 39. З. Ваксман

Вирусы, неразличимые даже под микроскопом

Вирусы и бактерии – далеко не одно и то же

Изобретение микроскопа раскрыло существование невидимых глазу микроорганизмов, а после открытия патогенных бактерий Кохом в XIX веке