«Занесенная ветром». 90 лет назад миру было представлено открытие тысячелетия, изменившее историю

13 сентября 1929 года на заседании Медицинского исследовательского клуба при Лондонском университете британский бактериолог Александр Флеминг впервые публично представил свое открытие — пенициллин. Препарат стал первым в мире антибиотиком, произведшим революцию в медицине, за что и был впоследствии справедливо назван открытием тысячелетия.

«Я мог бы отметить, что пришел к заключению в результате серьезного изучения литературы и глубоких раздумий <…>. Это было бы неверно, и я предпочел рассказать правду о том, что пенициллин появился благодаря случайному наблюдению. Моя единственная заслуга заключается в том, что я не стал пренебрегать этим наблюдением и продолжил изучать пенициллин как бактериолог. Моя публикация в 1929 году стала отправной точкой для работы тех, кто разрабатывал пенициллин в химических лабораториях», — говорил Флеминг в своей нобелевской лекции.

До открытия антибиотиков свести в могилу могло любое инфекционное заболевание. Так называемая родильная горячка была самой распространенной причиной материнской смертности, и ее цифры были ужасающими. Туберкулез в XIX веке унес жизни около четверти взрослого населения Европы. Тех, кто смог его избежать, одна за другой накрывали пандемии холеры. Смерть от пневмонии была быстрой и вероятной в 85% случаев. Сифилис — а им по разным оценкам к началу XX века было заражено до 15% населения Европы — тоже убивал, но медленно, разрушая тело и разум. И как лекарство он него предлагались лишь ртуть и мышьяк. А еще были бактериальные инфекции после ранений у солдат, которые выкашивали их не менее активно, чем пули и снаряды врагов.

В годы Первой мировой эта проблема стала более чем актуальна, и во Франции — в Булони — была организована первая исследовательская медицинская лаборатория военного времени, которую возглавил известный британский бактериолог и иммунолог Алмрот Райт. Он пригласил в свою команду и Флеминга, с которым уже сотрудничал и наставником которого был много лет.

Райт и его лаборатория вплотную занимались темой физиологических механизмов защиты ран при попадании инфекции. Так, проведя многочисленные исследования, ученые смогли доказать, что карболовая кислота, применявшаяся в то время широко в качестве антисептика при обработке открытых ран, не только малоэффективна, но и уничтожает лейкоциты, которые в естественных условиях защищают организм пациентов.

Еще одно исследование привело к открытию в 1922 году фермента, содержащегося в носовой слизи, который Флеминг назвал «лизоцим», разрушающего клеточные оболочки бактерий, но не причиняющего при этом вреда организму. До сих пор не совсем ясно, что заставило Флеминга исследовать эти выделения. Бытует версия, что ученый просто чихнул в чашку Петри, где выращивал микроорганизмы, и из-за того, что не отличался аккуратностью, просто не продезинфицировал ее, как того требовали правила. И через несколько дней обнаружил, что в местах, куда попала слизь, бактерии были уничтожены.

К сожалению, организмы, на которые сильнее всего действовал лизоцим, не являлись патогенными для человека. И исследования были продолжены.

Занесенная ветром

Случайному наблюдению, которое помогло открытию первого в мире антибиотика, небрежность Флеминга тоже способствовала непосредственным образом. Ученый, не утруждавший себя уборкой, порой накапливал в лаборатории до 50 чашек Петри, забывая про них на недели. Потом какие-то образцы он выбрасывал, с какими-то продолжал работу.

Так обстояло дело и в начале сентября 1928 года, когда, вернувшись из отпуска, бактериолог обнаружил, что в одной из чашек со стафилококками завелся плесневый грибок из рода Penicillium notatum. Его споры, вероятно, надуло ветром из открытого окна.
Флеминг обратил внимание, что на некотором расстоянии от колоний гриба стафилококки исчезли. Это стало поводом продолжить исследование, грибок был изолирован для выращивания чистой культуры и изучен.

Выделенное вещество получило название пенициллин. Обнаружилось, что оно оказывает выраженное действие на пиогенные кокки и дифтерийную палочку, и нетоксично даже в больших дозах.

«Когда я проснулся на рассвете 28 сентября 1928 года, я, конечно, не планировал революцию в медицине своим открытием первого в мире антибиотика или бактерии-убийцы. Но, полагаю, именно это я и сделал», — писал позже Флеминг.

Надо отметить, что исследования по пенициллину сперва не вызвали большого энтузиазма у научного сообщества. Флеминг так и не смог получить пенициллин в чистом виде. Кроме того, вещество оказалось крайне нестойким и разрушалось даже при кратковременном хранении.

«Несколько пробных клинических испытаний дали нужный результат, но ничего сверхъестественного, и я убедился, что прежде чем использовать пенициллин более широко, его необходимо сконцентрировать и очистить», — отмечал Флеминг.

Но он был бактериологом, а не химиком, и в концентрации пенициллина потерпел неудачу. Не был он и врачом-клиницистом. Как он сам признавал, даже если у него было небольшое количество активного пенициллина, он бы испытывал огромные трудности в поисках подходящего пациента для клинического испытания, а если бы подвернулся случай, у него могло не оказаться пенициллина из-за его нестабильности. Тем не менее, Флеминг сохранил культуру и продолжил ее использование в качестве дифференциальной среды. И по запросам коллег высылал образцы пенициллина в различные лаборатории для дальнейших исследований.

«Если меня убьют, первым делом хватайте пиджак»

Дело сдвинулось с места только 10 лет спустя, когда вопросом очистки и стабилизации пенициллина заинтересовались биохимик Эрнст Чейн и профессор Оксфордского университета, патолог и фармаколог Говард Флори, для чего и была сформирована целая команда.

В начале второй мировой войны Флори разослал заявки на гранты для проведения исследований. Правительство Великобритании раскошелилось аж на 25 фунтов. Зато Рокфеллеровский фонд выделил несколько тысяч на зарплаты сотрудникам, закупку химикатов и опыты.

Первые полученные миллиграммы пенициллина были успешно испытаны на мышах, затем ученые переключились на людей. В феврале 1941 года пенициллин дали полицейскому, умиравшему от осложнений из-за банальной царапины на лице. Антибиотика у Оксфордской группы хватило всего на несколько инъекций, еще немного неусвоенного организмом лекарства они смогли извлечь из мочи пациента. Ему стало лучше, однако лекарства все равно не хватило, и через месяц он умер.

Спустя некоторое время удалось накопить такое количество пенициллина, которого было бы достаточно для спасения жизни. Удача улыбнулась подростку с заражением крови. За ним последовали и другие. Сам Флори вылечил у себя фарингит полосканием горла пенициллином, отметив, что «на вкус отвратительно, но работает».

Кафедра Флори превратилась в пенициллиновую фабрику, эксперименты не прекращались даже во время немецких бомбежек. На случай, если лаборатория будет разрушена, Флори, Чейн и еще один член команды Норман Хитли пропитали свою одежду пенициллиновым «бульоном» — так впоследствии можно было бы восстановить его культуру. Своим коллегам Чейн говорил: «Если меня убьют, первым делом хватайте пиджак».

«Плесневелая Мэри»

В пропитанной же пенициллином одежде летом 1941 года Флори и Хитли отправились через Лиссабон в США. Предосторожность была нелишней: в случае, если бы немцы заинтересовались их проектом и решили перехватить по пути, ученые могли почти честно сказать, что у них при себе ничего нет.

В Штатах Оксфордская группа надеялась усовершенствовать технологию получения антибиотика и наладить его массовое производство, так как у правительства воюющей Великобритании на тот момент не было на это ни желания, ни ресурсов.

Флори смог заинтересовать своим проектом власти США, а, те, в свою очередь, простимулировали фармакологические компании. Способствовало этому и то, что ученым, обосновавшимся в Пеории (штат Иллинойс) удалось решить ряд очень важных технических проблем. Так, был найден новый питательный раствор, на котором можно было выращивать пенициллин — кукурузная барда (отходы дистилляции при производстве этанола. — Прим. TUT.BY). Это позволило увеличить выход пенициллина в 20 раз.

А еще был обнаружен более продуктивный, чем полученный от Флеминга, штамм пенициллиновой плесени. Тут им оказала неоценимую помощь женщина по имени Мэри Хант, которая с утра до ночи ходила по окрестным рынкам и скупала для ученых заплесневевшие продукты, за что и получила прозвище «плесневелая Мэри». В один прекрасный день осенью 1941 года она принесла в лабораторию мускусную дыню с плесенью Penicillium Chrysogenum, споры которой росли просто неудержимо. На основе именно этого штамма была разработана технология массового производства пенициллина: в 1943-м было выпущено 21 млрд доз антибиотика, а в 1945-м — 6,8 трлн доз.

И уже в том же 1945-м году Флеминг, Флори и Чейн были удостоены Нобелевской премии «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях». Это было более чем заслуженно: их лекарство изменило мир современной медицины, спасло, по некоторым оценкам, около 200 млн человек и увеличило среднюю продолжительность жизни людей примерно на 33 года.

А если учесть, что пенициллин положил начало всем современным антибиотикам, то можно утверждать, что Флеминг, Флори и Чейн спасли миллиарды жизней.