Мартин Блейзер - Жизнь после антибиотиков. Чем нам грозит устойчивость бактерий к антибиотикам и нарушение микрофлоры

Теория микробов, конечно, привела к улучшению санитарии и понимания болезней, но вот революцию не произвела. То, что бактерии теперь можно было видеть и даже самостоятельно выращивать еще не значило, что так же просто найти способы избавиться от них. Еще один первопроходец, Пауль Эрлих, работавший в бактериологической лаборатории Коха, искал «волшебные пули» – краски, яды, тяжелые металлы, – которые будут не только окрашивать конкретные микробы, но и убивать их.

Никто и не подумал искать в природе живые организмы, способные уничтожать патогены. Зачем? Это сейчас мы начинаем понимать, насколько потрясающе разнообразен мир микробов.

Именно такими были настроения в научном обществе, когда Александр Флеминг, носивший галстук-бабочку шотландец, работавший в лондонском госпитале Святой Марии, совершил открытие, изменившее мир. Как и многие современники, он искал способы убийства бактерий и проводил классические эксперименты: помещал желеобразную среду для выращивания (агар-агар и подогретую кровь) в неглубокие круглые прозрачные блюдца, которые называются «чашками Петри», а затем делал посев бактерий. Микроорганизмы, слишком маленькие, чтобы их можно было видеть невооруженным глазом, очень любят есть агар-агар. А поедая его, размножаются. В конце концов, агломерации из миллионов бактерий формируют колонию, видимую невооруженным глазом. Помещая чашки в теплый инкубатор на ночь, Флеминг выращивал огромные, хорошо видные золотистые колонии Staphylococcus aureus и других, которые затем пытался убивать ферментами, выделенными из белых кровяных телец и слюны {56} 56 «…из белых кровяных телец и слюны» (см. с. 61): Флеминг открыл лизоцим, один из факторов врожденного иммунитета, в слюне. Это фермент, который, разрушая химические связи, на которых держатся клеточные стенки бактерии, по сути, растворяет (лизирует) бактериальные клетки. Сейчас мы знаем, что это было крупное открытие в области врожденного иммунитета. Мы вырабатываем разнообразные молекулы вроде лизоцима, которые обладают антагонистическим действием против целых классов бактерий. Они уменьшают загрязнение наших слизистых оболочек, «береговых линий», и помогают очищать ткани от вторгающихся бактерий. Но, что важнее всего, благодаря открытию лизоцима Флеминг через несколько лет смог распознать литическую деятельность плесени, случайно попавшей в его чашки Петри несколько лет спустя. (A. Fleming, “On a remarkable bacteriolytic element found in tissues and secretions,” Proceedings of the Royal Society , Series B93 [1922]: 306–17.) .

В августе 1928 года Флеминг уехал в отпуск во Францию. Вернувшись в начале сентября, он нашел несколько чашек Петри, которые забыл выбросить. В них был посеян стафилококк, и они целый месяц простояли на рабочем столе. Выбрасывая бесполезные чашки, ученый обратил внимание на одну из них. Там была полоска сине-зеленого пушка – обычной хлебной плесени, грибка Penicillum . Он заметил, что роскошная поляна золотистого стафилококка, многослойная пленка из миллиардов бактериальных клеток, заполнившая чашку до краев, исчезла рядом с плесенью. Вокруг возник своеобразный ореол – некое вещество в среде словно мешало микроорганизму расти дальше.

Глаз у Флеминга был наметан, так что он сразу понял, что произошло. Плесень – грибок, которому тоже нравится есть агар-агар, – выработала некую субстанцию, проникшую в «лакомство» и убившую стафилококк. Эта субстанция, первый обнаруженный настоящий антибиотик, растворяла бактериальные клетки точно так же, как лизоцим, фермент, обнаруженный Флемингом в слюне во время экспериментов несколькими годами ранее. Он растворял микробы, не оставляя вообще ничего. Ученый посчитал, что его «плесневый сок» содержит фермент (вроде лизоцима), который мешает бактериям строить клеточные стенки, из-за чего они лопаются. Позже стало понятно, что это вовсе не фермент.

Чудодейственная плесень принадлежала к виду Penicillum notatum . На самом деле ее антибактериальный эффект был известен еще с XVII века, но не Флемингу и не его современникам-врачам. Древние египтяне, китайцы и индейцы Центральной Америки лечили ею инфицированные раны {57} 57 «…лечили ею инфицированные раны» (см. с. 62): Бабушка Глории, жившая в начале XX века в испанской деревне, лечила гноившиеся раны плесневелым хлебом; многие крестьяне знали об этом способе, но никто всерьез не задумывался, как и почему он работает. . Но именно научная подготовка Флеминга помогла превратить грибок из народного средства в передовое лекарство.

За следующие несколько месяцев ученый сумел вырастить плесень в жидкой питательной среде, профильтровал ее и выделил жидкость, проявившую наибольшую антибактериальную активность. Он назвал ее пенициллином . Но произвести субстанцию в достаточном количестве оказалось трудно. Флемингу вообще очень повезло, что штамм, попавший в чашку Петри, его производил. Но выработка оказалась маленькой, нестабильной, короткоживущей и медленнодействующей. Так и не найдя способов сделать пенициллин полезным в медицине, ученый сдался. Опубликовав результаты своих экспериментов {58} 58 «Опубликовав результаты своих экспериментов» (см. с. 62): A. Fleming, “On the antibacterial action of cultures of a penicillium, with special reference to their use in isolation of B. infl uenzae,” British Journal of Experimental Pathology 10 (1929): 226–36. и попробовав (безуспешно) применить неочищенный экстракт на нескольких больных, он сделал вывод, что это открытие не имеет никакого практического значения.

Но другие не были столь пессимистичны. Через несколько лет немецкий химик, работавший на гигантскую химическую компанию I. G. Farben, производившую аспирин и текстильные красители, решил найти краску, которая замедлит рост бактерий. В 1932 году Герхард Домагк открыл красную краску (которую назвал пронтозил ), содержавшую полностью синтетическое антибактериальное средство – первый сульфаниламид {59} 59 «…первый сульфаниламид» (см. с. 62): Сульфонамидохризоидин, известный как красный краситель пронтозил, защищал мышей от стрептококков, как Домагк показал в 1932 году. Это вещество открыли еще за двадцать лет до того, но его медицинские свойства тогда не проверяли. В 1935 году группа французских ученых обнаружила, что пронтозил – это пролекарство, которое метаболизируется в сульфаниламид, активное действующее вещество. . За ним последовал целый класс сульфаниламидовых лекарств. Это были первые средства, которые оказывали заметное и повторяющееся действие на бактерии и при этом были не настолько ядовиты, чтобы люди страдали от побочных эффектов. В последующие несколько лет врачи стали применять их для лечения инфекций. Но спектр действия был ограничен. Лекарства были недостаточно хороши {60} 60 «Лекарства были недостаточно хороши» (см. с. 62): Котримоксазол, лекарство, которым удалось вылечить мой паратиф, – на самом деле прямой «потомок» первых сульфаниламидов. Но в сочетании они работали гораздо лучше, чем ранние формы препаратов, полученные в 30-х и 40-х годах. .