Дарья Николаева - Великие лекарства. В борьбе за жизнь

История любого открытия обрастает легендами. Чем больше и принципиальнее открытие – тем больше легенд. Одна из излюбленных – «все произошло случайно». Ну, как случайно упало яблоко на голову Ньютона, и он открыл закон всемирного тяготения. Открытием пенициллина человечество обязано шотландскому биохимику Александру Флемингу. Хотя, конечно, то, что Флеминг натолкнулся на свойства плесени, было закономерным. Он шел к этому открытию годы.

Во время Первой мировой войны Флеминг служил военным врачом и не мог смириться с тем, что раненые после успешно проведенной операции все-таки погибали – от начавшейся гангрены или сепсиса. Больные умирали тогда вообще от любого воспаления. Флеминг стал искать средство, как предотвратить такую несправедливость.

В 1918 году Флеминг вернулся в Лондон в бактериологическую лабораторию больницы Св. Марии, в которой работал с 1906 года вплоть до самой смерти. В 1922 году пришел первый успех, чрезвычайно похожий на историю, шесть лет спустя приведшую к открытию пенициллина. Простуженный Флеминг, только что поместивший очередную культуру бактерий Micrococcus lysodeicticus в так называемую чашку Петри, – широкий стеклянный цилиндр с низкими стенками и крышкой, – неожиданно чихнул. Через несколько дней он открыл эту чашку и обнаружил, что в некоторых местах бактерии погибли. Судя по всему, в тех, куда попала слизь из его носа при чихании. Флеминг начал проверять. И в результате был открыт лизоцим – естественный фермент слизи человека, животных и, как позже выяснилось, некоторых растений. Он разрушает стенки бактерий и растворяет их, но при этом безвреден для здоровых тканей. Не случайно собаки зализывают раны – этим они снижают риск их воспаления.

Однако лизоцим действует на большинство бактерий довольно медленно. Кроме того, он сражается не с болезнетворными бактериями, а с сапрофитами – микроорганизмами-сожителями, которые всегда присутствуют в человеке. Лизоцим регулирует, чтобы их не стало слишком много и за счет этого они не превратились в паразитов.

Флеминг продолжал поиск универсального «убийцы бактерий».

После каждого опыта чашки Петри положено было стерилизовать. У Флеминга же не было привычки выбрасывать культуры и мыть лабораторную посуду сразу после эксперимента. Обычно он занимался этой малоприятной работой, когда на рабочем столе накапливалось два-три десятка чашек. Предварительно он осматривал чашки.

«Как только вы открываете чашку с культурой, вас ждут неприятности, – вспоминал Флеминг. – Обязательно что-нибудь попадет из воздуха». И однажды, когда он занимался исследованием гриппа, в одной из чашек Петри обнаружилась плесень, которая, к удивлению ученого, растворила высеянную культуру – колонии золотистого стафилококка, и вместо желтой мутной массы виднелись капли, похожие на росу. Флеминг снял платиновой петлей немного плесени и положил ее в пробирку с бульоном. Из разросшейся в бульоне культуры он взял кусочек площадью примерно в квадратный миллиметр и отставил в сторону эту чашку Петри (ученый хранил ее до самой смерти). Работу над стафилококками Флеминг отложил и целиком занялся изучением необычной плесени.

После исчезновения стафилококков в заплесневевшей чашке Петри он начал двигаться в этом направлении. Чтобы проверить свое предположение о бактерицидном влиянии плесневого грибка, Флеминг пересадил несколько спор из своей чашки на питательный бульон в колбе и оставил их прорастать при комнатной температуре.

Поверхность покрылась толстой войлочной гофрированной массой. Первоначально она была белой, потом стала зеленой и, наконец, почернела. Вначале бульон оставался прозрачным. Через несколько дней он приобрел очень интенсивный желтый цвет, выработав какое-то особое вещество, которое получить в чистом виде Флемингу не удалось, так как оно оказалось очень нестойким. При хранении плесневой культуры в течение двух недель оно полностью разрушается, и культуральная жидкость лишается своих бактерицидных свойств. Выделяемое грибком желтое вещество Флеминг назвал пенициллином.

Оказалось, что даже при разведении в 500–800 раз культуральная жидкость подавляла рост стафилококков и некоторых других бактерий. Таким образом, было доказано исключительно сильное антагонистическое влияние данного вида грибка на определенные бактерии.

При испытании антибиотических свойств пенициллина Флеминг в чашке со слоем студневидного питательного агара вырезал до самого дна полоску этого слоя, получившуюся щель заполнил желтой жидкостью, затем произвел перпендикулярно к этой полоске штриховые посевы различных видов бактерий, доходившие до краев чашки. По тому, как далеко отстоит выросший на поверхности агара посев той или иной бактерии от полоски, можно судить о степени антибиотического влияния пенициллина.

Обнаружилось, что пенициллин подавлял в большей или меньшей степени рост не только стафилококков, но и стрептококков, пневмококков, гонококков, дифтерийной палочки и бацилл сибирской язвы, но не действовал на кишечную палочку, тифозную палочку и возбудителей гриппа, паратифа, холеры. Чрезвычайно важным открытием было отсутствие вредного влияния пенициллина на лейкоциты человека даже в дозах, во много раз превышающих дозу, губительную для стафилококков. Это означало безвредность пенициллина для людей.

Первоначальные исследования Флеминга дали ряд важных сведений о пенициллине. Он писал: «Это эффективная антибактериальная субстанция, оказывающая выраженное действие на пиогенные кокки и палочки дифтерийной группы. Пенициллин даже в огромных дозах не токсичен для животных. Можно предположить, что он окажется эффективным антисептиком при наружной обработке участков, пораженных чувствительными к пенициллину микробами, или при его введении внутрь».

Флеминг назначил его нескольким пациентам для наружного применения. Однако результаты были противоречивыми. Раствор оказался нестабильным и с трудом поддавался очистке, если речь шла о больших его количествах.

Следующий шаг был сделан в 1938 году профессором Оксфордского университета, патологом и биохимиком Говардом Флори, который привлек к сотрудничеству Эрнста Бориса Чейна. Чейн получил высшее образование в области химии в Германии. Кроме того, Чейн был талантливым концертирующим пианистом, а также музыкальным критиком берлинской газеты. В промежутках между концертами и репетициями молодой человек пропадал в химической лаборатории известнейшей берлинской клиники «Шарите». Когда к власти пришли нацисты, Чейн, будучи евреем и сторонником левых взглядов, эмигрировал в Англию.

Эрнст Чейн продолжил исследования Флеминга. Он смог получить неочищенный пенициллин в количествах, достаточных для первых биологических испытаний сначала на животных, а затем и в клинике. После года мучительных экспериментов по выделению и очистке продукта капризных грибов удалось получить первые 100 мг чистого пенициллина. Первого пациента (полицейского с заражением крови) спасти не удалось – не хватило накопленного запаса пенициллина. Антибиотик быстро выводился почками.