Открытия, которые изменили мир - Джон Кейжу

Хотя фортуна и повлияла на открытие пенициллина — от чашек с грибковыми культурами в Англии до гигантских ферментационных резервуаров в Пеории, — свою роль в изучении антибиотиков сыграл и усердный труд. Так совместные усилия двух организмов — человека и бактерий — вывели медицину в следующую эру, где антибиотики, казалось (и, собственно, так и было), росли прямо из земли.

Веха № 6

Битва в почве: открытие второго антибиотика (а также третьего, четвертого…)

Грязь. Есть ли что-нибудь более простое, дешевое и вездесущее? Мы ее подметаем, отмываем, с презрением отчищаем. Ценность ее столь ничтожна, что она даже стала для нас жалким стандартом, с которым мы сравниваем все дешевое и бесполезное (отсюда выражение «этого добра там как грязи»). Но, как утверждает Зельман Ваксман, грязь вызывала у него изумление начиная с 1915 г., когда он стал ассистентом исследователей бактериологии почвы на экспериментальной сельскохозяйственной станции в Нью-Джерси. В глазах Ваксмана почва была необъятной вселенной, населенной огромным количеством чрезвычайно важных обитателей.

Ваксман интересовался не только той ролью, которую микроскопические бактерии и плесень играют в разложении растительной и животной ткани, превращая ее в органическую массу для роста растений. Скорее его заинтриговала битва, которую микроорганизмы в почве постоянно ведут друг с другом, а также химическое «вооружение», создаваемое ими для участия в бою. О противостоянии микроорганизмов ученые знали годами. Именно поэтому Жан-Поль Вюймен в 1889 г. придумал термин «антибиоз». Но по-настоящему Ваксмана интриговала не постоянная борьба бактерий друг с другом, а то, что предшествующие этому научные находки показали: в почве есть нечто, способное убивать один конкретный вид бактерий — Tubercle bacillus, вызывавший туберкулез.

К 1932 г. Ваксман доказал: что бы это ни было, оно, судя по всему, производилось другими бактериями в ходе их непрерывной борьбы в почве.

И вот в 1939 г., когда другие ученые на противоположном берегу Атлантического океана пристально изучали производящую пенициллин плесень, Ваксман и его коллеги в Университете Рутгерса в Нью-Джерси начали изучать почву и содержащиеся в ней микробы в надежде, что один из них способен произвести вещество, которое будет полезным для лечения туберкулеза и других инфекций. Но в лаборатории Ваксмана не было места счастливым случайностям. Команда Ваксмана начала скурупулезное и систематическое исследование, в рамках которого были изучены около 10 000 различных микроорганизмов, содержащихся в почве, и сконцентрировала свое внимание на большом порядке бактерий, известных как актиномицеты. Усилия исследователей были вскоре вознаграждены открытием двух веществ, обладавших свойствами антибиотиков: актиномицина в 1940 г. и стрептотрицина в 1942 г. Оба вещества оказались слишком токсичными для использования в лечении человека. Однако в 1943 г. Альберт Шатц, студент докторантуры, проходивший стажировку в лаборатории Ваксмана, сорвал джекпот: обнаружил два штамма стрептомицет, производивших вещество, которое могло нейтрализовать бактерии. И не просто какие-нибудь, а микроорганизм, вызывающий туберкулез.

Новый антибиотик назвали стрептомицином, и осенью 1943 г., всего через несколько месяцев после открытия Шатца, Корвин Хиншоу, врач клиники Майо, запросил его образец для проведения тестов на животных. На получение пробы ушло пять месяцев, и имеющегося количества было едва достаточно для лечения четырех морских свинок, но результат стоил потраченного времени. Воздействие стрептомицина при лечении туберкулеза оказалось «заметным и мощным». Теперь Хиншоу была нужна «морская свинка» другого вида.

В июле 1943 г. двадцатилетняя Патриция Томас, поступившая в изолятор Минерал-Спрингз округа Гудхью в штате Миннесота, призналась своему врачу в том, что она часто проводила время с двоюродной сестрой, страдавшей от туберкулеза. Врача такое признание не слишком удивило: у девушки был диагностирован туберкулез на последних стадиях, причем развивалась болезнь стремительно. В следующие 15 месяцев в правом легком пациентки образовалась полость, в левом появилась «зловещая» рана, девушка начала страдать от усиливающегося кашля, по ночам ее бросало в пот, жар и холод. Она даже была прооперирована, но болезнь продолжала распространяться. И вот 20 ноября 1944 г., через год после успешного опыта с грызунами, доктор Хиншоу спросил Томас, не желает ли она побыть подопытным кроликом и стать первым больным туберкулезом, которого будут лечить с помощью стрептомицина. Томас согласилась — и, как оказалось, приняла весьма мудрое решение. За шесть месяцев она пережила стремительное — и даже, по мнению некоторых, невероятное — выздоровление. Лечение было прекращено в мае 1945 г., и последовавший за ним рентгеновский снимок показал явное улучшение состояния здоровья. Спасенная Томас позже вышла замуж и родила троих детей.

Хотя стрептомицин оказался далеко не идеальным препаратом, его использование стало одним из главных этапов в развитии антибиотиков. Во-первых, он, как и пенициллин, мог бороться с бактериями в присутствии гноя и физиологических жидкостей. Важно и то, что стрептомицин обеспечил врачей инструментом, которого у них до этого не было, — первым эффективным лекарством от туберкулеза. В 1952 г. Ваксман получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие препарата. Тогда на церемонии было отмечено, что стрептомицин оказал «поразительное» воздействие на две формы туберкулеза, обычно приводящие к смертельному исходу. В случае туберкулезного менингита, «неизменно смертельной» формы заболевания, лечение стрептомицином «может приводить к потрясающим результатам… Пациенты в бессознательном состоянии с высокой температурой обнаруживают способность к стремительному выздоровлению».

В течение нескольких лет о стрептомицине стало известно по всему миру, и препарат из объекта любопытства единичной лаборатории превратился в фармацевтический «хит», который стали производить в объемах более 25 тыс. килограммов в месяц. Позже Ваксман писал, что столь быстро растущая популярность стрептомицина частично была связана с успехом пенициллина в 1941–1943 гг. И все же стрептомицин сам по себе ознаменовал новую эпоху в развитии антибиотиков: он помог исцелить тысячи пациентов, страдавших от туберкулеза, которым пенициллин не помог бы. К концу 1950-х стрептомицин снизил уровень детской смертности, связанной с туберкулезом, в некоторых странах на 90 %. И это было только начало: в 1940–1952 гг. Ваксман и его коллеги выделили несколько других антибиотиков, включая актиномицин (1940), клавацин (1942), стрептотрицин (1942), гризеин (1946), неомицин (1948), фунгидицидин (нистатин) (1952) и кандидин (амфотерицин) (1954). Стрептомицин и неомицин оказались наиболее эффективными в лечении инфекций.

Был у Ваксмана и еще один повод для гордости. В начале 1940-х, когда ученые публиковали все больше исследований о веществах, которые «борются с бактериями», доктор Дж. Э. Флинн, редактор издания Biological Abstracts, внезапно решил, что мир нуждается в новом слове для наименования этих веществ. Флинн обратился к нескольким исследователям; ему предложили такие термины, как «бактериостатик» и «антибиотин». Но в итоге Флинн остановился на слове, которое Ваксман предложил в 1941 или 1942 г. «Мне пришел ответ от доктора Ваксмана, — вспоминал позже Флинн. — Именно тогда я впервые увидел, как это слово используется в своем нынешнем значении… как существительное». Впервые использованное в Biological Abstracts в 1943 г., предложенное Ваксманом слово — «антибиотик» — сегодня стало одним из самых узнаваемых медицинских терминов по всему миру.

Антибиотики сегодня: новая уверенность, новые лекарства, новые проблемы

Антибиотики серьезно изменили наш мир, оказав на него разностороннее влияние — хорошее и плохое, предсказуемое и непредсказуемое. Сегодня сложно вообразить, какой страх испытывали пациенты до 1940-х, когда даже незначительные травмы и простейшие болезни могли привести к стремительному распространению смертельных инфекций. Благодаря антибиотикам врачи получили инструменты, отвечающие максимально возможным требованиям: таблетки, мази и инъекции, с помощью которых можно было спасать жизни.

Но есть мнение, что антибиотики также выявили темную сторону человеческой природы. У людей, узнавших о доступности всесильных лекарств, появилось чувство ложной уверенности и тяга к риску. Так, например, именно с антибиотиками можно связать формирование общества, более сосредоточенного на удобном лечении, чем на усердной профилактической работе. Не менее тревожное мнение высказывают те, кто считает, что появление антибиотиков способствовало росту аморального поведения — что подтверждает эпидемия заболеваний, передающихся половым путем. Наконец, хотя антибиотики спасли миллионы жизней, важно помнить, что они доступны не всем и эффективны не всегда. Каждый год около 14 млн людей в мире по-прежнему умирают от инфекций.