Все новости

Как Флеминг случайно открыл пенициллин и почему новые антибиотики спасут только на время

Александр Флеминг
© Peter Purdy/BIPs/Getty Images
90 лет назад был понедельник. Неряха Флеминг пришел на работу и увидел, что в лабораторной посуде погибла колония стафилококка. Случайность предвещала медицинскую революцию, теперь сходящую на нет

Жизнь до открытия антибиотиков вообразить трудно и страшно. Туберкулез и многие другие инфекции были смертным приговором. Судьба выносила их намного чаще, чем в наши дни: больше больных — выше шансы заразиться. Любая хирургическая операция была сравни русской рулетке. В 1920-х годах американский психиатр Генри Коттон, самонадеянно лечивший душевнобольных удалением органов, хвалился, что его методика сравнительно безопасна: умирали всего 33% его пациентов. Как выяснилось позже, Коттон привирал, и смертность достигала 45%. Больницы были рассадниками заразы (впрочем, сейчас мало что изменилось, и причина как раз в антибиотиках). Даже обыкновенная царапина могла свести в могилу, вызвав гангрену или заражение крови. Существовавшие антисептики годились только для наружного применения и часто приносили больше вреда, чем пользы.

Открытое окно и гнилая дыня изменили все

Открытие антибиотиков, точнее, пенициллина приписывают шотландцу Александру Флемингу, но необходимо сделать несколько оговорок. Еще древние египтяне прикладывали к ранам заплесневевший хлеб, размоченный в воде. Почти за четыре года до счастливого случая в лаборатории Флеминга противобактериальные свойства плесени описал его приятель Андре Грация, только он думал, что плесень не убивает микробы напрямую, а лишь стимулирует иммунитет организма, и вводил их вместе с мертвыми бактериями. Какой вид плесени разводил ученый и какое вещество она выделяла, неизвестно: Грация тяжело заболел, а когда вернулся к работе, якобы не смог найти старые записи и образцы.

Плесень в чашке с колонией бактерий. Прозрачные круги вокруг грибка — области, где бактерии погибли Don Stalons (phil.cdc.gov)/Wikimedia Commons
Описание
Плесень в чашке с колонией бактерий. Прозрачные круги вокруг грибка — области, где бактерии погибли
© Don Stalons (phil.cdc.gov)/Wikimedia Commons

Именно плесень убила стафилококки в лаборатории Флеминга. Вышло это случайно: споры грибка надуло ветром из открытого окна. Как и Грация, ученый не смог правильно определить, к какому виду относится целительная плесень. Не смог он и выделить вещество, которое назвал пенициллином, — в экспериментах шотландец использовал отфильтрованный "бульон", где росли грибки. Зато Флеминг подробно описал, как этот фильтрат воздействует на разные бактерии, сравнил плесень с другими видами, а главное — сохранил образцы и рассылал их по первой просьбе коллег.

Один такой образец почти десять лет хранился в Оксфордском университете. В 1939 году немецкий иммигрант Эрнст Чейн выделил из него чистый пенициллин, а его начальник Ховард Флори испытал на животных. В 1945 году их и Флеминга наградили Нобелевской премией по физиологии и медицине. Норман Хитли, который отвечал в команде за разведение плесени и тоже придумывал метод очистки антибиотика, остался без награды, хотя его заслуга не меньше. Достаточно сказать, что у первого пациента, 43-летнего полицейского с раной на лице, пришлось фильтровать мочу, чтобы выделить из нее драгоценный пенициллин. Ему быстро полегчало, но лекарства все равно не хватило, и через месяц он умер.

Когда оксфордские ученые доказали эффективность пенициллина, шла Вторая мировая война. Надежное противобактериальное средство требовалось как никогда: солдаты чаще гибли от инфекций, занесенных в раны, чем от самих ран. Но британские фармацевтические компании были и без того завалены оборонными заказами, поэтому в 1941 году Флори и Хитли отправились в США. Везти плесень в пузырьке было слишком рискованно: кто-нибудь мог его украсть и передать немцам. Выход нашел Хитли: он предложил пропитать грибковыми спорами пальто.

Очистка пенициллина в лаборатории в Англии, 1943 год Daily Herald Archive/SSPL/Getty Images
Описание
Очистка пенициллина в лаборатории в Англии, 1943 год
© Daily Herald Archive/SSPL/Getty Images

Американцы смогли точно определить, какая плесень завелась у Флеминга и досталась оксфордцам. Но для массового производства использовали не ее, а родственную, выделяющую в шесть раз больше пенициллина. Ее нашли на мускусной дыне, которую принесла с рынка ассистентка. Питанием для грибка послужили кукурузные отходы, богатые сахаром. Выращивать плесень стали в громадных баках с электрической мешалкой, сквозь которые пропускали воздух. Если в конце 1942 года американского пенициллина хватало менее чем на 100 пациентов, то в 1943-м было выпущено уже 21 млрд доз, а в 1945-м — 6,8 трлн доз. Началась новая эра.

Революция в медицине сходит на нет

Пенициллин и другие антибиотики, появившиеся в первые послевоенные десятилетия, перевернули медицину: большинство болезнетворных бактерий были побеждены. Но случилось то, что предвидел еще Флеминг. Антибиотики — древнее природное оружие в бесконечной борьбе видов за выживание. Бактерии так просто не сдаются. Они быстро размножаются: например, возбудитель холеры делится примерно раз в час. Всего за сутки у холерного вибриона появляется столько поколений потомков, сколько у людей родилось со времен Ивана III. Это значит, что эволюция бактерий происходит настолько же быстрее.

Широкое применение антибиотиков — счет идет на миллионы тонн за все время — лишь ускоряет эволюцию: потомство производят стойкие бактерии, а те, на которые действуют лекарства, исчезают. В позапрошлогоднем докладе для правительства Великобритании говорится, что из-за устойчивых к антибиотикам микробов ежегодно умирают 700 тыс. человек. Если ничего не предпринять, к 2050-му каждый год будут умирать уже 10 млн человек, а суммарный экономический ущерб достигнет немыслимых $100 трлн.

Новые антибиотики могли бы частично решить проблему, но они появляются все реже. Фармацевтическим компаниям попросту невыгодно выводить их на рынок. В отличие от каких-нибудь антидепрессантов, принимать их нужно очень редко, а с новыми лекарствами конкурируют чрезвычайно дешевые средства прошлых поколений, которые можно выпускать без лицензии в развивающихся странах. По подсчетам из того же доклада британскому правительству, в среднем антибиотики начинают приносить прибыль только на 23-й год, но вскоре после этого на них истекает патент, и производить их может кто угодно.

По меньшей мере половина антибиотиков применяется в сельском хозяйстве AP Photo/Jeff Roberson
Описание
По меньшей мере половина антибиотиков применяется в сельском хозяйстве
© AP Photo/Jeff Roberson

Но даже если новые эффективные антибиотики появятся в продаже, нет сомнений, что рано или поздно бактерии приспособятся и к ним. Как быстро это произойдет, зависит от того, как эти лекарства используются. Здесь есть две проблемы. Во-первых, по меньшей мере половина антибиотиков применяется в сельском хозяйстве: на громадных животноводческих фермах, где скот, птицы и рыбы живут чуть ли не на головах друг у друга — и где стремительно распространяется зараза. Во-вторых, во многих странах антибиотики продаются без рецепта, поэтому принимают их бесконтрольно. Но дело в том, что жителям этих стран подчас либо не к кому обратиться, либо не на что. Оставить их еще и без антибиотиков — значит обречь на смерть.

Отказаться от дешевых животных белков и обеспечить медицинской помощью всех нуждающихся намного сложнее, чем найти новую целительную плесень и вывести на рынок препарат на ее основе. Но пока эти две проблемы не будут решены, поиски новых антибиотиков будут лишь отсрочивать время, когда порез на пальце станет смертельным риском.

Марат Кузаев