Продолжаем нашу новую интересную рубрику об открытиях в медицине, перевернувших мир и спасших человечество. Сегодня у нас пенициллин – препарат, спасший миллионы жизней людей.
До открытия веществ, подавляющих рост болезнетворных бактерий в организме человека, то есть антибиотиков, жизнь была ощутимо сложнее, чем сегодня. Даже обыкновенная царапина могла привести к смерти, если в кровь попадала инфекция. Шансы на выживание и восстановление тела после хирургического вмешательства если не стремились к нулю, то составляли примерно 50/50. А про туберкулёз, воспаление лёгких, дизентерию и другие подобные заболевания упоминать и вовсе не приходится — в начале прошлого века многие из них считались практически неизлечимыми.
Но всё изменилось, когда британец (вернее, шотландец) Александр Флеминг едва ли не случайно (если верить расхожей версии) приблизился к открытию пенициллина. Именно его считают «отцом» всех современных антибиотиков, а журнал Time и вовсе включил Флеминга в список из ста самых важных людей XX века.
В 1928 году Флеминг занимался изучением стафилококков в лаборатории, когда заметил плесневые грибы Penicilliumnotatum в чашах для выращивания бактерий – их занесло сквозняком через открытое окно. Учёный занялся более подробным изучением этих объектов и обнаружил, что вокруг каждого из пятен плесени образовалась небольшая область, где бактерии стафилококка полностью уничтожились.
Впрочем, со стопроцентной точностью определить причину подобного эффекта у Флеминга в тот момент не вышло. Как и некоторые его предшественники, ученый сперва предположил: плесень стимулирует иммунную систему организма, а не сама уничтожает бактерии. Затем стало понятно, что на микробы влияет именно плесень. Но с выделением отфильтрованного вещества, впоследствии названного Флемингом пенициллином, были проблемы. Поначалу использовать полученный специалистом образец на людях было слишком рискованно из-за большого количества потенциально опасных примесей.
Но зато, как упоминалось выше, ученый все подробно описал и структурировал, то есть расписал, как фильтрат действует на различные бактерии, занялся сравнением «своей» плесени с другими её разновидностями и, что важнее, сумел сохранить образцы. В 1929 году Флеминг публично рассказал в Лондонском медицинском научно-исследовательском клубе о разработанном им потенциально перспективном антибактериальном средстве, но экспертное сообщество восприняло новость, мягко говоря, прохладно. На призывы Флеминга заняться его дальнейшей разработкой никто не откликнулся – о пенициллине забыли на 10 лет.
Вновь вспомнили о нем лишь в 1939-м. Немецкий эмигрант Эрнст Чейн спустя бесчисленное множество неудачных попыток все-таки выделил чистое вещество, способное применяться для лечения, из сохраненного в Оксфордском университете образца Флеминга. Его начальник Говард Флори занялся испытанием препарата на животных. В 1942 году, во время Второй мировой войны, «чистый» пенициллин опробовали на умирающем от менингита больном, в 1943-м началось массовое производство – в основном в США. И понятно почему: на территориях, физически не затронутых военными действиями, наладить выпуск было куда проще.
Существует интересная, но неподтвержденная теория. Везти плесень из Великобритании в США в пузырьке было слишком опасно: вещество могли перехватить и передать немецким ученым. Поэтому грибковыми спорами решили пропитать подкладки пальто ученых, которые как раз переправлялись через Атлантический океан.
Так или иначе, но процесс пошел. Терапевтические свойства пенициллина быстро оценили, особенно на фронте. Счёт пошёл буквально на десятки, если не сотни тысяч спасенных жизней. «Для разгрома фашизма и освобождения Франции Флеминг сделал больше, чем целые дивизии», – писали парижские газеты.
Большинство современных антибиотиков были созданы именно после исследования лечебных свойств пенициллина.
Массовое производство пенициллина в США стартовало в 1943 году, но до СССР доходили лишь единичные дозы препарата. Процесс его получения и вовсе оставался неизвестным. В общем, было необходимо в срочном порядке освоить технологию и наладить выпуск собственного аналога. Этим занималась микробиолог Зинаида Ермольева — позже ее даже стали называть «Мадам пенициллин».
Работа над созданием отечественного пенициллина стартовала в 1942 году, первые образцы были получены в 1943-м. Тогда же запустили производство антибиотика под названием крустозин.
«Известия» пишут, что в 1944 году в СССР прибыл один из создателей оригинального пенициллина Говард Флори — специалист привез с собой штамм их препарата. И советское лекарство, если верить изданию, даже оказалось в 1,4 раза эффективнее. Но в ТАСС при этом добавляют: полученный Ермольевой и ее командой антибиотик терял свойства при хранении и вызывал у пациентов повышение температуры. Ресурс также приводит такие данные: в 1945 году в Советском Союзе начались испытания пенициллина, разработанного по западному образцу. Технология его производства была освоена НИИ эпидемиологии и гигиены Красной армии под руководством Николая Копылова.
В 1945 г. Флеминг, Флори и Чейн стали лауреатами Нобелевской премии в области физиологии и медицины (по правилам эта премия может быть разделена не более чем на трёх человек). Сам первооткрыватель антибиотика получил 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий и 13 других наград, а в 1944 г. был посвящён в рыцари.
В послевоенные десятилетия все крупные фармацевтические компании занялись поиском новых антибиотиков. С их появлением такие тяжелые бактериальные инфекции, как туберкулез, чума, холера, многие венерические и кишечно-желудочные болезни, перестали быть приговором. Казалось, что эти чудодейственные средства навсегда решили проблему бактериального заражения. Однако с течением времени бактерии научились противостоять патентованным препаратам, и сейчас бактериальные штаммы со множественной антибиотикоустойчивостью представляют серьезную угрозу.
Почему так случилось? Дело в том, что антибиотики — это средства борьбы одних микроорганизмов с другими. В результате миллиардов лет ведения этой «химический войны» бактерии не только усовершенствовали свое оружие, но и научились от него защищаться. В этом смысле устойчивость к антибиотикам — древний феномен.
Если на бактерии действовать противомикробным препаратом, они погибают. Но иногда в популяции бактерий оказываются мутанты, способные выжить в присутствии антибиотика, и они дают такое же устойчивое потомство. Подобное развитие ситуации предвидел еще создатель пенициллина Александр Флеминг, который в своей «нобелевской» лекции предупреждал об этой опасности и призывал разумно применять антибиотики. Но он не был услышан.
Антибиотики стали применяться врачами повсеместно, и началось их массовое использование в животноводстве и птицеводстве. Как результат, люди стали потреблять антибиотики в повседневных продуктах питания, а бактерии, получая их в субтоксических концентрациях, — вырабатывать соответствующие средства защиты. Для борьбы с устойчивыми бактериями начали разрабатываться все новые антибиотики, причем каждый из них обходился все дороже, а бактерии в конце концов научились защищаться и от новых препаратов.
Благодаря такому «раскачиванию качелей» уже к 80-м гг. XX в. патогенные бактерии приспособились к основным широко применяемым антибиотикам, и сейчас встречаемость таких «супербактерий» (или мультирезистентных, т. е. устойчивых к нескольким препаратам) приблизилась к критическому уровню.
В 2017 г. ВОЗ опубликовала список из 12 видов бактерий, которые вызывают опасные заболевания (сепсис, менингит, пневмония, брюшной тиф, дизентерия и др.) и против которых антибиотики малоэффективны. Такие бактерии стали встречаться не только в больницах, но и в детских садах, фитнес-центрах, супермаркетах... К середине века ежегодные человеческие потери из-за отсутствия эффективных антибиотиков, по прогнозу ВОЗ, могут составить 10 млн человек в год.
На сегодняшний день в медицине применяется около 150 антибиотиков, причем некоторые из них уже малоэффективны. Доклинические испытания проходят свыше 250 препаратов, клинические — около полусотни, но пройдут годы до того момента, когда первые из них, прошедшие испытания (а это будет очень небольшая часть), поступят в больницы.
И проблема не только в этом. К середине 1990-х гг. ученые открыли все антибиотики, которые было легко найти. С тех пор не удавалось обнаружить ни одного антибиотика, принципиально отличного от известных. Только в 2015 г. при скрининге некультивируемых почвенных бактерий был открыт теиксобактин, который сейчас проходит клинические испытания.
