История открытия пенициллина и начало эры антибиотиков
Сейчас нашу жизнь сложно представить без антибиотиков. Многие заболевания: ангина, бактериальная пневмония, отит, остеомиелит и другие, требуют назначения антибиотиков и при своевременном лечении не представляют особой опасности для жизни человека. Но наши бабушки и дедушки еще могут помнить время, когда та же ангина и даже небольшая рана, заканчивались не счастливым выздоровлением, а инвалидизацией или даже смертью больного. Поэму Эдуарда Багрицкого «Смерть пионерки» знал каждый советский школьник.
Валя, Валентина,
Что с тобой теперь?
Белая палата,
Крашеная дверь.
Тоньше паутины
Из-под кожи щек
Тлеет скарлатины
Смертный огонек
Эти стихи были написаны в 1932 году, Меньше 90 лет назад.
Сейчас скарлатина уже не такое грозное заболевание, и вовремя поставленный диагноз и назначенная антибактериальная терапия сводят вероятность неблагоприятного исхода почти к нулю. Но путь человечества к этому был тернист и длинен.
Средства от инфекций в клинической практике люди искали с давних времен. Древние индусы лечили больных проказой хаульмогровым маслом, древние греки использовали с этой целью мужской папоротник. В средние века широко применяли препараты ртути для лечения больных сифилисом, кору хинного дерево при малярии. В течение нескольких сотен лет у разных народов применялось прикладывание к ранам плесени.
Но история открытия современной химиотерапии начинается только с конца XIX в. И связана она с работами Пауля Эрлиха и его школы. В переводе, сделанном в 1910 г., сохраняя стиль того времени, суть этих работ выглядит так: «Хемотерапия ставит себе задачу найти такие вещества, которые при большом влиянии на паразитов принесли бы возможно менее вреда организму». И далее: «Средство в практику не выйдет, если взаимоотношение между ядовитостью и лечебной дозировкой неблагоприятно». Улавливаете смысл? Эти принципы всей фармакологии актуальны и в наше время.
Одним из выдающихся ученых своего времени, внесшим неоценимый вклад в историю человечества, является шотландский бактериолог Александр Флеминг (A. Fleming, 1881–1955 гг.). Например, работая в лаборатории исследования ран, он установил, что такой антисептик, как карболовая кислота (фенол), в то время применяемая для обработки открытых ран, убивает лейкоциты, которые создают в организме защитный барьер, что в итоге способствует выживанию бактерий в тканях. Таким образом, уже в то время врачи и бактериологи начали полагать, что дальнейшее развитие медицины будет связан с поисками способов управления иммунной системой.
В лаборатории А. Флеминга его вечным врагом была плесень. Самая обычная, которая берется невесть откуда во влажных углах всех плохо проветриваемых помещений, растет на продуктах, если их плохо хранят. Вот и чашку Петри достаточно было оставить на некоторое время без крышки, как весь питательный слой покрывался плесенью.
Однажды на одной из чашек ученый увидел интересное явление — чашку покрывала плесень штамма Penicillium Notatum , но на этот раз вокруг колоний плесени образовалось небольшое круглое пространство, на котором бактерии не размножались, хотя на остальной поверхности они разрослись довольно активно. Тогда ученый и подумать не мог, что эта чашка будет самым драгоценным сокровищем в его жизни.
* Penicillium chrysogenum, syn. Penicillium notatum
Из микроскопического кусочка плесени А. Флеминг получил большую колонию. Потом он помещал часть этой плесени на чашки, где культивировал разные бактерии. Оказалось, что некоторые виды бактерий прекрасно уживаются с плесенью, но другие (стрептококки и стафилококки) в присутствии плесени не росли. Флемингу удалось выделить вещество, которое тормозило этот процесс, и по имени плесени Penicilium notatum вещество назвали пенициллином, а явление, при котором одни микроорганизмы уничтожают или не дают развиваться другим, было названо «антибиозом» от греческого «анти» – против и «биос» – жизнь.
Флеминг недооценил свое открытие, т.к. у него не получилось выделить стабильного соединения в течение 2 лет, и он приостановил работу в этом направлении. Продолжили ее ученые из Оксфорда Говард Флори и Эрнст Чейн спустя почти 10 лет. В 1940 г. они выделили препарат в чистом виде и изучили его свойства. 12 февраля 1941 г. инъекция пенициллина впервые была сделана человеку. Первая попытка оказалась неуспешной, так как доза, введенная пациенту, оказалась недостаточной. Но уже вторая попытка введения пенициллина в организм человека оправдала ожидания исследователей. Была вылечена женщина, поступившая в госпиталь после выкидыша с диагнозом «стрептококковый сепсис». Промышленный выпуск пенициллина был налажен именно в США. что отразилось потом во фразе – «Американцы украли пенициллин у британцев!», и позволило в годы войны и после нее спасти около 200 млн человек.
В 1945 г. Флеминг, Флори и Чейн были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за изобретение пенициллина.
Исследования российских и советских ученых
В 1870-х гг. исследованием плесени занимались медики Алексей Полотебнов и Вячеслав Манассеин, которые обнаружили, что она блокирует рост других микроорганизмов. Полотебнов рекомендовал использовать эти особенности плесени в медицине, в частности, для лечения кожных заболеваний. Но идея не получила распространения.
В СССР первые образцы пенициллина от другого вида плесени Penicillium Crustosum в 1942 году получил микробиолог Зинаида Ермольева со своими коллегами. В ходе испытаний лекарство показало гораздо большую активность, чем его английские и американские собратья. Однако полученный антибиотик терял свойства при хранении и вызывал повышение температуры у пациентов. Сравнение проводили в присутствии первооткрывателей с обеих сторон.
В 1945 г. в Советском Союзе начались испытания и массовое производство пенициллина, разработанного по западному образцу.
Интересные факты о пенициллине
– природный пенициллин на сегодняшний день практически не применяется из-за быстрого выведения его из организма, из-за чего его приходиться вводить больному 3-4 раза в сутки, причем, исключая введение через рот. Этому же способствует появление новых полусинтетических и синтетических пенициллинов, обладающих большей эффективностью, устойчивостью к привыканию микроорганизмов, большим спектром чувствительных к нему бактерий.
– Александр Флеминг, который впервые открыл пенициллин, всегда отрицал сам факт этого открытия. Он говорил, что плесневый грибок существовал и до него, он смог лишь доказать его бактерицидный эффект.
– Памятник пенициллину есть в городе Задонск Липецкой области. Он находится во дворе ветеринарной лечебницы и представляет собой красно-синий столб, обвиваемый червем, на верхушке которого находится пилюля ( хотя именно в такой форме природный пенициллин никогда не существовал).
– Название «Пенициллин» получил новый современный комплекс артиллерийской разведки.
– Пенициллин в среднем продлил людям жизнь на 33 года.
* By Crulina 98 – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8406610