Первый современный антибиотик: история открытия
пенициллина
ХХ век - период, когда люди освоили атомную энергию,
создали теле- и радиовещание и даже покорили космос. И все же именно
открытие пенициллина признается одним из самых значимых достижений
того времени. Фактически антибиотик изменил ход истории: до того
как он появился, даже простая царапина могла вызвать гангрену и
свести человека в могилу. Рассказываем, в каком году был открыт
пенициллин, как он повлиял на медицину и кто получил пенициллин Как боролись с инфекциями до появления антибиотиков
Многие прошлые методы противостояния инфекционным болезням по современным
меркам считаются варварскими. Вот некоторые наиболее известные:
Кровопускание. Этот метод терапии впервые возник в Древнем Египте
(примерная дата, когда начало применяться кровопускание, - 1000
год до н.э.). Вплоть до 40-х годов XX века врачи могли рекомендовать
его пациентам с тяжелой пневмонией. Процедура кровопускания была
сопряжена с большим риском смерти от потери крови или сепсиса, но,
по всей видимости, могла быть эффективна против некоторых бактерий
на ранних стадиях инфекции.
Ртуть. Соединения ртути применяли от сифилиса в период с 1363 по
1910 год. Благодаря тяжелому металлу на ранних стадиях половой инфекции
ее можно было остановить, но вреда от такого лечения было больше,
чем пользы. Потенциальные побочные эффекты - обширные повреждения
кожи, слизистых оболочек, почек и мозга и смерть.
Травы. В прошлом для лечения люди нередко прибегали к натуральным,
но бесполезным растительным средствам. Ученые подтвердили клиническую
эффективность лишь немногих из лечебных растений. Один из таких
примеров - хинин. Это особое вещество, которое добывали из коры
хинного дерева для лечения малярии. Впервые использование коры дерева
для лечения лихорадки описали миссионеры в начале XVII века: древесную
стружку сушили, измельчали в порошок, смешивали с водой и пили,
чтобы облегчить симптомы. Сегодня медики продолжают использовать
синтетический хинин для борьбы с тем же недугом.
Несмотря на все это, до изобретения антибиотиков люди оставались
практически беззащитными перед инфекциями. Обыкновенная гнойная
ангина могла спровоцировать тяжелые осложнения сердца и почек или
привести к смерти. Опасны были и любые хирургические вмешательства.
Статистика американских госпиталей конца XIX века показывает, что
в 80% случаев у пациентов, перенесших операцию, развивалась гангрена,
которая в 50% случаев заканчивалась смертью человека в период послеоперационного
восстановления. Изучение плесени как лекарства
Люди издревле догадывались об антибактериальных свойствах плесени
и пытались использовать ее для борьбы с инфекциями. Персидский ученый
Ибн Сина (Авиценна), живший в X веке, упоминал в своих трудах использование
плесневых грибов для лечения ран. Позже, в XVI веке, швейцарский
врач и алхимик Парацельс также отмечал возможные целебные свойства
плесени. Однако эти наблюдения не получили должного развития: эксперименты
с плесенью как с лекарственным средством возобновились только в
конце XIX века.
Так, в 1896 году итальянский врач Бартоломео Гозио, изучая причины
поражения плесенью риса, нашел вещество с антибактериальными свойствами.
Годом позже французский ученый Эрнест Дюшен обнаружил, что определенные
виды плесневых грибов могут уничтожать палочку брюшного тифа. Эта
идея появилась у Дюшена, когда он заметил, что арабские конюхи обрабатывали
плесенью с седел раны лошадей. Дюшен провел серию экспериментов
на морских свинках, в ходе которых доказал, что плесень разрушает
палочку брюшного тифа. Он даже написал диссертацию на эту тему и
представил ее в Институт Пастера. Эрнест Дюшен настолько близко
подобрался к открытию пенициллина, что спровоцировал споры о том,
кто первым получил пенициллин. Некоторые люди и вовсе посчитали,
что антибиотик был создан им, а не Александром Флемингом.
В действительности дела обстоят так, что оба открытия остались незамеченными:
Дюшен продемонстрировал не конкретное вещество, а плесневую биомассу,
работа не вызвала интереса, а Гозио не смог придумать, как и когда
применять свое изобретение. Как Александр Флеминг открыл пенициллин
Дату открытия группы антимикробных препаратов пенициллины (penicillin)
традиционно отмечают 28 сентября 1928 года. В этот день перед отъездом
в отпуск шотландский бактериолог Александр Флеминг забыл закрыть
окно в лаборатории, в результате чего на образцы внутри надуло споры.
Когда Флеминг вернулся к работе после отдыха, он обнаружил, что
одна из его чашек Петри с колониями стафилококков была заражена
плесенью. Прежде чем выбросить испорченный материал, Флеминг успел
заметить нечто необычное: вокруг плесени, которая оказалась штаммом
Penicillium notatum, не было бактерий. Это наблюдение и стало началом
истории про пенициллин.
Флеминг понял, что плесень выделяет вещество, которое убивает бактерии.
Он назвал его пенициллином и начал изучать. В 1929 году Флеминг
опубликовал полученные результаты, но его работа не вызвала большого
интереса. Причиной тому были сложности, с которыми столкнулся ученый:
" пенициллин был нестабильным;
" пенициллин быстро терял свои свойства;
" пенициллин было трудно очистить от примесей.
Все это мешало применять антибиотик на практике. Но несмотря на
трудности, Флеминг продолжил свои исследования, пытаясь выделить
чистый пенициллин и стабилизировать его. Он понимал, что в случае
успеха лекарство может стать революционным средством в борьбе с
инфекциями.
Еще одна заслуга Флеминга - его упорство. На протяжении практически
10 лет ученый пытался заинтересовать коллег в своем открытии и выслал
всем желающим образцы "бульона", содержащего пенициллин,
чтобы те помогли ему стабилизировать активное вещество и очистить
его от примесей. Из одного такого образца и выделили пенициллин
через 10 лет.
Возрождение интереса к пенициллину: работа Флори, Чейна и Хитли
Несмотря на то, что первым, кто получил пенициллин, был Флеминг,
изобретение готового лекарства было бы невозможно без вклада коллег
микробиолога. В конце 1930-х годов в Оксфорде группа ученых под
руководством австралийского патолога Говарда Флори и немецкого биохимика
Эрнста Чейна заинтересовалась работой Флеминга. Они поняли, что
на основе пенициллина можно создавать революционные лекарства, и
решили продолжить исследования. Важно отметить, что к команде также
присоединился Норман Хитли, талантливый биохимик, который отвечал
за разведение целебной плесени. Во многом благодаря ему также был
создан эффективный метод очистки антибиотика.
В конце концов у ученых все получилось: Чейн очистил пенициллин
от экстракта плесени. Команда приступила к экспериментам над животными.
Они заразили восемь мышей смертельной дозой бактерий, после чего
ввели четырем из них первый антибиотик. На следующий день все мыши,
которые не получили укол, погибли, в то время как грызуны, принявшие
лекарство, были в порядке. Ученые опубликовали результаты своих
наблюдений в 1940 году и продолжили работу над чудодейственным препаратом.
12 февраля 1941 года - знаменательная дата в истории создания антибиотиков.
В этот день команда впервые провела эксперимент по введению пенициллина
человеку. Лондонский полицейский Альберт Александр, страдавший от
серьезной инфекции с гнойными воспалениями по всему телу, стал первым
пациентом, которого лечили пенициллином. Оксфордская команда решила
сделать Александру, находящемуся на грани смерти, укол антибиотика.
Это привело к значительному улучшению состояния мужчины, но запасов
вещества не хватило для полного выздоровления. Пенициллина было
настолько мало, что ученые фильтровали мочу Александра, чтобы выделить
из нее остатки вещества. И даже так Александр скончался. Этот случай
доказал, что пенициллин обладает огромным потенциалом, но также
подчеркнул важность его получения в промышленных масштабах. Пенициллин во время Второй мировой войны
После успеха первых клинических испытаний пенициллина стало ясно
истинное значение его открытия - ученые становятся обладателями
ключа к победе над инфекционными заболеваниями. Но количество пенициллина,
которое удалось извлечь команде Флори, было недостаточным для широкого
использования. А учитывая то, что с началом Второй мировой войны
потребность в эффективных антибиотиках многократно возросла, поставить
его производство на поток нужно было как можно скорее. Проблема
заключалась в том, что все мощности британских фармацевтических
компаний были сосредоточены на нуждах фронта, в стране не было ресурсов
для работы над новым лекарством. В 1941 году Флори и Хитли нашли
выход: им пришлось отправиться в США для дальнейшей работы. Хитли
настолько переживал, что разработка попадет в руки нацистов, что
предложил применить хитрость и пропитать грибковыми спорами свое
пальто. Такая перевозка казалась ему безопаснее.
В Америке сразу поняли важность пенициллина, Флори и Хитли получили
необходимое внимание и финансирование. Совместно со специалистами
из США они точно определили вид плесени, из которой появился пенициллин
у Флеминга, и начали разрабатывать методы для масштабирования производства.
В Америке также удалось обнаружить родственную первоначальному образцу
плесень, которая выделяла в шесть раз больше пенициллина. Она тоже
нашлась случайно, на мускусной дыне, которую принесла с рынка ассистентка.
Подпитывая плесневый гриб богатыми сахаром кукурузными отходами,
команда смогла вывести производство пенициллина на промышленный
уровень. И если в начале 1941 года пенициллина было недостаточно,
чтобы вылечить одного человека, к 1944 году объем производства в
США достиг 100 млрд единиц в месяц. Этого хватало для лечения 40
тыс. военных и гражданских. Антибиотики не смогли полностью избавить нас от инфекций?
Важность открытия пенициллина невозможно переоценить. Оно ознаменовало
новую эру в медицине: большинство опасных бактерий оказались побеждены.
Это привело к увеличению средней продолжительности жизни людей (с
47 лет до 78,8 в США).
Но революция, запущенная Флемингом, сходит на нет: появляется все
больше устойчивых к антибиотикам бактерий. Первые случаи резистентности
были зафиксированы уже в 1940-х годах, и с тех пор проблема только
усугублялась. Сегодня антибиотикорезистентность - одна из самых
серьезных угроз для глобального здравоохранения. Ученые и медики
по всему миру работают над созданием новых лекарств и стратегий
борьбы с устойчивыми инфекциями, но проблема остается актуальной
и требует постоянного внимания. Чтобы не вернуться в "темные
века медицины", необходимо ограничить применение пенициллина
и других антибиотиков. Лекарства такого рода важно принимать лишь
по назначению врача и только для лечения бактериальных инфекций,
иначе однажды мы снова можем оказаться беззащитными перед бактериями. Итоги
Пенициллин - это первый антибиотик. Он был открыт Александром Флемингом
в 1928 году. Благодаря ему люди смогли начать эффективно бороться
с бактериальными инфекциями. У Флеминга не вышло выделить чистый
пенициллин, но его работа стала основой для трудов Флори, Чейна
и Хитли, которые смогли запустить лекарство в массовое производство.
Сейчас антибиотики постепенно перестают работать: появляется все
больше антибиотикорезистентных бактерий. Чтобы остановить этот процесс,
необходимо внимательно подходить к приему подобных препаратов и
пить их только по рекомендации врача.
