Джон Кейжу - Открытия, которые изменили мир
О чудесном новом лекарстве — его назвали пронтозил — вскоре узнал весь мир. Кроме того, ученые обнаружили, что, в отличие от других лекарственных средств, которые они тестировали ранее, принятый внутрь пронтозил вылечивает не только стрептококковые инфекции, но и гонорею, менингит и некоторые виды стафилококковых инфекций. Вскоре появились другие лекарства на основе сульфаниламида. Ни одно из них не было таким же эффективным, как пронтозил, но в 1939 г. Домагк был награжден за свою работу Нобелевской премией в области физиологии и медицины.
Оглядываясь назад, нельзя не заметить, что в торжественной речи, которую произнес Нобель в честь достижений Домагка, есть странная нестыковка. Действительно, вполне справедливо было прославить ученого за то, что «пронтозил и его производные ежегодно спасают… тысячи человеческих жизней». Но некоторые слова Нобеля были обращены словно к какому-то другому, пока еще не состоявшемуся достижению, особенно когда он заговорил об «открытии, совершившем как минимум революцию в медицине» и о «новой эпохе в лечении инфекционных болезней».
Хотя открытие Домагка скоро затмило повторное открытие пенициллина, пронтозил и сегодня пользуется признанием как препарат, изменивший мышление медицинского сообщества и познакомивший врачей с новой концепцией: лекарства, убивающие бактерии, могут не наносить вреда организму. Фактически именно открытие Домагка позже сподвигло других ученых внимательнее взглянуть на лекарство, от которого они отвернулись десять лет назад. Как однажды заметил сам Александр Флеминг: «Без Домагка не было бы сульфаниламидов, без сульфаниламидов не было бы пенициллина, без пенициллина не было бы антибиотиков».
Веха № 4
От медицинских суден до промышленных баков: долгожданная революция
В середине 1930-х два исследователя из Оксфордского университета начали изучать свойства открытого Флемингом антибактериального вещества — не пенициллина, а лизоцима, натурального фермента, обнаруженного в слезе и других выделяемых телом жидкостях за несколько лет до открытия пенициллина. Этих ученых, немецкого биохимика Эрнста Чейна и австралийского патолога Говарда Флори, впечатлила способность лизоцима растворять стенки клеток бактерий. Правда, к 1939 г. они уже завершили работу над этим исследованием и были готовы перейти к другим. Но прежде чем написать заключение, Чейн решил еще один, последний раз просмотреть научные источники. Тут-то он и наткнулся на малоизвестное исследование Флеминга от 1929 г. То, что Чейн прочел о пенициллине, заинтриговало его: не потому, что он мечтал о волшебном лекарстве-антибиотике, а из-за уникальной способности препарата разрушать клеточные стенки бактерий.
Чейн уговорил Флори обратить более пристальное внимание на пенициллин, хотя это было не так-то просто. Сложно оказалось даже найти пробный образец — через десять лет после того, как Флеминг забросил свои эксперименты. Однако хотя использовать тот же грибок было невозможно, Флори и Чейн без особого труда обнаружили его потомство. По счастливой случайности один из сотрудников школы ранее получил пробный образец грибка от Флеминга и с тех пор продолжал его выращивать. «Я поверить не мог, что мне так повезло, — позже рассказывал Чейн о том, как узнал о существовании этого грибка плесени. — Тут же, в этом же здании, буквально у нас под носом!»
Чейн приступил к изучению грибка, и к началу 1940-х он, благодаря своим познаниям в биохимии, совершил то, что не удалось Флемингу: произвел небольшое количество концентрированного пенициллина. По сравнению с «сырым», работать над которым Флеминг отчаялся и который подавлял бактерии, будучи растворенным в пропорции 1 к 800, концентрированный препарат, полученный Чейном, был в 1000 раз мощнее и мог подавлять бактерии, будучи растворенным в пропорции 1 к 1 млн. И при этом, как ни удивительно, он не был токсичен и не представлял опасности для здоровья.
Чейн и Флори были хорошо осведомлены о недавнем успехе пронтозила, давшего надежду на возможность избавления от инфекций с помощью лекарств, — и поспешили изменить цели своего исследования. Пенициллин теперь был для них не просто абстрактным объектом любопытства в рамках изучения клеточных стенок бактерий. Он стал потенциальным антибиотиком, терапевтическим препаратом, который, вероятно, можно было использовать для лечения инфекционных заболеваний. Воодушевленные новыми задачами, Чейн и Флори запланировали протестировать новый потенциальный пенициллин на животных. 25 мая 1940 г. восемь мышей получили смертельную дозу Streptococcus pyogenes, после чего четыре из них также получили пенициллин. Чейн и Флори были настолько взволнованы, что не ложились спать всю ночь в ожидании результата. К 3:45 утра они его достигли: все не получившие пенициллин мыши погибли, а получившие — выжили.
Но возникла еще одна трудность. Чейну пришлось потратить массу времени и сил на то, чтобы произвести крошечную дозу пенициллина, необходимую для четырех мышей. Как же произвести количество, достаточное для человека? Вскоре научный сотрудник Норман Хитли подошел к решению проблемы творчески, поставив краткосрочную цель: подготовить лекарства для нескольких человек в рамках клинического исследования. Он закупил медицинские судна — сотни суден, — чтобы выращивать в них грибок, и использовал шелк из старых парашютов (подвесив их на библиотечный шкаф), чтобы слить и отфильтровать грибковый «бульон». Чейн химическим способом получал пенициллин, используя разработанные им самим методы. К началу 1941 г. у ученых было достаточно пенициллина для терапии людей. Первым пациентом, на котором был испробован препарат, оказался сорокатрехлетний полицейский, умирающий от септицемии. Введенная ему доза пенициллина оказалась недостаточной, и он скончался. После этого ученые ввели лекарство ребенку, которому требовалась меньшая доза. Ребенок был излечен от инфекции, однако скончался от осложнений основного заболевания. Последующие группы пациентов, получающие пенициллин, демонстрировали чрезвычайно впечатляющие улучшения.
Но к воодушевлению исследователей снова примешивалось осознание, казалось бы, неразрешимой проблемы: как им теперь произвести достаточно пенициллина для более масштабного исследования, включавшего чуть менее тысячи пациентов по всему миру? К тому моменту, то есть к середине 1941 г., новости о первых опытах с пенициллином уже успели распространиться повсюду. Речь шла не просто о каком-то новом антибиотике — пенициллин казался намного перспективнее, чем пронтозил и прочие сульфаниламиды. Как сообщалось в августе 1941 г. в издании The Lancet, у пенициллина было «огромное преимущество» перед пронтозилом. Он не только боролся со множеством разнообразных патогенных бактерий, но и не терял эффективность при воздействии гноя, крови и других микробов, то есть был именно таким, каким должно быть лекарство для обработки инфицированных ран.
Однако перед Флори и Чейном все еще стояла проблема производства больших доз. Ведь они были ограничены возможностями медицинских суден и старых парашютов. К сожалению, на помощь британских фармацевтических компаний рассчитывать было нельзя. Их мощности уже и так были исчерпаны до предела в связи с участием Великобритании во Второй мировой войне. Так что в июне 1941 г. Флори и Хитли отправились в США с целью получить помощь от правительства и бизнесменов Америки. Через полгода, благодаря удаче и связям, Хитли удалось попасть в лабораторию Пеории. Причем это была лаборатория исследований ферментации при кафедре сельского хозяйства, и ее мощность позволяла «варить» более 200 тыс. литров грибкового фильтрата. Конечно, этого количества едва хватало для лечения нескольких тысяч пациентов — нужно было около 100, — но все же это намного лучше, чем 11 литров в час, которые Хитли удавалось производить в Англии.
И снова в истории пенициллина нашлось место счастливым случайностям — на этот раз двум. Сперва исследователи обнаружили, что они смогут увеличить объемы производства пенициллина примерно в десять раз, если дополнят процесс ферментации кукурузным экстрактом — побочным продуктом производства кукурузного крахмала, который в тот момент был доступен только в Пеории. Затем, в результате еще одной счастливой случайности, один из работников обнаружил плесень, которая, как оказалось, росла на сгнивающей дыне и позволяла произвести в 6 раз больше пенициллина, чем плесень Флеминга.
И вот, благодаря волшебному стечению обстоятельств по обе стороны Атлантики, фармацевтические компании США и Британии вскоре производили достаточно пенициллина, чтобы лечить ранения, полученные солдатами в ходе Второй мировой войны, — от простых поверхностных травм до угрожающих жизни ампутаций. Рост производства был необычайным. В марте 1942 г. пенициллина едва хватало для лечения одного пациента; к концу 1942 г. число прошедших лечение достигло 90, к августу 1943-го — 500, а к 1944 г., благодаря технологии культивирования в глубине питательной среды, разработанной биофармацевтической компанией Pfizer, было уже достаточно пенициллина, чтобы лечить всех солдат, получивших ранения в ходе вторжения в Нормандию, а также ограниченное количество рядовых американцев.
