Пенициллину 70 лет: закончилась ли эра антибиотиков?

Пенициллин, открытый случайно, спас жизни миллионам людей, но с каждым годом он становится все менее эффективным. Чем человечество заменит привычный антибиотик?

На что жалуетесь?: Пенициллину 70 лет: закончилась ли эра антибиотиков?
Фрагмент картины «Александр Флеминг в лаборатории», Э.-Л.Габейн (1944 г.)

Широко известный факт: открытие пенициллина произошло случайно:
3 сентября 1928 года британский бактериолог Александр Флеминг вернулся после месячного отпуска, проведенного с семьей, в свою лабораторию при госпитале Святой Марии (Лондон). Ученый не был адептом строгого порядка, и, уходя в отпуск, оставил там несколько немытых чашек Петри с бактериями Staphylococcus aureus, которые в реальной жизни вызывают ангины, гнойные нарывы и абсцессы.

На одной из них он по возвращении обнаружил плесневые грибы Penicillium notatum, окруженные прозрачными колониями бактерий. Подавление роста бактериальных клеток – работа агента, содержащегося в плесени, понял Флеминг, выделил его и назвал пенициллином, опубликовав результаты своей работы в 1929 году в Британском журнале экспериментальной патологии.

К середине прошлого века было налажено массовое фармацевтическое производство препарата, он стал неотъемлемой частью методики лечения бактериальных инфекций и до сих пор до определенной степени ею остается. В 1945 году Флеминг получил за свое открытие Нобелевскую премию в области физиологии и медицины, каковому событию в этом году исполняется 70 лет.

Вот вкратце и вся история, известная сегодня любому добросовестному школьнику.

Но самая интересная ее часть – это, пожалуй, не то, что произошло случайно, а осознанные действия людей, включая центральную фигуру, сэра Александра Флеминга (в рыцари он был посвящен в 1944 году), направленные на создание лекарства, спасшего без преувеличения десятки миллионов человеческих жизней.

Впрочем, вариативность, а значит и элемент случайности, присутствуют в любой последовательности реальных жизненных событий. Будучи студентом-медиком, Флеминг поначалу не питал особенного интереса к какой-то конкретной дисциплине, а его работы по хирургии говорят о том, что он мог бы достичь определенных высот и в этой области, посвяти он себя ей. Однако в 1902 году юный медик попадает под влияние Алморта Райта, врача, разработавшего вакцину против брюшного тифа и активно ведущего лабораторные поиски средств борьбы с инфекцией.

Райт был на военно-медицинской службе и хорошо представлял себе, как сильно могли бы сократиться потери среди раненых, если бы существовала эффективная терапия преодоления гангрены и сепсиса (общего гнойного заражения организма): можно было бы сохранить не только жизни солдат и офицеров, но и раненые конечности, которые часто приходилось ампутировать, чтобы остановить продвижение инфекции.

В 1906 году Флеминг вошел в исследовательскую группу Райта, а во время Первой мировой войны он вместе со своим руководителем работал в военной медицинской лаборатории в Булони (Франция), изучая специфические инфекции у раненых, потерявших конечности. В процессе работы молодой ученый открыл – причем тоже случайно – фермент лизоцим, разрушающий клеточные стенки бактерий. Тогда же он помог Райту провести ряд экспериментов с «искусственной раной», обнаружив, что антисептики не только ограничены в своих возможностях дезинфекции, но и способны подавлять естественную защитную реакцию организма.

И после окончания войны мысль ученого была направлена на поиск метода борьбы со стафилококком, самой распространенной раневой инфекцией, а потому в заброшенных на время отпуска немытых чашках Петри цвели махровым цветом колонии именно этих микроорганизмов. Но только там, куда не проникли плесневые грибы.

Отчасти удивительно то, что Флеминг и его коллеги не вышли на этот природный антибиотик сознательно, ведь из медицинской истории известно, что древние египтяне и греки прикладывали к ранам припарки из заплесневелого хлеба, чтобы избежать распространения инфекции. Позже, в XIX веке, антибактериальные свойства плесени Penicillium glaucum наблюдали британские врачи, хирург Джозеф Листер и терапевт Уильям Робертс. А великий Луи Пастер мечтал о том, чтобы научиться использовать антагонизм микроорганизмов разных видов в деле лечения инфекций. В этом свете случайностью кажется скорее то, что эти две линии – упорные поиски Флеминга и находки его исторических коллег – не пересеклись раньше.

Но вернемся к открытию.

Александр Флеминг не сразу понял его истинный масштаб. Выделение антибактериального агента, названного ученым «пенициллин», первоначально было делом сложным и медленным, а полученное вещество оставалось нестабильным. В своей статье 1929 года ученый лишь мимоходом указал на его терапевтический потенциал, а главное его применение видел в том, чтобы в лабораторных условиях помочь бактериологам отличать микроорганизмы одного вида от другого по признаку сензитивности к пенициллину.

Как знать, возможно, эра антибиотиков в медицине так и не наступила бы, или это случилось бы на полвека позже, если бы не Вторая мировая война, бросившая грозный и трагический вызов медицинской науке.

И здесь на сцену выходят еще два будущих нобелевских лауреата, фармаколог Говард Флори и биохимик Эрнст Чейн, ведущие исследования в Школе патологии имени Уильяма Данна Оксфордского университета, которым суждено было превратить пенициллин из лабораторной диковинки в препарат, спасающий жизни.

В 1939 году Оксфордская лаборатория превратилась в фабрику по производству пенициллина. Для выполнения принятой программы экспериментов над животными требовалось большое количество агента, работники лаборатории не справлялись своими силами, и на работу были наняты «пенициллиновые девушки», которые за 2 фунта в неделю инокулировали плесневые грибы и контролировали процесс ферментации.

После серии экспериментов, продемонстрировавших способность пенициллина спасать мышей, пораженных смертельно опасной стрептококковой инфекцией, препарат был введен человеку. К сожалению, несмотря на значительное улучшение состояния после инъекции больной умер через несколько дней, так как в отсутствие нужного количества очищенного пенициллина курс лечения закончить было невозможно. Последующим пациентам повезло больше, они поправились полностью, и вскоре было принято решение об организации производства препарата для нужд фронта.

Развернуть такое производство в Великобритании не представлялось возможным, и летом 1941 года при поддержке фонда Рокфеллера Говард Флори и его коллега биохимик Норман Хитли отправились в Соединенные Штаты, надеясь заинтересовать их фармацевтическую промышленность в производстве пенициллина. Важнейшую роль в этом деле сыграла Северная региональная исследовательская лаборатория министерства сельского хозяйства США (Пеория, штата Иллинойс) с ее весьма продвинутым отделением ферментации. Именно там был отлажен процесс, который затем лег в основу широкомасштабного промышленного производства препарата.

К марту 1942 года под эгидой Управления научных исследований США было произведено небольшое количество пенициллина, достаточного для лечения первого пациента; к июню 1942 года еще 10 человек были вылечены препаратом, поставленным компанией Мерк (Merc & Co., Inc.), а 1 марта 1944 года фирма Пфайзер открыла в Бруклине (Нью-Йорк) первую коммерческую фабрику по производству первого антибиотика.

Параллельно клинические исследования в военном и гражданском секторах подтверждали эффективность пенициллина в лечении стрептококковых, стафилококковых и гонококковых инфекций, а также сифилиса. Производство препарата выросло от 21 миллиарда единиц в 1943 году до 1663 миллиардов в 1944, а в 1945 его производилось уже 6,8 триллионов.

На что жалуетесь?: Пенициллину 70 лет: закончилась ли эра антибиотиков?
Фрагмент рекламного постера Schenley Laboratories, 1944

Американское правительство сняло все ограничения на использование пенициллина, и с 15 марта 1945 года он начал распределяться через обычные аптеки, став доступным рядовому потребителю.

Пенициллин спасал жизни людей, предотвращая инфицирование ран при травмах и послеродовой сепсис, вылечивая пневмонию и бактериальный эндокардит. Он стал прорывом в лечении такого заболевания, как остеомиелит (инфекционное заболевание костной ткани), нередко приводившего к тяжелой инвалидности. Он сделал возможным спасение зрения у новорожденных с офтальмией.

Триумф пенициллина вызвал к жизни поиски и открытия новых антибиотиков, ознаменовав собой целую эпоху в медицине.

Стоит отметить, что Флеминг, Флори и Чейн отказались от того, чтобы запатентовать пенициллин, они просто подарили свое открытие человечеству. Трудно представить что-либо подобное в наши дни…

Интересно, что после открытия Флеминга, пенициллин удалось получить и другим ученым, но они, в отличие от своего предшественника, хорошо представляли себе, что ищут, зная о его находке. Так в СССР в 1942 году отечественный образец пенициллина был получен замечательным микробиологом и биохимиком Зинаидой Виссарионовной Ермольевой, которой удалось даже наладить его производство для нужд военно-полевой медицины.

Закончилась ли эпоха антибиотиков? В своих многочисленных лекциях Александр Флеминг предупреждал о необходимости использования этих лекарств строго по показаниям во избежание адаптации к ним инфекционных агентов, которые способны превратиться в супербаги, не поддающиеся лечению. Собственно, так и произошло.

В апреле 2014 года Всемирная организация здравоохранения опубликовала доклад, в котором ее эксперты предупредили о грозящей человечеству опасности: отсутствие действенных антибиотиков сделает весьма сложными, либо вообще невозможными многие стандартные медицинские вмешательства, такие как хирургические операции, химиотерапия, трансплантация органов и даже лечение мелких травм и ожогов. ВОЗ призвала ученых всего мира сконцентрировать усилия для разработки новых действенных препаратов.

Но путь прогресса никогда не линеен. Он более прихотлив, в нем всегда есть место случайности или неожиданности, и иногда чем-то новым и важным становится старое и хорошо знакомое.

В январе 2015 года мы узнали об интереснейшем открытии международной группы ученых: полученный ими антибиотик тейксобактин эффективен в отношении широкого спектра инфекций и при этом не приводит к развитию сопротивляемости у инфекционных агентов! Пока неясно, является ли вещество безвредным для человека, но это станет известно в недалеком будущем.

И это еще не все. Похоже, антибиотикам вскоре найдется новое дело – ни много ни мало, лечение рака!

Совсем недавно профессор Института исследования рака при Манчестерском университете Майкл Лисанти тоже почти случайно вышел на гипотезу о том, что с помощью антибиотиков можно воздействовать на митохондрии стволовых раковых клеток (предшественников рака) и, таким образом, остановить или затормозить развитие новообразования.

Эту идею подсказала профессору его 8-летняя дочь Камилла, которую он в шутку спросил за обедом, нет ли у нее каких-то соображений о том, что еще можно попробовать для лечения рака.

Лисанти совместно с коллегами из НьюЙорка и Филаделфии опробовал 5 видов антибиотиков, включая хорошо известный и дешевый доксициклин, для воздействия на 8 типов раковых новообразований. Исследователи обнаружили, что 4 из 5 препаратов уничтожили раковые клетки в каждом из экспериментов, включая глиобластому (самый агрессивный рак мозга), а также рак легкого, простаты, яичников, молочной железы, поджелудочной железы и кожи.

Пока что эксперименты проводились лишь в лаборатории, однако ряд экспертов считает, что результаты внушают оптимизм, тем более что известны отдельные случаи, когда у раковых пациентов опухоли исчезали после 3-недельного курса доксициклина, назначенного для лечения инфекции.

Станет ли тейксобактин новым пенициллином? Произведет ли он революцию в медицине, подобную той, что 70 лет назад совершил его великий прадедушка? Окажутся ли антибиотики эффективной и доступной терапией рака? Точные ответы на эти вопросы нам пока неизвестны, но судя по всему, великое открытие Александра Флеминга рано объявлять закрытым.

Автор: Марина Солодовникова
Источник: Милосердие.ru
По материалам:
Бактериальный апокалипсис откладывается
Кто же все-таки первым изобрел пенициллин?
International Historic Chemical Landmark
What if Fleming had not discovered penicillin?
Girl aged just EIGHT helps scientist dad make cancer breakthrough after chat round dinner table
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.