ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Главное оружие человечества: 75 лет назад врачи впервые применили антибиотик

12 февраля – годовщина первого применения антибиотика для лечения людей. Отмечая важную дату, научно-популярный портал ТАСС "Чердак" рассказывает, почему первый подопытный погиб, где ученые берут новые антибиотики и почему в ближайшем будущем люди рискуют остаться без этой защиты от инфекций.

Первая попытка

Ровно 75 лет назад, 12 февраля 1941 года, врачи впервые ввели человеку очищенный пенициллин. До этого он ни разу не использовался для лечения людей, и, несмотря на предварительные данные об эффективности антибиотика, медики не были уверены в успехе.

Чтобы концентрация действующего вещества в крови была постоянной, больному с заражением крови, вызванным золотистым стафилококком, сделали несколько инъекций. Уже через сутки пациенту стало заметно легче – но, к сожалению, первый человек, испытавший на себе действие антибиотиков, так и не поправился: небольшого запаса пенициллина, которым медики располагали на тот момент, не хватило. Через несколько дней пациент скончался.

Несмотря на трагический исход, научное сообщество признало успех нового препарата, а в газете Times вышла статья о медицинском потенциале пенициллина. Еще через три месяца ученые накопили достаточно лекарства и повторили эксперимент – на этот раз со счастливым финалом: инъекции пенициллина спасли пятнадцатилетнего мальчика с заражением крови.

Спасительная неаккуратность

Открытие пенициллина у большинства ассоциируется с именем британского микробиолога Александра Флеминга, который первым заметил, что плесневые грибы вида Penicillium notatum растворяют соседствующие с ними колонии бактерий на чашках Петри. По легенде, Флеминг попросту забыл помыть чашки, уезжая в отпуск, а вернувшись, обнаружил на колониях "проплешины" – эту историю все помнят еще со школы. Был ли на самом деле Флеминг неряхой – неизвестно, однако сам ученый называл открытие пенициллина "счастливым случаем". По признанию исследователя, он не рассчитывал, что открытый им антибиотик произведет революцию в медицине. "Но я полагаю, что именно это я и сделал", – говорил микробиолог.

Еще до пенициллина Флемингу посчастливилось открыть другое вещество, которое не является антибиотиком в современном понимании, но тоже обладает антимикробными свойствами. Произошло это тоже благодаря спокойному отношению Флеминга к гигиене: в 1922 году (за семь лет до того, как миру был представлен пенициллин) ученый пришел на работу простуженным. Работая с бактериальными культурами на чашках Петри, он низко склонился над одной из них, и капля из его носа случайно попала на чашку. Из любопытства Флеминг решил пронаблюдать за ростом бактерий на "испорченной" чашке и, взглянув на нее через несколько дней, заметил, что многие колонии растворились – частично или полностью. Так ученый открыл лизоцим – фермент, представляющий "передний фронт" защиты нашего организма от нежелательных гостей. Позже это же вещество обнаружили в плазме крови, слизистых носа, глаза, слюне, печени и других внутренних органах.

Нобелевскую премию за открытие пенициллина в 1945 году вместе с Флемингом получили еще два человека: фармаколог Хоуард Уолтер Флори и биохимик Эрнст Борис Чейн. В середине 1939 года они заинтересовались открытием Флеминга, который к тому времени прекратил работу над пенициллином, так как он не был химиком и не мог выделить чистое вещество.

Флори и Чейн потратили два года и в итоге смогли выделить и очистить многообещающее вещество. Полученный ими желтоватый порошок обладал огромным потенциалом: даже разведенный в тридцать миллионов раз он продолжал убивать стрептококки. Испытания антибиотика на мышах показали почти стопроцентную эффективность: пенициллин спас от смерти 24 из 25 животных, которым ввели смертельную дозу стрептококка. И именно тот самый порошок, который получили Флори и Чейн, прошел первое испытание на человеке 12 февраля 1941 года.

Новая война

Об опасности, которую представляют антибиотики, спасшие так много жизней, человечество предупредил еще сам Флеминг. В своей Нобелевской лекции он остроумно отметил потенциальную проблему не передозировки, а "недодозировки" при использовании пенициллина. Микроорганизмы довольно быстро приобретают устойчивость к антибиотикам, и слишком частое их применение в неправильных дозировках приводит к "выведению породы" резистентных штаммов.

Более того, некоторые "суперпатогены" становятся нечувствительными к воздействию целого ряда антибиотиков. Чтобы справиться с такими штаммами, нужно использовать сложные схемы приема лекарств, но даже это не всегда помогает. Такие устойчивые ко всему штаммы развиваются прежде всего в больницах, и заражение внутрибольничной инфекцией для пациента порой куда опаснее, чем изначальный диагноз.

Сегодня проблема распространения антибиотикорезистентности – одна из самых серьезных в медицине, и возникает она по нескольким причинам. Первая – легкая доступность антибиотиков в аптеках (по крайней мере в некоторых странах) и существующее в обществе представление о них как о панацее. При любом чихе люди бегут в аптеку и принимают случайно выбранные антибиотики в небольших дозах, отлично "закаляя" этим своих микробов. От бездумного приема антибиотиков страдают ни в чем не повинные, более того, крайне полезные микроорганизмы, живущие в кишечнике.

Вторая причина глобальной устойчивости микроорганизмов к антибиотикам связана с тем, что эти препараты очень активно используют в сельском хозяйстве. Например, в США, по некоторым оценкам, до 80% всего объема используемых антибиотиков получает скот и птицы. Такая практика способствует увеличению массы животных – со "сбитым" балансом кишечной микрофлоры они быстрее набирают вес. Но при этом огромные количества антибиотиков попадают в окружающую среду, становясь отличными "тренажерами" для вырабатывающих устойчивость бактерий.

Последняя надежда

Как и столетие назад, сегодня ученые вновь озадачены поиском новых противомикробных средств. Существующие препараты утрачивают свою силу, так как бактерии "привыкают" к ним, а новых типов антибиотиков не открывали в течение последних тридцати лет. Преодолением проблемы устойчивости бактерий к лекарствам занимаются целые институты, к примеру российский ФБГНУ НИИНА.

Большинство известных на сегодняшний день антибиотиков выделены из бактерий и грибов, обитающих в почве. Дело в том, что в почве очень много всевозможных микроорганизмов, они постоянно сражаются за ресурсы, и биологически активные молекулы, выделяемые одним микробом, оказываются смертельными для других. В поисках новых антибиотиков ученые проводят скрининг всех видов, которые им удается добыть из почвы и более экзотических мест: очень соленых или очень горячих источников и других экстремальных экологических ниш.

Пойдя навстречу капризным микроорганизмам, американский ученый российского происхождения Вячеслав Эпштейн даже разработал чип для выращивания бактерий прямо на дне океана. Это позволило исследователям работать с теми микробами, которые категорически "отказываются" расти в лаборатории. Благодаря такому подходу, Эпштейн и коллеги смогли выделить антибиотик теиксобактин, который может справиться со многими опасными патогенами.

Помимо поиска новых антибиотиков, ученые исследуют принципиально иные подходы к уничтожению бактерий. К примеру, сотрудники Института биоорганической химии РАН изучают активность антимикробных пептидов (antimicrobial peptides – AMP) растительного и животного происхождения. Они были открыты еще в 1939 году, и сегодня известно более пяти тысяч AMP. Эти небольшие белки, которые у животных работают как первая линия защиты от бактерий, отличаются по механизму действия от большинства известных классов антибиотиков. Сейчас ученые активно пытаются создавать новые препараты на основе AMP.

Сторонники еще одного подхода пытаются использовать для борьбы с бактериями их собственных паразитов – вирусы под названием бактериофаги. Они внедряются в бактериальную клетку и убивают ее изнутри. Например, ученые из Санкт-Петербургского государственного политехнического института совместно с коллегами из США исследуют, как внедрение бактериофага изменяет активность генов клетки и влияет на синтез РНК. Если благодаря этому удастся "выключить" жизненно важные процессы, бактерии неизбежно погибнут.

Все эти подходы работают с переменным успехом, но хочется верить, что рано или поздно ученым удастся перехитрить микробов, и человечество вступит в "постантибиотиковую эру" во всеоружии.

По материалам сайта ТАСС: http://tass.ru/nauka/2659463