Антибиотики: жизнь против жизни

Хотя мир узнал об антибиотиках чуть более 70 лет назад, их открытие имело огромное значение. Например, считается, что именно эта группа препаратов позволила продлить жизнь человека в среднем на 20 лет.

Подготовил Олег Городецкий

Современную медицину невозможно представить без множества лекарств, о которых мы даже не задумываемся, – они для нас всегда были, есть и будут. В первую очередь, это касается антибиотиков. Пожалуй, трудно встретить в цивилизованном мире того, кто ни разу в жизни ими не лечился.

Антибиотики существовали всегда – столько же, сколько существуют микроорганизмы. Дело в том, что микроорганизмы – бактерии и грибы – вырабатывают специальные вещества – антибиотики для защиты своей территории обитания от конкурентов. Эти вещества смертельно опасны для врагов, но абсолютно безвредны для хозяина. Они помогают микробам выжить в борьбе за существование, а в последние десятилетия – после внедрения антибиотиков в медицинскую практику – помогают людям, страдающим бактериальными инфекциями. Но идея применить антибиотики для подавления болезнетворных бактерий возникла в науке не сразу.

Первопроходцы

Еще до открытия антибиотиков (веществ естественного происхождения) врачи пытались искусственно создать антибактериальные препараты. Сначала немецкий микробиолог Роберт Кох выделил так называемый туберкулин – стерильную жидкость, содержащую вещества, вырабатываемые бациллой туберкулеза в ходе роста. Но данный препарат оказалось невозможным применить для лечения туберкулеза в силу его токсичности. Вместе с тем туберкулин стали использовать для диагностики этого заболевания.

Несколько позднее также немецкий ученый Пауль Эрлих, много лет работая над проблемой лечения инфекционных заболеваний, получил вещество, избирательно действовавшее на возбудителя сонной болезни – трипаносому. Оно представляло собой соединение мышьяка и получило название «сальварсан» (от лат. salvare – спасать и arsenicum – мышьяк). В 1906 году, после открытия возбудителя сифилиса – бледной спирохеты, сальварсан стал использоваться как лекарство против этого заболевания. Так, еще до появления антибиотиков были созданы вещества для борьбы с инфекциями.

Начало эры антибиотиков

В истории антибиотиков надо особо отметить одну дату – 1929 год. Именно в этом году английский микробиолог Александр Флеминг открыл пенициллин. Флеминг работал в одной из лондонских больниц и проводил эксперименты с бактериальными культурами. В один прекрасный момент он заметил, что плесень, попавшая в чашку Петри, как бы растворила культуру микробов. В результате проведения серии опытов ученый выяснил, что плесневые грибы действительно убивают многие микроорганизмы, выделяя при этом специфическое вещество. Это вещество А. Флеминг назвал пенициллином (от лат. penicillium – плесень). Как часто бывает, открытие ученого не привлекло внимания широкой медицинской общественности. Кроме того, сам микробиолог также не придавал большого значения установленному ним факту.

Пенициллин в массы

А. Флеминг так и не смог выделить чистый пенициллин, устойчивый во внешней среде. После продолжительной работы его смогли получить Эрнест Чейн и Хоуард Флори. Чейн был талантливым концертирующим пианистом, а также музыкальным критиком берлинской газеты. Однако в промежутках между концертами и репетициями молодой человек пропадал в химической лаборатории известнейшей берлинской клиники «Шарите». В 1933 г. Чейн был вынужден покинуть фашистскую Германию: он уехал в Англию и стал работать в Кембридже.

Английский патолог Хоуард Флори пригласил Чейна в Оксфорд, где они вместе начали работать над проблемой очистки пенициллина. Они же впервые испытали препарат на человеке. Произошло это следующим образом. В больницу поступил полицейский, у которого маленькая ранка на лице осложнилась тяжелой инфекцией. Врачам разрешили использовать пенициллин. В течение месяца больной чувствовал себя неплохо, но полученные с таким трудом кристаллы пенициллина быстро кончились, и полностью остановить распространение инфекции не удалось – пациент скончался.

Истощенная Второй мировой войной Англия была не в состоянии наладить промышленное производство пенициллина, и в 1941 г. Флори (втайне от Чейна) уехал в Америку, надеясь получить там финансовую и государственную поддержку. Именно в США пенициллин был применен для лечения стрептококкового сепсиса у молодой женщины. На фоне державшейся уже 11 дней температуры выше 40оС ей ввели фантастически малую дозу – 850 единиц, затем еще 3500 (современная средняя суточная доза – 1-2 миллиона единиц). На следующее утро температура нормализовалась, женщина начала выздоравливать. Через 48 лет, в 1990 г. эту женщину – Анну Миллер – чествовали в Смитсонианском музее естественных наук в Вашингтоне как первого человека, чью жизнь спас пенициллин.

Эксперименты Флори дали возможность поставить производство пенициллина на широкую ногу. Во время Второй мировой войны это лекарство активно применялось на фронте. Недаром в момент вручения Нобелевской премии создателям пенициллина было сказано, что Флеминг сделал для победы больше, чем 25 дивизий солдат.

История стрептоцида

После успешного получения и применения пенициллина антибактериальные препараты стали появляться с неимоверной скоростью: стрептомицин, хлортетрациклин, хлорамфеникол. Сейчас их известно более 7 000.

Одним из первых был открыт стрептоцид – представитель группы сульфаниламидов. Немецкий врач Герхард Домагк в ходе эксперимента вводил мышам, зараженным стрептококком, различные вещества и наблюдал за реакцией. Несмотря на все его усилия грызуны погибали через несколько часов после заражения. Успехов не удавалось добиться в течение пяти лет. Затем вдруг мыши, которым был введен пронтозил (красный стрептоцид), остались живы, в то время как все остальные животные контрольной группы погибли. Так были открыты сульфаниламидные препараты.

Однако Домагк не спешил сообщать о своем открытии – он продолжал исследования, выясняя спектр антибактериальной активности вещества и безопасность его применения. Причем клинический эксперимент Домагк провел на собственной дочери. Девочка по неосторожности укололась иглой, которая так и осталась под кожей руки. При попытке извлечь ее, игла сломалась. Пришлось обращаться к хирургам. Иглу достали, наложили швы. А на следующий день рука распухла, повысилась температура – началось выраженное воспаление, вскоре дошедшее до локтя. В то время был только один путь спасения жизни ребенка – ампутация. Тогда Домагк решился и, с согласия хирургов, начал лечение пронтозилом, вводя его внутривенно. На второй день температура стала снижаться, отек уменьшился, и вскоре девочка полностью поправилась.

Как выяснилось позднее, пронтозил, или красный стрептоцид, сам по себе не обладает антибактериальной активностью. В результате преобразований в организме он превращается в сульфаниламид (белый стрептоцид), который и воздействует на микробные клетки. Сульфаниламид был синтезирован еще в 1908 г. австрийским студентом-химиком П. Гельмо как основа для устойчивых красителей, и в течение 20 лет никто не догадывался о его антимикробном действии.

Сейчас сульфаниламиды теряют свою популярность, потому что микробы в большинстве своем имеют свойство трансформироваться и поэтому могут противостоять действию этих веществ. Данная проблема не миновала и антибиотики – многие микроорганизмы выработали устойчивость к ним. Именно поэтому в мире активно ведется поиск новых антибиотиков и синтез новых противомикробных препаратов.