1881–1955

Открытие совершается тогда, когда для этого наступает время, то есть в нужный срок и в нужном месте. Не остановись Ньютон под легендарной яблоней, трудно сказать, сколько бы лет или десятилетий потребовалось, чтобы признать существование всемирного тяготения! Будь Александр Флеминг аккуратнее, а погода в Лондоне иной, страшно представить, сколько жизней человечество потеряло бы в борьбе с инфекциями, пока не наступила эпоха антибиотиков! Истории, подобные этим, подтверждают, что случайное – не случайно.

Вклад в медицинскую науку:

• Открытие лизоцима

• Открытие первого антибиотика – пенициллина

Вклад в развитие медицины:

• Общая медицина

• Инфекционные болезни

• Микробиология

• Иммунология

• Фармацевтика и биотехнологии

 

Научные перспективы водного поло

Александр Флеминг родился 6 августа 1881 года в маленьком местечке Лохфилде, что в графстве Эйршир в Шотландии. Он был седьмым ребенком в семье, четверо старших, правда, родились в первом браке отца. Глава большого семейства, Хью, был фермером, на момент рождения Александра ему исполнилось 65 лет. Вторая жена Хью, Грейс Мортон, родилась тоже в семье фермера и была вдвое младше своего супруга. Когда Александру исполнилось семь, а в семье Флемингов росло восемь детишек, глава семейства скончался. И поскольку старшие дети уже подросли и могли помочь матери управляться с фермой, место главы семьи негласно занял старший из них – Томас. Александр с удовольствием исполнял поручения, которые давал ему старший брат. Конечно, в свои юные годы он умел немногое, и, по сути, от него требовалось лишь прилежно заниматься в школе, что находилась в соседнем Дарвеле. Вот и учился юный Флеминг старательно сначала в школе, потом в Килмарнокской академии, а потом и в Лондоне, куда в 13 лет он переехал к старшим братьям, один из которых к тому времени стал врачом-офтальмологом. Быть лишним ртом у родственников Александр не собирался, а потому попросил найти ему приличную работенку. Вскоре ему удалось устроиться мелким клерком в офис доставки, в свободное же от работы время он приноровился посещать в качестве вольного слушателя лекции в Политехническом институте на Риджент-стрит.

Став членом Королевского колледжа хирургов, Флеминг увлекся научными экспериментами Райта и был счастлив, когда ему представилась возможность присоединиться к команде именитого профессора

В 1899 году Великобритания начала Англо-бурскую войну, и на кону стоял немалый куш – золото– и алмазоносные районы Южной Африки. В ходе той войны буры (африканеры) впервые применили снайперскую тактику, что отучило англичан прикуривать троим от одной спички, а британцы первыми в истории создали концентрационные лагеря, в которых погибли десятки тысяч мирных жителей. В самой Великобритании власти и пресса преподносили происходящее под соусом благого дела, воспитывая общество в духе патриотизма. 19-летнего Александра, как и многих его сверстников, вдохновили романтические рассказы о сражениях в далеких странах, и он в 1900 году вступил в Лондонский шотландский полк. Однако уже к середине года африканские республики под натиском фельдмаршала Робертса капитулировали и надобность в новобранцах отпала.

Во время службы Александр тем не менее успел мастерски овладеть двумя навыками: стрельбой и игрой в водное поло. Если первое ему не пригодилось, то ватерпол сыграл в его жизни важную роль.

7 марта 1929 года Флемингу удалось выделить вещество, которое ученый назвал пенициллином.

В 1901 году Александр получил часть наследства одного из родственников – 250 фунтов стерлингов, неплохие деньги, которые можно было использовать с выгодой. По примеру старшего брата Александр решает оставить полк и поступать в медицинскую школу В Лондоне таких школ было 12, а дом, где жил Флеминг, находился равноудаленно от трех из них. Выбор пал на школу при Сент-Мери – госпитале Св. Марии, потому что Александру во время службы пришлось однажды играть в водное поло против первоклассной команды этого учебного заведения. В Сент-Мери он скоро продемонстрировал немалые успехи, в основном в хирургии, за что удостоился стипендии.

В 1902 году в школу пришел работать новый профессор патологии – Алмрот Райт. Он был известен как создатель вакцины от брюшного тифа, метода диагностики бруцеллеза и методики подсчета бактерий в жидких взвесях, а также как исследователь процесса стимуляции фагоцитоза в иммунологии. Флеминг, блестяще сдав в 1906 году выпускные экзамены и став членом Королевского колледжа хирургов, не на шутку увлекся научными экспериментами Райта и был счастлив, когда ему представилась возможность присоединиться к команде именитого профессора.

 

Война с людьми, война с микробами

В 1908 году Александр защитил степень магистра в Лондонском университете. В своей врачебной практике он одним из первых применил сальварсан – первый химиопрепарат для лечения сифилиса, открытый Паулем Эрлихом (лаборатория Райта проводила его тестирование). Автор сальварсана называл его «магической пулей», подразумевая, что препарат целенаправленно воздействует на конкретного возбудителя. Увы, но у сальварсана был и ряд серьезных побочных эффектов, но Флеминг верил, что с помощью науки удастся создать еще более эффективное лекарство, которое сможет уничтожать болезнетворные микробы без нанесения вреда организму

В августе 1914 года в ответ на вторжение Германии в Бельгию Великобритания вступила в Первую мировую войну Флеминг участвовал в военной кампании во Франции в качестве капитана медицинского корпуса, в то же время продолжая исследования в военной лаборатории в Булони под руководством профессора Райта. Основной задачей, поставленной перед группой ученых, была борьба с раневыми инфекциями.

В своей врачебной практике он одним из первых применил сальварсан – первый химиопрепарат для лечения сифилиса, открытый Паулем Эрлихом

Флеминг, выступая в 1915 году с докладом, в основу которого легли проведенные исследования, рассказал о разнообразии флоры, вызывающей гнойные процессы в огнестрельных и осколочных ранах. Он также сообщил, что привычные антисептики, которыми обрабатывали раны, (карболовая и хлорноватистая кислоты, йод, хлорамин и т. д.) оказались, во-первых, малоэффективными против вызывавшей нагноение флоры, так как уничтожали не все микробы, попавшие в рану, а во-вторых, разрушающими лейкоциты, что угнетало физиологические механизмы противодействия инфекции.

23 декабря 1915 года Александр сочетался браком с Сарой Марион Мак-Элрой, старшей медицинской сестрой лондонской клиники. Через девять лет она родит ему сына Роберта, тоже будущего врача, и вплоть до самой своей смерти будет всячески поддерживать Флеминга в его начинаниях.

В 1938 году оксфордские ученые – английский бактериолог Ховард Флори и биохимик Эрнст Чейн заинтересовались работами Флеминга, ставшего известным благодаря открытию лизоцима.

 

Какой толк бывает от насморка

Климат британской столицы располагает не только к сплину, но и к такой обыденной вещи, как насморк. Простужаются все – от простых угольщиков до особ королевской крови. Производство носовых платков и торговля ими в таких условиях становятся определенно прибыльными. Да и настоящий ученый сможет извлечь из этого выгоду. Как, собственно, и сделал Флеминг, поставивший собственный насморк на службу науке.

Случилось, что в 1922 году Флеминг несильно простудился – пострадал только нос ученого. Во время болезни ему пришла в голову мысль: почему бы не попытаться выделить возбудителя этой незначительной, но весьма неприятной хвори. Флеминг стал ежедневно высеивать содержимое носа в чашки Петри. На пятый день ученый обнаружил мелкие бактериальные колонии, оказавшиеся грамположительными кокками. После того как колонии разрослись, ученый, к тому времени уже практически выздоровевший, добавил к суспензии из свежей культуры каплю носовой слизи – и, к его удивлению, уже через пару минут взвесь стала прозрачной: микробы растворились. О странном эффекте Флеминг рассказал своему руководителю Райту, тот сразу же занялся исследованием легко растворимых бактерий и открыл новый вид – Micrococcus lysodeicticus (микрококки растворимые). Флеминга же заинтересовала сама произошедшая реакция, и он предположил, что в носовой слизи присутствует вещество, способное противостоять бактериям. Выделить его удалось без особого труда: фермент получил название «лизоцим». К сожалению, универсальными антисептическими свойствами он не обладал и действовал в основном на неспецифическую флору, при этом возбудители серьезных заболеваний, как правило, на него не реагировали.

Неделями на столе скапливались десятки чашек, заполненных питательными жидкостями, на которых росли колонии всевозможных бактерий разнообразных форм и расцветок

Свойство ферментов избирательно повреждать клеточные стенки бактерий обнаружил еще в 1909 году П. Л. Лащенко в опытах с куриным белком, также содержащим лизоцим. Этот фермент был впоследствии обнаружен также и в слезной жидкости, слюне, грудном молоке, слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта – в местах, где он обеспечивал антибактериальный барьер. Широкого распространения как антисептик, ввиду слабого своего действия, лизоцим не получил, однако в пищевой промышленности он в наше время успешно используется как природный консервант под названием «пищевая добавка Е1105».

 

Почему полезно не мыть посуду

В 1941 году появились первые данные об успешном испытании пенициллина при лечении инфекций у человека.

В лаборатории Флеминга постоянно царил творческий беспорядок. Но так казалось только непосвященному. Ученому же в такой обстановке было проще работать: он прекрасно ориентировался в якобы хаотично расставленных по всему периметру рабочего пространства чашках Петри, пробирках, банках с реактивами и красителями. Если в какой-то чашке эксперимент шел не так, как было задумано, Флеминг быстро забывал про нее и не удосуживался утилизировать содержимое и вымыть лабораторную посуду, до тех пор пока она не понадобится для нового опыта. Неделями на столе скапливались десятки чашек, заполненных питательными жидкостями, на которых росли колонии всевозможных бактерий разнообразных форм и расцветок.

Флеминг заметил, что «бульон, на котором разрослась плесень, приобрел отчетливо выраженную способность подавлять рост микроорганизмов, а также бактерицидные и бактериологические свойства»

Однажды, в начале сентября 1928 года, Флеминг вернулся в лабораторию после почти месячного пребывания на отдыхе с семьей. В углу помещения скопились чашки с культурой стафилококков. Ученый, прежде чем вымыть посуду, захотел взглянуть, произросло ли в них что интересное. И в одной из чашек он заметил разросшиеся плесневые грибы Penicillium notatum, причем в месте роста плесени колонии бактерий погибли. Этот вид плесневых грибов, вероятно, был занесен из соседней лаборатории, где проводились исследования по влиянию плесени на течение бронхиальной астмы. Для роста плесени требовалась прохладная и сырая атмосфера, и как раз тогда в Лондон нагрянуло нежданное похолодание.

Надо отметить, что рекомендации по лечению гнойных заболеваний с помощью плесени сохранены еще в трудах Авиценны и Парацельса. В 1870-х годах на свойства плесени подавлять рост бактерий обратили внимание русские ученые – клиницист Вячеслав Манассеин и дерматолог Алексей Полотебнов, но дальше констатации этого факта их исследования, увы, не пошли. Заслуга Флеминга заключалась в том, что свой опыт он довел до логического конца. Коллега Флеминга Мелвин Прайс позже говорил: «Многие, обнаружив какое-нибудь явление, чувствуют, что оно может быть значительным, но лишь удивляются и вскоре забывают о нем. Флеминг был не таков. Помню другой случай, когда я еще работал с ним. Мне никак не удавалось получить одну культуру, а он уговаривал меня, что надо извлекать пользу из неудач и ошибок. Это характерно для его отношения к жизни».

Флеминг заметил, что «бульон, на котором разрослась плесень, приобрел отчетливо выраженную способность подавлять рост микроорганизмов, а также бактерицидные и бактериологические свойства». Настойчивость исследователя была вознаграждена: 7 марта 1929 года Флемингу удалось выделить вещество, которое производилось Penicillium notatum и имело описанные свойства. Недолго думая, ученый назвал это вещество пенициллином. Было выявлено, что пенициллин – «эффективная антибактериальная субстанция… оказывающая выраженное действие на пиогенные кокки… и палочки дифтерийной группы… Пенициллин даже в огромных дозах не токсичен для животных». Флеминг сделал смелое предположение, что пенициллин «окажется эффективным антисептиком при наружной обработке участков, пораженных чувствительными к пенициллину микробами, или при его введении внутрь».

С июня 1943-го по март 1944 года производство пенициллина росло космическими темпами – с о,4 до 40 млрд единиц в год.

Увы, Флемингу не хватало знаний в области химии, чтобы получить пенициллин в чистом виде, пригодном для введения внутрь.

Статья об открытии пенициллина вышла в Британском журнале экспериментальной патологии в 1929 году и особой сенсации не произвела, поскольку сам Флеминг поначалу рассматривал новое вещество лишь как местный антисептик или вещество для подавления роста культур в лабораторных исследованиях. К примеру, первый опыт применения пенициллина как лекарства был проведен на ассистенте Флеминга Стюарте Греддоке, который страдал гайморитом: ему в гайморову пазуху было введено небольшое количество выделенного Флемингом вещества, и вскоре Греддок почувствовал значительное улучшение.

Флеминг подсказал коллегам, что, вероятно, следует продолжить опыты с грибком Penicillium chrisogenum, который рос быстрее, нежели Penicillium notatum

На протяжении п лет Флеминг пытался создать методику быстрого получения пенициллина, но безрезультатно. Коллеги, к которым Флеминг обращался за помощью, оставались равнодушными к этим попыткам. К примеру, профессор фармакологии Г. Берри позже жалел о том, что не помог Флемингу: «К сожалению, и я всю жизнь в этом раскаиваюсь, я не сделал этой попытки и не понимал, почему он придает этому такое большое значение. Очень хорошо помню наш с ним разговор. Он был совершенно убежден, что его открытие ждет большое будущее. Я помню, как он тогда предсказал, что, если получить это вещество в чистом виде, его можно будет вводить в организм человека».

 

Союзник пенициллин

За исключительные заслуги в 1944 году Флеминг был посвящен Его Величеством королем Георгом VI в рыцари и получил титул сэра.

В 1938 году оксфордские ученые – английский бактериолог Ховард Флори и биохимик Эрнст Чейн (кстати, потомок выходцев из России) – заинтересовались работами Флеминга, ставшего известным благодаря открытию лизоцима. Получив грант Рокфеллера в размере $ 5 тыс., они разработали методику получения пенициллина в чистом виде с помощью лиофилизации – выпаривания посредством низких температур, с которым им помог конструктор Норман Хитли. Прошла серия опытов на животных, предварительно зараженных патогенными микроорганизмами, и результаты оказались ошеломляющими. В Оксфорд примчался сам Флеминг, что немало удивило Чейна, считавшего, что ученого уже нет на свете. Первооткрывателя пенициллина никто раньше не видел таким взволнованным, а сам он честно признался: «Вот с такими химиками я и мечтал работать в 1929 году». Флеминг подсказал коллегам, что, вероятно, следует продолжить опыты с грибком Penicillium chrisogenum, который рос быстрее, нежели Penicillium notatum, и поделился с Чейном предположением, что некоторые бактерии могут продуцировать вещество, разрушающее пенициллин (позже Чейн выявил у грамотрицательной кишечной палочки фермент пенициллиназу).

Менее чем за год технология получения пенициллина была усовершенствована, удалось построить первый завод

В 1941 году появились первые данные об успешном испытании пенициллина при лечении инфекций у человека. В Европе шла Вторая мировая война, и лекарство появилось как нельзя кстати. Однако наладить производство в Англии, стоявшей на пороге возможной оккупации, было рискованной затеей. Поэтому разработчики обратились за поддержкой к председателю научно-исследовательского медицинского совета США Альфреду Ричардсу, который оперативно рассмотрел технологию и добился согласия на финансирование производства от президента Штатов Рузвельта. Менее чем за год технология получения пенициллина была усовершенствована, удалось построить первый завод. Все работы были строго засекречены, в США и Канаде открылись еще несколько заводов. Американским правительством была поставлена амбициозная задача: обеспечить каждого раненого лекарством в необходимом объеме. С июня 1943-го по март 1944 года производство пенициллина росло космическими темпами – с 0,4 до 40 млрд. единиц в год. А в 1945 году пенициллин поступил в широкую продажу в американских аптеках.

Пенициллин поставлялся и в СССР по ленд-лизу В 1942 году первые отечественные образцы пенициллина были получены микробиологами 3. В. Ермольевой и Т. И. Балезиной. Лекарство удалось выделить в результате опытов со штаммом плесневого гриба Penicillium crustosum, и препарат получил первоначальное название «пенициллин-крустозин». Ермольева стояла и у истоков его промышленного производства, но добиться необходимого объема ей не удалось, и в 1945 году директором НИИ эпидемиологии и гигиены Красной армии Николаем Копыловым был запущен технологический цикл производства пенициллина по американской лицензии.

В 1945 году Флемингу Флори и Чейну была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

 

Сэр Рыцарь

За исключительные заслуги в 1944 году Флеминг был посвящен Его Величеством королем Георгом VI в рыцари и получил титул сэра. В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине. Скромный по натуре, Флеминг испытывал неловкость по поводу чествования его как гениального ученого и парировал: «Меня обвиняют в том, что я изобрел пенициллин. Но ни один человек не мог его изобрести, потому что это вещество создано природой. Я не изобретал пенициллин, я всего лишь обратил на него внимание людей и дал ему название».

Флеминг был обладателем 25 почетных научных степеней, 18 престижных премий, 26 медалей и 13 правительственных наград

Ученый продолжал работать в лаборатории госпиталя Святой Марии, с 1928-го по 1946 год занимал должность профессора микробиологии Лондонского университета, в 1947-м возглавил институт при Сен-Мери, с 1951 по 1954 год он исполнял обязанности ректора Эдинбургского университета. Имеются данные о том, что с 1930-х годов Флеминг являлся членом масонской ложи и дослужился до тридцатой степени посвящения.

Флеминг был обладателем 25 почетных научных степеней, 18 престижных премий, 26 медалей и 13 правительственных наград. 89 академий и научных обществ по всему миру делегировали ученому почетное членство. Флеминг же очень дорожил званием почетного гражданина Дарвела – города его детства: он не раз с доброй иронией вспоминал, как на церемонии награждения огромное количество людей уверяли репортеров, что учились вместе с ним в школе.

В 1949 году умерла жена Флеминга, Сара. Ученый очень тяжело переживал потерю, его здоровье заметно пошатнулось. За три года до смерти ученый заключил брак со своей молодой коллегой по Сен-Мери и бывшей его студенткой Амалией Котсури-Вурекас. Прах сэра Александра Флеминга, скончавшегося от сердечного приступа 11 марта 1955 года, был торжественно захоронен в соборе Св. Павла в Лондоне – усыпальнице известнейших людей Британии. Лаборатория в Сен-Мери, в которой был открыт пенициллин, стала мемориальным музеем Флеминга.

По некоторым данным, открытие пенициллина позволило спасти в общей сложности около 200 млн. жизней и положить начало исследованиям, в ходе которых были открыты новые антибиотики

В честь ученого были установлены памятники, названы улицы и институты в нескольких странах. Например, в Мадриде такой памятник был сооружен на средства матадоров, не понаслышке знающих, что такое раневая инфекция. По некоторым данным, открытие пенициллина позволило спасти в общей сложности около 200 млн. жизней и положить начало исследованиям, в ходе которых были открыты новые антибиотики, призванные сражаться и побеждать губительные инфекции и заболевания.