"Везение" Александра Флеминга

Большинство крупных научных открытий сделано в результате продуманных опытов, но отчасти и благодаря везению. Пастеру, например, человеку на редкость волевому, который добивался истины при помощи логических рассуждений и опытов, иногда помогала и судьба. Если бы его не назначили профессором в Лилль, если бы местные винокуры и пивовары не обратились к нему за советом, возможно, он и не заинтересовался бы процессом брожения. Английский микробиолог Александр Флеминг издавна искал такое вещество, которое уничтожало бы патогенные микробы, не причиняя вреда клеткам больного. Это магическое вещество случайно "залетело" на его рабочий стол, но он, наверное, не обратил бы внимания на незнакомого "посетителя", если бы не ждал его пятнадцать лет.

Александр Флеминг, открыв пенициллин, вписал свое имя золотыми буквами в историю микробиологии и медицины. Сам он так рассказывает о своем открытии: "Экспериментируя с различными видами стафилококков, я оставил некоторое количество чашек с культурой на лабораторном столе и время от времени осматривал их. Чашки при осмотре, естественно, открывались, и не исключалось их загрязнение различными микроорганизмами. Я заметил, что около одной крупной колонии плесневых грибов, попавших сюда из воздуха, колонии стафилококков становились все более прозрачными и, по-видимому, подвергались растворению". Заслуга Флеминга в том, что он смог в этом случайном факте увидеть закономерность. Почти наверняка десятки микробиологов до Флеминга наблюдали подобные явления, но только он сделал из этого факта правильный вывод: гриб, к которому микробиологи пренебрежительно относились как к помехе в работе, убивал коварных стафилококков. Сам Флеминг говорил так: "Конечно, все бактериологи встречались с фактом загрязнения культур микроскопическими грибами. Вполне вероятно, что какой-нибудь другой микробиолог заметил бы, как и я, подобные изменения, но верно и то, что, не имея специального интереса к поискам естественных бактерицидных веществ, он скорее всего отложил бы эту чашку в кучу посуды для мытья".

'Везение' Александра Флеминга

Итак, Флеминг не выбросил зараженную плесенью чашку в кучу посуды для мытья. Он пересеял гриб в чашку Петри с твердой питательной средой и оставил его на 4-5 дней при комнатной температуре. Когда на агаре развилась плесень, подобная первоначальной, Флеминг засеял его разными бактериями, расположив их лучами, расходящимися от плесени. Подержав эту чашку какое-то время в термостате, он обнаружил, что некоторые микробы выдержали соседство гриба, в то время как рост других начинался на значительном расстоянии от колонии плесневого гриба. Плесень оказалась губительной для стрептококков, стафилококков, дифтерийной палочки, возбудителя сибирской язвы, на тифозную же палочку она не действовала.

Открытие становилось чрезвычайно интересным. По-видимому, плесень выделяла вещество, останавливающее рост возбудителей некоторых опасных заболеваний. Значит, она могла стать могучим терапевтическим оружием. Флеминг говорил: "Мы обнаружили плесень, которая, может быть, принесет какую-нибудь пользу".

Он вырастил свою плесень в большой колбе с жидкой питательной средой. Поверхность ее через некоторое время после посева покрылась толстой войлочной гофрированной массой. Сначала она была белой, потом стала зеленой и, наконец, почернела. Прозрачная среда через несколько дней приобрела интенсивный желтый цвет. Необходимо было узнать, обладает ли эта жидкость бактерицидными свойствами плесени. Оказалось, что она так же активна, как и плесень, и действует на те же самые микробы, то есть содержит то же бактерицидное вещество, которое выделяла плесень. Флеминг испробовал действие растворов, разведенных в 20, 40, 200 и 500 раз. Последний раствор все еще подавлял рост стафилококков. Таинственное вещество, находившееся в золотистой жидкости, обладало необычайной активностью. У Флеминга тогда не было возможности установить, что полезного вещества в питательной среде приходилось не более одного грамма на тонну (даже морская вода содержит больше золота).

Теперь следовало определить вид плесени. Познания Флеминга в микологии были весьма поверхностны. Он взялся за книги и выяснил, что его плесень называлась Пенициллиум хризогенум. Флеминг показал свою плесень молодому ирландскому микологу Ла Тушу, работавшему вместе с врачами, изучавшими бронхиальную астму (ученые утверждали, что многие случаи астмы у людей, живущих в сырых помещениях, вызваны плесенью). Тот изучил ее и определил как Пенициллиум рубрум. Флеминг положился на мнение специалиста, и в первом своем докладе назвал свою плесень именно так, как ее определил Ла Туш. Два года спустя знаменитый американский миколог Том установил, что это Пенициллиум нотатум - вид, близкий к Пенициллиум хризогенум, за который Флеминг и принял этот гриб.

Опыт по изучению бактерицидного действия плесени убедили Флеминга, что он столкнулся с явлением антибиоза. Один живой организм - плесень - выделял вещество, убивающее другие живые организмы - возбудителей опасных болезней. Мирное сосуществование этих видов невозможно.

В своих рабочих тетрадях знаменитый английский хирург, отец антисептики Листер 25 ноября 1871 года описал следующее явление: в сосуде с мочой, оставленной открытым, оказалось множество бактерий, а также зернистые нити, в которых он узнал плесень. Заметив, что бактерии находились как будто в угнетенном состоянии, он провел ряд опытов, чтобы узнать, не превращается ли жидкость после разрастания плесени в неблагоприятную среду для бактерий. Опыты не дали убедительных результатов, и Листер их прекратил. Но он отметил, что когда войлочная масса плесени, которую он принимал за Пенициллиум глаукум, покрывала поверхность мочи, микробы становились совершенно неподвижными и чахли.

Когда лорд Уэбб-Джонсон, президент Королевского хирургического колледжа передал ему записи Листера, Флеминг сказал: "Очень жаль, что опыты, проведенные в ноябре 1871 года, не были доведены до конца. Листер уже тогда набрел на мысль о пенициллине, но он выращивал либо неудачные плесени, либо неудачные бактерии, а возможно и то и другое. Если бы ему улыбнулась судьба, вся история медицины изменилась бы, и Листер при жизни увидел бы то, что он всегда искал: нетоксичный антисептик. Со времен Пастера и Листера ученые пытались убить один микроб другим. Идея была правильна, но для ее осуществления пришлось ждать дня, когда фортуна решила, что споры плесени заразят одну из исследуемых мной культур, а потом несколько лет спустя настал и другой день, когда химики занялись веществом, выделяемым этой плесенью, и дали нам чистый пенициллин. Листер, несомненно, был бы счастлив, если бы такая удача выпала на его долю".

В 1897 году лионский доктор Дюшен назвал свою диссертацию (тему ему подсказал один из учеников Пастера профессор Ру) "Новое в изучении жизненной конкуренции микроорганизмов. Антагонизм между плесенями и микробами". В заключение он писал: "Продолжив изучение фактов биологической конкуренции между плесенями и микробами, можно надеяться открыть новые факты, непосредственно применяемые в терапии". Но и эта работа не была продолжена.

Таким образом, антибиоз был известным явлением, но в 1928 году "климат" в научных кругах не был благоприятен для систематического исследования этого вопроса. Все предыдущие опыты показали, что любое вещество, губительное для микробов, разрушало также клетки и ткани человека. Это не вызывало сомнения, ведь если вещество токсично для определенных живых клеток, почему же оно не будет столь же токсично для других клеток, таких же хрупких?

Флеминг писал: "Тот факт, что бактериальный антагонизм был известен и хорошо известен, мешал, казалось, больше, чем помогал исследованию нового вида антибиоза". Профессор Райт, в чьей лаборатории работал Флеминг, был убежден, что помочь защитным силам организма может только иммунизация. Сам Флеминг серией блестящих опытов доказал, что все антисептики потерпели неудачу. Райт имел полное право утверждать, что "химиотерапия бактериальных заболеваний человека никогда не станет возможна".

Но Флемингу была не свойственна предвзятость - черта, очень часто мешающая ученым в их исследованиях. Непонятное пока поведение бульона с плесенью натолкнуло его на мысль - а вдруг именно здесь найдет он то самое вещество, которое так долго искал?

Прежде всего надо было выяснить, обладают ли другие плесени тем же свойством? Друзья Флеминга вспоминали, как у него загорались глаза при виде предмета, покрытого плесенью. Скульптор Дженингс вспоминал, как однажды Флеминг сказал вдруг окружавшим его художникам: "Друзья, если у кого-нибудь из вас есть заплесневелые туфли, мне бы очень хотелось, чтобы вы их мне подарили".

Опыты показали, что ни одна другая из исследованных Флемингом плесеней не выделяла антибактериального вещества. Значит, именно его Пенициллиум все больше заслуживал внимания.

Флеминг изучал культуры, выясняя, на какой день роста, при какой температуре и на какой питательной среде он получит наибольший эффект от действующего начала.

Важнейшим свойством таинственного вещества оказалась его малая токсичность. Флеминг ввел кроликам в вену по 20 миллилитров жидкости и убедился, что инъекция оказалась столь же безвредной, как и инъекция жидкой среды, в которой микробы не выращивались. Все это становилось в высшей степени интересным для Флеминга. Он решил, что вещество, выделяемое плесенью в бульон, заслужило название, и окрестил его пенициллином. Не сумев выделить антибактериальное действующее начало, он продолжал называть пенициллином неочищенный фильтрат, но, судя по всему, его интересовало именно антибактериальное вещество, содержащееся в фильтрате.

Выделением и очисткой пенициллина занялась в 1932 году группа химиков под руководством профессора Гарольда Райстрика, одного из лучших химиков Англии. Однако после предварительной очистки пенициллина, химики отказались от дальнейших попыток получить его в абсолютно чистом виде, поскольку при применении обычных химических методов он начинал разлагаться.

Этим закончился первый этап изучения пенициллина. Казалось, открытие Флеминга - явление случайное. Позднее сподвижник Флеминга профессор Мадридского университета Ф. Бустинза-Лахиондо писал: "Говорят о случайности этого открытия, но мне бы хотелось напомнить высказывание Пастера о том, что случай обычно подготовлен определенным ходом мыслей. Нельзя отрицать, что он играет в научной работе немалую роль в качестве какого-то непредвиденного явления. Но кто способен оценить это явление? Его может правильно интерпретировать только зрелая мысль. Многие люди не подготовлены к пониманию природных явлений, и только отдельные личности, воспитанные в повседневном напряжении поиска и одаренные тонким аналитическим интеллектом, наделены даром понимать страницы удивительной книги природы, всегда открытой для тех, кто умеет ее читать".

Любознательному читателю мы напомним, что в 30-х годах пенициллин был почти забыт. В те же годы открыли еще несколько антибиотиков, выделенных из плесневых грибов, но их вскоре оттеснило победное наступление сульфаниламидов.