и детской смертности.) У большинства из нас хоть один знакомый страдает от одной из этих хронических болезней; из-за такой распространенности ученые сосредоточили свое внимание на причинах, которые их вызывают. Сейчас мы знаем, что, хотя у всех этих болезней есть генетический компонент, их растущее распространение нельзя объяснить только генетикой. Наши гены не могли так измениться всего за два поколения – а вот наша окружающая среда изменилась заметно».
Бретт Финлей, Мари-Клэр Арриетта. «МИКРОБЫ? Мама, без паники, или Как сформировать ребенку крепкий иммунитет»
«Под конец двадцатого века мы столкнулись с новыми угрозами из мира микробиологии, более изощренными и более устрашающими, чем прежние, с таким трудом преодоленные. Одни из них, такие как, например, вирус СПИД, вызывают апокалипсические видения всеобщего опустошения; другие, как вирус Эбола, намекают на новую разновидность повсеместно распространенной смертельной пытки. Да и угрозы прежних бед не исчезли совсем. Противник, который казался нам поверженным, вновь огрызается по мере появления устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий. После периода наивного оптимизма, когда нам казалось, что мы победили все инфекционные болезни, на нас снизошло осознание, что они остаются самой частой причиной смерти в мире, превосходя сердечно-сосудистые заболевания и рак. Так что оказалось, что все усилия охотников за микробами добиться окончательной победы над невидимым противником дали нам только отсрочку. Враг бывает время от времени разбит, но сплачивается снова с удивительным новым оружием, извлеченным из бесконечного арсенала эволюционной адаптации. Но это неважно. Новое поколение охотников за микробами встанет на защиту нас от опасности».
Франк Гонсалес-Крусси. Предисловие к книге Поля де Крюи «Охотники за микробами» (издана в России в 2017 году)
«Будучи основной причиной смерти, болезни играют решающую роль в том, как складывается человеческая история. Вплоть до Второй мировой люди в военное время чаще умирали от разносимых армиями микробов, чем, собственно, от боевых ран. Трактаты по военной истории, привычно возвеличивающие заслуги полководцев, затушевывают неудобную для нашего самомнения истину: победителями в войнах прошлого не всегда становились армии, у которых было лучшее командование и вооружение, – довольно часто верх брали те, кто был способен заразить врага более опасными инфекциями».
Джаред Даймонд. «Ружья, микробы и сталь: история человеческих сообществ»
«Можно почти с полной уверенностью сказать, что из всех новых классов лекарств, появившихся в двадцатом столетии, антибиотики оказали самое большое положительное влияние на здоровье и долголетие человечества. Их изобретение оказалось настоящим волшебством: с их помощью удавалось легко лечить болезни, ранее бывшие смертельными.
До антибиотиков 90 процентов детей с бактериальной пневмонией умирали. Детям со стрептококковой ангиной назначали постельный режим, чтобы избежать страшного осложнения – ревматической лихорадки. Поговорите с вашими бабушками и дедушками, да и с кем угодно, кто вырос до эпохи антибиотиков (то есть до 1945 года), и поймете, насколько боялись раньше даже самых простых инфекций».
Бретт Финлей, Мари-Клэр Арриетта. «МИКРОБЫ? Мама, без паники, или Как сформировать ребенку крепкий иммунитет»
Глава 5Антибиотики
«Карл Бенц, Генри Форд и другие изобретатели автомобилей в конце ХIХ и начале ХХ века внесли огромный вклад в жизнь человечества. Они изобрели, довели до совершенства и запустили в массовое производство двигатель внутреннего сгорания, машину, которая позволяет нам ехать на работу, возить огромные грузы, уезжать в отпуск, исследовать мир и т. д. Изменилось само бытие человека: мы стали более взаимосвязанными, можем вести войну на большем расстоянии или встречаться с людьми из самых разных народов и культур.
Мы уже знаем, что двигатель создал множество новых проблем и усугубил имеющиеся: загрязнение воздуха, автокатастрофы, пробки на дорогах. Возможно, Форд и предвидел их; такие проблемы, конечно, никто специально не планирует, но их по крайней мере можно себе представить. В городах с конными экипажами тоже бывали пробки, а запах от экскрементов, выделяемых в этих пробках, стоял тот еще. Так что многие проблемы, созданные этим изобретением, стали просто новыми версиями старых.
Но представьте, что кто-то сказал бы Генри Форду сто лет назад: «Каждый раз, когда автомобилист заводит мотор, в Гренландии чуть-чуть подтаивают ледники». Это казалось немыслимым, Форд бы просто прогнал вас с глаз долой. А что, если кто-нибудь сказал вам или вашим родителям то же самое тридцать лет назад? Вы бы тоже посчитали это смехотворным. Как одно вообще связано с другим? Мы знаем, как несвязанное может превращаться в связанное. Это лишь один пример, как успешные изобретения преображают «макроэкологию», состояние всей нашей планеты.
Моя история связана с изменениями «микроэкологии» с помощью мер, которые сами по себе хороши и даже спасают жизни. То, что обитающие в нас микробы меняются и это приводит к катастрофическим результатам, видится настолько же чуждым, насколько глобальное потепление – Форду. Но сейчас, через сорок лет после появления экологического движения, как мне кажется, мы наконец-то готовы рассмотреть изменения климата и начать с ними бороться.
Отрицательные эффекты этой истории, возможно, не менее грандиозны, чем связанные с глобальным потеплением, и, возможно, даже действуют в более коротких временных рамках. Я не предлагаю запретить антибиотики или кесарево сечение – точно так же, как никто не хочет запретить автомобили. Я лишь прошу, чтобы ими пользовались с умом, а против их наихудших побочных эффектов нашли противоядие. Задним умом мы всегда крепки. Как вообще люди могли думать, что Солнце вращается вокруг Земли, а Земля плоская? Тем не менее догмы очень сильны, а для тех, кто им следует, – непогрешимы.
Стоит просто задать вопрос: «Есть ли от антибиотиков биологические издержки, а не только явная польза?», и горизонты сразу изменятся. Конечно, мощные антибиотики действуют на наши дружественные бактерии. Да, современный метод родов, на который перешли от трети до половины женщин, не может не оказать влияния. Если целенаправленно уничтожать микробов, естественным образом обитающих в нас, это не может не привести к сложным последствиям.
От логики никуда не деться. Наши древние бактерии существуют не просто так: мы эволюционировали вместе с ними. Все, что изменяет их, может ударить и по нам. Мы значительно их изменили. Мы уже расплачиваемся, но лишь сейчас начинаем это понимать. Дальше будет хуже.
Назрел момент для значительных изменений. Но для них нужно время. Как и с глобальным потеплением, существует риск, что нынешнее положение дел уже не «отыграть» обратно. Но я оптимист. Изменения в человеческой микроэкологии происходят всего около века, особенно в последние 60–70 лет. Для человеческой истории это мгновение. Изменения, которые происходят быстро, так же могут и закончиться.
Мы стоим на распутье. У нас есть лекарства и вообще медицина, которая хорошо нам послужила, но привела к непредвиденным последствиям. Так бывает всегда, не стоит удивляться. Но тревожный сигнал в том, что мы говорим вовсе не о редких событиях. Практики, которые подвергают опасности наших детей, составляют саму основу современного здравоохранения.
Мы добились реального прогресса в борьбе и искоренении ужасных болезней. Но сейчас, похоже, наши усилия достигли пика, и плоды познания оставили семена, неудобоваримые и ядовитые. Пора действовать, потому что последствия начинают захлестывать, а впереди ждут новые грозы.
Впрочем, в доступе множество решений. Некоторые подходы, возможно, удастся объединить в синергию: например, сократить количество кесаревых сечений и прописываемых антибиотиков, а затем постепенно восстановить исчезающие организмы. Ради наших будущих поколений уже сейчас нужно принимать меры».
Мартин Блейзер. «Плохие бактерии, хорошие бактерии: как повысить иммунитет и победить хронические болезни, восстановив микрофлору»
«А еще эти самые (вот так и хочется вместо «самые» написать «подлые») микробы могут посягать на святая святых – на наш генофонд! И ведь посягают! Путем горизонтального переноса генов. Если кто не в курсе, то горизонтальным переносом генов называется процесс, при котором один организм передает генетический материал другому организму, причем – не потомку. Передача генов от предков к потомкам называется вертикальным переносом.
Вдумайтесь, пожалуйста, в то, о чем вы сейчас прочли.
В нашем организме живет невероятное количество разнообразнейших микробов. И все они могут втихаря обмениваться генами с нашими собственными клетками. Зачем им это? А просто так! Если есть такая возможность, то почему бы ею не воспользоваться? Возможно, микробам есть какая-то выгода от подобного обмена-переноса, иначе они бы им не занимались. А нам с вами? Навряд ли. Мы же гораздо более высокоорганизованные существа, какой нам может быть прок от «микробных» генов?
Вам уже страшно? Тем не менее читайте дальше. Неведение еще никому не облегчило жизнь. Не стоит уподобляться страусу, засовывающему со страху голову в песок. Тем более что испуганные страусы ничего подобного не делают, а поступают разумно – убегают на своих мощных ногах».
Андрей Сазонов. «Мифы о микробах и вирусах: как живет наш внутренний мир»
Целенаправленное уничтожение микробов, естественным образом обитающих в нас, не может не оставаться совершенно безобидным – неприятные последствия обязательно будут.
Первыми живыми существами на нашей планете были микробы. Ждать прихода человека им пришлось достаточно долго – миллиарды лет. Дождались. И часть микробов нашла в телах людей достаточно комфортные условия для своего проживания.
Но были еще и микробы, так сказать, совсем другой и неприятной породы. Они угрожали нам всевозможными болезнями, вплоть до смертельных. И время от времени человеческая популяция несла от инфекционных заболеваний громадные потери (смотри первую главу нашей книги).
Перейдем теперь к арифметике. Считается, что в 1 году новой эры, две тысячи лет назад, на земном шаре проживало всего две-три сотни миллионов человек. Население росло, но не так быстро, как этого можно было бы ожидать. Можно сказать, что рост народонаселения как бы «топтался» на месте. Причины? Естественный прирост населения урезали буйствующие вирусы и бактерии. В начале ХIХ века население Земли составлял всего лишь примерно 1 миллиард человек.
Согласно статистике, начиная с ХIХ века человеческая популяция, оказывается, постепенно начала расти и, надо сказать, достаточно быстро. Увеличилась также и средняя продолжительность жизни. Уже к концу ХХ века она возросла до 65 лет. А сегодня в благополучных странах мира этот показатель поднялся до 80 лет.
Повсюду заговорили о перенаселенности планеты, о том, что к концу ХХI века придется кормить и обеспечивать всем необходимым что-то около 10 миллиардов людей. Многие занялись подсчетами, где взять для такого количества людей достаточно пищи, воды, энергии, да просто жизненного пространства.
А еще надо было объяснить причины этого, вроде как внезапного, роста населения на планете. Да, верно, мы стали придерживаться многих правил гигиены. Питьевую воду предварительно обрабатываем, контакт людей со сточными водами исключен, по возможности умело избегаем заболевших. Все так, однако основная причина роста народонаселения все же иная. В борьбе с болезнетворными микробами человек научился использовать очень грозное оружие – АНТИБИОТИКИ.
Ура, ура! Человек навсегда добился искоренения инфекционных болезней? Что-то вроде этого. Во всяком случае, такого мнения придерживались медики в середине прошлого века. Они предлагали «не ворошить старое», забыть о прошлом, обещая людям светлое безболезненное будущее.
Увы и ах! Сейчас, в ХХI веке, приходит понимание того, что в прошлом была одержана лишь временная победа. Что микробы, собравшись с силами, готовы перейти в контрнаступление и снова атаковать человека. Что антибиотики вовсе не панацея от всех болезней. О подробностях объяснения такого неожиданного поворота событий будет рассказано в этой главе нашей книги.
5.1. Микробы против микробов
«На протяжении многих веков и даже тысячелетий миллионы людей гибли от врагов, невидимых невооруженным глазом. Эти враги – микробы. История человечества – это история больших и малых войн, однако можно с уверенностью утверждать, что жертвами микроскопических бактерий пали куда больше людей, чем во всех войнах, вместе взятых. Достаточно вспомнить ужасающие эпидемии оспы, чумы или хотя бы гриппа, которые в Средние века буквально выкашивали до половины населения Европы и даже более. К этому списку надо добавить раневую инфекцию и фатальные осложнения безобидных по нынешним меркам мелких бытовых травм. Известно, что в ХVI в. средняя продолжительность жизни человека составляла около 30 лет. Что такое для современного человека порезаться обычным кухонным ножом или наступить на гвоздь? Неприятность, не более того. А еще в начале ХХ в. (по историческим меркам – совсем недавно) такая мелочь легко могла бы стать причиной смерти».
Сборник статей. «Антибиотики-убийцы»
«В 1896 году итальянский врач М. Гассио изучал причины возникновения распространенного тогда заболевания пеллагры. Считалось, что заболевание возникало при питании рисом, который при долгом и неправильном хранении покрывался зеленой плесенью. Возбудителя заболевания М. Гассио установить не удалось (заболевание возникает от недостатка витаминов группы В – никотиновой кислоты). Но, изучая плесень на рисе, он выявил ее антагонистическое действие на ряд бактерий. М. Гассио вырастил плесень на жидкой среде и, профильтровав, получил небольшое количество кристаллического вещества. Опыты показали, что именно это вещество губительно действует на бактерии. Это был первый антибиотик, полученный в чистом виде и названный микофеноловой кислотой».
Алиса Самуиловна Самсонова. «Микробы против микробов»
«Идея использования микробов против микробов и наблюдения о микробном антагонизме относятся ко временам Луи Пастера и И. И. Мечникова.
Во второй половине ХIХ в. Пастер и Жубер наблюдали интересное явление. Они убедились, что сибиреязвенные бациллы погибали под действием других микробов. Как ни далеко все это было от медицины, но уже тогда они увидели в этом возможность применения микробов с лечебной целью. Они описали это так: «Можно ввести животному бактерии сибирской язвы без того, чтобы оно заболело, для этого достаточно, чтобы жидкость содержала суспензию возбудителей заразных болезней в смеси с обычными бактериями».
Еще ближе к идее создания антибиотиков подошел Илья Ильич Мечников, который высказал мысль, что одним из факторов микробного антагонизма являются вещества, вырабатываемые микробами. В частности, Мечников писал, что «в процессе борьбы друг с другом микробы вырабатывают специфические вещества как орудия защиты и нападения». А чем иным, как не орудием нападения одних микробов на другие, оказались антибиотики?»
Семен Александрович Блинкин. «Вторжение в тайны невидимок»
Английскому натуралисту и путешественнику Чарлзу Роберту Дарвину (1809–1882) удалось обосновать идею о том, что наш мир – вечная арена борьбы за существование всего живого. Смерть губит всех, кто не способен выдержать конкуренцию с более приспособленными к жизни существами.
Такая же борьба идет и в мире, который находится за пределами человеческого зрения – среди микробов. Но кто с кем борется? Какие виды оружия при этом используются? Кто становится побежденным, а кто победителем? Ответы на эти вопросы были получены не сразу.
Микробные сражения можно, в частности, наблюдать в почвенных слоях. В далекие времена предки представителей органической жизни (речь о растениях и животных) постепенно начали выбираться из океанских глубин на сушу и оставлять здесь различные следы своей жизнедеятельности. Они-то и стали ареной существования почвенных бактерий.
Почвы в том виде, в котором они существуют на планете Земля, – результат вековечной и неустанной деятельности бактериальных сообществ. Они творили, конечно, не саму почву, а собственно ее плодородный слой – гумус. В одной чайной ложке гумуса живут миллиарды различного рода микроорганизмов. Они заняты преобразованием органических остатков в минеральные вещества. И чем больше в составе почвы нужных бактерий, тем выше ее плодородность.
Одним из первых исследователей, кто начал систематическое изучение почвенных бактерий, был видный украинский ученый, действительный член Академии УССР (с 1929 года) Николай Григорьевич Холодный (1882–1953). Ему удалось найти способ изучения почвенных микробов в их естественной обстановке.
Стали золотой классикой две его статьи – «Почвенная камера, как метод исследования микрофлоры» и «Метод непосредственного изучения почвенной микрофлоры». В них было показано, как «войны микробов» в естественном состоянии можно превратить в предмет прямого изучения.
Предложение Н. Г. Холодного было гениально простым. Указанным им способом теперь мог воспользоваться любой исследователь. Надо острым ножом сделать вертикальный разрез почвы. Затем в него вставляется четырехугольное стерилизованное стеклышко. Все это сверху закапывается, засыпается горстями земли.
Дальше надо некоторое время подождать. Пока поверхность «захороненного» стекла не покроется почвенными растворами, мелкими частицами, среди которых поселятся обитающие в данной почве микроорганизмы. И тогда остается извлечь стекло и после специальной обработки рассмотреть его под микроскопом. Так ведется наблюдение за жизнью микробов в слоях гумуса.
В одной чайной ложке гумуса живут миллиарды различного рода микроорганизмов. Они заняты преобразованием органических остатков в минеральные вещества. И чем больше в составе почвы нужных бактерий, тем выше ее плодородность.
Николай Григорьевич, вначале он был доцентом Киевского университета, затем стал заведовать кафедрой физиологии растений, преподавал физиологию, анатомию растений и микробиологию. В своих научных трудах он, среди прочего, подробно описывал и то, как проходят сражения микробов-антагонистов.
Для борьбы со своими конкурентами различные виды микробов используют разнообразные средства. Одни виды могут вытеснять другие, например, своим обильным и очень быстрым размножением. Другой удачный способ – выработка особых веществ, которые подавляют рост соперников. Что это за вещества? Органические кислоты, спирты, перекиси, сероводород, аммиак и так далее.
Давно известно, что молочнокислые бактерии способны подавить развитие гнилостных бактерий, образуя молочную кислоту. Винные дрожжи выделяют спирт, а уксуснокислые бактерии – уксусную кислоту. Такое «химическое оружие» угнетает развитие других микробов, становясь для них ядом.
Однако наиболее интересен тот случай, когда некоторые микроорганизмы становятся обладателями, скажем так, оружия «персонального» прицела. Подобные вещества-«ружья» направлены на этот раз только против некоторых видов микробов, другие же микроорганизмы остаются невредимыми. И вот тут сама собой возникает необходимость начать неспешный и важный разговор об антибиотиках.
5.2. Александр Флеминг (1881–1955)
«В 1928 году А. Флеминг, экспериментируя с различными видами стафилококков, время от времени осматривал чашки с растущими в них микроорганизмами. В процессе осмотра в них попали плесневые грибы из воздуха, которые растворяли колонии стафилококков. Заинтересовавшись этим фактом, ученый пересеял грибы в другой сосуд и, вырастив их, через две недели получил культуральную жидкость. Жидкость действовала на некоторые микробы сильнее, чем все испытанные ранее самые сильные антисептические средства. Обнаруженный в случайно засоренном опыте гриб оказался Penicillium notatum.
При своем развитии он постоянно продуцировал какой-то антибиотик. Так случайность принесла исследователю всемирную известность. А. Флеминг в результате кропотливой работы выделил активное вещество гриба; им оказался антибиотик – пенициллин. Но А. Флеминг не был химиком и не мог получить пенициллин в чистом виде».
Алиса Самуиловна Самсонова. «Микробы против микробов»
«Оноре де Бальзак как-то сказал: «Нужны совершенно исключительные обстоятельства, чтобы имя ученого попало из науки в историю человечества». Имя Александра Флеминга не только попало в историю человечества, но и навсегда останется в ней. Вот что было сказано в «Британском медицинском журнале» сразу после смерти А. Флеминга: «Так недавно и стремительно был сделан ряд открытий, что, наверное, мы не можем полностью оценить переворот в медицине, который вызвало и продолжает вызывать открытие Александра Флеминга. О медицинском прогрессе мир, естественно, судит по успехам в лечении болезней. Уже с одной этой точки зрения А. Флеминг имеет право на бессмертную славу. И вслед за ним слава принадлежит сэру Говарду Флори и доктору Эрнесту Чэйну, которые через 10 лет после открытия А. Флеминга нашли способ выделить пенициллин и претворить в жизнь надежды, которые на него возлагал А. Флеминг в 1929 году. Пенициллин, который он открыл и окрестил, ближе любого другого медикамента к идеалу П. Эрлиха: «большая стерилизующая терапия».
В пенициллине А. Флеминга нашла воплощение идея И. И. Мечникова о том, что борьба за существование в мире животных и растений, отмеченная Ч. Дарвином, может происходить и среди микроорганизмов. И. И. Мечников не только обратил внимание на то, что необходимо применить эту идею для новой действенной терапии инфекционных болезней, но и страстно защищал ее».
Владимир Николаевич Покровский. «Антибиотики и бактерии»
Микробиолог, сын бедного фермера, Александр Флеминг (1881–1955), в детстве его ласково называли Алек, родился в шотландском городке Дарвел. В пять лет будущего микробиолога отдали в сельскую школу. Он рано проявил интерес к естествознанию.
В 13 лет Александр уехал в Лондон, где начал работать клерком. Параллельно юный Флеминг посещал занятия в Политехническом институте, а в 19 лет вступил в Лондонский шотландский полк. Имел репутацию отличного стрелка и спортсмена.
В 20 лет Александр, неожиданно став обладателем наследства от дяди в 250 фунтов стерлингов, решает принять участие в национальном конкурсе для поступления в медицинскую школу. Получив высокие баллы на экзаменах, он становится стипендиатом медицинской школы при больнице Святой Марии.
1906 год – Флемингу 25 лет. Создавший лекарства от брюшного тифа профессор патологии Алмрот Райт приглашает Александра работать в отделении бактериологии госпиталя. Тогда Райт искал способ заставить антитела бороться с заразившей организм инфекцией.
Позднее, в годы Первой мировой войны, Райт организовывает во Франции лабораторию по исследованию инфекционных заболеваний, от которых умирали на фронтах солдаты. Профессор вновь приглашает с собой и Александра Флеминга, который тогда числился армейским врачом и имел чин капитана.
Уже в мирные годы, в 1922-м, Флеминг совершает свое первое важное открытие. Считается, что, проводя бактериальные эксперименты и будучи простуженным, он как-то чихнул в чашку Петри с бактериями. Пустяк, но через 5 дней Александр вдруг обнаружил, что в месте попадания слизи мутная от микробов среда стала кристально чистой.
Дальше начались долгие попытки объяснить это странное явление. Выделенное новое вещество было названо лизоцимом (от «лизис» – разрушение микроорганизмов). Увы, лизоцим оказался малоэффективен в борьбе с наиболее опасными болезнетворными микробами, поэтому применения в медицинской практике он не получил.
Всемирно прославило Флеминга его другое, тоже наполненное случайностями, открытие, сделанное им в 1928 году. Тогда возникло в микробиологии новое слово – пенициллин. Мартин Блейзер в книге «Плохие бактерии, хорошие бактерии: как повысить иммунитет и победить хронические болезни, восстановив микрофлору» пишет об этом так:
«В августе 1928 года Флеминг уехал в отпуск во Францию. Вернувшись в начале сентября, он нашел несколько чашек Петри, которые забыл выбросить. В них был посеян стафилококк, и они целый месяц простояли на рабочем столе. Выбрасывая бесполезные чашки, ученый обратил внимание на одну из них. Там была полоска сине-зеленого пушка – обычной хлебной плесени, грибка Penicillum. Он заметил, что роскошная поляна золотистого стафилококка, многослойная пленка из миллиардов бактериальных клеток, заполнившая чашку до краев, исчезла рядом с плесенью. Вокруг возник своеобразный ореол – некое вещество в среде словно мешало микроорганизму расти дальше.
От того грибка, который наблюдал Флеминг в 1928 году, до пенициллина, широко применяемого позже в лечебной практике, было еще очень и очень далеко.
Взгляд у Флеминга был наметан, так что он сразу понял, что произошло. Плесень – грибок, которому тоже нравится есть агар-агар, – выработала некую субстанцию, проникшую в “лакомство” и убившую стафилококк. Эта субстанция, первый обнаруженный настоящий антибиотик, растворяла бактериальные клетки точно так же, как лизоцим, фермент, обнаруженный Флемингом в слюне во время экспериментов несколькими годами ранее. Он растворял микробы, не оставляя вообще ничего. Ученый посчитал, что его “плесневый сок” содержит фермент (вроде лизоцима), который мешает бактериям строить клеточные стенки, из-за чего они лопаются».
Мартин Блейзер продолжает:
«За следующие несколько месяцев ученый сумел вырастить плесень в жидкой питательной среде, профильтровал ее и выделил жидкость, проявившую наибольшую антибактериальную активность. Он назвал ее пенициллином. Но произвести субстанцию в достаточном количестве оказалось трудно. Флемингу вообще очень повезло, что штамм, попавший в чашку Петри, его производил. Но выработка оказалась маленькой, нестабильной, короткоживущей и медленнодействующей. Так и не найдя способов сделать пенициллин полезным в медицине, ученый сдался. Опубликовав результаты своих экспериментов и попробовав (безуспешно) применить неочищенный экстракт на нескольких больных, он сделал вывод, что это открытие не имеет никакого практического значения».
Да, от того гриба, который наблюдал Флеминг в 1928 году, до пенициллина, широко применяемого позже в лечебной практике, было еще очень и очень далеко. Нужен был кристаллически чистый препарат, а его получить никак не удавалось.
Семен Александрович Блинкин в книге «Вторжение в тайны невидимок» поясняет суть возникших тут чисто технических проблем:
«Флеминг имел все основания считать его лечебным препаратом, так как он излечивал экспериментальных животных, зараженных стафилококками, стрептококками и другими болезнетворными микробами. Но этот пенициллин имел ряд недостатков. В жидком состоянии он быстро терял свою активность. Из-за слабой концентрации его приходилось вводить в больших количествах, что было очень болезненно.
Пенициллин Флеминга содержал в себе также много побочных и далеко не безразличных белковых веществ, попавших из бульона, на котором выращивалась плесень пенициллиум. В результате всего этого использование пенициллина для лечения больных затормозилось на несколько лет».
5.3. Пенициллин
«Вот что произошло в тот памятный день с чашечкой Петри в лаборатории английского ученого Александра Флеминга.
Кто-то из помощников Флеминга увидел, что одна из чашечек осталась неплотно прикрытой. Флеминг взглянул на эту чашечку, чтобы решить судьбу находившихся там микробов, и сразу заметил, что колония их сильно поубавилась. Уж не разбежались ли микробы? Нет! Никто из них не покинул свое жилище. Но какой-то мощный и злой враг начал истреблять обитателей чашечки.
Прошло некоторое время, и Флеминг установил, что в чашечке поселилась, как видно, залетевшая откуда-то плесень – микроскопические грибки, что водятся часто в сырости и грязи. Они, оказывается, и начали войну с микробами».
Евгений Мар. «Человек и невидимки»
«Итак, в медицине началась новая эра – эра антибиотиков. «Подобное лечится подобным» – этот принцип известен врачам с древнейших времен. Так почему бы не бороться с одними микроорганизмами при помощи других? Эффект превзошел самые смелые ожидания; кроме того, открытие пенициллина положило начало поиску новых антибиотиков и источников их получения. Пенициллинам на момент открытия были свойственны высокая химиотерапевтическая активность и широкий спектр действия, что приближало их к идеальным препаратам. Действие пенициллинов направлено на определенные «мишени» в клетках микроорганизмов, отсутствующие у животных клеток».
Сборник статей «Антибиотики-убийцы»
Подробности своего выдающегося открытия Флеминг опубликовал в журнале British Journal of Experimental. К удивлению и досаде, научный мир не обратил на его статью особого внимания, а знаний, чтобы извлечь из гриба чистое антибиологическое вещество, как мы уже упоминали в предыдущем разделе, микробиологу не хватало. Идею пришлось отложить в долгий ящик.
И лишь спустя 12 лет, в 1940 году, после открытия пенициллина на помощь Флемингу пришли уже не микробиологи, а химики из Оксфордского университета Говард Флори[20] и Эрнст Чейн[21]. Они очистили лечащее вещество настолько, что оно спасло зараженных стафилококками мышей.
В начале Второй мировой войны были разработаны более совершенные методы выделения и очистки пенициллина. Получены первые сотни миллиграммов «сырого» пенициллина. Пенициллин быстро выделялся с мочой, что свидетельствовало о поступлении его в кровь и почки. Этот препарат обладал мощным бактерицидным действием. Была также расшифрована и структура пенициллина, что создавало возможность синтетического способа его получения.
Сначала лечить пенициллином людей побаивались. Но вот в госпиталь Святой Марии, где работал Флеминг, поступил его друг, он умирал от менингита. Научный интерес и желание спасти товарища подтолкнули Флеминга на смелый шаг. На свой страх и риск он стал лечить пациента пенициллином. Через месяц инъекций больной выздоровел.
Микробиолог, профессор Владимир Николаевич Покровский в книге «Антибиотики и бактерии» рассказывает, как постепенно улучшались способы получения пенициллина:
«В связи с тем, что в Оксфорде появились трудности по проведению дальнейших исследований с пенициллином, Флори и Хитли уехали в США, где наладили промышленное производство нового лекарства.
А. Флеминг и оксфордская группа исследователей получала антибиотик несовершенным методом. Содержание пенициллина в культуральной жидкости было очень низким (из 1 л культуральной жидкости они выделяли только 1 мг препарата).
Флори и Хитли предложили в США метод глубинного культивирования. Кроме того, добавление в среду культивирования кукурузного экстракта, являющегося отходом при получении кукурузного крахмала, ускоряло рост гриба и стимулировало синтез пенициллина. До августа 1943 года в США получали такое количество пенициллина, которого хватало на лечение 500 пациентов.
Производство пенициллина все более совершенствовалось. Исследователи были заняты поиском новых, более продуктивных штаммов. Вот как был найден знаменитый штамм, который стал “праотцом” препаратов, используемых на современных заводах. В лаборатории в Пеории (штат Иллинойс) была специально нанятая женщина, которая скупала на рынке все заплесневелые продукты.
Хороший штамм удалось выделить из заплесневевшей дыни, купленной на рынке 6 июня 1944 года (в тот самый день, когда наши союзники высадились в Нормандии).
В дальнейшем из этого штамма (после обработки его специальными препаратами) получили мутанты, дающие еще большее количество пенициллина. Если первый штамм А. Флеминга продуцировал 2 единицы пенициллина на 1 мг жидкой среды, то современные штаммы образуют не менее 10 000 единиц».
Сбывалось пророчество Флеминга. Еще в 1937 году он утверждал:
«Настанет день, когда найдут способ выделять из плесени активное вещество и будут делать это в массовых количествах. И тогда мы увидим, что оно будет широко применяться против болезней, вызванных теми микроорганизмами, которые, как я знаю, оно уничтожает».
За открытие, выделение и успешное применение пенициллина в лечебных целях А. Флеминг, Г. Флори и Э. Чейн в 1945 году были удостоены Нобелевской премии в области физиологии и медицины. Тогда, в сентябре 1945 года, накануне приезда во французскую столицу Александра Флеминга парижские газеты писали: «Для разгрома фашизма и освобождения Франции он сделал больше целых дивизий». До этого, в июле 1944 года, король Великобритании присвоил ему титул «сэр», а в ноябре 1945 ученый стал трижды доктором наук.
Производство пенициллина все более совершенствовалось. Хороший штамм удалось выделить из заплесневевшей дыни, купленной на рынке 6 июня 1944 года.
Читатели трилогии романа Вениамина Каверина «Открытая книга» вряд ли знают о том, что у главной героини, доктора Татьяны Власенковой, был прототип – Зинаида Виссарионовна Ермольева (1898–1974), наш выдающийся ученый-микробиолог, создатель целого ряда отечественных антибиотиков.
Естественно, Ермольева знала про открытие Флеминга и про трудности получения пенициллина, кстати, тогда она возглавляла Всесоюзный институт экспериментальной медицины. Зинаида Виссарионовна решает создать свой, советский пенициллин из отечественного сырья.
В сборнике «Антибиотики-убийцы» о Ермольевой написано следующее:
«Надо отдать должное ее упорству: в 1942 г. первые порции советского пенициллина были получены. Величайшей и неоспоримой заслугой З. В. Ермольевой явилось то, что она не только получила пенициллин, но и сумела наладить массовое производство первого отечественного антибиотика. При этом следует учесть, что шла Великая Отечественная война, остро ощущалась нехватка самых простых и нужных вещей. В то же время потребность в пенициллине росла. И З. В. Ермольева сделала невозможное: она сумела обеспечить не только количество, но и качество, вернее, силу препарата.
Наш пенициллин был в 1,4 раза действеннее англо-американского, что подтвердил сам профессор Флори. Сколько раненых обязаны Зинаиде Виссарионовне жизнью, не поддается даже примерному подсчету. Создание советского пенициллина стало своеобразным толчком для получения целого ряда других антибиотиков: первых отечественных образцов стрептомицина, тетрациклина, левомицетина и экмолина – первого антибиотика животного происхождения, выделенного из молок осетровых рыб».
5.4. Лекарства из «яда»
«По пути, на который Эрлих вступил первым, затем пошли многие химики; благодаря химии исполнились надежды ряда больных и появились новые надежды, осуществление которых ожидалось в недалеком будущем. Химики создавали новые препараты, фармакологи проверяли их действие; затем химики видоизменяли их, пока они не начинали удовлетворять клиницистов, которые вводили их в практику. Эти средства применялись против малярии и против разных тропических болезней; и, наконец, Домагк предложил применять сульфаниламиды для борьбы с кокковыми заболеваниями, воспалением легких, рожей и гнойными воспалениями. Так возникло множество новых препаратов.
Само собой разумеется, что врачи подумали и о том, чтобы применять химиотерапию также и при раковом заболевании. Несмотря на то что Домагк не достиг успеха, применяя свой химический препарат, который должен был действовать против рака, все же на химиотерапию рака начали возлагать большие надежды, и над их осуществлением работают во многих исследовательских учреждениях.
Но совершенно новая эра химиотерапии началась во время Второй мировой войны, когда понятие химиотерапии было расширено и исследователи научились вместо лабораторий и фабрик, где такие лечебные средства изготовлялись, использовать живую природу, т. е. когда выяснилось, что сама природа вырабатывает вещества, которые для борьбы с бактериями, т. е. различными инфекционными болезнями, гораздо ценнее, чем фармакологические препараты. То, чего добивался Эрлих, но чего он не достиг, – победа его мысли о великой стерилизующей терапии, – было осуществлено благодаря открытию антибиотиков – пенициллина и родственных ему препаратов. Этой эре химиотерапии посредством препаратов, созданных живыми организмами, положил начало шотландец Александр Флеминг».
Гуго Глязер. «О мышлении в медицине»
«В конце 30-х годов профессор университета Ратджерс (штат Нью-Джерси) С. Ваксман развернул исследования способности актиномицетов образовывать антибиотические вещества. Его целью был поиск антибиотика против туберкулеза, который вскоре и был найден. Антибиотик, подавляющий возбудителя туберкулеза, продуцировал актиномицет Streptomyces griseus. Производство препарата было быстро налажено, и он стал широко распространенным средством против «белой чумы», как в то время называли туберкулез. Открытие стрептомицина проложило путь для поиска новых продуцентов антибиотиков среди актиномицетов. Успехи этих поисков были блестящи. Если в 1940 году был получен первый всеми признанный антибиотик пенициллин, то уже через 5 лет было известно около 30 антибиотиков; в 1949 году – около 150; к 1953 году – около 450, а к 1964 году – более 1000. К настоящему времени открыто и изучено около 2000 различных антибиотических веществ; более 60 из них находят применение в медицинской практике».
Алиса Самуиловна Самсонова. «Микробы против микробов»
«С открытием и применением антибиотиков началась новая эра в истории медицины. Использование антибиотиков не только спасло многие миллионы человеческих жизней, но и выявило их значительную эффективность в борьбе с заболеваниями животных и растений. Столь успешное применение антибиотиков позволило многим исследователям разделить историю человечества на доантибиотиковую и послеантибиотиковую.
Эпоха антибиотиков рассматривается многими учеными как эпоха «демографического взрыва». Они считают, что именно антибиотики снизили смертность от инфекционных заболеваний, обеспечивая тем самым интенсивный рост народонаселения на планете. Действительно, не зря же многие слаборазвитые страны, вступившие на путь независимости, строят одними из первых заводы, производящие антибиотики».
Владимир Николаевич Покровский. «Антибиотики и бактерии»
Открытие пенициллина послужило началом эры АНТИБИОТИКОВ и позволило медицинской науке перейти в широкое наступление на болезни, наносившие человечеству ощутимый урон на протяжении многих веков.
Было положено начало золотому веку медицины. Эффективность новых лечащих средств была поразительной, происходило настоящее чудо: смертоносные бактерии, прежде так досаждавшие людям, гибли одна за другой.
В 1943 году Соломон Яковлевич Ваксман (1888–1973), американский микробиолог и биохимик, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1952 год), получил из почвенных бактерий стрептомицин – средство против туберкулеза, массово косящего людей. Вскоре антибиотики посыпались как из рога изобилия. Количество препаратов – «убийц бактерий» – активно нарастало с каждым годом.
Арсенал антибиотиков увеличивался. Вслед за пенициллином и стрептомицином были введены в строй биомицин, альбомицин, левомицетин, синтомицин, тетрациклин, террамицин, эритромицин, нистатин, колимицин, мицерин, иманин, экмолин и долгий ряд других спасительных средств.
Становились явью мечты Пауля Эрлиха, посвятившего, как мы помним, свою жизнь поиску новых химических соединений, способных уничтожать возбудителей инфекционных заболеваний. Ему удалось установить, что такой яд, как мышьяк, может быть введен в соединения, которые будут убивать микробов, но оставаться безопасными для человека.
Эпоха антибиотиков рассматривается многими учеными как эпоха «демографического взрыва». Они считают, что именно антибиотики снизили смертность от инфекционных заболеваний.
Конечно, попутно стали возникать другие научные вопросы про то, как именно антибиотикам удается так чудесно излечивать больных. Ответы можно найти, например, в книге Мартина Блейзера «Плохие бактерии, хорошие бактерии: как повысить иммунитет и победить хронические болезни, восстановив микрофлору». Вот что он сообщает:
«Антибиотики работают тремя основными способами. Первый – это пенициллин и его потомки: они атакуют механизмы, которые бактерии используют для строительства клеточных стенок, Те, у кого они дефектные, погибают. Что интересно, они часто совершают самоубийство: отсутствие клеточной стенки заставляет бактерию сделать “харакири”. Мы не знаем точных биологических причин этого явления, но природа отобрала грибы вроде Penicillum, которые производят антибиотики и способны эксплуатировать эту слабость.
Второй – антибиотики мешают бактерии вырабатывать белки, выполняющие все важные функции. Без белка в клетке не будет жизни, потому что они нужны для переваривания пищи, строения стенок, размножения, защиты от непрошеных гостей и конкурентов, помощи в передвижении. Подобные лекарства атакуют средства производства белков, калеча бактерии, при этом практически не мешая производству белка в человеческих клетках.
Третий – антибиотики мешают бактерии делиться и размножаться, замедляя рост популяции. Медленно развиваясь, они представляют не такую большую угрозу, так что носитель может подготовить иммунный ответ и легко с ними разобраться».
Теперь поговорим о другом немаловажном обстоятельстве, связанном с антибиотиками. Уже Александр Флеминг, хорошо понимая, что пенициллин не является панацеей от всех бед, предупреждал о бесполезном его применении в тех случаях, когда заболевания вызвали нечувствительные к пенициллину микроорганизмы.
Если продолжить эту мысль Флеминга, то следует указать на неизбежное возникновение разного рода побочных явлений при лечении антибиотиками. Чем хорош пенициллин, почему он и сейчас остается самым распространенным антибиотиком? Потому что он, оказывая сильное антимикробное действие, одновременно малотоксичен.
И это довольно редкое явление. Другие антибиотики далеко не так безобидны. Так, левомицетин запрещено назначать новорожденным. Стрептомицин и неомицин способны вызвать у человека необратимую глухоту. Тетрациклин не может быть рекомендован беременным женщинам.
Понятно, на недостатки антибиотиков можно было бы «закрыть глаза», если на карте будет стоять вопрос жизни и смерти больного. Например, во время Второй мировой войны потребность в антибиотиках была очень высокой и не было времени рассуждать о побочных явлениях антибиотиков – тысячи солдат ждала неминуемая смерть от боевых ран, осложнений от пневмонии, инфекций брюшной полости, мочевых путей и кожи. Тут уж было не до тонкостей – главное, выжить!
А теперь скажем о самом важном. Не только у людей, но и среди микробов идет непрекращающаяся гонка вооружений. Как разные страны постоянно готовятся к войне, так и в мире микробов идет неустанное наращивание разных возможностей – и для того, чтобы атаковать, и для того, чтобы защищаться. А хорошую защиту болезнетворные микробы могут организовать и против антибиотиков, даже самых лучших.
5.5. Бактерии защищаются
«Но вот для нас, людей, открытие антибиотиков можно сравнить с изобретением атомной бомбы. Они фундаментально изменили «игровое поле». Что интересно, и то, и другое появилось практически в одно и то же время: научные открытия 20-х и 30-х годов привели к их введению в действие в 40-е. Как и в случае с оружием, мы надеялись обнаружить панацею: могучие антибиотики раз и навсегда победят бактерии! Угроза атомной бомбы настолько велика, что мы больше никогда не станем воевать. Доля правды есть в обоих утверждениях, но ни атомная бомба, ни антибиотики не оправдали возложенных на них надежд, да и не могли. Это всего лишь инструменты, а фундаментальные причины войны людей друг с другом и с бактериями никуда не делись».
Мартин Блейзер. «Плохие бактерии, хорошие бактерии: как повысить иммунитет и победить хронические болезни, восстановив микрофлору»
Открытие антибиотиков можно сравнить с изобретением атомной бомбы. Они фундаментально изменили «игровое поле». Что интересно, и бомба, и антибиотики появились практически в одно и то же время.
«Бактерии заселили землю около 3 миллиардов лет назад и научились справляться с неблагоприятными условиями. Это настоящие мастера выживания. Если поначалу они неустойчивы к некоторым антибиотикам, они начнут мутировать. Речь идет об изменениях в генетическом материале, которые позволяют им быть неуязвимыми для ядов».
Адриан Шульте. «Кишечник: как у тебя дела?»
«Самое же тяжелое разочарование, постигшее врачей, которые страстно желали видеть в пенициллине панацею от всех бед, заключалось в том, что он (как, впрочем, и большинство других антибиотиков), оказалось, имеет «медовый месяц», после которого появляются резистентные микроорганизмы. На них антибиотики уже не оказывают своего губительного действия».
Владимир Николаевич Покровский. «Антибиотики и бактерии»
В главе 4 (раздел 4.8) нашей книги шел рассказ о путях генного обмена у живых существ. О возможности вертикального и горизонтального переноса генов. Первый характерен для растений, животных и человека, второй – для микробов.
Однако в середине прошлого века удалось доказать, что половое размножение может быть присуще также и микробам. Заслуга этого открытия в основном принадлежит американскому генетику и биохимику Джошуа Ледербергу (1925–2008), члену Национальной академии наук США.
Это удивительно талантливый человек. Родился он в городе Монклере (штат Нью-Джерси), в семье раввина. За два года до рождения Джошуа его родители эмигрировали в Америку из Палестины. Начальное образование их сын получил в государственной школе Нью-Йорка.
Отец хотел, чтобы Джошуа тоже стал раввином. Однако уже в семь лет мальчик прямо заявил: «Кем бы я хотел быть? Ученым-математиком, как Эйнштейн. Я открою несколько новых теорий в науке». Любопытен такой еще факт. На Бар-мицву (обряд совершеннолетия у иудеев, где юноша читает отрывок из Торы) Джош, так его звали в семье, вместо свитка Торы принес «Введение в физиологическую химию».
Ледерберг изучал зоологию на медицинском курсе Колумбийского университета и в 19 лет получил степень бакалавра с отличием. Затем работал в Йельском университете старшим лаборантом кафедры микробиологии. Докторскую степень по микробиологии он получил в лаборатории микробиолога и биохимика Эдуарда Тейтема[22].
Здесь-то Джошуа и сделал важное открытие. В то время все были уверены, что бактерии размножаются бесполым путем: одна бактерия делится и дает начало двум другим. Ледербергу удалось доказать, что бактерии также могут размножаться половым путем посредством временного объединения (конъюгации двух отдельных клеток с образованием третьей – дочерней).
Исследовалась обитающая в толстой кишке человека и животных кишечная палочка (Escherichia coli). Скрестив два штамма кишечной палочки, Ледерберг и Тейтем обнаружили, что потомство наследует некоторые черты обоих родительских штаммов. Это явление было названо половой генетической рекомбинацией.
Удивительно, что эти свои нобелевского характера работы он сделал в возрасте 21 года! А Нобелевскую премию по физиологии или медицине «за открытия, касающиеся генетической рекомбинации материала у бактерий» Ледерберг получил в 1958 году. Было ему тогда всего 33 года, и он стал одним из самых молодых нобелиатов мира.
Итак, выясняется, что бактерии сверхвооружены для защиты своих жизненных прав и амбиций. И готовы к наскокам антибиотиков любого калибра и силы. Джессика Снайдер Сакс в книге «Микробы хорошие и плохие» констатирует наличие не слишком удовлетворительного для медицины положения вещей. Вот ее слова:
«Горькая очевидность того, что бактерии могут эволюционировать, и эволюционировать быстро, пришла уже вскоре после начала применения первых бактерицидных препаратов – сульфаниламидов в тридцатые годы, а затем пенициллина в сороковые. Всего через пару лет после внедрения каждого нового средства появлялись устойчивые к нему штаммы болезнетворных микробов. Стоило им появиться, как их устойчивость, казалось, быстро передавалась и бактериям других разновидностей. Иногда врачи сталкивались с инфекциями, борьба с которыми требовала все более высоких доз и продолжительных курсов лечения тем же антибиотиком. В других случаях им приходилось иметь дело с внезапным появлением коварного микроба, обладающего полной устойчивостью.
Ученые были озадачены. Может быть, бактерии способны постепенно вырабатывать устойчивость к антибиотику, подобно тому, как человек постепенно приспосабливается, скажем, к большим высотам над уровнем моря или к острой пище? Другое возможное объяснение состояло в том, что в пределах любой колонии бактерий могли найтись один или два носителя удачной мутации, которая позволяла им выдерживать химическую атаку антибиотика. После того как лекарственный препарат убивал все восприимчивые бактерии, оставшиеся в живых мутанты получали шанс размножиться и занять их место, порождая новый штамм из своих клонов, устойчивых к данному препарату».
Долго бы пришлось перебирать множество способов трансформации у бактерий, защищающих свои, так сказать, «суверенные права». Джессика Снайдер Сакс так резюмирует свои рассуждения:
«В 1952 году, когда были опубликованы данные об открытиях, сделанных в лаборатории Ледербергов (в то время Джошуа вел исследования бактерий вместе со своей женой-сотрудницей Эстер Циммер. – Ю. Ч.), стало ясно, что бактерии используют целый ряд способов, позволяющих им подхватывать новые признаки. Они могут подбирать гены из окружающей среды, обмениваться ими в ходе конъюгации или получать их вместе с встраивающимися в бактериальную хромосому вирусами. Теперь нам известен и еще один, четвертый путь работающего у бактерий “генетического такси” – так называемые прыгающие гены, или транспозоны, открытые в сороковых годах генетиком Барбарой Мак-Клинток. Транспозон, по сути, представляет собой какой-либо ген или группу генов с расположенными по краям “вставочными последовательностями” – отрезками ДНК, периодически вырезающимися из одной хромосомы и вставляющимися в другую вместе с расположенными между ними генами».
5.6. «Антибиотиковая зима»
«С тех пор как были открыты возбудители инфекционных заболеваний, начались поиски эффективных средств борьбы с ними. Путь этот – тернистый, усеянный ошибками.
Поисками «волшебных пуль», которые бы надежно поражали болезнетворные микробы, занимались многие исследователи. При этом вещества, которые должны уничтожать болезнетворных микробов, не должны путать бактериальную клетку с клеткой больного человека.
Наряду с указанным требованием к «пулям» как лекарственным препаратам можно добавить, что они должны быть стабильными, легко усваиваться организмом больного, а после выполнения поставленной перед ними цели легко выводиться из него и не вызывать в нем побочных реакций. Очевидно, что не каждый лекарственный препарат отвечает всем этим требованиям. К числу «волшебных пуль», поражающих болезнетворные микроорганизмы, относятся прежде всего антибиотики. Антибиотики занимают не только особое место в современной медицине. Их изучают специалисты многих биологических и химических дисциплин (микробиологи, фармакологи, биохимики, радиобиологи и т. д.).
В группу антибиотиков в настоящее время включают вещества, имеющие природное происхождение и обладающие выраженной биологической активностью. Их продуцентами являются микроорганизмы, растения, ткани животных, получают антибиотики и синтетическим путем.
Несмотря на то что за последние 50 лет открыты тысячи препаратов, обладающих различным спектром действия, для лечения используется только ограниченное их число. Это объясняется тем, что большинство открытых антибиотиков не удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям, многие из них токсичны для макроорганизма».
Владимир Николаевич Покровский. «Антибиотики и бактерии»
«Центры по контролю и профилактике заболеваний в сентябре 2013 года опубликовали важнейший доклад: первую информацию о распространении резистентных к лекарствам бактерий в США. Было перечислено восемнадцать микробов; три из них названы «крайне опасными». Возглавила список сравнительно новая группа микробов под названием КРЭ – это аббревиатура от «карбапенем-резистентные энтеробактерии». Они убивают многих заразившихся и сопротивляются действию практически всех антибиотиков. Более того, КРЭ умеют передавать гены резистентности другим микроорганизмам, занимаясь с ними микробным «сексом». Их уже обнаружили в больницах сорока четырех штатов. Второе и третье место заняли C. diff и гонорея. МРЗС (метициллин-резистентный золотистый стафилококк. – Ю. Ч.) получил рейтинг «серьезная опасность»: 18 000 тысяч заражений в год, 11 000 смертей.
Доктор Том Фриден, возглавляющий центр, предупредил, что «антимикробная резистентность растет во всех поселениях, во всех здравоохранительных учреждениях и среди пациентов практикующих врачей по всей стране. Не менее 2 миллионов американцев каждый год заражаются инфекциями, резистентными к антибиотикам, 23 000 из них умирают. Вот что происходит, когда микробам удается перехитрить наши лучшие антибиотики». И добавил, что мы столкнулись с «катастрофическими последствиями» избыточного применения антибиотиков и что “в последующие месяцы и годы, возможно, не сможем предложить никаких лекарств пациентам с инфекциями, которые опасны для жизни”».
Мартин Блейзер. «Плохие бактерии, хорошие бактерии: как повысить иммунитет и победить хронические болезни, восстановив микрофлору»
«Может так случиться, что без антибиотиков нельзя обойтись. В такой ситуации лучше всего внимательно отнестись к тем конкретным лекарствам, которые вы собираетесь использовать. Сейчас имеется большой перечень аптечных препаратов-антибиотиков, используемых медициной иногда чрезмерно или неосторожно в качестве универсальных средств от любых болезней и хворей. Ни для кого не секрет, что фармацевтический рынок в последнее время перенасыщен импортными препаратами, главной целью производителей которых является получение максимальной прибыли, и доверчивый отечественный потребитель часто тратит огромные деньги, чтобы получить кота в мешке, который может нанести огромный вред его здоровью. Имеется множество примеров, когда неопытность и безответственность врачей приводила к трагическому результату, но потребитель прежде всего сам отвечает за свое здоровье и поэтому должен научиться разбираться в используемых лекарствах. Название данной книги не должно ввести читателя в заблуждение, так как хоть и предоставляет широкий спектр альтернатив фармацевтическому лечению, вовсе не отрицает возможность использовать антибиотики. Главное, чтобы вы знали, как на вас действуют предлагаемые врачом лекарства, умели сами разбираться в противопоказаниях, имели представление о происхождении и составе предлагаемых лекарств».
Сборник статей «Антибиотики-убийцы»
«Антибиотики – далеко не единственный известный фактор, влияющий на нашу кишечную флору; еще один такой фактор – место нашего обитания. В одном исследовании сравнили микробиом детей из Финляндии, Эстонии и России. Детские аутоиммунные заболевания довольно распространены в Финляндии и Эстонии, но гораздо реже случаются в России. Итого взяли 222 ребенка – по семьдесят четыре из каждой страны и анализировали их стул ежемесячно в течение трех лет; так удалось собрать профиль бактериального содержимого микробиомов этих детей. Параллельно их родители заполнили опросники о том, как долго этих детей вскармливали грудью, чем кормили дальше, об их аллергиях, инфекциях, семейной истории и применении лекарств. Это громадное исследование показало, что географическое расположение – значимый для микробиома младенца фактор. Независимо от рациона, применения антибиотиков и всех других определяющих факторов у финских и эстонских детей нашлось особенно много бактерий одних типов, а у русских детей – других, особенно в первую пару лет жизни».
Дэниел М. Дэвис. «Невероятный иммунитет. Как работает естественная защита нашего организма»
За последние 50 лет были открыты тысячи препаратов, обладающих различным спектром действия. Но для лечения используется только ограниченное их число, ведь многие из них токсичны.
Человек сосуществует с микробами долгое время. И это сосуществование нельзя назвать мирным. Порой между нами и микробами разворачивается настоящая битва – война на истребление. Бактериальные инфекции сводят в могилу массу людей. И вплоть до ХХ столетия микробы в целом держали под контролем численность человеческой популяции.
Считалось почти правилом, что более половины рождающихся детей не доживало до возраста половой зрелости. Жизнь человеческая была очень краткой. Грубо говоря, сколько людей тогда на земном шаре рождалось, столько же и умирало.
В этом плане наши отношения с микробами в последние пару столетий постепенно стали изменяться в лучшую сторону. «Человек разумный» начал следовать правилам гигиены. Организовал доставку воды в жилища и систему отвода сточных вод. Были приняты и другие многочисленные меры защиты от болезнетворных микробов.
Антимикробную защиту очень усилило появление антибиотиков. Считается, что сам термин «антибиотики» был введен в употребление американским микробиологом и биохимиком, лауреатом Нобелевской премии Зельманом Ваксманом (1888–1973), ученым, открывшим стрептомицин.
Полагают, что в 1 году новой эры на земном шаре проживало всего-то несколько миллионов человек. К концу ХIХ столетия людей было уже около 1,6 млрд, и начался бурный прирост народонаселения, в основном благодаря наступлению «эры антибиотиков». Предполагалось, что к 2050 году нашу планету будут населять примерно 10 млрд человек.
Итак: антибиотики произвели революцию. Инфекционные заболевания, которые обычно вызывали тяжелую болезнь и смерть, стали в большинстве случаев делом преодолимым. Антибиотики – это новое лечебное средство – быстро стали массовым и дешевым лекарством.
В 1954 году мировое производство антибиотиков составляло менее 1000 тонн. Сейчас эта цифра возросла до нескольких миллионов тонн. Около половины этих лекарств используют в медицине человека, а остальное – в ветеринарии или просто добавляют в корма на животноводческих предприятиях.
Но дальше случилось вот что. Микробы (смотри предыдущий раздел этой главы) показали свой строптивый нрав. Они быстро обрели способность противостоять лечению болезней антибиотиками. Дело дошло до того, что эксперты стали предсказывать на планете Земля наступление «антибиотиковой зимы». Микробы-убийцы вновь получили возможность нападать на людей.
Процитируем слова большого знатока этой проблемы Айдана Бен-Барака[23] (из книги «Почему мы до сих пор живы?»):
«Доклад Всемирной организации здравоохранения от 30 апреля 2014 года ясно и недвусмысленно указывает: микробы, резистентные (не поддающиеся) антибиотикам, сегодня – глобальная угроза. Мы уже давным-давно знаем об этой проблеме. Предупреждающие сигналы поступали с самого начала. Еще в 1945 году Александр Флеминг, первооткрыватель пенициллина, в своей нобелевской лекции (и вскоре после того, как этот антибиотик стал широко применяться) заявил: “Невежественный человек легко может принять слишком незначительную дозу, подвергнув своих микробов воздействию не смертельного количества препарата. Это настоящая опасность: в результате они сумеют выработать невосприимчивость к этому веществу”».
Антибиотики – не единственный фактор, влияющий на нашу кишечную флору. Еще один такой фактор – место нашего обитания.
Так и вышло. Антибиотики стали чудодейственным средством, которое – большая редкость – вообще никак не использовало иммунные механизмы. Эти препараты помогли спасти миллионы жизней, но за чудо пришлось платить: микроорганизмы постепенно выработали сопротивляемость по отношению к этим веществам, и темп, в котором распространяется эта сопротивляемость, гораздо выше той ничтожной скорости, с которой мы, люди, можем выпускать новые препараты для борьбы с микроорганизмами».
5.7. Фармагеддон
«Представьте себе следующий сценарий: мы наносим на пластину, не превышающую размер ладони и населенную 10 миллиардами бактерий (это больше, чем людей на планете), действенный антибиотик. Все погибают, и только одна бактерия оказывается устойчивой к антибиотику.
Один день спустя пластинка заселена 10 миллионами потомков этой бактерии. Еще через день их так же много, как и позавчера. Для нас этот процесс занял бы около 400 000 лет. В борьбе за существование побеждают сильнейшие. У нас все так же, как у бактерий. Однако у бактерий совершенно другое времяисчисление, оно во много крат короче, чем у нас!»
Адриан Шульте. «Кишечник: как у тебя дела?»
«Мы не предвидели одной вещи: как быстро С. diff-инфекции распространяются среди населения: заболевают и люди вроде Пегги Лиллис, никогда не лежавшие в больницах; некоторые умирают. Микроорганизм сбежал из госпиталей, словно лев из зоопарка, и теперь разгуливает на свободе. Те же самые клоны через пассажиров самолетов перебрались на другие континенты и стали орудовать там – паспорта для этого не нужны. В США каждый год в больницы попадают до 250 000 пациентов с С. diff, которую они подхватили либо в прошлый визит в больницу, либо дома; 14 000 из них умирают».
Мартин Блейзер. «Плохие бактерии, хорошие бактерии: как повысить иммунитет и победить хронические болезни, восстановив микрофлору»
«А поскольку мы перестаем принимать лекарство, когда начинаем чувствовать себя лучше (вместо того чтобы честно завершить курс, как требуют врачи); и поскольку люди частенько принимают антибиотики «просто так, на всякий случай» (даже если у них вирусная инфекция, антибиотикам, как известно, не подвластная); и поскольку фермеры дают антибиотики своей вполне здоровой скотине (чтобы та оставалась здоровой, набирала вес и могла быть выгодно продана); и поскольку антибиотики – не самая прибыльная сфера фармацевтических исследований (пока от резистентных штаммов не начнет умирать достаточно народу, чтобы оправдать расходы на соответствующие изыскания); и поскольку геномика и биологическая статистика, столь многообещающие, пока не сумели дать сколько-нибудь мощный толчок разработке новых антибиотиков; и поскольку от непосредственных последствий при неправильном употреблении антибиотиков обычно страдает не тот, кто употребляет препарат; и поскольку, принимая антибиотики, мы сами проводим отбор по сопротивляемости, убивая всех несопротивляющихся микробов и оставляя поле битвы за резистентными, – по всем этим причинам и по множеству других мы сами активно поощряем микробы к выработке резистентности по отношению к антибиотикам.
Мы уже не первый год слышим об угрозе прихода «постантибиотической эпохи». И вот эта эпоха наступила. Тысячи людей, в том числе молодые и здоровые жители стран, где доступно самое современное медицинское обслуживание, умирают от болезней, которые мы, казалось, навсегда победили еще давным-давно.
К сожалению, эта проблема никуда не денется в обозримом будущем. Нам придется вести себя осторожнее: пытаться избегать инфекций и поддерживать свою иммунную систему в порядке, насколько это возможно».
Айдан Бен-Барак. «Почему мы до сих пор живы?»
«Антибиотики запускают в кишечнике нечто похожее на изменения климата на планете. Некоторые виды выигрывают при этом, другие же погибают. Уважаемый американский научный журналист Карл Циммер приводит более резкое, но при этом несколько искаженное сравнение: “Это как если бы мы проглотили ручную гранату. Это наверняка убило бы наших врагов, но погибло бы и множество невинных”».
Ганно Харизкус, Рихард Фрибе. «Союз на всю жизнь: почему бактерии наши друзья»
С некоторых пор мировое историческое время можно теперь условно делить следующим образом: до антибиотиков и после антибиотиков. Антибиотики пришли и совершили подвиг: многие ранее неизлечимые хвори теперь поддавались успешному лечению. Однако «медовый месяц» антибиотиков длился сравнительно недолго.
Люди словно бы забыли, что ничто не бывает «только черным» или «только белым». Нельзя только получать, добиваться чего-то для себя, совсем не ощущая каких-то отрицательных эффектов от содеянного. Всегда существуют как «плюсы», так и огорчительные «минусы».
И антибиотики тому яркий пример. В середине ХХ века считалось, что с инфекционными заболеваниями можно решительно и навсегда покончить. Кто-то даже осмеливался утверждать, что теперь «писать об инфекционных болезнях – значит ворошить давно забытое».
Однако период эйфории длился недолго. Во-первых, проявили себя новые болезни – в начале 1980-х годов заговорили о вирусе иммунодефицита человека (ВИЧ). Затем дали о себе знать вирус Западного Нила, атипичная пневмония, лихорадка Эбола и новые разновидности птичьего гриппа, поражающие на этот раз человека.
Но самое грустное то, что микробы, казалось бы, побежденные, словно «восстали из небытия». Вдруг возник лекарственно-устойчивый туберкулез, болезнь уже забытая, «восстали из пепла» малярия и даже древняя, считающаяся давно побежденной заразой – холера.
И в начале ХХI века медики стали понимать, что слухи об искоренении инфекционных болезней даже в развитых странах «сильно преувеличены». Выяснилось, что антибиотики не столь уж сильны, они также уязвимы и явно пасуют перед лицом быстро трансформирующихся микробов.
Адриан Шульте в книге «Кишечник: как у тебя дела?» поясняет суть проблемы так:
«Кишечная микрофлора людей за последние 70 лет сильно изменилась. Микробы, с которыми мы долгое время мирно сосуществовали, были вытеснены другими антибиотикоустойчивыми особями. Эти изменения ответственны за многие аллергические заболевания».
Антибиотики запускают в кишечнике нечто похожее на изменения климата на планете. Некоторые виды бактерий при этом выигрывают, другие же погибают.
Микробам доступны самые разные генные фокусы. Вот один из них. В сборнике «Антибиотики-убийцы» можно прочесть следующее:
«Одна микробная клетка способна произвести 16 млн себе подобных в сутки; микроорганизмы обладают исключительно высокой приспособляемостью к изменчивым условиям окружающей среды. “Привыкают” они и к антибиотикам. В основе этого явления, известного как устойчивость или резистентность, лежит естественный отбор; все бактерии, обладающие чувствительностью к антибиотику, гибнут, а те немногие, что оказались невосприимчивыми к нему, выживают. Эти бактерии и начинают безудержно размножаться на участке, освободившемся вследствие гибели конкурентов. Так появляется резистентный штамм. В этом заключается одна из основных проблем химиотерапии, ведь появление резистентных видов сводит к нулю терапевтическую ценность противомикробного средства. Частота появления устойчивых штаммов находится в прямой зависимости от частоты применения препарата. Сами врачи нередко помогают микробам выжить, выписывая пациентам для получения скорейшего эффекта препараты, необходимые в более тяжелых случаях…»
Другая опасность для людей – самолечение. Антибиотики бьют без разбора. Все это напоминает нечто вроде ковровой бомбежки бактерий. Нормальная микрофлора человека терпит при этом порой невосполнимые убытки. Отсюда возникают призывы умерить аппетит к этим мощным лекарствам.
Мартин Блейзер, книгу которого мы уже не раз цитировали, предупреждает:
«Каждый несет личную ответственность за употребление лекарств. Скажите врачу, что хотите подождать еще несколько дней, прежде чем принимать амоксициллин от кашля, который длится неделю. Или не спешите бежать за рецептом от насморка для ребенка. Не надо заставлять медика выписывать средства, которые облегчают, в первую очередь, ваше беспокойство…»
Сложилась парадоксальная ситуация. Человек в борьбе с микробами словно получил в руки своеобразное «ядерное оружие». Безответственно употребляя его, он уже фактические не щадит ни «чужих», ни «своих» – занимается явным самовредительством.
Дэвид Хили (родился в 1954 году), ирландский психиатр, профессор психологической медицины в университете Кардиффа, известный своими публикациями о влиянии фармацевтической индустрии на медицину, в 2012 году пустил в оборот словечко «фармагеддон».
Этот термин образован от слияния слов «фармакология» и «армагеддон» (в христианстве это начало конца, решающая схватка между силами Добра и Зла). Новый термин означает общую наметившуюся на нашей планете тенденцию применять медикаменты по поводу и без.
Дэвид Хили рисует антиутопию, общество, которое оказалось во власти фармацевтических компаний и повальной индустриализации медицинских услуг. В результате научный прогресс начинает приносить больше вреда, чем пользы. Негативно и массово сказываться на здоровье людей.
Ну как при этом тут не вспомнить о массовом употреблении антибиотиков? О явном медицинском перекосе, который чреват угрожающими показателями роста людской смертности и инвалидности. Да, фармагеддон пока не наступил, но, похоже, он к нам быстро приближается.