Джон Уоллер - Правда и ложь в истории великих открытий
Однако, как и в других историях, собранных в этой книге, некие неувязки ощущаются сразу, как только мы начинаем вдаваться в подробности. История открытия Флеминга и последующей разработки пенициллина оказалась намного сложнее, чем это следует из пересказанного мною мифа.
В стандартном рассказе делается четыре основных утверждения. Первое: события, приведшие к открытию Флемингом пенициллина, носили весьма случайный характер. Второе: антибактериальные свойства плесени под названием Penicillium были обнаружены впервые. Третье: Флеминг мгновенно осознал грандиозное значение плесени для лечения инфекционных заболеваний. И наконец четвертое: он приложил немало труда, чтобы наладить массовое производство этого чудо-лекарства.
Опираясь в основном на исследования историка Гвина Макфарлейна, я попытаюсь в этой главе отделить реального человека от его мифического двойника.
ВЕЗЕНИЕ И ПОДТАСОВКАВ 1906 году Александр Флеминг стал работать в прививочном отделении лондонской больницы Святой Марии. Во главе отделения стоял Элмрот Райт, умница и насмешник. В задачу Флеминга входило определение патологических организмов и выращивание их культур. Затем их нужно было убить, сделать суспензию и ввести в качестве вакцины. Своего первого большого успеха он добился в 1909 году, когда приготовил препарат против угревой сыпи. В том же году немец Пауль Эрлих обнаружил, что соединение мышьяка, известное как сальварсан, может бороться с сифилитической спирохетой, не повреждая клетки человеческого организма. Это был великолепный пример «волшебной пули», которую безуспешно искали многие бактериологи. Эрлих оказался близким другом Райта и потому передал больнице Святой Марии монопольное право на изготовление и инъекции сальварсана в Великобритании. Райт любезно предоставил эту возможность Флемингу, чья частная практика и публичная репутация полностью соответствовала нравам тогдашней Англии. Как Флеминг позже вспоминал, именно этот опыт показал ему, что нужно искать и другие химические соединения, способные бороться с бактериями в теле пациента, а также подготовил к двум случайным событиям, определившим его дальнейшую судьбу.
Первое событие произошло в январе 1919 года. Флеминг простудился. У него был сильнейший насморк. Любой другой на его месте воспринял бы это как большое неудобство, но для Флеминга все служило материалом для экспериментов: он периодически лазил палочкой с ватным тампоном себе в нос, а потом размазывал добытую жидкость по дну чашек Петри с агар-агаром, которые всегда были у него под рукой. Картина в одной из чашек была очень странной — там образовалась небольшая колония, но вокруг капли, добытой из его собственного носа, бактерий не было. Флемингу стало ясно, что нечто, содержащееся в слизи из его носа, убило бактерии и это нечто — естественное антибактериальное вещество. Дальнейшие опыты со всевозможными жидкими выделениями человека и животных подтвердили его догадку. Так он нечаянно открыл фермент, который сегодня известен под названием лизоцим.
Флемингу, как потом еще раз доказало открытие пенициллина, действительно часто везло. В этот раз случайное сочетание антибактериального вещества и бактерий оказалось очень удачным. Бактерии, которые росли в его чашке Петри, относились к редкому типу микроорганизмов, чрезвычайно чувствительных к лизоциму. Не окажись в чашке этот микроб под названием Coccus, открытие лизоцима могло бы случиться гораздо позже.
Поначалу Флемингу показалось, что он открыл способ борьбы с инфекционными заболеваниями. Но, к его огромному разочарованию, он вскоре обнаружил, что лизоцим имеет токсичное действие только на непатогенные микробы, поэтому для клинических целей он бесполезен. Тем не менее многими годами позже Флеминг напишет, что открытие лизоцима оказало на него положительное влияние, поскольку заставило думать о наличии в природе антибактериальных соединений.
Вторым случайным событием, которое определило профессиональную жизнь Флеминга, явилось его самое выдающееся открытие, сделанное в сентябре 1928 года. Как и в случае с лизоцимом, Флемингу повезло. Penicillium notatum, случайно попавшая в его чашку Петри, относится к весьма редким видам и обладает более выраженными антибактериальными свойствами, чем все другие виды плесени Penicillium. Вероятность попадания в чашку Петри любой другой плесени астрономически велика. Кроме того, за те часы и дни, которые прошли с момента появления плесени в чашке, могли произойти и другие события, способные не оставить от плесени ни следа.
В своем отчете Флеминг писал, что перед отпуском куда-то засунул эту чашку с бактериями, а вернувшись, увидел на агар-агаре странную картину. Он показал чашку своему коллеге (доктору Прайсу), и выяснилось, что там оказалась плесень, которая убила несколько колоний бактерий. Затем Прайс определил, что эта плесень называется Penicillium. Флеминг повторил свой эксперимент с различными патогенными бактериями, и почти все опыты были успешными.
Однако на самом деле у него ничего не получалось. Плесень Penicillium росла среди колоний любых бактерий, не нанося им никакого вреда. Похоже, она потеряла свой инстинкт убийцы. В конце концов Флеминг обнаружил, что для повторения заинтересовавшего его результата нужно изменить процедуру. Во-первых, плесень должна расти при комнатной температуре, которая для нее оказалась идеальной. Затем рядом с ней на чашке Петри нужно высеять стафилококковую культуру и поставить чашку в инкубатор при температуре, способствующей росту бактерий. Когда эти условия соблюдаются, колонии бактерий, находящиеся в радиусе трех сантиметров от пятна пенициллиновой плесени, погибают так же, как в той чашке, которую Флеминг рассматривал после отпуска. Почему происходит именно так, удалось понять лишь в 1957 году. Джеймс Парк и Джек Стромингер обнаружили, что Penicillium не проникает, как думал Флеминг, в клетки бактерий, чтобы «взорвать» их содержимое изнутри, а мешает делению клеток, не давая синтезироваться веществам, необходимым для строительства клеточных стенок. Поэтому, если колония бактерий уже сформировалась, то Penicillium на них не подействует.
Флемингу действительно очень повезло. Чтобы получить свои первые случайные результаты, ему нужно было высеять стафилококки в чашке Петри перед отъездом в отпуск и оставить на столе, а не в инкубаторе. К счастью для него, как показывают записи, погода в последующие дни была прохладной и не способствовала росту колоний. Тем временем, возможно, из микологического отделения, располагавшегося этажом ниже, в его лабораторию залетели довольно редкие споры Penicillium и попали в оставленную на столе чашку. При невысокой температуре, способствующей ее росту, плесень образовала жизнеспособную колонию и стала производить пенициллин. Затем, опять, как следует из письменных свидетельств, погода изменилась. Потепление простимулировало рост стафилококков, которые затем образовали колонии повсюду, кроме тех мест, что прилегали к пятну плесени. Там бактерии не росли — пенициллин мешал строительству клеточных стенок. Это поразительно, но открытие Флеминга произошло благодаря цепи совершенно случайных событий, причем вероятность каждого из них невероятна мала!
Флеминг никогда не признавал тот факт, что, дабы пенициллиновая плесень проявила свои антибактериальные свойства, ее нужно высеивать до посева бактериальной культуры. Это его характеризует как личность. Когда он опубликовал свои данные в 1929 году, ученые, решившие повторить его опыты, должны были сами доходить до этого. Возможно, он, чтобы упростить первоначальный рассказ, после 1928 года решил пойти на небольшой обман. Основная часть результатов, опубликованных в его статье 1929 года, является, по существу, вымышленной. И хотя у него были все основания полагать, что пенициллин может разрушать ранее сформировавшиеся колонии бактерий, его нежелание рассказать о трудностях с повторением своего же первого «опыта» сильно попортило жизнь другим бактериологам, занявшимся пенициллином. Однако это, пожалуй, самая меньшая из неправд, которыми изобилует история Флеминга.
«ХОРОШО ИЗВЕСТНОЕ ЯВЛЕНИЕ»Еще одним персонажем нашей драмы является патологоанатом австралиец Говард Флори. В 1929 году он, идя по стопам Флеминга, исследовал природу и терапевтический потенциал лизоцима. Через и лет он сделает важнейшее открытие, необходимое для создания пенициллина, и как результат разделит Нобелевскую премию. Публикуя в 1930 году результаты своей работы с лизоцимом, Флори отмечал, что наличие одних бактерий, мешающих росту других, — «хорошо известное явление», а в подтверждение ссылался на опубликованную во Франции в 1928 году книгу Жоржа Папакостаса и Жана Гате под названием «Ассоциации микробов», вышедшую раньше, чем Флеминг сделал свое счастливое наблюдение. Читая эту книгу, понимаешь, что, если слава Флеминга основывается только на открытии антибактериальных свойств пенициллиновой плесени, то его статус первооткрывателя довольно сомнителен: Папакостас и Гате смогли процитировать по крайней мере несколько видных ученых из Британии и других стран, которые до этого уже заметили и исследовали клинический потенциал различных видов плесени Penicillium.
