Пенициллин: история открытия

За всю историю человечества не было лекарства, которое спасло столько человеческих жизней, как пенициллин. Он ознаменовал начало эпохи антибиотиков. До его введения не было эффективного лечения таких инфекций, как пневмония, гонорея или ревматизм. Больницы были полны людей с заражением крови от пореза или царапины, и врачи мало что могли для них сделать, кроме как ждать и надеяться на лучшее.

Антибиотики представляют собой соединения, продуцируемые бактериями и грибами, которые способны убивать или ингибировать конкурирующие микробные виды. Явление давно известно; это может объяснить, почему древние египтяне практиковали прикладывать припарку из заплесневелого хлеба к зараженным ранам.

Но только в 1928 году пенициллин, первый настоящий антибиотик, был открыт Александром Флемингом, профессором бактериологии в больнице Святой Марии в Лондоне.

Вернувшись из отпуска 3 сентября 1928 года, Флеминг начал перебирать чашки Петри, содержащие колонии стафилококка, бактерии, вызывающие фурункулы, ангины и абсцессы. Он заметил что-то необычное на одной чашке. Она была усеяна колониями, за исключением одной области, где росла плесень.

Зона непосредственно вокруг плесени — позже идентифицированная как редкий штамм Penicillium notatum — была прозрачной, как будто плесень выделяла что-то, что препятствовало росту бактерий.

Александр Флеминг обнаружил, что «сок плесени» способен убивать широкий спектр вредных бактерий, таких как стрептококк, менингококк и дифтерийная палочка. Затем он поставил перед своими помощниками Стюартом Крэддоком и Фредериком Ридли трудную задачу выделения чистого пенициллина из сока плесени.

Он оказался очень нестабильным, и они смогли только готовить растворы сырого материала для работы с ним. Флеминг опубликовал свои выводы в Британском журнале экспериментальной патологии в июне 1929 года, лишь с краткой ссылкой на потенциальные терапевтические преимущества пенициллина.

На этом этапе все выглядело так, как если бы его основное применение заключалось в выделении нечувствительных к пенициллину бактерий из чувствительных к пенициллину бактерий в смешанной культуре. Это, по крайней мере, имело практическую пользу для бактериологов и поддерживало интерес к пенициллину. Другие ученые, в том числе Гарольд Рейстрик, профессор биохимии Лондонской школы гигиены и тропической медицины, пытались очистить пенициллин, но безуспешно.

Исследования пенициллина в Оксфордском университете

Именно Говард Флори, Эрнст Чейн и их коллеги из Школы патологии сэра Уильяма Данна в Оксфордском университете превратили пенициллин из лабораторного любопытства в препарат, спасающий жизнь. Их работа по очистке и химии пенициллина началась всерьез в 1939 году.

Чтобы выполнить программу экспериментов на животных и клинических испытаний, команда должна была обрабатывать до 500 литров в неделю фильтрата плесени. Они начали выращивать его в необычном множестве сосудов, таких как ванны, сковородки, молочные бидоны и консервные банки. По сути, Оксфордская лаборатория превратилась в фабрику по производству пенициллина.

Тем временем биохимик Норман Хитли извлекал пенициллин из огромных объемов фильтрата, поступающего с производственной линии, путем извлечения его в амилацетат, а затем обратно в воду с использованием противоточной системы.

Эдвард Абрахам, другой биохимик, который работал, чтобы помочь увеличить производство, затем использовал недавно открытый метод колоночной хроматографии на глиноземе для удаления примесей из пенициллина перед клиническими испытаниями.

В 1940 году Флори провел жизненно важные эксперименты, показав, что пенициллин может защитить мышей от заражения смертельно опасными стрептококками. Затем, 12 февраля 1941 года, 43-летний полицейский Альберт Александр стал первым получателем оксфордского пенициллина.

Он поцарапал боковую часть рта при обрезке роз и заболел опасной для жизни инфекцией с огромными абсцессами, поражающими его глаза, лицо и легкие. Ему вводили инъекции пенициллина , и через несколько дней здоровье стало улучшаться. Но запасы препарата закончились, и он вскоре умер. Лучшие результаты последовали уже с другими пациентами, и вскоре появились планы сделать пенициллин доступным для британских войск на поле боя. Позднее Говард Флори, вместе с коллегами получил Нобелевскую премию за свою работу.

Мисс Пенициллин

Когда началась Великая Отечественная война перед советскими учеными была поставлена задача наладить промышленное производство антибиотика в СССР. Работу возглавила Зинаида Ермольева.

Зинаида Ермольева родилась в 1898 году в Волгоградской области. В 1921 году окончила Женский медицинский институт в Ростове с золотой медалью.

На втором году обучения Зинаида Ермольева увлеклась микробиологией и посвятила ей всю свою жизнь. В то же время большое влияние на нее оказала эпидемия холеры в 1922 году, которая охватила весь регион.

В то время она чуть не умерла, когда выпила жидкость с холероподобными вибрионами, которую сама изолировала от водопроводной воды. Через несколько часов Ермольева серьезно заболела, но смогла победить болезнь. Таким образом, она доказала, что вибрионы являются возбудителями холеры — именно благодаря ее открытию с тех пор вода хлорируется в общественных местах.

В 1925 году Зинаида Ермольева переехала в Москву. Вплоть до эпидемии в Афганистане в 1939 году и за его пределами она продолжала разрабатывать методы диагностики и борьбы с холерой, за что вскоре ей было присвоено звание профессора.

Во время войны она прибыла в осажденный Сталинград, где могла начаться эпидемия холеры. Зинаида Ермольева в самых сложных условиях запустила производство бактериофага, хлорирование общественных колодцев и начала массовую вакцинацию. За это ей была присуждена Сталинская премия.

Во время Второй мировой войны пенициллин уже был разработан на Западе. Однако никто не хотел немедленно делиться революционным открытием с СССР, поэтому Зинаиде Ермольевой поручили разработать советский аналог антибиотика.

Созданный ею препарат пенициллин-крустозин ВИЭМ был получен из штамма гриба вида Penicillium crustosum. Он оказался даже более эффективным, чем его западный оригинал. Говард Флори, позднее прибывший в СССР, был в восторге от работы своего советского коллеги, которого он назвал «Мисс Пенициллин.» Это прозвище прочно закрепилось за Зинаидой Ермольевой — не только в стране, но и за рубежом.

Вплоть до своей смерти в 1974 году Зинаида Ермольева занималась микробиологией, в частности антибиотиками. Благодаря ее открытиям были созданы лекарства, которые до сих пор не покидают аптечные полки: левомицетин, стрептомицин и интерферон.