Открытие пенициллина
Первый антибиотик — пенициллин — был открыт случайно. Его действие основано на подавлении синтеза внешних оболочек бактериальных клеток.
В 1928 году Александр Флеминг проводил рядовой эксперимент в ходе многолетнего исследования, посвященного изучению борьбы человеческого организма с бактериальными инфекциями. Вырастив колонии культуры Staphylococcus, он обнаружил, что некоторые из чашек для культивирования заражены обыкновенной плесенью Penicillium — веществом, из-за которого хлеб при долгом лежании становится зеленым. Вокруг каждого пятна плесени Флеминг заметил область, в которой бактерий не было. Из этого он сделал вывод, что плесень вырабатывает вещество, убивающее бактерии. В последствии он выделил молекулу, ныне известную как «пенициллин». Это и был первый современный антибиотик.
Принцип работы антибиотика состоит в торможении или подавлении химической реакции, необходимой для существования бактерии. Пенициллин блокирует молекулы, участвующие в строительстве новых клеточных оболочек бактерий — похоже на то, как наклеенная на ключ жевательная резинка не дает открыть замок. (Пенициллин не оказывает влияния на человека или животных, потому что наружные оболочки наших клеток коренным образом отличаются от клеток бактерий.)
В течение 1930-х годов предпринимались безуспешные попытки улучшить качество пенициллина и других антибиотиков, научившись получать их в достаточно чистом виде. Первые антибиотики напоминали большинство современных противораковых препаратов — было неясно, убьет ли лекарство возбудителя болезни до того, как оно убьет пациента. И только в 1938 году двум ученым Оксфордского университета, Говарду Флори (Howard Florey, 1898–1968) и Эрнсту Чейну (Ernst Chain, 1906–79), удалось выделить чистую форму пенициллина. В связи с большими потребностями в медикаментах во время Второй мировой войны массовое производство этого лекарства началось уже в 1943 году. В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну за их работу была присуждена Нобелевская премия.
Благодаря пенициллину и другим антибиотикам было спасено бесчисленное количество жизней. Кроме того, пенициллин стал первым лекарством, на примере которого было замечено возникновение устойчивости микробов к антибиотикам.
Шотландский бактериолог. Родился в Локфилде, графство Эйршир. Окончил Медицинскую школу при больнице Св. Марии и проработал там практически всю жизнь. Лишь во время Первой мировой войны Флеминг служил военным врачом в медицинском корпусе Королевской армии. Именно там он заинтересовался проблемой борьбы с раневыми инфекциями. Благодаря случайному открытию пенициллина в 1928 году (в этом же году Флеминг получил звание профессора бактериологии) он в 1945 году стал лауреатом Нобелевской премии в области физиологии и медицины.
Александр Флеминг
Биография
Созданием пенициллина, первого антибиотического средства, мир обязан английскому микробиологу Александру Флемингу. И хотя ценнейшее достижение медицины стало результатом творческого беспорядка, царившего в лаборатории, нельзя недооценивать заслуг Нобелевского лауреата в сфере медицины.
Детство и юность
Александр Флеминг, которого в детстве ласково называли Алек, родился 6 августа 1881 года в шотландском городе Дарвел. Отец Хуг Флеминг содержал ферму Лохфильд. Мать мальчика, англичанка Грейс Стирлинг Мортон, стала второй женой Хуга и родила четверых детей. Александр стал вторым.
Портрет Александра Флеминга
От первого брака у фермера также остались четверо детей. Мужчине было 59 лет, когда он решился на второй брак, и Хуг переживал, что после смерти некому будет присмотреть за младшими детьми. Отец умер, когда Алеку исполнилось 7 лет. К счастью, Грейс оказалась сильной женщиной. Она сумела сплотить семью, разделить со старшими детьми обязанности по содержанию хозяйства и воспитанию младших. Несмотря на жизнерадостность матери, детство Алека, его братьев и сестер нельзя назвать безбедным.
В 5 лет будущего ученого отдали в сельскую школу Дарвела. Семья Флеминг жила на ферме, поэтому каждое утро детям приходилось идти пешком 7 км через поля, чтобы добраться до парт. В морозные дни Грейс давала каждому по горячей картофелине, чтобы греть руки.
Александр Флеминг в детстве
Тернистый путь только укреплял тягу Алека к знаниям, и в 12 лет он поступил в академию Килмарнока. Спустя 2 года вместе со старшими братьями мальчик переехал в Лондон и стал слушать лекции в Королевском политехническом институте. Направление помог выбрать брат Томас, который работал офтальмологом. Так Алек начал изучать медицину.
Полученные на лекциях знания помогли мальчику в 1901 году поступить в медицинское училище при госпитале Святой Марии. Более того — негласно он был самым одаренным студентом. В 1906 году Флеминг стал бакалавром медицины и хирургии, в 1908-м — бакалавром бактериологии.
Наука
В 1906 году профессор патологии Алмрот Райт, создавший лекарство от брюшного тифа, пригласил Флеминга работать в отделение бактериологии, созданной при больнице Святой Марии. В тот момент ученый и трое студентов искали способ заставить антитела бороться с заразившей организм инфекцией.
Начинающий ученый Александр Флеминг
Совместные достижения Александра Флеминга и Алмрота Райта начались с малого. Профессор работал над созданием инструментов, которые позволили бы сделать процесс сбора анализов точным и безболезненным. Увидев результат трудов, воспитанник предложил методику, при которой у больных сифилисом для анализа можно было бы брать не 5 мл крови из вены, а 0,5 мл — из пальца.
В те годы сифилис считался одной из самых опасных и неизлечимых болезней. Созданный в 1907 году химиком Паулем Эрлихом препарат «Сальварсан» помогал даже в запущенных случаях, но лишь тогда, когда лекарство вводили в вену. Хотя этот процесс был трудным в современных условиях, Флеминг справился искусно. О результатах лечения 46 пациентов он рассказал в одном из первых научных докладов.
Александр Флеминг в лаборатории
В годы Первой мировой войны Алмрота Райта попросили организовать во Франции лабораторию по исследованию инфекционных заболеваний, от которых погибали солдаты. Профессор пригласил с собой Флеминга.
Исследование показало, что антисептики, которые использовались в то время для обеззараживания ран, лишь усугубляли ситуацию. В статье для медицинского журнала «The Lancet» ученый рассказал, что антисептики действенны лишь на поверхности, а не в глубоких ранах, где скрываются анаэробные бактерии, и с помощью препаратов удаляются в том числе полезные вещества, которые способствуют заживлению. Эту точку зрения поддерживал Райт. Тем не менее, большинство армейских врачей продолжали использовать антисептики, даже если их воздействие ухудшало состояние здоровья больного.
Алмрот Райт
Демобилизовавшись в 1919 году, Флеминг вернулся в Англию и продолжил исследовать бактерии. Опытным путем ученые доказали, что антисептики уменьшают или вовсе аннулируют эффект обеззараживания, которым обладают лейкоциты.
В 1922 году в биографии микробиолога наметился первый научный прорыв: совместные с Райтом исследования привели к открытию лизоцима, антибактериального вещества. В тот период Флеминг работал простуженным и однажды чихнул в чашку с бактериями. Через 5 дней обнаружилось, что в месте попадания слизи вредные вещества исчезли, мутная от микробов среда стала кристально чистой. Дальнейшие исследования показали, что «очищающей» способностью обладали также слёзы и слюна человека при добавлении яичного белка.
Александр Флеминг открыл пенициллин
Лизоцим считался спасительным антибактериальным веществом до того момента, пока Флеминг не открыл пенициллин в 1928 году. Цитата ученого о том дне:
«Когда я проснулся на рассвете 28 сентября 1928 года, я, конечно, не планировал революцию в медицине своим открытием первого в мире антибиотика, или бактерии-убийцы. Но полагаю, что именно это я и сделал».
Вернувшись из непродолжительного отпуска в 1928 году, Флеминг обнаружил в одной из чашек Петри грибок. Новообразование уничтожило хранящиеся в чашке опасные микробы. Несколько дней ученый не вылезал из-за книг и выяснил, что перед ним Penicillium chrysogenum, «пеницилл золотистый».
Александр Флеминг объясняет значение антибиотиков
Флеминг понял, что это — мощнейший антибиотик. Если лизоцим сражался с безвредными бактериями, то пеницилл мог лечить сифилис, пневмонию, менингиты, гангрены, гонорею и другие смертельные заболевания. Подробности открытия ученый опубликовал в журнале «British Journal of Experimental Pathology». К его удивлению, научный мир не обратил на статью особого внимания, а знаний микробиолога не хватало, чтобы самостоятельно извлечь из грибка чистое антибиотическое вещества. Идею пришлось отложить в долгий ящик.
Лишь в 1940 году, спустя 12 лет после открытия, на помощь Флемингу пришли химики Эрнст Чейн и Говард Флори. Они очистили вещество настолько, что оно вылечило зараженных стафилококками мышей.
Проводить опыты на людях было опасно, пока в больницу Святой Марии, где работал Флеминг, не поступил его товарищ. Он умирал от менингита. Научный интерес и желание спасти друга подтолкнули ученого тайно лечить пациента пенициллином. Через месяц инъекций больной выздоровел, чем доказывалась высокая эффективность полученного антибиотика.
В 1943 году, в разгар Второй мировой войны, на фармакологических фабриках наладили массовое производство пенициллина. Благодаря препарату раненые солдаты излечивались от страшных ран и возвращались на фронт.
Александр Флеминг получает нобелевскую премию
Александр Флеминг понимал, что неправильное использование пенициллина способно сделать бактерии устойчивыми к антибиотикам. Это могло произойти, если лечение было коротким и проводилось малыми дозами. Рассказывая об открытии миру, ученый также предостерег людей от приема антибиотиков без назначения врача.
Пенициллин — великий вклад в биологию и медицину: по сей день на основе вещества создаются антибиотики, которые спасают жизнь миллионам людей. За это открытие Флеминг удостоен множества наград, главная из которых — Нобелевская премия. «За открытие пенициллина и его лечебного эффекта в борьбе с различными инфекционными заболеваниями» микробиолога и его коллег Флори и Чейна наградили в 1945 году.
Личная жизнь
Александр Флеминг был масоном. В чине Досточтимого Мастера служил в ложе «Святая Мария», потом — в «Милосердии». В 1942 году удостоен звания первого великого диакона Объединенной великой ложи Англии. Достиг 30 градуса (из 33) согласно Древнему и принятому шотландскому уставу.
Масон Александр Флеминг
Александр Флеминг был дважды женат.
Александр Флеминг и его жена Амалия
В 1953 году ученый снова женился. Амалия Котсури-Вурекас, гречанка по национальности, была на 31 год младше мужа. У нее было образование бактериолога, но она посвятила себя правозащитной деятельности. Спустя 2 года после свадьбы Амалия стала вдовой.
Смерть
11 марта 1955 года, в 74 года, Александр Флеминг умер от сердечного приступа в Лондоне. По желанию усопшего тело кремировали, а прах захоронили в соборе Святого Павла, рядом с могилой адмирала Горацио Нельсона. На надгробии, судя по фото, написаны инициалы: «A.F.».
Интересные факты
«Я не спасал жизнь Уинстона Черчилля во время Второй мировой войны. Когда Черчилль заболел в Карфагене в Тунисе в 1943 году, он был спасен лордом Мораном, который использовал сульфаниламиды, поскольку не имел опыта работы с пенициллином. Хотя «Daily Telegraph» 21 декабря 1943 написали, что он был спасен пенициллином, на самом деле ему помог новый препарат сульфаниламид».
Цитаты
Для исследователя нет большей радости, чем сделать открытие, каким бы маленьким оно ни было. Оно дает ему мужество продолжать свои искания.
Новую тему открывает ученый один, но чем сложнее становится мир, тем труднее нам успешно завершить что бы то ни было без сотрудничества других.
Переведите исследователя, привыкшего к обычной лаборатории, в мраморный дворец, и произойдет одно из двух: либо он победит мраморный дворец, либо дворец победит его. Если верх одержит исследователь, дворец превратится в мастерскую и станет похож на обыкновенную лабораторию; но, если верх одержит дворец, исследователь погиб.
Всякий успех вызывает новые желания.
Пенициллин: как открытие Флеминга превратилось в антибиотик
История пенициллина: Англия, США, Россия
За всю историю человечества не было лекарства, которое спасло бы от смерти столько людей, сколько пенициллин. Он получил свое название от прародителя — плесневого грибка Penicillium, витающего в воздухе в виде спор. Рассказываем, что происходило в лаборатории Флеминга и как события развивались дальше.
Родина — Англия
Открытием пенициллина человечество обязано шотландскому биохимику Александру Флемингу. Хотя, конечно, то, что Флеминг натолкнулся на свойства плесени, было закономерным. Он шел к этому открытию годы.
Во время Первой мировой войны Флеминг служил военным врачом и не мог смириться с тем, что раненые после успешно проведенной операции все-таки погибали — от начавшейся гангрены или сепсиса. Флеминг стал искать средство, как предотвратить такую несправедливость.
В 1918 году Флеминг вернулся в Лондон в бактериологическую лабораторию больницы Св. Марии, в которой работал с 1906 года вплоть до самой смерти. В 1922 году пришел первый успех, чрезвычайно похожий на историю, шесть лет спустя приведшую к открытию пенициллина.
Простуженный Флеминг, только что поместивший очередную культуру бактерий Micrococcus lysodeicticus в так называемую чашку Петри, — широкий стеклянный цилиндр с низкими стенками и крышкой, — неожиданно чихнул. Через несколько дней он открыл эту чашку и обнаружил, что в некоторых местах бактерии погибли. Судя по всему — в тех, куда попала слизь из его носа при чихании.
Флеминг начал проверять. И в результате был открыт лизоцим — естественный фермент слизи человека, животных и, как позже выяснилось, некоторых растений. Он разрушает стенки бактерий и растворяет их, но при этом безвреден для здоровых тканей. Не случайно собаки зализывают раны — этим они снижают риск их воспаления.
Однако лизоцим действует на большинство бактерий довольно медленно. Кроме того, он сражается не с болезнетворными бактериями, а с сапрофитами — микроорганизмами-сожителями, которые всегда присутствуют в человеке. Лизоцим регулирует, чтобы их не стало слишком много и за счет этого они не превратились в паразитов.
После каждого опыта чашки Петри положено было стерилизовать. У Флеминга же не было привычки выбрасывать культуры и мыть лабораторную посуду сразу после эксперимента. Обычно он занимался этой малоприятной работой, когда на рабочем столе накапливалось два-три десятка чашек. Предварительно он осматривал чашки.
«Как только вы открываете чашку с культурой, вас ждут неприятности, — вспоминал Флеминг. — Обязательно что-нибудь попадет из воздуха». И однажды, когда он занимался исследованием гриппа, в одной из чашек Петри обнаружилась плесень, которая, к удивлению ученого, растворила высеянную культуру — колонии золотистого стафилококка, и вместо желтой мутной массы виднелись капли, похожие на росу.
Чтобы проверить свое предположение о бактерицидном влиянии плесневого грибка, Флеминг пересадил несколько спор из своей чашки на питательный бульон в колбе и оставил их прорастать при комнатной температуре.
Поверхность покрылась толстой войлочной гофрированной массой. Первоначально она была белой, потом стала зеленой и, наконец, почернела. Вначале бульон оставался прозрачным. Через несколько дней он приобрел очень интенсивный желтый цвет, выработав какое-то особое вещество, которое получить в чистом виде Флемингу не удалось, так как оно оказалось очень нестойким. Выделяемое грибком желтое вещество Флеминг назвал пенициллином.
Оказалось, что даже при разведении в 500–800 раз культуральная жидкость подавляла рост стафилококков и некоторых других бактерий. Таким образом, было доказано исключительно сильное антагонистическое влияние данного вида грибка на определенные бактерии.
Обнаружилось, что пенициллин подавлял в большей или меньшей степени рост не только стафилококков, но и стрептококков, пневмококков, гонококков, дифтерийной палочки и бацилл сибирской язвы, но не действовал на кишечную палочку, тифозную палочку и возбудителей гриппа, паратифа, холеры. Чрезвычайно важным открытием было отсутствие вредного влияния пенициллина на лейкоциты человека даже в дозах, во много раз превышающих дозу, губительную для стафилококков. Это означало безвредность пенициллина для людей.
Производство — Америка
Следующий шаг был сделан в 1938 году профессором Оксфордского университета, патологом и биохимиком Говардом Флори, который привлек к сотрудничеству Эрнста Бориса Чейна. Чейн получил высшее образование в области химии в Германии. Когда к власти пришли нацисты, Чейн, будучи евреем и сторонником левых взглядов, эмигрировал в Англию.
Эрнст Чейн продолжил исследования Флеминга. Он смог получить неочищенный пенициллин в количествах, достаточных для первых биологических испытаний сначала на животных, а затем и в клинике. После года мучительных экспериментов по выделению и очистке продукта капризных грибов удалось получить первые 100 мг чистого пенициллина. Первого пациента (полицейского с заражением крови) спасти не удалось — не хватило накопленного запаса пенициллина. Антибиотик быстро выводился почками.
Чейн привлек к работе других специалистов: бактериологов, химиков, врачей. Была сформирована так называемая Оксфордская группа.
К этому времени началась Вторая мировая война. Летом 1940 года над Великобританией нависла опасность вторжения. Оксфордская группа решает спрятать плесневые споры, пропитав бульоном прокладки пиджаков и карманов. Чейн говорил: «Если меня убьют, первым делом хватайте мой пиджак». В 1941 году впервые в истории удалось спасти от смерти человека с заражением крови — им стал 15-летний подросток.
Однако в воюющей Англии наладить массовое производство пенициллина не удалось. Летом 1941 года руководитель группы фармаколог Говард Флори отправляется совершенствовать технологию в США. На экстракте американской кукурузы выход пенициллина увеличился в 20 раз. Затем решили поискать новые штаммы плесени, более продуктивные, чем Penicillium notatum, когда-то прилетевший в окно Флемингу. В американскую лабораторию стали присылать образцы плесеней со всего мира. Наняли девушку Мэри Хант, закупавшую на рынке все заплесневелые продукты. И однажды Заплесневелая Мэри приносит с рынка гнилую дыню, в которой находят продуктивный штамм P. chrysogenum.
К этому времени Флори сумел убедить американское правительство и промышленников в необходимости производства первого антибиотика. В 1943 году впервые началось промышленное производство пенициллина. Технология массового выпуска пенициллина, сразу же получившего еще и второе название — «лекарство века», была передана на предприятия Pfizer и Merck. В 1945 году выпуск фармакопейного пенициллина высокой активности составлял 15 т в год, в 1950 году — 195 т.
Советский пенициллин
В 1941 году в СССР поступили секретные данные о том, что в Англии создается мощнейший антимикробный препарат на основе какого-то вида грибков рода Penicillium. В Советском Союзе начали немедленно работать в этом направлении, и уже в 1942 году советский микробиолог Зинаида Ермольева получила пенициллин из плесени Penicillium Crustosum, взятой со стены одного из бомбоубежищ Москвы. В 1944 году Ермольева, после долгих наблюдений и исследований, решила испытать свой препарат на раненых. Ее пенициллин стал чудом для полевых врачей и спасительным шансом для многих раненых бойцов.
Несомненно, открытие и работы Ермольевой не менее значительны, чем работы Флори и Чейна. Они спасли множество жизней и позволяли производить пенициллин, так необходимый для фронта. Однако советский препарат получали кустарным способом в количествах, совершенно не соответствующих потребностям отечественного здравоохранения.
В 1947 году во Всесоюзном научно-исследовательском химико-фармацевтическом институте (ВНИХФИ) была создана полузаводская установка. Эта технология в увеличенном масштабе легла в основу первых пенициллиновых заводов, построенных в Москве и Риге. При этом получался желтый аморфный продукт низкой активности, который к тому же вызывал повышение температуры у пациентов. В то же время пенициллин, поступавший из-за границы, не давал побочных эффектов.
Купить технологии промышленного производства пенициллина СССР не мог: в США существовал запрет на продажу любых технологий, связанных с ним. Однако Эрнст Чейн, автор и владелец английского патента на получение пенициллина нужного качества, предложил свою помощь Советскому Союзу. В сентябре 1948 года комиссия советских ученых, завершив работу, вернулась на родину. Результаты были оформлены в виде промышленных регламентов и успешно внедрены в производство на одном из московских заводов.
На церемонии вручения Нобелевской премии по физиологии и медицине, которую Флеминг, Флори и Чейн получили в 1945 году за открытие пенициллина и его лечебного эффекта, Флеминг сказал: «Говорят, что я изобрел пенициллин. Но ни один человек не мог его изобрести, потому что это вещество создано природой. Я не изобретал пенициллин, я всего лишь обратил на него внимание людей и дал ему название».
Информация на сайте имеет справочный характер и не является рекомендацией для самостоятельной постановки диагноза и назначения лечения. По медицинским вопросам обязательно проконсультируйтесь с врачом.
Залетевшее в окно спасение человечества: как Флеминг открыл пенициллин
Портрет Александра Флеминга за работой
Ethel Leontine Gabain/Wikimedia Commons
Сколько случайностей привело к открытию одного из самых действенных лекарств XX века и как этому помогли окно лаборатории и стена бомбоубежища, читайте в рубрике «История науки».
13 сентября 1929 года шотландский бактериолог Александр Флеминг на заседании Медицинского исследовательского клуба при больнице св. Марии Лондонского университета впервые сообщил о том, что открыл первый антибиотик — пенициллин. Впоследствии признавали, что пенициллин стал одним из самых великих медицинских открытий двадцатого века, а этот век и без того был весьма богат на открытия в медицине. Как бы там ни было, в 1945 году Флеминг стал одним из лауреатов Нобелевской премии, присужденной именно за открытие пенициллина.
В своей Нобелевской речи Флеминг тогда заявил: «Говорят, что я изобрел пенициллин. Но ни один человек не мог его изобрести, потому что это вещество создано природой. Я не изобретал пенициллин, я всего лишь обратил на него внимание людей и дал ему название». На самом деле ситуация с пенициллином еще интереснее: похоже, что природе пришлось изрядно потрудиться и устроить целую сеть случайностей, чтобы заставить людей, в первую очередь самого Флеминга, открыть это вещество.
Начать нужно с того, что Флеминг стал врачом отчасти благодаря случайности. Учитывая весь спектр его талантов, наш герой вполне мог выбрать и другое научное направление, даже заняться искусством (с детства он увлекался живописью) или стать военным. По совету старшего брата он выбрал медицину и подал документы на национальный конкурс для поступления в медицинскую школу при больнице св. Марии. Получив на экзамене высшие баллы и став хирургом по окончании обучения, Флеминг связал с этой больницей всю свою оставшуюся жизнь.
Imperial War Museums/Wikimedia Commons
Он стал работать в лаборатории исследования ран и проявил свои таланты исследователя, показав, что карболовая кислота, в то время широко применявшаяся для обработки открытых ран, не подходит в качестве антисептика. Дело в том, что она убивает создающие в организме защитный барьер лейкоциты и в конечном счете способствует выживанию в тканях болезнетворных бактерий.
Следующая случайность произошла с Флемингом в 1922 году, когда он открыл фермент, впоследствии названный лизоцимом. Этот фермент убивал некоторые бактерии, не причиняя вреда здоровым тканям. Случайность здесь заключалась в том, что ученый был не слишком-то аккуратен и не очень любил приводить в порядок свой лабораторный стол. Однажды, будучи простужен, он чихнул в чашку Петри, где выращивал бактерии в питательной среде, и не продезинфицировал ее, как того требовали правила. Через несколько дней по цвету остатков в этой чашке он обнаружил, что в местах, куда попала его слюна, бактерии были уничтожены.
Плесневелый грибок, содержащий пенициллин
Правда, в качестве антисептика лизоцим работал не слишком удачно: на большинство бактерий он действовал очень медленно, поэтому Флеминг поначалу стал использовать лизоцим при написании авангардных картин, где разные цвета на полотне создавались различными бактериями. Чтобы эти бактерии не переползали с одного цветового пятна на другое, он обрабатывал лизоцимом границы таких пятен.
Впрочем, в лаборатории Флеминг больше думал о поисках хорошего антисептика, чем о своей живописи. И в 1928 году история с его неаккуратностью повторилась. Каким-то чудом в одну из его не продезинфицированных чашек Петри, где он высеивал колонию золотистого стафилококка, попала плесень из соседней лаборатории — довольно редкий плесневый грибок Penicillium notatum. Через пару дней она растворила высеянную культуру, и там, где она попала в чашку, вместо желтой мутной массы виднелись капли, похожие на росу.
Здесь Флеминга озарило: он предположил, что смертоносное влияние на бактерии оказал плесневый грибок. Это предположение подтвердилось, и ученый получил из этого грибка вещество интенсивного желтого цвета, которое он и назвал пенициллином.
Обнаружилось, что даже разведенный в 500-800 раз пенициллин подавлял рост не только стафилококков, но также и стрептококков, пневмококков, гонококков, дифтерийной палочки и бацилл сибирской язвы, но не действовал на кишечную палочку, тифозную палочку и возбудителей гриппа, паратифа, холеры. Чрезвычайно важным открытием было отсутствие вредного влияния пенициллина на лейкоциты человека даже в дозах, во много раз превышающих губительную для стафилококков дозу. Это означало, что пенициллин для людей безвреден.
На изучение свойств открытого им вещества Флеминг потратил около года, и, хотя в чистом виде так и не сумел его получить, он все же решил рассказать о нем коллегам.
Настоящим антибиотиком пенициллин Флеминга стал значительно позже, после того как его исследования в 1938 году продолжили профессор Оксфордского университета, патолог и биохимик Говард Флори и химик Эрнст Борис Чейн, эмигрировавший из Германии после прихода к власти нацистов. Спустя год попыток ученым удалось сделать то, что не удалось Флемингу, — получить первые 100 миллиграмм чистого пенициллина. Однако грибок, из которого пенициллин был получен, оказался слишком капризным, требовалось найти ему более «послушную» и эффективную замену.
Говард Флори и Эрнст Борис Чейн
Для этой цели Чейн привлек к работе других специалистов: бактериологов, химиков и врачей. Была сформирована так называемая Оксфордская группа. Работа группы оказалась удачной, и в 1941 году пенициллин впервые спас от верной смерти человека с заражением крови — им стал 15-летний подросток.
Разгоревшаяся к тому времени война не позволила наладить в Англии массовое производство пенициллина, и летом 1941 года Оксфордская группа отправилась совершенствовать технологию в США. На экстракте американской кукурузы выход пенициллина увеличился в 20 раз. Затем решили поискать новые штаммы плесени, более продуктивные, чем Penicillium notatum, когда-то прилетевший в окно Флемингу. В лабораторию группы стали поступать образцы плесеней со всего мира. Группа также пополнилась Мэри Хант, которую вскоре прозвали «Заплесневелой Мэри», ведь она закупала на рынке все заплесневелые продукты. Случилось так, что именно она принесла с рынка гнилую дыню, в которой и был найден тот высокопродуктивный штамм, который ученые и искали, — P. Chrysogenum.
На основе этого штамма была разработана технология массового производства пенициллина. В 1945 году выпуск этого лекарства достиг 15 тонн в год, а в 1950-м — 150 тонн.
Механизм действия пенициллинов оказался весьма сложным, и только в 1957 году его прояснил американский исследователь Джеймс Парк, который открыл нуклеотид, подавляющий рост клеточной стенки многих микробов.
Модель химической структуры пенициллина
Дальнейшие исследования показали и главный недостаток пенициллинов: болезнетворные микроорганизмы быстро привыкали к их присутствию. Так, если в 1945 году гонорея полностью излечивалась одной-единственной инъекцией пенициллина в 300 тысяч единиц, то в начале семидесятых для этого нужен был курс в десять раз более мощных инъекций. По состоянию же на 1998 год 78% гонококков развили устойчивость к антибиотикам группы пенициллина. По этой причине любой антибиотик был и остается главным лекарством XX века. В XXI веке ученые стоят перед проблемой создания нового лекарства, к которому микробы привыкнуть уже не смогут.
Любопытна судьба рождения пенициллина в СССР. В 1941 году разведка получила сведения о том, что в Англии создается чудодейственный антимикробный препарат на основе какого-то вида плесневых грибков. Тут же у нас начались работы в этом направлении, и уже в 1942 году микробиолог Зинаида Ермольева получила пенициллин из плесени Penicillium crustosum, взятой со стены одного из бомбоубежищ Москвы. В 1944 году препарат был с успехом опробован на раненых солдатах.
Однако советский пенициллин, при всей значительности этого результата, был несовершенен и не мог производиться в необходимых для фронта количествах. К тому же у пациентов из-за него сильно повышалась температура, тогда как западный пенициллин никаких побочных последствий не вызывал. Купить в США технологии массового производства этого «лекарства века» не представлялось возможным, поскольку за океаном существовал запрет на продажу любых технологий, связанных с пенициллином.
Ситуацию тогда спас Эрнст Чейн, который был автором английского патента на получение пенициллина. Он предложил свою помощь Советскому Союзу, и в 1948 году с его помощью наши ученые сумели разработать необходимую технологию, по которой один из московских фармацевтических заводов тут же стал производить лекарство.
В 1945 году Александр Флеминг, Говард Флори и Эрнст Борис Чейн были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. В Нобелевской лекции Флеминг отметил, что «феноменальный успех пенициллина привел к интенсивному изучению антибактериальных свойств плесеней и других низших представителей растительного мира. Лишь немногие из них обладают такими свойствами».
В оставшиеся десять лет жизни ученый был удостоен 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий, 30 наград и почетного членства в 89 академиях наук и научных обществах.
11 марта 1955 года Флеминг умер от инфаркта миокарда. Его похоронили в соборе Св. Павла в Лондоне — рядом с самыми почитаемыми британцами. В Греции, где бывал ученый, в день его смерти объявили национальный траур. А в испанской Барселоне все цветочницы города высыпали охапки цветов из своих корзин к мемориальной доске с именем великого бактериолога и врача.
