Александру Флемингу — 145: как немытая чашка привела к появлению антибиотиков и чем опасна супербактерия

До появления антибиотиков человек при удачном раскладе мог пережить сложную операцию, а затем умереть из-за попавших в рану бактерий. Смертельно опасными становились воспаление лёгких, больной зуб или даже царапина. Всё изменилось благодаря плесени, случайно выросшей в немытой лабораторной посуде. Life.ru рассказывает, как из-за одной ошибки учёного мир научился бороться с бактериями, почему пенициллин не может спасти всех и что такое супербактерия.

Александр Флеминг родился 6 августа 1881 года на ферме Лохфилд в Шотландии. В 13 лет он переехал в Лондон, несколько лет работал в конторе клерком, а затем поступил в медицинскую школу при госпитале Святой Марии. В 1906 году будущий учёный окончил её с отличием и остался заниматься бактериологией.

Решающим испытанием для Флеминга стала Первая мировая война. Он служил в медицинском корпусе британской армии и работал в госпиталях во Франции, куда ежедневно привозили тяжелораненых солдат. Многие успешно переносили операции, но позднее погибали от заражения крови и гангрены. Антисептики очищали поверхность раны, однако при глубоких повреждениях иногда вредили защитным клеткам организма сильнее, чем спрятавшимся в тканях бактериям.

После войны Флеминг вернулся в Лондон и продолжил искать вещество, которое могло бы убивать микробы, не разрушая ткани человека. В 1922 году он обнаружил лизоцим — антибактериальный фермент, содержащийся, например, в слезах, слюне и яичном белке. Однако против наиболее опасных инфекций тот оказался слишком слаб. Настоящий прорыв произошёл спустя шесть лет. Какой?

Историю открытия пенициллина часто пересказывают как анекдот о неряшливом учёном! Флеминг якобы забыл вымыть посуду, а спустя некоторое время обнаружил в ней лекарство от всех болезней. Доля правды в этой легенде есть, хотя одной забывчивости для научной революции было недостаточно. 3 сентября 1928 года Флеминг вернулся из отпуска и начал разбирать оставшиеся в лаборатории чашки Петри с колониями стафилококка. В одну из них случайно попали споры плесени. Исследователь уже собирался избавиться от испорченной культуры, но заметил странную деталь, вокруг грибка образовалась прозрачная область, в которой бактерии исчезли.

Флеминг установил, что плесень рода Penicillium выделяет вещество, способное уничтожать стафилококки, стрептококки и некоторых других возбудителей. Он назвал его пенициллином, а в июне 1929 года опубликовал результаты наблюдений. Случайность действительно подбросила учёному необычную чашку, но открытием её сделали внимательность и любопытство. Большинство людей увидело бы в плесени испорченный опыт — Флеминг разглядел в ней возможное оружие против инфекций.

Флеминг понял, что столкнулся с чем-то необычным, однако превратить «плесневый сок» в полноценный препарат не смог. Пенициллин был нестабильным, быстро разрушался, а выделить его в достаточном количестве оказалось невероятно сложно. На несколько лет открытие осталось лабораторной диковинкой. В 1939 году к исследованиям вернулась группа учёных Оксфордского университета во главе с Говардом Флори и Эрнстом Чейном. Вместе с биохимиком Норманом Хитли они научились очищать и концентрировать пенициллин. Плесень выращивали в ваннах, бидонах, пищевых банках и даже больничных утках, поскольку для получения небольшого количества препарата приходилось перерабатывать сотни литров жидкости.

12 февраля 1941 года одним из первых пациентов оксфордской команды стал полицейский Альберт Александер. После царапины на лице у него развилась тяжёлая инфекция, распространившаяся на глаза и лёгкие. Пенициллин почти сразу улучшил состояние мужчины, но запасы лекарства закончились, и спасти его не удалось. Последующие испытания прошли успешнее и доказали, что препарат способен совершить настоящую революцию. Во время Второй мировой войны Великобритания и США наладили промышленное производство пенициллина. К высадке союзников в Нормандии в июне 1944 года его уже применяли для лечения раненых. В 1945 году Александр Флеминг, Говард Флори и Эрнст Чейн получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях».

До антибиотической эры смертельными могли стать порез, ожог, воспалённая десна или инфекция после удаления аппендикса, кстати, боли при этих заболеваниях и сегодня считаются одними из сильнейших. А тогда врачи умели проводить сложные операции, но не всегда могли справиться с бактериями, попавшими в ослабленный организм. Рождение ребёнка, протезирование сустава и даже лечение зуба сопровождались риском, который сегодня трудно представить.

Пенициллин, а затем стрептомицин, тетрациклины и другие антибиотики сделали многие инфекции излечимыми. Благодаря им стали значительно безопаснее кесарево сечение, пересадка органов, химиотерапия, установка имплантов и выхаживание недоношенных детей. Однако у медицинской революции обнаружилась обратная сторона: чем активнее люди применяли новое оружие, тем быстрее бактерии учились от него защищаться.

Александр Флеминг очень рано понял, что пенициллин не будет всемогущим. В своей Нобелевской лекции 11 декабря 1945 года он предупредил, что слишком маленькая доза лекарства может не уничтожить микробов, а помочь им выработать устойчивость. Важно понимать, что к антибиотику привыкает не человек, а бактерии. В любой огромной колонии могут случайно появиться микроорганизмы, способные пережить атаку препарата. Чувствительные бактерии погибают, а устойчивые продолжают размножаться и передают защитные свойства следующим поколениям. Некоторые из них способны обмениваться генами устойчивости даже с бактериями другого вида.

Этот естественный процесс резко ускоряют бесконтрольный приём лекарств, самолечение, неверно подобранные дозы, нарушение назначенной врачом схемы и попытки лечить антибиотиками вирусные заболевания. Простуда и грипп вызываются вирусами, поэтому антибактериальные препараты против них бесполезны. Свой вклад в проблему также вносят чрезмерное использование антибиотиков в животноводстве, плохая санитария и недостаточный контроль инфекций в больницах.

Супербактерия — не один конкретный микроб и не фантастический мутант. Так называют бактерии, которые приобрели устойчивость сразу к нескольким группам антибиотиков. Вызванная ими инфекция может выглядеть совершенно обычно, но привычное лечение на неё уже не подействует.

Врачу приходится назначать более редкие, дорогие и иногда более токсичные препараты. Лечение затягивается, риск осложнений растёт, а пациент дольше остаётся источником инфекции. В самых тяжёлых случаях эффективных лекарств почти не остаётся. Среди наиболее известных угроз — устойчивые штаммы золотистого стафилококка, кишечной палочки, клебсиеллы, синегнойной палочки и ацинетобактера. Они могут вызывать пневмонию, сепсис, инфекции мочевыводящих путей и заражения после операций.

Это уже не пугающий прогноз на далёкое будущее. Согласно глобальному докладу ВОЗ, примерно каждая шестая лабораторно подтверждённая бактериальная инфекция, выявленная в мире в 2023 году, оказалась устойчивой к лечению. С 2018 по 2023 год резистентность увеличилась более чем в 40% отслеживаемых сочетаний «бактерия – антибиотик».

Особенно быстро оборону наращивают грамотрицательные бактерии. Более 40% исследованных штаммов кишечной палочки и свыше 55% клебсиелл оказались устойчивыми к цефалоспоринам третьего поколения, которые применяются при тяжёлых инфекциях. Теряют эффективность и препараты резерва — лекарства, к которым врачи обращаются, когда более распространённые варианты уже не помогают. По оценке исследования, опубликованного в The Lancet, в 2021 году устойчивые бактериальные инфекции непосредственно стали причиной примерно 1,14 миллиона смертей и были связаны с 4,71 миллиона смертей. Если тенденцию не переломить, с 2025 по 2050 год резистентность может напрямую унести более 39 миллионов жизней.

Главная опасность заключается не только в том, что воспаление лёгких или инфекцию мочевыводящих путей станет труднее лечить. Под угрозой окажется практически вся современная медицина. Трансплантация органов, химиотерапия, сложные операции и установка протезов подавляют иммунитет или открывают бактериям путь в организм. Без надёжных антибиотиков привычные процедуры снова могут превратиться в смертельно опасные. Разработка новых лекарств при этом не успевает за эволюцией микробов. Создание антибиотика требует многих лет исследований и огромных затрат, а использовать новый препарат врачи должны как можно реже, чтобы устойчивость не появилась слишком быстро. Для фармацевтических компаний такая модель менее выгодна, чем выпуск лекарств, которые пациенты принимают регулярно.

Остановить кризис ещё возможно. Для этого нужны новые препараты и экспресс-тесты, вакцинация, строгий контроль инфекций, улучшение санитарии и разумное использование антибиотиков в медицине и сельском хозяйстве. От обычного человека требуется не так много: не принимать антибиотики без назначения врача, не пытаться лечить ими вирусные инфекции, не делиться оставшимися таблетками и точно соблюдать назначенную схему приёма препарата. Плесень в забытой чашке Петри однажды подарила человечеству почти век защиты от инфекций. Теперь главная задача — не растратить этот подарок. Предупреждение, которое Александр Флеминг произнёс ещё в 1945 году, уже перестало быть прогнозом: бактерии действительно учатся побеждать лекарства, а у науки остаётся всё меньше времени, чтобы снова оказаться на шаг впереди.

Открытие Александра Флеминга подарило человечеству оружие против смертельных инфекций, однако его сила зависит от того, насколько разумно мы им пользуемся. Антибиотики по-прежнему спасают миллионы людей, но самолечение и бесконтрольный приём помогают бактериям становиться всё опаснее. Поэтому назначать такие препараты должен только врач, а пациенту важно строго соблюдать выбранную им схему. При этом даже правильно подобранное лечение способно нарушить баланс полезных бактерий в организме. Ранее Life.ru рассказал, сколько времени занимает восстановление кишечника после антибиотиков, нужны ли для этого пробиотики и при каких симптомах необходимо обратиться к врачу.

Ещё больше WOW-контента — в нашем канале в МАХ!