Правда и ложь в истории великих открытий

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.

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.

В 1875 году, например, знаменитый британский физик Джон Тиндаль рассказал Королевскому научному обществу в Лондоне, как плесень Penicillium убивает некоторые виды бактерий. Джозеф Листер использовал этот факт в клинических целях. В 1872 году он отмечал: «Если представится удобный случай, я попробую применить Penicillium glaucum и посмотрю, прекратится ли рост микроорганизмов в человеческих тканях». Такая возможность у него появилась, и он сообщил об успешном использовании Penicillium для лечения ран, полученных пациентом во время уличного инцидента. Непонятно, почему он не развил этот очевидный успех. В 1897 году молодой французский армейский врач Эрнест Дюшен, говоря о «жизненной конкуренции микроорганизмов», описывал в своей докторской диссертации эффективность Penicillium glaucus в опытах на животных, которым вводилась оказавшаяся бы в других случаях смертельной доза патогенных бактерий. В следующей своей работе Дюшен подчеркивал перспективность применения Penicillium в медицине. К сожалению, он умер от туберкулеза, так и не закончив эти исследования. Изучение плесневого грибка Penicillium остановилось — целых сорок лет в этом направлении ничего не делалось. Таким образом, мы видим, что Флеминг продвинулся в изучении пенициллина не дальше французского ученого.