Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях
Шрифт:
Блеск грязи
Жизнь Александра Флеминга (1881–1955) обросла множеством легенд, появившихся еще при жизни ученого. Флеминг совершил два важных, но случайных открытия, причем со второго из них началась новая эпоха в медицине.
Большую часть деятельной жизни Флеминг провел в грязноватой лаборатории больницы Святой Марии рядом с лондонским железнодорожным вокзалом Паддингтон. Его начальником был грозный профессор, полковник сэр Элмрот Райт — прототип сэра Колензо Риджона в пьесе Бернарда Шоу “Дилемма врача”. Райт свято верил, что единственное средство от бактериальных инфекций (и от многих других медицинских проблем) — это иммунизация. Напротив, изучение химических воздействий на организм (которые, благодаря работам Пола Эрлиха из Германии, уже спасли многие
С самого начала Флеминг издевался над моей излишней аккуратностью в лабораторных делах. В конце каждого рабочего дня я тщательно очищал свой стол — выбрасывал пробирки и стекла с ненужными бактериальными культурами. Флеминг же сохранял свои культуры <…> по две-три недели. Их скапливалось по сорок — пятьдесят, и в конце концов весь стол оказывался забит чашками Петри. Только потом он их выкидывал, но сначала вглядывался в каждую, проверяя, не стряслось ли там чего необычного. Последующие события показали, насколько был он прав. Будь Флеминг так же аккуратен, как и я, два его великих открытия не состоялись бы. Лизоцим и пенициллин так и не появились бы на свет.
Однажды вечером, собираясь выбрасывать свои культуры, он некоторое время разглядывал одну, потом показал ее мне и произнес: “Любопытно”. Это была одна из тех пластинок, на которые он поместил слизь из собственного носа, когда двумя неделями раньше подхватил простуду. Теперь всю пластинку покрывали золотисто-желтые колонии бактерий и безвредные примеси, обязанные своим происхождением воздуху и пыли из лаборатории — или тому, что могло задуть в окно вместе с воздухом Прэд-стрит. Замечательной особенностью этой пластинки являлось то, что рядом с комком носовой слизи бактерий не было совсем; затем следовала зона, где бактерии сумели вырасти, но сделались прозрачными, стеклянистыми и безжизненными на вид; после этого следовал участок, где имелись вполне разросшиеся, типичные непрозрачные колонии. Очевидно, нечто, содержавшееся в носовой слизи, помешало микробам расти рядом с комком, а за этой зоной убило уже выросшие бактерии.
Следующим шагом Флеминга было проверить действие носовой слизи на микробов, но на этот раз он приготовил желтую мутную взвесь микробов в соляном растворе и добавил туда немного носовой слизи. К нашему удивлению, мутная взвесь меньше чем за две минуты сделалась прозрачной как вода… Эти минуты был восхитительны: с них началось наше многолетнее исследование.
Флеминг, судя по всему, верил (и записал в свой лабораторный журнал), что бактерии взялись из его носа. Это куда менее вероятно, чем версия Элисона. Отсюда и возникла история о том, как капля из носа простуженного исследователя случайно приземлилась на пластинку с агар-агаром, в то время как ученый занимался культурой бактерий. Каким бы ни было происхождение бактерий на пластинке, та была помечена как A.F. (т. е. “принадлежит Флемингу”) coccus(род бактерий) и использовалась в экспериментах с загадочным реагентом-расщепителем. Элисон и Флеминг принялись пробовать и другие жидкости, присущие как животным, так и растениям, и обнаружили, что подобная активность — не редкость; ее демонстрируют и слезы, и яичный белок. Флеминг подозревал, что этот таинственный “фактор” может быть ферментом, но доказывать эту гипотезу не стал. Протеин лизоцим выделили в оксфордской лаборатории Говарда Флори. В клинической практике ему не нашлось применения: лизоцим почти мгновенно расщепляется в организме, да и микробы быстро приобретают к нему устойчивость.
Второе счастливое открытие Флеминга оказалось куда важней. Удивительно, но и оно было сделано благодаря капризу фортуны. Поначалу, однако, ему никто не придал особого значения, даже сам Флеминг. А случилось вот что. В начале 1928 года Флеминг переключился на исследование предполагаемой связи между болезнетворной силой (вирулентностью) некоторых разновидностей стафилококка и цветом колоний, которые те образуют на пластинках с агар-агаром. Вместе со своим аспирантом Д.М. Прайсом Флеминг собирал образцы всевозможных инфекций — карбункулов и фурункулов,
Вскоре после возвращения Флеминга, в начале сентября, Прайс заглянул в лабораторию спросить, как продвигаются дела. Флеминг, учтивый как никогда, отправился к емкости, где лежали выброшенные пластинки с культурами, погруженные в лизол — дезинфицирующее вещество, которым стерилизуют стеклянные пластинки, прежде чем отмыть их и использовать по второму кругу. Часть пластинок в стопке не была погружена в лизол и оставалась сухой, и именно их Флеминг и решил показать Прайсу. Протягивая очередную пластинку Прайсу, он вдруг заметил нечто, что ускользнуло от его внимания прежде. “Это забавно”, — пробормотал Флеминг, указывая на крохотный нарост плесени, который образовался на агар-агаре: бактериальные колонии вблизи него исчезли. Не была ли плесень еще одним источником лизоцима?
Флеминг показал пластинку нескольким своим коллегам, которые отнеслись к этому с одинаковым безразличием. Однако Флеминг решил пойти дальше. Он подобрал пятнышко плесени стерильным проволочным кольцом и вырастил его отдельно. Образцы культуры, как и прежде, подавляли рост стафилококков, но с некоторыми другими видами бактерий не справлялись. Флеминг отнес плесень к штатному микологу, и тот смог установить ее вид — это был P'enicillium rubrum.Проверке подвергли и многие другие виды плесени, но большая часть никакой антибактериальной активности не проявляла. Воодушевляло то, что исходная плесень оказалась не токсична: Флеминг заставил своего аспиранта съесть немного, и тот доложил, что она абсолютно безвредна, а по вкусу напоминает стильтонский сыр. Животные, которым ввели отфильтрованный экстракт плесени, тоже остались здоровы. Флеминг выдал немного все тому же аспиранту — тот страдал от хронической инфекции в пазухах носа — но результат был неубедительным.
Впоследствии интерес к экстракту плесени, теперь известному как пенициллин, возникал разве что время от времени, пока этой темой в 1938 году не занялся в Оксфорде Говард Флори. Еще раньше его заинтересовал лизоцим, и он пригласил Эрнста Чейна, биохимика-эмигранта, заняться изучением его свойств. Спустя некоторое время Флори и Чейн решили распространить свои исследования на более широкий круг природных бактерицидных соединений, которые, как они предполагали, в общем случае тоже будут белковыми. Им попалась статья Флеминга про пенициллин, опубликованная девятью годами раньше, и они сочли, что его экстракт плесени заслуживает внимания. Оба уверяли, что даже не задумывались о возможном медицинском применении препарата. “Полагаю, мысль о страдающем человечестве тогда едва ли могла прийти мне в голову, — настаивал Флори. — Это было просто занятным научным упражнением”.
Пенициллин, разумеется, оказался вовсе не белком, но Флори и Чейн, к которым присоединился другой способный биохимик, Норман Хитли, быстро продвигались в деле выделения чистого препарата. Первый образец чистого вещества испробовали на мышах, предварительно зараженных стрептококком. Всю субботнюю ночь Флори и Хитли сидели и смотрели, как контрольная группа мышей страдает от болезни, в то время как животные, получившие дозу пенициллина, радостно резвятся в своих клетках. Годы спустя Флори вспоминал: “Должен признаться, что мы были потрясены до глубины души, когда утром обнаружили мертвыми всех мышей, которым не дали лекарства, зато живыми — всех тех, кому ввели пенициллин”. Это, говорит он, казалось чудом. Первым человеком, испытавшим силу пенициллина, стал полицейский из Оксфорда, страдавший тяжелым сепсисом — он быстро пошел на поправку, но, к сожалению, умер, когда закончился небольшой запас лекарства.
В 1940 году авианалеты начали опустошать британские города, все понимали, что вскоре госпитали заполнят множество раненых, и среди них будут и солдаты, и гражданское население. После отступления из Дюнкерка замаячил призрак опасности: если гитлеровские войска вторгнутся на территорию Британии, культуры и экстракты могут достаться немцам. “В те дни, — вспоминает Норман Хитли, — каждый в лаборатории смазывал грибком подкладку своего пальто”, — чтобы восстановить образцы, когда вокруг будет безопасно.