Как Александр Флеминг открыл пенициллин

В 1928 г. в тесной лаборатории, заставленной многочисленными чашками Петри, шотландский микробиолог Александр Флеминг исследовал колонии стафилококков. Именно из-за этих бактерий в 50–60% случаев у раненых начинается сепсис.

Вопрос поиска вещества, способного убивать патогенные микробы, не нанося при этом вред человеку, занимал Флеминга с момента его службы врачом в 1914 г. на военной базе в Булони (Франция). Во время Первой мировой войны большое количество получивших ранения солдат медленно и мучительно погибали из-за столбняка. И если доступные на тот момент химические антисептики в пробирке убивали вызывающую болезнь бактерию, то в человеческом организме со столбняком они совершенно не справлялись.

«Как только вы открываете чашку [Петри] с культурой, вас ждут неприятности. Обязательно что-нибудь попадет из воздуха» – сказал Флеминг своему бывшему коллеге Мелвину Прайсу, навестившему его в лаборатории в больнице святой Марии в Лондоне. Внезапно он замолк и, рассматривая агар (тонкий питательный слой) в чашке, сказал безразличным тоном: «Thatisfunny... Это очень странно» (цитаты из биографии Андре Моруа «Жизнь Александра Флеминга»).

На агаре выросла плесень. Так случалось часто. Во-первых, для изучения культивируемых в чашках колоний под микроскопом надо было снимать с них крышки и долго держать их открытыми. За это время культура соприкасалась с воздухом и со всем, что в нем содержится, а значит, могла быть загрязнена. Во-вторых, Флеминг старался выжать из своих экспериментов все до последнего и не выбрасывал чашки Петри до тех пор, пока не убеждался, что они больше ничего не могут ему дать.

Но в этот раз он увидел кое-что необычное: в том месте, где вырос плесневый гриб, бактерии стафилококка погибли. Поместив плесень в питательный бульон, он начал ее внимательно изучать.

В его чашку Петри попал редкий штамм плесневого гриба рода Penicillium, из которого Флеминг смог выделить активное вещество, названное им впоследствии «пенициллин». Если нанести его на покрывающую рану повязку, даже при разбавлении в 800 раз он оказывается эффективнее известных химических антисептиков, отмечал шотландец.

13 сентября 1929 г. на заседании Медицинского исследовательского клуба при больнице святой Марии Лондонского университета Флеминг сообщил об открытии первого антибиотика – пенициллина. Но прежде чем начнутся работы по созданию массового производства антибиотика, пройдет больше 10 лет. К этому ученых подтолкнет в том числе Вторая мировая война.

Пенициллин оказалось сложно очистить. Работу Флеминга продолжили Говард Флори и Эрнст Борис Чейн. В сентябре 1945 г. парижские газеты писали про Флеминга: «Для разгрома фашизма и освобождения Франции он сделал больше целых дивизий». В 1945 г. все трое – Флеминг, Флори и Чейн – были удостоены Нобелевской премии в области физиологии и медицины.

Часто о находке Флеминга говорят как о случайном открытии. Но эту случайность ученый ждал почти 15 лет. За открытие пенициллина в 1999 г. журнал «Тайм» включил Флеминга в список 100 самых важных людей XX в. А в 1970 г. Международный астрономический союз назвал в честь Флеминга один из кратеров на обратной стороне Луны.

От спасателя до убийцы

После появления антибиотиков большинство бактериальных инфекций стало возможно вылечить просто, эффективно и дешево, отмечал в 1956 г. венский микробиолог Эрнест Явец. Среди таких болезней, например, пневмония, сифилис и туберкулез. «Смертность и заболеваемость бактериальными заболеваниями упали так низко, что их уже нет среди важнейших нерешенных проблем меди­цины», – говорил Явец (цитата из книги Мэтта Маккарти «Наперегонки с эпидемией. Антибиотики против супербактерий»). Фармацевтическая промышленность тоже переключилась на разработку и выпуск более прибыльных препаратов для лечения онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний. В это время бактерии учились адаптироваться к существующим антибиотикам, создавая новую глобальную проблему антибиотикорезистентности.

Она особенно обострилась во время пандемии коронавируса. В 2024 г. российское правительство утвердило стратегию предупреждения распространения антимикробной резистентности (АМР) до 2030 г. Из ее текста следует, что АМР является причиной более 700 000 смертельных случаев в мире ежегодно, а к 2050 г. эта цифра может возрасти до 10 млн человек.

Такой прогноз был сделан на основе сценариев роста лекарственной устойчивости шести патогенов в 2014 г. Столько людей к 2050 г. будут погибать каждый год, если не будут приняты меры по преодолению АМР. Совокупные затраты для мировой экономики в этом случае составят $100 трлн, рассказал главный внештатный специалист Минздрава России по клинической микробиологии и антимикробной резистентности Роман Козлов. Согласно этому же прогнозу, смертность от инфекций, вызванных устойчивыми к антибиотикам микроорганизмами, займет лидирующую позицию в структуре общей смертности, опередив даже смертность от онкологических заболеваний (10 млн против 8,2 млн смертей ежегодно), добавил он.

По данным проекта Global Research on Antimicrobial Resistance, в 2019 г. от лекарственно устойчивых бактериальных инфекций в мире умерло 4,95 млн человек, из них уже 1,27 млн смертей были непосредственно вызваны резистентностью к антимикробным препаратам, следует из статьи в научном медицинском журнале The Lancet. (Отдельной статистики по количеству летальных исходов в РФ нет.) «Это делает АМР ведущей причиной смерти во всем мире – выше, чем ВИЧ/СПИД или малярия, – с самым высоким бременем, наблюдаемым в странах с низким уровнем дохода. Именно поэтому все мероприятия, указанные в [стратегии], являются системно значимыми», – сказал Козлов.

Невосприимчивость к антибиотикам может существенно ухудшить ситуацию с заболеваемостью и смертностью, в том числе от внутрибольничных инфекций, в ближайшем будущем, отметил сопредседатель Всероссийского союза пациентов Ян Власов. Пандемия COVID-19 и другие вспышки опасных заболеваний последнего времени показали, насколько большую роль в процессе распространения инфекций могут играть медицинские учреждения, если в них не уделяется достаточного внимания вопросам профилактики и инфекционного контроля. По его мнению, эпидемиологическая служба через штатных эпидемиологов в медучреждениях должна отвечать за дезинфекцию и стерилизацию клиник, предотвращать распространение внутрибольничных инфекций и контролировать прием антибиотиков пациентами. Кроме того, необходима декриминализация деятельности главных врачей, информирующих о наличии в лечебном учреждении внутрибольничных инфекций.

Когда нужны антибиотики

«Антибактериальные препараты, как и следует из названия, в основном действуют на бактерии, их не следует применять при вирусных заболеваниях», ― рассказал главный врач медтех-сервиса Point of Care Андрей Якушев. Антибактериальная терапия при вирусных инфекциях требуется, если они осложняются попаданием в организм бактерии, добавила терапевт медицинской компании «Сберздоровье» Мария Мезенова. Антибиотик может назначить только врач, подчеркнула она.

Если принимать антибактериальные препараты бесконтрольно или перестать их употреблять до завершения курса, то может развиться невосприимчивость к ним, отмечает Мезенова. «Бактерии способны вырабатывать устойчивость к неблагоприятным для себя условиям внешней среды. <...> Новые механизмы защиты у бактерий появляются достаточно быстро, в то время как разработка новых антибактериальных препаратов занимает гораздо больше времени», – пояснила она.

По словам Мезеновой, «адекватной альтернативы» антибиотикам в мире пока не существует. Якушев отмечает попытки исследователей «отключать» резистентность. «Бактерии могут упаковать инструкцию о том, как обезвредить антибиотик, в молекулу ДНК – плазмиду и передать ее соплеменникам. Благодаря пониманию этих механизмов есть возможность разработать препараты, инактивирующие эти плазмиды», – добавил он.

24 апреля 2024 г. президент РАН Геннадий Красников рассказал, что в академии сейчас работают над формированием государственной программы по созданию новых антибиотиков для решения проблемы растущей антибиотикорезистентности. О других деталях этой программы, ее сроках или участниках академик не сообщал. Сотрудник пресс-службы РАН рассказал «Ведомостям», что пока не видел программу, анонсированную Красниковым, но уточнил, что она находится «в высшей степени готовности».

Почему так часто выписывают антибиотики

Российский Минздрав убрал антибиотики из рекомендуемых лекарств в стандартах лечения ОРВИ, заменив их противовирусными препаратами, только в апреле 2024 г. Впрочем, опрошенные «Ведомостями» эксперты не считают, что рекомендации Минздрава сильно повлияют на работу врачей, поведение пациентов и объемы продажи антибиотиков, ― по крайней мере в краткосрочной перспективе.

Зачастую врачи выписывают рецепты на антибиотики под давлением самих пациентов, считает эпидемиолог Василий Власов. Особенно часто так происходит, когда болеют дети. Например, у ребенка острый отит, при котором антибиотики не нужны, но он сильно страдает ― кричит, не спит. Его родителям хочется сделать все, чтобы прекратить страдания ребенка. Им кажется, что антибиотики нужны, поэтому врачи во всем мире идут навстречу просьбам родителей, пояснил Власов.

При этом, по словам медицинского директора клиники «Рассвет», терапевта Алексея Парамонова, за последние три года врачи стали все реже рекомендовать пациентам принимать антибактериальные препараты. Сейчас на любой медицинской конференции можно услышать, что «назначать антибиотики при вирусном заболевании –― это плохая практика», говорит он.

Тем не менее сохраняются заблуждения о лечении антибиотиками, которым верят и следуют даже врачи, добавил Парамонов. Например, есть миф, что если выделения из носа зеленые, то надо назначать антибиотики. Или если температура достигла 38 градусов, то это бактериальная инфекция ― надо назначать антибиотик. Эти препараты также выписывают, если ОРВИ длится дольше пяти дней. По мнению Парамонова, врачам потребуется не менее пяти лет, чтобы перестать выписывать антибиотики не по назначению.

После обновления рекомендаций Минздрава вряд ли изменится и объем продаж антибиотиков, считает директор по развитию RNC Pharma Николай Беспалов. «Выпавшие объемы потребления [антибиотиков, назначаемых] при ОРВИ будут компенсироваться ростом потребления по другим клиническим случаям», – предполагает он. Фармбизнес просто будет менять стратегии продвижения «с упором на другой спектр показаний», резюмировал он.

Вместе с тем во время коронавируса усилился контроль со стороны Росздравнадзора за отпуском антимикробных препаратов в аптеках. По словам Парамонова, за последние два года «стало почти невозможно купить антибиотик без рецепта». «Никаких новых нормативных документов не принимали ― просто стали исполнять действующие приказы», – сказал он. Как отмечает Беспалов, некоторые аптеки все же продолжают продавать такие препараты без рецепта. «Потребители приходят за помощью в аптеки, в том числе из-за невозможности получения быстрого доступа к лекарственной помощи в поликлиническом звене», – пояснил он.

Чтобы врачи и пациенты прислушались к рекомендации Минздрава – не назначали и не принимали антибиотики при ОРВИ [без подтвержденной бактериальной инфекции], необходимы специальные образовательные программы и доступные разъяснительные материалы, считает директор Института экономики здравоохранения НИУ ВШЭ Лариса Попович. «Людей нужно либо напугать, либо объяснить так, чтобы они поняли эту историю. А когда просто [вводятся] запреты, без сопровождения рациональными аргументами, это бессмысленно», – заключила она. Ключевой составляющей в просвещении россиян эксперт назвала доверие к источникам информации, которые объясняли бы как пользу, так и вред от применения антибиотиков.