В 2020 г. мир погрузился в первую со времен «испанки» масштабную пандемию. Компании и научные группы со всего мира включились в гонку по созданию вакцины от коронавируса. Подобное состязание, в котором участвовали не только учёные, но и политики, мир наблюдал и в 1940-е гг., когда стало известно о волшебном эффекте пенициллина. Вспомним об истории пенициллиновой гонки в США, СССР и Великобритании, о политическом противостоянии и академическом сотрудничестве.
Чашки Петри
Обычно принято считать, что история пенициллина началась 28 сентября 1928 г., когда вернувшийся из отпуска для того, чтобы помочь коллеге, профессор бактериологии Александр Флеминг увидел забытые на столе перед отпуском чашки Петри, в одной из которых, помимо культуры стафилококка, завелась и иная жизнь. В ней выросла плесень, вокруг которой не было бактерий. Так стало понятно, что плесень, первично неправильно определённая как Penicillum rubrum (позже стало ясно, что это – другой вид, P.notatum), выделяет некое вещество, которое убивает бактерии. Оно получило название пенициллин и стало «первым антибиотиком». Всё это так, хотя впервые противобактериальную активность пенициллина заметили на полвека раньше.
В 1871 г. сэр Джон Бердон Сандерсон обнаружил, что быстро образующийся на хлебе бактериальный налёт гибнет, если на этом же хлебе начинает расти плесень, подобная Penicillum. В том же году наблюдения Сандерсона подтвердил и пионер антисептики, великий Джозеф Листер. Да и позже отмечалось, что культуры бактерий стоит держать подальше от плесени. Но, как это бывает часто, наблюдениям не придали должного значения и пришлось снова вмешиваться случаю в лице Флеминга.
Однако открыть пенициллин и получить пенициллин – две разные вещи. Судя по всему, Флеминг был очень везучим учёным (два крупнейших открытия – и оба случайно, антибактериальный лизоцим в 1922 г. Флеминг вообще открыл, чихнув в культуральный планшет), но очень посредственным экспериментатором. Статья о пенициллине вышла в British Journal of Experimental Pathology в 1929 г., но внимания не привлекла. Тому были свои причины. Во-первых, Флеминг не был химиком и выделить пенициллин в чистом виде не смог. Во-вторых, ему и в голову не приходило употребление антибиотика внутрь — только наружно.
Волшебное средство
Следующий ход сделала оксфордская группа Говарда Флори и Эрнста Чейна. Они изучали антимикробные свойства вообще чего бы то ни было, и в 1938 г. им в руки попала Та Самая Статья Флеминга. В результате самый младший сотрудник лаборатории Флори – Чейна, как это часто бывает, сумел выделить пенициллин, экстрагируя его подкисленной водой. Уже когда шла Вторая мировая, выдался случай применить пенициллин на человеке, провести, так сказать, клинические испытания. В декабре 1940 г. британский констебль Альберт Александер получил укол колючкой в рот, в рану попали бактерии, начался сепсис. 12 февраля 1941 г. впервые в истории человек получил инъекцию пенициллина – 160 миллиграммов внутривенно. Состояние констебля улучшилось, но… Мы прекрасно знаем, что однократного приёма недостаточно. В итоге на констебля было потрачено все, что запасли в лаборатории, выделили даже то, что вышло с мочой, – но увы, через пять дней запасы иссякли и пациент в марте умер. Зато весь мир узнал, что пенициллин может спасти от инфекции. В том числе полученной при заражении раны – что спасло бы сотни тысяч жизней на фронтах войны. Во всех больших странах началась пенициллиновая лихорадка.
Дыня канталупа и производство
Естественно, чтобы применять пенициллин массово, нужно было масштабировать производство. И с этим возникли проблемы. Начать с того, что Чейн и Флори так и не получили на это финансирование в Британии, – и в итоге добились денег от Рокфеллеровского фонда.
Массовое производство пенициллина началось именно в США, тем более что именно там была объявлена первая национальная программа. 17 декабря 1941 г. Ванневар Буш, руководитель Управления научных исследований и атомного проекта, от имени правительства США обратился к главам девяти крупных фармацевтических компаний с просьбой-требованием объединить усилия. К тому же организаторы первого промышленного производства начали искать более продуктивную плесень, собирали её со всего мира, обращались к местным жителям, и в итоге в 1943 году некая Мэри Хант нашла дыню канталупу с плесенью Penicillium chrysogenium. Так США начали наращивать своё преимущество.
Советские работы
Что же было в нашей стране? Пионером исследований и применения пенициллина в СССР стала знаменитая Зинаида Ермольева, специалист по борьбе с холерой (она применяла против этого заболевания холерный бактериофаг) и прототип Татьяны Власенковой, героини романа Вениамина Каверина «Открытая книга». Именно ее блестяще сыграла Ия Саввина в экранизации 1977 года.
Ермольева заметила статью Флори и Чейна в The Lancet в 1941 г. и через Наркомздрав стала просить у англичан образец «плесени Флеминга». Англичане тянули резину, перебрасывали мячик к американцам. Часто можно встретить информацию о том, что в итоге образец плесени выкрал для нас советский разведчик. На самом деле всё было более прозаично.
Вот что рассказывала Тамара Иосифовна Балезина, сотрудница Ермольевой: «Устав от напрасного ожидания, весной 1942 г. я с помощью друзей стала собирать плесени из самых различных источников. Те, кто знал о сотнях неудачных попыток Флори найти свой продуцент пенициллина, относились к моим опытам иронически. 93-м по счету образцом был грибок, случайно выросший в другой лаборатории на культуре микроорганизма, над которым там работали. Этот штамм был идентифицирован как «близкий к Penicillium crustosum». Из него мы и стали получать советский препарат, который назвали «пенициллин-крустозин ВИЭМ».
В сентябре 1942 г. этот препарат прошел испытание на флегмонах шеи, в ноябре его проверили на умирающих септических раненых госпиталя 5004 – и началось применение пенициллина в войсках. Правда, производство было «кустарным», и к 1944 г. в СССР пенициллина создавали примерно в тысячу раз меньше, чем в США.
Союзники
Существует легенда о том, что Флори в 1944 г. приезжал в СССР, встречался с Ермольевой, ученые сравнили штаммы пенициллина (именно так, что совершенно безграмотно с точки зрения науки), и «наш» штамм оказался лучше, в результате чего Ермольеву назвали «Госпожой Пенициллин». Впрочем, это-то как раз скорее – игровая сценка из фильма «Плесень».
Но пенициллиновое сотрудничество действительно было: Говард Флори прилетел в Москву 24 января 1944 г. (проведя перед этим несколько недель в Тегеране) с совместной англо-американской миссией для обсуждения достижений в области медицины, которые тогда не могли быть опубликованы. Он провёл в Москве месяц, привез от Королевского общества два подарка Академии наук – копию первого издания «Начал» Ньютона и черновик его письма Александру Меньшикову, как первому русскому, избранному в члены Royal Society и целых шесть раз сходил в Большой театр. Проблемы пенициллина действительно обсуждались, но не в сравнении штаммов, а в обсуждении создания производства в СССР. Флори посещал клиники и лаборатории, демонстрировал фильм о лечении пенициллином военных ран, рассказывал об оксфордской методике лабораторного анализа пенициллина. В ходе этих встреч звучала мысль о том, что было бы неплохо, если бы советские учёные посетили заводы в Англии и США. И вот тут уже против выступила политика и бизнес (второй – в большей степени). На производство пенициллина наших учёных так и не допустили, а вот академическое сотрудничество оказалось гибче: профессор Николай Бородин, приятель министра внешней торговли СССР Анастаса Микояна и будущий директор Всесоюзного института пенициллина, который создадут в 1947 гг., отправился в 1945–1946 гг. в лабораторию Чейна на стажировку.
Соперничество стран и личная дружба
После войны ситуация стала ещё сложнее. Все страны стремились получить свой пенициллин, но фармфирмы не хотели отдавать производство. Более того, к концу 1940-х гг. США и вовсе установили эмбарго на продажу «железа» для производства пенициллина в страны соцблока, мотивируя это тем, что, дескать, центрифуги можно использовать для обогащения урана.
Несмотря на это, советская делегация во главе с Бородиным, который убедил Микояна в том, что лучше купить технологии, чем все делать с нуля, в 1947–1948 гг. всё же провела переговоры в Соединённых Штатах и в Великобритании с производителями о закупке технологий – бесполезно. При этом порой компании соглашались, но под давлением правительства сделка срывалась. И тут снова сыграли роль академические связи, а также факт симпатий Чейна к Советскому Союзу – во Вторую мировую его родные погибли в немецких концлагерях, а он-то хорошо знал, благодаря кому случилась Победа. И именно Чейн согласился продать техдокументацию («Меморандум») на производство пенициллина СССР всего за 35 тысяч фунтов. Весной 1948 г. в Великобританию отправилась группа учёных во главе с Бородиным и при участии уже знакомого Чейну технолога Вила Зейфмана. Он создал в СССР установку по производству пенициллина методом глубинного брожения, менее эффективного, чем в США.
Группа прибыла в Великобританию, 20 мая подписала договор с Чейном и получила документацию, а по некоторым данным, и штамм Penicillium chrysogenium. Чейн запросил его из Соединённых Штатов «для испытаний» и нелегально передал Зейфману для вывоза наряду со штаммом культуры, производящей противотуберкулезный стрептомицин – эта история известна больше, оба штамма Зейфман просто привёз в кармане пиджака. Правда, глава делегации Бородин оказался невозвращенцем – но это уже совсем другая история. Информация по производству пенициллина попала в Советский Союз благодаря не политическому сотрудничеству (скорее, вопреки политике), а академическому и просто личной дружбе учёных. В 1950 году создатели советского производства пенициллина получили Сталинскую премию.
Давайте вернёмся в наши дни. Политическая конкуренция между странами или блоками всегда оказывает влияние на науку. Иногда это влияние благотворно – гонка за космос, атомный проект в СССР и в США стали стимулами для развития целых отраслей в науке. Но иногда – и особенно, когда это касается здоровья людей – политика мешает и тормозит дело. Недаром практически каждую неделю в ведущих научных и медицинских журналах – британских Nature и The Lancet и американском Science появляются колонки, статьи и комментарии, призывающие к международному сотрудничеству в создании и испытании вакцин и лекарственных препаратов против COVID-19, а политика научного размежевания подвергается критике.
