Ліки, що змінили світ. Як уродженець України придумав антибіотики і відкрив стрептоміцин

У серпні 1946 року СРСР відвідав "батько антибіотиків" — 58-річний Зельман Якович Ваксман (Selman Abraham Waksman). Він був зіркою першої величини в медичній науці, одним з тих учених, за кожним словом яких стежить весь світ.

Ваксман тоді ще не отримав Нобелівську премію, але ніхто не сумнівався, що він її отримає (і це сталося через 6 років). Однією з цілей його приїзду було забрати з рідного містечка Нові Прилуки Вінницької області в Америку друзів дитинства і свою першу любов.

Ваксман був досить знаменитий, щоб сподіватися, що на його прохання їх випустять з СРСР. Він був досить багатий, щоб допомогти їм потім облаштуватися в Америці.

Але, виявилося, вивозити нікого. У роки нацистської окупації в Нових Прилуках усіх євреїв зігнали в гетто, вижили одиниці.

Власне, це Ваксман придумав у 1942 році саме слово "антибіотик". Він ґрунтувався на описовому слові "антибіозис", яке використовувалося для опису дії ранніх протимікробних препаратів.

Ерліх відкрив сальварсан (1907, Нобелівка 1908). Пеніцилін, як і медичний ефір, відкривали стільки раз, що навіть важко сказати, кому з вищої справедливості слід варто віддати пріоритет, але "доніс" до свідомості людства, що така речовина має існувати, описав його можливі властивості і вказав, де саме його потрібно шукати, Олександр Флемінг (1928, Нобелівка 1945). Домагк відкрив сульфаніламіди (1932, Нобелівка 1939).

Усе це були поодинокі перемоги, грандіозні по суті, але не відкрили для людства новий світ.

Новий світ, світ, у якому для боротьби з інфекціями існують десятки "пеніцилінів", відкрив саме Ваксман.

Чому батьком антибіотиків став саме Ваксман?

По-перше, тому що виїхав з Російської імперії. Важко сказати, коли і в якому вигляді з'явилося б уся наша різноманітність антибіотиків, якби Ваксман у 1910 році вступив до Одеського університету, як і планував.

Справа не в Одеському університеті як такому, Одеський університет був, як-не-як, рідним для Мечникова, Хавкіна і Філатова. Справа в тому, що Ваксман би застряг у Російській імперії напередодні всього того, що сталося далі.

За півроку до закінчення одеської гімназії у Ваксмана померла мати. Його гнітило все, що було пов'язано з її смертю — і те, як він без квитка пробирався в нічному поїзді до Вінниці, і лікарі, які говорили, що нічого зробити не можна (а потім він дізнався, що зробити взагалі-то щось можна було), і відчуття самотності, яке охопило його після похорону.

Ваксман біг від усіх цих відчуттів, біг якнайдалі. А далі, 1910 року, була Америка. У Нью-Джерсі жив його двоюрідний брат, який розводив курчат. До цього родича Ваксман і відправився.

По-друге, Ваксмана зробило Ваксманом проста відсутність грошей. Якби він мав гроші на університет, він би вступив на медичний факультет. Але грошей не було, і він вступив у нічим не примітну сільськогосподарську школу при третьорозрядному в ті часи коледжі Ратгерса в Нью-Джерсі.

До речі, університет Ратгерса став пізніше всесвітньо відомим тільки завдяки Ваксману — жодного вченого, крутіше Ваксмана, цей університет не знав).

Плата за навчання в сільгоспшколі була чисто символічною. Там можна було безкоштовно жити на фермі. Але при цьому там можна було вивчати мікробіологію, яка в ті часи вже міцно асоціювалася з медициною. Об'єднання мікробіології і сільськогосподарської спрямованості навчання призвело до того, що Ваксман зайнявся мікробами грунтів, і це стало ключем до світу антибіотиків.

По-третє, Ваксман пристрасно полюбив ненавмисно ним знайдену науку про мікроби грунту. Від цієї захопленості і народилися його перемоги.

Сама ідея, що зцілення може таїтися в грунті, могла спасти на думку тільки Ваксману, адже з часів Пастера і Коха всі, весь світ, панічно боялися забруднення рани грунтом, грунт вважався скопищем хвороботворних мікроорганізмів.

Завдяки цій захопленості у Ваксмана в якийсь момент у руках опинилася найбільша колекція ґрунтових мікробів і мікроскопічних грибків у світі — 500 видів. Таке відразу не створиш.

Ваксман 25 років збирав усіх цих невидимих мешканців грунту, збирав усюди, підтримував їх живими, щоб одного разу усвідомити, що кількість перейшла в якість, що численність і різноманітність зібраних видів дає безліч ніким не бачених, ніким не випробуваних, ніким не вивчених нових речовин, які ці мікроскопічні істоти продукують.

Захопленість заразна, і якось так вийшло, що навколо Ваксмана зібралася група людей, які не просто виконували інструкції, а любили те, що вони роблять. Ці люди проявляли ініціативу, робили більше, ніж від них очікувалося, робили вночі і на вихідних, робили вдома і в розважальних поїздках.

Тому практично для кожного антибіотика, створеного групою Ваксмана, поруч з ім'ям самого Ваксмана як першовідкривача, стоїть ім'я ще когось.

Ця ж захопленість гнала Ваксмана вперед, змушувала шукати спосіб отримати завтрашню відповідь уже сьогодні. Він придумав щось, що тепер називається масовим скринінгом.

Тисячі речовин, отриманих із сотень видів мікроскопічних мешканців грунту, "пробувалися" на сотнях хвороботворних бактерій. Оскільки мова йшла про мільйони комбінацій, Ваксман придумав напів-автоматичний процес — горизонтальне поле з рядами колоній мікроорганізмів (найчастіше грам-негативних), на які з вертикальних колонок рядами ж по краплині подаються випробовувані речовини.

При цьому Ваксман не займався "тупим" перебором комбінацій усіх випадкових речовин з усіма випадковими мікробами. Навпаки, він шукав там, де існувала обґрунтована можливість удачі. Він знав, наприклад, що паличка туберкульозу, потрапляючи в грунт, гине. Залишалося лише визначити, який саме мікроскопічний мешканець грунту її вбиває. І як.

У 1943 році до групи Ваксмана як аспірант приєднався Альберт Шац. Його дисертаційні дослідження завершилися ізолюванням двох нових штамів Streptomyces griseus (тобто створенням чистих колоній двох нових різновидів цього мікроорганізму). З цих штамів і було виділено речовину, яку Ваксман назвав стрептоміцином.

Воно було явним "пеніциліном" (тобто в нашій термінології антибіотиком) — вбивало купу різних мікроорганізмів, але мало дивовижну здатність вбивати так звані грам-негативні мікроорганізми, те, на що справжній пеніцилін здатний не був. Зокрема, стрептоміцин "у пробірці" вбивав туберкульозну бактерію.

У 1945 році Ваксман і Шац подали спільну патентну заявку на ці нові ліки. Ваксман за тодішнім законом не зобов'язаний був включати Шаца в патент, оскільки Шац у момент відкриття стептоміцину був аспірантом, він виконував роботу, "щоб навчитися працювати", але все-таки Ваксман його включив.

До моменту відкриття стрептоміцину у Ваксмана, університету Ратгерс і фармкомпанії Мерк уже п'ять років існувала угода про ексклюзивні права на всі створені препарати. За цією угодою університет повинен був отримувати 4% від світових продажів, а Ваксман і Шац — 1% (Ваксман набагато більше, ніж Шац).

Настав час випробувань препарату на тваринах. І тут з'ясувалося, що вже деякий час деякі Фелдман і Хіншоу (ветеринар і терапевт, обидва зі славнозвісної клініки Мейо) підпільно, у вихідні, ночами, у відпустці колють морським свинкам на фермі Фелдман найрізноманітніші речовини в надії знайти ефективний засіб проти туберкульозу.

Їхня самодіяльність загрожувала звільненням для обох, але для випробувань стрептоміцину потрібен був відпрацьований спосіб моделювати туберкульоз на тварин, а Фелдман і Хіншоу якраз такий і розробили! Авантюристам прислали ваксмановський стрептоміцин для випробувань.

І негайно виявилося, що в руках у дослідників перший в історії ефективний препарат проти туберкульозу. Та ще й практично нешкідливий.

Фелдман і Хіншоу, як і годиться справжнім авантюристам, кинулися без дозволу Мерка пробувати ліки на людині. На початку 1944 року вони врятували від туберкульозного менінгіту маленьку дівчинку. 20 листопада 1944 почалися справжні, дозволені Мерком випробування на людях, і до квітня 1945 відбулося перше чудо — повністю одужала помирає від легеневого туберкульозу 21-річна дівчина.

Далі сталося щось, про що Мерк і Ваксман розповідають по-різному. В інтерпретації Ваксмана: Ваксман зрозумів, що Мерк випустить стрептоміцин на ринок за захмарною ціною і захотів переглянути ексклюзивний контракт так, щоб препарат могли випускати й інші компанії — конкуренція повинна збити ціни.

В інтерпретації Мерка: Мерк зрозумів, що його потужностей не вистачить, щоб провести стільки препарату, скільки потрібно світу, і вирішив відмовитися від ексклюзивності, щоб препарат могло виробляти відразу кілька компаній.

У будь-якому випадку скасування ексклюзивності означала, що Мерк отримає менше прибутку, а значить, потрібно було переглянути угоду про платежі розробнику. Ваксман і Шац відмовилися від своїх відрахувань. Відмовився від частини своїх прав і університет Ратгерс. Ексклюзивність була скасована, і стрептоміцин стрімко поширився по тій частині світу, яка перебувала за тим, що через кілька місяців назвуть Залізною завісою.

Завозити стептоміцин (як стратегічну технологію) в СРСР і контрольовані ним країни було заборонено.

Отже, університет зберіг права на деякі відрахування від Мерка і став з них виплачувати Ваксману "підвищену" зарплату. Її вистачило, щоб Ваксман став мільйонером.

Але до Нобелівської премії потрібно було ще дожити. На вулиці був 1946 рік. Ваксман приїхав в СРСР і, як виявилося, він, незважаючи на заборону, привіз у кишені (буквально в кишені) 30 грамів стрептоміцину.

Ще до цього в СРСР встигли контрабандою привезти курсову дозу стрептоміцину, тому Ваксман познайомився з врятованою від туберкульозного менінгіту 9-річною Ніночкою, першим в СРСР пацієнтом, вилікуваним стрептоміцином. Ніночка читала Ваксману вірші, Ваксман щось їй відповідав, хоча Ніночка до того моменту через менінгіт повністю втратила слух.

Стрептоміцин був справжнісіньким дивом. У 1944 році смертність від туберкульозу в США становила 42,9 на 100 тис населення, у 1947 — 33,5, у 1950 — 22,2. В Англії впала з 50,6 в 1945 до 18,6 в 1953 (і становить менше 1 сьогодні). В індійському Делі смертність була 132 на 100 тис населення в 1941 році і 36 в 1950-му.

Ера наївного оптимізму з приводу туберкульозу тривала недовго. Уже в 1950 році на туберкульоз заразився той самий Фелдман, і раптом виявилося, що його хвороба стрептоміцин не бере. У тому ж році від такого ж туберкульозу, що не піддається стрептоміцину, помер Джордж Орвелл, автор "1984".

Усього 7 років вистачило, щоб з'явився новий варіант палички Коха — резистентної до стрептоміцину. Подальша боротьба з туберкульозом уже йшла наввипередки — встигнути створити ліки або схему лікування, які будуть ефективні хоча б кілька років, до того, як збудник туберкульозу стане до них резистентним.

Сьогодні в світі хворі на туберкульоз 10 мільйонів чоловік, з них до 500 тисяч мають форму, яка резистентна принаймні до 2 протитуберкульозних ліків одночасно, а з них до 19% — до 4.