Советская микробиология: на страже здоровья народа. История советской микробиологической науки в биографиях некоторых её представителей - читать онлайн

Подобные вопросы вполне можно было бы адресовать и современным учёным, говорящим о специфичности и ориентированности на соответствующие антигены антител-рецепторов В-лимфоцитов.

Но сейчас ответ на такие вопросы отчасти уже есть. Рецепторы В-лимфоцитов (и не только их) распознают не конкретный патоген (антиген), а инвариантные химические структуры, характерные для целого класса патогенов. Т.е., можно сказать, работают в «определённом диапазоне». Например, какие-то рецепторы распознают грамотрицательные бактерии, какие-то – грамположительные, какие-то – определённые типы вирусов, какие-то – грибковые инфекции, какие-то – белки одноклеточных паразитов и т.д. и т.п.

Словом, если читатель где-то встречает утверждение об «ориентированности рецепторов В-лимфоцитов на соответствующие (конкретные) антигены», он должен понимать, что речь идёт об «определённом диапазоне».

Правда, не совсем ясно появление даже «диапазона в работе» антител-рецепторов В-лимфоцитов. Как могла появиться их реактивность даже в пределах подобного «люфта»? Свидетельствует ли это о прошедшем когда-то очень давно контакте вида с инфекцией из соответствующего «диапазона»? На эти вопросы убедительного ответа пока нет.

Но всё же вернёмся непосредственно к процессу выработки антител В-лимфоцитами.

Итак, выработанные В-лимфоцитами антитела-рецепторы (IgD) находятся на «боевом дежурстве». Их активация, за которой следуют трансформации В-лимфоцитов, происходит при внедрении в организм антигена.

Первичный иммунный ответ на внедрение «нового» антигена (или антигена, который был «забыт» организмом, и, следовательно, «кажется» ему «новым») включает несколько этапов:

1-й этап – латентная (т.е. скрытая) фаза. Она длится несколько суток (как правило, не менее четырёх дней) с момента внедрения антигена. В этот период происходит фагоцитоз антигена. Т.е. макрофаги, находящиеся в тканях организма, как сказали бы ранее – клетки ретикуло-эндотелиальной системы, поглощают антигены и перерабатывают их. При этом они презентуют часть антигена на своей поверхности. Этот антиген распознаётся иммуноглобулиноподобными рецепторами Т-лимфоцитов-помощников, т.е. Т-хелперов. Сходные с антигеном молекулы отрываются от рецепторов Т-хелперов и присоединяются к макрофагам через свои Fc-участки. Таким образом, на макрофагах образуется «удвоенная обойма» антигенных молекул, которая, в свою очередь, распознаётся специфическими рецепторами В-лимфоцитов. После получения подобного «массированного» «удвоенного» сигнала антиген распознаётся В-лимфоцитами, которые начинают свою дифференциацию в плазматические клетки и В-клетки памяти. Таким образом, чтобы процесс иммунного ответа «запустился», в «обычном» случае требуется двойное распознавание антигена: Т-хелперами и В-лимфоцитами. Последним для распознавания требуется «удвоенная доза» антигена, «удвоение» которой как раз и обеспечивается Т-хелперами.

На 2-м этапе (лог-фазе) плазматические клетки, образовавшиеся из мигрировавших в лимфатические узлы, селезёнку, костный мозг и остающихся в крови В-лимфоцитов, начинают активную выработку специфических антител. Удвоение количества вырабатываемых антител происходит каждые 2 – 4 часа. Максимум выработки достигается на 10 – 12 сутки. Первоначально синтезируются антитела, относящиеся к иммуноглобулинам класса М, т.е. те самые «универсальные бойцы», которые способны дать организму максимальную защиту. При максимальной выработке антител происходит постепенное переключение их синтеза с группы М на группу G.

Далее, на 3-м этапе (кто-то говорит о 3-м и 4-м этапах) происходит снижение количества вырабатываемых антител. Организм входит в состояние гомеостаза, т.е. равновесия.

Ещё раз подчеркнём, что при первичном иммунном ответе основная масса вырабатываемых антител – это иммуноглобулины М. Переключение на выработку IgG происходит на завершающих этапах первичного иммунного ответа.

Подобный эффект вполне объясним: при приближающейся победе над инфекцией организму становится не только не выгодно, но просто опасно «содержать большую армию до зубов вооружённых бойцов» (IgM). Они, чего доброго, при недостатке питания могут начать «пожирать» «своих». Поэтому организм производит своеобразную «демобилизацию» наиболее «боевых отрядов», т.е. IgM, – он начинает вырабатывать IgG. Более того, IgM распадаются, образовывая IgG.

В сущности, как отмечалось выше, иммуноглобулины класса G – это и есть молекулы «памяти». Это они «запоминают» конкретный антиген. Это именно их при повторном внедрении данного антигена и начнут в ускоренном режиме синтезировать В-клетки памяти, т.е. вторая разновидность В-лимфоцитов (первая – плазматические клетки).

В подобной ускоренной выработке В-клетками памяти IgG и заключается вторичный иммунный ответ. Для него характерны укороченный латентный (скрытый) период (примерно вдвое короче, чем при первичном иммунном ответе), более быстрое наращивание количества антител и большее их максимальное значение. Причём, при вторичном иммунном ответе идёт сразу образование IgG-антител. Т.е. В-клетки памяти синтезируют сразу антитела, «заточенные» на борьбу с конкретным антигеном, те самые «помнящие» данный антиген молекулы IgG. Образующиеся при этом плазматические клетки также синтезируют IgG. Количество антигена может быть совсем незначительным, но иммунный ответ всё равно воспоследует. Таким образом организм защищается от инфицирования. Микробам попросту не даётся шанса развить в организме свою деятельность.

Особо обращаем внимание читателя: «иммунологическая память», как основное проявление приобретённого иммунитета, не означает постоянного наличия в крови или каких-то органах и тканях готовых антител против тех или иных заболеваний, с которыми организму уже приходилось сталкиваться. Её существование означает наличие В-клеток памяти, которые при повторном внедрении антигена сразу же «выбрасывают» специфические IgG-антитела и стимулируют плазматические клетки на выработку таких же IgG-антител. Продолжительность подобной «памяти» может быть различна. Но в любом случае речь идёт о годах иммунитета.

Однако существуют случаи, когда приобретённый иммунитет долгим не бывает. Вырабатываемые в ходе борьбы с патогеном антитела оказываются нестойкими и «живут» короткие (исчисляемые всего лишь месяцами, а, возможно, и неделями) сроки. И в самом факте этой нестойкости нет ничего удивительного – мы уже отмечали, что антитела (за исключением натуральных) просто так по организму «не болтаются», а вырабатываются в нужный момент В-клетками памяти и соответствующим образом индуцированными плазматическими клетками. Но в том-то и дело, что в ряде случаев В-клеток памяти попросту не образуется. Есть ряд антигенов (например, бактериальные липосахариды), которые могут стимулировать антителообразование и без макрофагов, и без Т-хелперов (их так и называют Т-независимыми антигенами). Распознавание антигена в этом случае обеспечивают сами В-лимфоциты. Они преобразуются в плазматические клетки и вырабатывают иммуноглобулины класса М. IgM справляются с инфекцией. Но образование В-клеток не происходит. Не образуются и иммуноглобулины класса G, т.е., по сути, те самые молекулы «памяти», «запоминающие» данный антиген. В таком случае вырабатываемый иммунитет на соответствующие антигены оказывается неустойчивым, и повторное внедрение этих антигенов в организм вторичного иммунного ответа (т.е. ускоренного и усиленного) не вызывает. Другими словами, организм будет опять «переболевать» эту болезнь5.

* * *

Итак, мы рассмотрели все уровни иммунитета: барьерный, гуморальный, клеточный.

Теперь скажем, что чёткое их разграничение – это всего лишь схема, модель, которая, в какой-то мере упрощая реальную картину, позволяет выделить главные особенности иммунной защиты организма на каждом из этапов этой защиты. Данная схема-модель подобна любым другим научным моделям, ничем им не уступает: всякая научная модель подаёт процесс упрощённо. Но делает это с единственной целью – выявить в процессе, явлении, событии главные его особенности, характерные его черты, закономерности.

Все элементы «иммунной триады» теснейшим образом связаны между собой. А о гуморальном и клеточном иммунитете многие исследователи вообще говорят, что их разделение во многом условно.

В самом деле, даже в барьерной защите участвуют химические вещества, вырабатываемые клетками организма. Даже клетки кожи (т.е. самого что ни на есть механического барьера) имеют, как выяснилось, рецепторы, реагирующие на антиген, т.е. элемент, присущий, казалось бы, только участникам гуморальной защиты. В барьерных же приспособлениях (эпителий дыхательных путей, печень и др.) присутствуют макрофаги – одни из главных участников клеточной защиты. В то же время лимфоузлы, всегда трактовавшиеся как элемент внутренней барьерной защиты, оказались периферийными органами лимфатической системы, и именно в них находится большое число лимфоцитов, отвечающих как за гуморальный, так и за клеточный иммунный ответ. Синтезируемые лимфоцитами антитела-иммуноглобулины IgЕ, как всякие антитела, являющиеся элементом гуморальной защиты, активируют деятельность гранулоцитов-базофилов, т.е. элементов клеточной защиты. С другой стороны, макрофаги (т.е. участники клеточного иммунного ответа) запускают процесс распознавания антигенов В-лимфоцитами, т.е. участвуют в запуске гуморального ответа. Вещества, содержащиеся в крови и тканевых жидкостях организма, обладающие бактерицидным действием (лизоцим, бета-лизины, дефензины, пропердин и др.), т.е. являющиеся элементами гуморального ответа, синтезируются различными клетками. Интерфероны начинают выполнять свою защитную функцию в инфицированных клетках и лишь затем, попадая в межклеточные жидкости, инициируют «интерферонный ответ» здоровых клеток. Т.е. здесь мы опять наблюдаем сочетание клеточной и гуморальной защиты. И подобные примеры можно продолжать.

Однако сейчас хотелось бы вернуться к вопросу о том, какой иммунитет более важен для организма: врождённый или приобретённый? Ибо, в конечном итоге, к этому вопросу сводятся противоречия между школой Эрлиха, настаивавшей на главной роли антител в иммунной защите организма, и школой Мечникова, отдававшей приоритет фагоцитозу.

Безусловно, ясно одно: оба вида иммунитета действуют сообща. И тот, и другой можно рассматривать с точки зрения физиологических функций организма.

Но вопрос о первенстве подобные факты не снимают, не устраняют они и противоречия между двумя трактовками иммунной защиты человеческого организма – «эрлиховской» и «мечниковской».

В конце 80-х – 90-х годах прошлого столетия (т.е. ХХ) работы американских иммунологов Чарльза Джэнуэя и Руслана Меджитова (выходца из распавшегося СССР, окончившего Ташкентский государственный университет и аспирантуру МГУ) совершили, буквально, «Великую иммунологическую революцию» (термин используется самими иммунологами, микробиологами, молекулярными биологами). Они предположили, а затем доказали, что на всех клетках человеческого организма, отвечающих за иммунную защиту (подчёркиваем – на всех, а не только на лимфоцитах) существуют рецепторы, распознающие какие-то структурные компоненты патогенов, причём не конкретные антигены, а инвариантные химические структуры, характерные для целого класса патогенов. Типов подобных рецепторов в человеческом организме оказалось немногим более десятка. И вот этот-то «условный» десяток «вычисляет» все патогены (антигены), проникающие в наш организм, и запускает механизм иммунной защиты, который является, в общем-то, комплексным – врождённо-приобретённым. Просто до приобретённого далеко не всегда доходит дело – патогены уничтожаются врождёнными неспецифическими средствами защиты.

Что особенно важно – Меджитов установил, что рецепторы располагаются, в первую очередь, на фагоцитах, т.е. на клетках, отвечающих за врождённый иммунитет. И мы выше видели, что именно макрофаги запускают главный (или – преобладающий) вариант возникновения приобретённого иммунитета. Это, можно сказать, «полноценный» механизм, ибо при нём возникают лимфатические клетки памяти (В и Т), которые и обеспечивают вторичный приобретённый иммунный ответ. Без участия макрофагов организм, как выясняется, патоген (антиген) «запомнить» не может.

Открытия Джэнуэя и Меджитова, по сути, «сняли» коренные разногласия между школами Эрлиха и Мечникова. Но… Они же и доказали конечную правоту русского учёного: врождённый иммунитет для всех живущих на земле существ – главный. Достаточно сказать, что у 98% из них приобретённого иммунитета вообще не существует. Он появляется лишь с уровня челюстных рыб, и представляет собой лишь дополнение (впрочем, весьма ценное) к иммунитету врождённому. Однако, и это ещё раз подчеркнём, запуском и последующей работой приобретённого иммунитета руководит именно врождённый иммунитет. Сейчас факт этот общепризнан. Его установление действительно является концептуальной революцией в иммунологии. И произошла она в 90-х годах ХХ века. «Застрельщиками» её явились американские учёные. Но подтвердила эта революция конечную правоту школы И.И. Мечникова, в русле которой развивалась и советская иммунология (недаром ведь и Меджитов, прежде чем стать американцем, был советским учёным). А в качестве иллюстрации последнего положения процитируем советский учебник микробиологии, увидевший свет в 1965 году (!) (автор – Н.Л. Утевский):

«Введённый антиген поглощается макрофагами ретикуло-эндотелиальной системы (печень, селезёнка, лимфатические узлы, сальник и другие органы). Поступив в цитоплазму макрофага, где осуществляется синтез нормальных глобулинов, антиген воздействует на этот синтез таким образом, что в итоге под его влиянием образуется специфически видоизменённые глобулины (антитела). Этим и объясняется специфический характер антител и их способность соединяться с антигеном» [69; 143 – 144].

Читатель может сравнить эти воззрения советских учёных практически шестидесятилетней давности с современными знаниями о механизмах иммунной защиты. При определённых неточностях своих представлений, что вполне объяснимо, учитывая уровень развития иммунологии и микробиологии того времени, советские исследователи установили главное: процесс образования приобретённого иммунитета запускается макрофагами – участниками врождённой иммунной защиты.

Советская микробиологическая наука всегда находилась на передовых позициях, как, впрочем, и дореволюционная русская – прямая её предшественница.

Что же сейчас? Отечественные работы в области иммунологии и микробиологии в списках литературы содержат до 9/10 англо-саксонских работ. Сама терминология современной иммунологии – во многом англо-саксонская (киллеры, хелперы, дефензины и т.п.). Она уверенно теснит издавна принятую «интернациональную» терминологию, латинскую и греческую в своей основе. Российские учёные, как света в окошке, ждут рекомендаций и одобрений ВОЗ.

Впрочем, последний абзац читатель может считать «лирическим отступлением».

* * *

Какими же методами борьбы с инфекционными болезнями обладает сейчас человечество?

Прежде всего, это общие санитарно-гигиенические мероприятия. Социальная гигиена позволяет уберечь общество от распространения многих опасных инфекций. И наоборот, грязь, антисанитария, социальное неблагополучие – источник эпидемий. Такие опасные заболевания, как холера, брюшной тиф, сыпной тиф, возвратный тиф, даже чума и многие другие – это болезни неблагополучного общества, где не знают правил социальной гигиены или пренебрегают ими. Можно вполне обоснованно обобщить, что в антисанитарии корень распространения множества инфекционных болезней.

Немаловажное значение имеет правильное и строгое проведение карантинных мероприятий в случае, если эпидемический процесс имеет место.

Для профилактики заразных болезней, реже – для их лечения, используется вакцинация. В её основе лежит создание у человека (или животного) искусственного активного иммунитета к тому или иному патогену. Достигается этот эффект, говоря обобщённо, путём введения в организм микроба, утратившего свои патогенные свойства, но сохранившего свойства иммуногенные, т.е. порождающие иммунитет.

Применяется четыре профилактических типа вакцин:

1) живые ослабленные вакцины;

2) вакцины из убитых (инактивированных) микробов (их вполне официально называют убитыми вакцинами);

3) химические вакцины, приготовленные из определённых компонентов бактериальных клеток и частей вирусных молекул;

4) анатоксины, изготовленные из бактериальных экзотоксинов.

Кратко расскажем о каждом из типов вакцин.

Живые вакцины изготавливаются из ослабленных в своей вирулентности микробов. Не вызывая заболевания, живые вакцины воспроизводят в организме специфическую устойчивость к заражению вирулентным возбудителем.

В отношении эффективности живые вакцины являются наиболее совершенным типом прививочных препаратов, так как позволяют успешно воспроизводить прочный прививочный (поствакциональный) иммунитет. В общем, можно говорить чуть ли не о стопроцентной специфической защите, которую дают живые вакцины (безусловно, сбои бывают и в случае их применения). Во всяком случае, они оставляют далеко позади по эффективности убитые вакцины.

Есть (или были) живые вакцины против оспы, чумы, туляремии, бруцеллеза, туберкулёза, сибирской язвы, гриппа, полиомиелита, кори и ряда других инфекций. Причём вакцины против чумы, туляремии, бруцеллёза и гриппа были получены советскими исследователями. Во многом «советской» надо считать и живую вакцину против полиомиелита.

Убитые вакцины, т.е. вакцины из убитых микробов, изготавливаются из культур патогенных микробов, умерщвление которых достигается либо посредством температурного воздействия (обычно при температуре 56 – 58 градусов Цельсия в течение часа), либо химическими веществами (как правило формалином). В первом случае получают т.н. гретые вакцины, во втором – формовакцины. Есть, однако, и комбинированный способ получения убитых вакцин, сочетающий и нагревание (до 39 – 40 градусов Цельсия), и действие формалина. Такие вакцины получили название анавакцин.

Химические вакцины представляют собой специфические антигены определённого химического состава, которые тем или иным способом отделяют от остального патогена. Идея изготовления химических вакцин и разработка способа их получения принадлежит русскому и советскому микробиологу Николаю Фёдоровичу Гамалее. Он получал необходимые антигены из бактериальных клеток путём их ферментивного переваривания с последующим осаждением спиртом или извлечением соответствующим растворителем (например, трихлоруксусной кислотой).

Химические вакцины обладают очень высоким иммунизирующим свойством. И в то же время их применение даёт возможность иммунизировать организм, не вводя в него патогенный микроорганизм как таковой.

Именно в нашей стране, СССР, впервые начали применять химические вакцины для широкой прививочной практики (в частности, использовалась поливакцина НИИСИ для одновременной иммунизации против всей группы кишечных инфекций).

Как следует из сообщений средств массовой информации, одна из вакцин против COVID-19, разработанная в лаборатории «Вектор» Новосибирского Академгородка, также является химической. Согласно комментариям специалистов, данная вакцина содержит белок капсида вируса COVID-19, но в ней нет остальных составляющих вируса (липидного суперкапсида и нуклеиновой кислоты). Таким образом, вакцина содержит полноценный антиген (белок). А вот то, что является главным для болезнетворного действия любого вируса – его нуклеиновая кислота (т.е. ДНК или РНК), в ней отсутствует.

Анатоксины. При некоторых заболеваниях, когда основное значение имеет экзотоксин возбудителя, вакцину приготовляют из бактерийных экзотоксинов. Т.е. анатоксин – это экзотоксин, лишённый своих ядовитых свойств, но сохранивший свою антигенность.

Для получения необходимых экзотоксинов создают оптимальные условия соответствующим микробам (среда, температура, Рн, аэрация), при которых токсинообразование идёт наиболее интенсивно. Токсины выделяются микробами в жидкую среду, и для их получения прибегают к фильтрации культур через бактериальные фильтры.

Анатоксины используются для активной иммунизации при дифтерии, столбняке и для получения антитоксических сывороток.

Для лечения используются аутовакцины, которые представляют собой вакцины, приготовленные из культур, выделенных из больного.

Вакцины различаются по валентности, под которой понимают количество входящих в их состав видов микробов. Если микроб один, то это моновалентная вакцина (или моновакцина) (например, противотифозная вакцина). Если микробов два – дивалентная вакцина (или дивакцина) (например, вакцина АДС – прививка против дифтерии и столбняка). Поливалентными называют вакцины, содержащие смесь нескольких микробов (например, вакцина АКДС – адсорбированная коклюшно-дифтерийно-столбнячная вакцина, или уже упоминавшаяся вакцина НИИСИ – смесь брюшнотифозных, паратифозных и дизентерийных микробов).

Профилактические вакцины могут быть разновалентными, т.е. и моно-, и ди-, и поливалентными. Аутовакцины всегда моновалентны.

Для борьбы с инфекционными болезнями часто прибегают к пассивной искусственной иммунизации. Достигается она применением иммунных сывороток. Причём, как и вакцины, сыворотки могут использоваться как с целью лечения (серотерапия), так и с целью профилактики (серопрофилактика). Только соотношение в данном случае обратное: сыворотки гораздо чаще используются с терапевтическими целями и весьма редко – с профилактическими.

Действие сывороток основано на том, что в них содержатся готовые антитела против определённых антигенов. Т.е. организм сам антител не вырабатывает. Потому-то иммунитет и называется в подобном случае пассивным. И потому-то он и не бывает длительным (как говорится, не своё – так не своё). Отсюда, кстати, понятна редкость применения сывороток в профилактических целях: создаваемый ими иммунитет недолог (как правило, не более нескольких месяцев).

Различают два вида лечебных сывороток: 1) антитоксические и 2) антимикробные.

И те, и другие получают чаще посредством иммунизации животных (как правило, лошадей). Для получения антитоксических сывороток животных подвергают повторяющимся инъекциям сначала небольших, а затем всё возрастающих доз анатоксина и токсина. Антимикробные сыворотки получают путём гипериммунизации животных убитыми или живыми культурами микробов или экстрактами из них, а также лизатами – продуктами растворения микробных клеток.

При накоплении в крови достаточного количества антител прибегают к кровопусканию. Собранную при этом в специальные стеклянные сосуды (цилиндры) кровь оставляют для свёртывания. После того, как от образовавшегося кровяного сгустка отделится прозрачная сыворотка, к ней добавляют небольшое количество консерванта (фенол, хлороформ и др.). Для удаления из сыворотки вредных для организма, не являющихся антигенами баластных белков сыворотку подвергают очистке и концентрации специальными методами. Затем её выдерживают при температуре 8 градусов Цельсия в течение 4 – 6 месяцев и только после этого разливают по ампулам.

В ряде случаев сыворотку получают из крови переболевших той или иной болезнью людей (реконвалисцентов).

В настоящее время большее распространение с лечебной целью имеют антитоксичные сыворотки. Лечебные антимикробные сыворотки применяются реже.

С целью профилактики при некоторых заболеваниях (корь, полиомиелит, клещевой энцефалит) вводят гамма-глобулины, полученные из иммунных сывороток и планцентарной крови человека. Этот препарат (гамма-глобулин) содержит достаточное количество антител. Поэтому его вводят в значительно меньшем объёме, чем сыворотку.

Для лечения ряда инфекционных болезней с успехом применяют химиотерапевтические препараты (химиотерапию).

Начало их изучения относится к концу XIX века, когда Эрлих своими исследованиями разработал основы химиотерапии и получил первые химиотерапевтические препараты (сальварсан и неосальварсан), а Д.Л. Романовский указал на то, что специфичность действия химиотерапевтических препаратов выражается в губительном их действии на паразитов.

До 1935 года химиотерапевтические препараты применялись для лечения весьма ограниченного количества заболеваний: малярии, возвратного тифа и сифилиса. Синтез сульфаниламидных препаратов значительно расширил круг тех инфекционных заболеваний, где химиотерапевтические препараты дают высокий лечебный эффект.

Химиотерапевтические препараты обладают избирательным действием на микробов – паразитотропностью, т.е. те или иные препараты обычно эффективны в отношении каких-то определённых групп микробов. Например, сульфаниламиды (белый стрептоцид, норсульфазол, фталазол, сульфодимезин, бисептол и др.) применяют при гноеродных заболеваниях, ангинах, скарлатине, роже, пневмонии, дизентерии и ряде других, препараты акридина (риванол, акрицид, трипафлавин) назначают при лечении гноеродных заболеваний, вызываемых стафилококками и стрептококками, алколоиды (эмитин и др.) – для лечения больных амебиазом и т.д.

Химиотерапевтические препараты нарушают процесс обмена веществ у микробов, в результате чего наступает их гибель.

При неправильном лечении химиотерапевтическими препаратами могут возникнут устойчивые формы микроорганизмов к тому или иному препарату.

Для борьбы с патогенными микроорганизмами оказалось возможным использовать биологические факторы, говоря более конкретно, – явление антагонизма микробов (другими словами, явление антибиоза).

Суть микробного антагонизма (антибиоза) заключается в том, что процесс жизнедеятельности одних микробов ведёт к угнетению функций и даже полной гибели других. Такой эффект может вызываться целым комплексом факторов: истощением питательных веществ, изменением кислотности и щелочности среды, нарушением обмена веществ, угнетением ферментивных функций, выработкой одними микробами продуктов вредных для других (токсичных, литирующих).

Первым средством, основанным на явлении микробного антагонизма, которое стали использовать для борьбы с инфекционными заболеваниями, стал бактериофаг (или просто – фаг).

Бактериофаги – это вирусы бактерий, т.е. вирусы, паразитирующие на бактериальных клетках. Дословный перевод слова «бактериофаг» – «пожирающий бактерии».

Процесс взаимодействия бактериофага и бактериальной клетки называется бактерифагией (т.е., в переводе, пожиранием бактерий).

Первые наблюдения над явлением бактериофагии принадлежат русскому и советскому микробиологу Н.Ф. Гамалее, который ещё в 1898 году установил, что густая взвесь сибиреязвенных палочек в дистиллированной воде может просветляться и приобретать способность растворять бактерии.

Систематическое исследование явления бактериофагии было проведено в 1917 году канадским учёным д’Эреллем. Д’Эрелль, работая с культурами дизентерийных палочек, выяснил, что фильтрат, полученный из испражнений больного дизентерией человека, вызывает постепенное растворение дизентерийных бактерий. Установил он и следующий основной факт: способность к просветлению дизентерийных культур, связанная с растворением имеющихся в них бактерий, не только не истощается при этом растворении, а, наоборот, возрастает. Сейчас ясно, что это явление объясняется размножением (репликацией) бактериофага в бактериальных клетках. Явление получило название феномена д’Эрелля.

По характеру взаимодействия с бактериальной клеткой различают вирулентные фаги, вызывающие лизис бактерий, и умеренные фаги. Последние, попадая в бактериальную клетку, вызывают т.н. лизогенизацию – клетка не погибает, а становится носителем фага, приобретая при этом иммунитет к последующему заражению фагом.

Ясно, что для целей борьбы с патогенными микробами гораздо более ценны вирулентные фаги.

Поскольку бактериофаги – это бактериальные вирусы, то применять их можно только для борьбы с бактериальными инфекциями.

Фаги обладают ярко выраженной специфичностью, т.е. растворяют строго определённые виды бактерий. Но, как установлено, они могут и адаптироваться к другим видам бактериальных клеток, т.е. менять (или расширять) свою специфичность. Так, дизентерийный фаг последовательными пересевами на культурах брюшнотифозных палочек можно сделать активным в отношении последних.

Практическое значение фага разнообразно. Его применяют как с терапевтической, так и с профилактической целью (при дизентерии, холере и др.). В хирургической практике используют стафилококковый, стрептококковый, протейный и синегнойный бактериофаги, а также бактериофаги против возбудителей анаэробной инфекции. Их применяют местно для орошения ран, влажных повязок, тампонады, инъекций в ткани в окружности раны через повреждённую кожу, а при газовой гангрене – ещё и внутривенно.

Большая заслуга в открытии фагов против ряда инфекционных заболеваний, их получении, разработке методов их применения принадлежит советским микробиологам З.В. Ермольевой, С.П. Заевой и др.

Применяются бактериофаги и для диагностики инфекционных заболеваний. Используют их в этом отношении двумя способами:

а) для определения выделенной культуры при помощи фага, типовая принадлежность которого известна;

б) для определения вида обнаруженного бактериофага при помощи чувствительной к нему культуры бактерий, имеющейся в лаборатории.

Фаготипирование бактериальных культур имеет также эпидемиологическое значение, позволяя установить источник и пути распространения инфекции.

С 40-х годов ХХ века началась «эра антибиотиков».

Антибиотики – это вещества, выделяемые бактериями, плесневыми грибками, актиномицетами, растениями и животными и обладающие способностью препятствовать размножению микробов и вызывать их гибель.

Действие не всех антибиотиков объясняется явлением микробного антагонизма. Скажем, действие лизоцима (антибиотика естественного животного и растительного происхождения), фитонцидов (антибиотиков естественного растительного происхождения) или экмолина (препарата, полученного З.В. Ермольевой из рыб) на этом не основано. В данных случаях антимикробное действие производят вещества клеток макроорганизмов.

Однако причиной антимикробной действенности большинства из известных антибиотиков является именно микробный антагонизм (в том числе и у «пионера» антибиотиков – пенициллина).

Впервые мысль о том, что для уничтожения болезнетворных микробов можно использовать антагонистические свойства некоторых микроорганизмов, высказал И.И. Мечников.

Он установил, что молочнокислые бактерии, обитающие в простокваше и вызывающие скисание молока, обладают способностью подавлять жизнедеятельность вредных гнилостных микробов, населяющих кишечник человека. И.И. Мечников предложил использовать молочнокислые бактерии для борьбы с вредными микробами кишечника.

Антибиотики обладают бактериостатическим, бактерицидным или бактериолитическим действием. Бактерицидное действие антибиотика выражается в гибели микробов, бактериостатическое – в задержке их роста, а бактериолитическое – в растворении микробов.

Характер действия некоторых антибиотиков варьируется в связи с условиями их применения. Например, малые дозы и кратковременное действие некоторых антибиотиков приводят к задержке роста, тогда как в больших концентрациях и при продолжительном воздействии наблюдается гибель микробов.

Антибиотики обладают избирательным действием в отношении определённых групп микроорганизмов. Наиболее чувствительны к антибиотическим препаратам грамположительные бактерии, менее чувствительны – грамотрицательные 6. Имеются антибиотики, действующие губительно на болезнетворные грибки. К сожалению, в отношении вирусов давно отмечена слабая эффективность действия антибиотических средств (впрочем, как и химиотерапевтических). Однако необходимо подчеркнуть: совершенно неверно мнение, которое можно часто услышать в наше время, что антибиотики не действуют на вирусы вообще. Действуют, но далеко не на все вирусы. Сверх того, вирусы очень быстро мутируют и становятся невосприимчивы к действию антибиотических препаратов.

При воздействии на микробов малыми дозами антибиотиков могут образовываться устойчивые культуры микробов.

Механизм действия антибиотиков разнообразен. Они могут вызывать нарушение процессов дыхания и размножения микробной клетки, связываться с определёнными элементами её, образуя ядовитые вещества, нарушающие нормальные клеточные функции, подавлять активность различных микробных ферментов и нарушать поверхностное натяжение микробной клетки.

Подобная широта спектра действия антибиотиков обусловлена разнообразием их химического состава.

В наши дни уровень развития биохимии позволяет не только синтезировать вещества, являющиеся активной действенной частью природных антибиотиков, но и создавать полностью искусственные антибиотические препараты.

Однако начиналась «эра антибиотиков» с получения веществ, обладающих антимикробным действием, из культур других микроорганизмов (в основном, грибков).

В 1928 году Александром Флемингом было установлено, что зелёная плесень обладает бактерицидными свойствами. Вскоре им было получено вещество, обеспечивающее подобное действие зелёной плесени. По латинскому её названию – penicillium notatum, Флеминг назвал это вещество пенициллином. Однако получить пенициллин в устойчивой форме удалось только в 1940 году, когда к работе над препаратом подключились Чейн и Флори.

В Советском Союзе пенициллин был получен самостоятельно научной группой под руководством З.В. Ермольевой. Произошло это несколько позже, чем в Англии. Советский пенициллин получил название «крустозин».

Таким образом, пенициллин явился первым из антибиотиков, полученных учёными.

Направление явилось очень перспективным. И уже в 40-х годах были разработаны такие препараты, как грамицидин (из культуры Bac. brevis), стрептомицин (из одного из видов почвенных лучистых грибков) и террамицин (также из лучистого грибка).

Как видит читатель, с самого начала «эры антибиотиков» антибиотические препараты получались не только из плесневых грибков, но и грибков других видов и даже бактерий. Причём выработка антибиотиков из лучистых грибков (актиномицетов) приобрела даже более широкий характер. Антагонистическое действие этих грибков на микробы впервые установили советские учёные Н.А. Красильников и А.И. Кореняко, а в 1944 году американец Ваксман получил первый актиномицетовый антибиотик – им явился упомянутый выше стрептомицин. Из актиномицетов были получены такие известные у нас в стране антибиотические препараты, как ауреомицин (биомицин), хлормицетин (его синтетический аналог – левомицетин), синтомицин, тетрациклин и ряд других.

Антибиотики действительно произвели революцию в борьбе с инфекционными заболеваниями. Оказалось возможным побеждать такие болезни, которые ранее считались неизлечимыми (или почти неизлечимыми). Например, если до открытия антибиотиков от пневмонии умирало 9 из 10 заболевших ею человек, то после того, как для борьбы с эти заболеванием стали использовать антибиотические препараты, соотношение поменялось «на 180 градусов»: 9 из 10 заболевших стали выздоравливать. Стала более успешной борьба с раневыми инфекциями, туберкулёзом, менингитом, туляремией, чумой и многими другими опасными заболеваниями.

Казалось, свершилось чудо, и скоро человечество научится справляться если не со всеми, то с большинством инфекционных болезней. Однако довольно скоро врачам и учёным пришлось убедиться, что чудес на свете не бывает: у антибиотиков выявился целый спектр вредных побочных действий. Они могут вызывать аллергическую реакцию, токсикодермию, нарушение функций кровотворной, нервной систем и других органов. Антибиотики нарушают жизнедеятельность нормальной микрофлоры дыхательных путей, кишечника и мочеполовых органов. Это приводит к изменению обычных антагонистических отношений между микробами в естественных условиях. В результате этого, условно патогенные бактерии и грибки из рода Candida могут активизироваться и вызвать вторичные инфекционные процессы. Примером служат кандидозы кожи и слизистых оболочек, кандидозный сепсис, пневмонии, пиелоциститы, колиты и другие заболевания. Отмечены даже случаи рецидивов брюшного тифа и скарлатины после применения антибиотиков.

Как сейчас известно, антибиотики действуют угнетающе на иммунную систему организма человека, убивая или ослабляя различные иммунные клетки, т.е., условно говоря, с нанесением удара по врагам одновременно бьют и по своим.

В то же время микробы продемонстрировали умение приспосабливаться к действиям антибиотиков. Выше уже говорилось, что «шустрее» всех в этом отношении оказались вирусы. Их способность к мутациям очень быстро сделала бесполезным применение против них очень многих антибиотических средств. Скажем, при своём появлении с рядом вирусов могли справляться левомицетин и ауреомицин. Однако уже давно их никто не рассматривает как антивирусные средства. Террамицин применялся для лечения атипичных вирусных пневмоний. Но никто и не думает сейчас попробовать применять его для лечения COVID-19 – вируса, вызывающего пневмонию.

Но не только вирусы, но и бактериальные патогены могут становиться устойчивыми к действиям антибиотиков. Так, стрептомицин ранее широко применялся для лечения туберкулёза. Но палочка Коха приспособилась к нему, и учёные вынуждены были искать новые антибиотики для борьбы с этим опасным заболеванием. Великолепно «научились жить с антибиотиками» стафилококки. Некоторые их разновидности даже стали использовать антибиотические средства в качестве питания.

Словом, у современных учёных и врачей нареканий к антибиотикам много. Но, тем не менее, необходимо признать, что антибиотики на данный момент являются наиболее эффективным терапевтическим средством против многих инфекционных заболеваний. Они, в прямом смысле этого слова, спасли миллионы человеческих жизней и миллионы людей вернули к полноценной жизни. И, надо полагать, что верный путь заключается не в отказе от антибиотиков, а в разработке средств, нейтрализующих или уменьшающих их вредные побочные действия.

ГЛАВА II

КРАТКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ МИКРОБИОЛОГИИ

(ДОСОВЕТСКИЙ ПЕРИОД)

Микробиология – наука довольно молодая. Как самостоятельная научная дисциплина она сложилась только во второй половине XIX столетия. И начало ей положили изыскания великого французского учёного Луи Пастера, которые он проводил с конца 50-х годов XIX века. Недаром Пастера очень часто называют основоположником микробиологии.

Правда, сейчас можно встретить в научной литературе утверждения, согласно которым микробиология зародилась чуть ли не в период античности, ибо уже в те времена были высказаны предположения о том, что многие заболевания человека вызываются мельчайшими организмами. Сторонники такого удревнения истории микробиологической науки говорят о ряде этапов её развития:

1-й этап. Эвристический. От античности до изобретения Антонием Левенгуком микроскопа в последней четверти XVII века. Этот период связан, в основном, с провидческими догадками о природе ряда болезней человека (которые, как достоверно выяснилось позже, носят инфекционный характер), наблюдениями над ходом таких болезней.

2-й этап. Морфологический. Его началом считают момент изобретения Антонием Левенгуком микроскопа и произведённые им наблюдения за некоторыми микроорганизмами. Длился этот этап до середины XIX столетия. Его ещё называют описательным, потому что в это время производилось описание внешних форм микроорганизмов, их подвижности, окраски и т.п. Также была доказана патогенность ряда из них для человека.

3-й этап. Физиологический. Его начало связывают с деятельностью Пастера, т.е. отсчитывают с конца 50-х – начала 60-х годов XIX столетия. Длился он примерно до конца XIX – начала ХХ века. В этот период микробов изучали с точки зрения их физиологии.

Взгляд на инфекционный процесс как на взаимодействие микро- и макроорганизма, введённый в науку И.И. Мечниковым в конце XIX столетия и постепенно в ней утвердившийся, открыл 4-й этап развития микробиологии – иммунологический. Именно в этот период начинается активное изучение механизмов действия иммунитета человека и животных, его основ. Каким образом организм защищается от патогенных микробов? Попытки решения этого вопроса привели к фактическому выделению из микробиологии новой дисциплины – иммунологии.

Бурное развитие генетики, начавшееся с 50-х годов прошлого века, открыло новый этап (5-й) развития микробиологической науки – молекулярно-генетический, который продолжается по сей день. Успехи в области генетики микроорганизмов обусловили развитие нового направления – молекулярной генетики, являющейся основой генной инженерии. Генная инженерия внесла новые идеи и методы в проведение микробиологических исследований, в производство широкого спектра биологически активных веществ, в создание новых вакцин. Открытия и достижения, полученные на микроорганизмах, явились также основой для возникновения таких новых научных направления как молекулярная биология, молекулярная биотехнология, молекулярная вирусология, белковая инженерия и др.

К сожалению, приходится констатировать, что научно-технический прогресс не только значительно улучшил условия для борьбы с патогенами, но и сделал возможным создание новых искусственных патогенных микроорганизмов. Не приходится сомневаться, что в современном мире синтез новых болезнетворных микробов имеет место. В частности, рядом специалистов высказана мысль о рукотворности вируса COVID-19.

Приведённая выше периодизация развития микробиологической науки во многом верна. Однако нельзя не отметить, что выделение первых двух этапов – эвристического и морфологического, носит несколько натянутый характер и демонстрирует, на наш взгляд, стремление удревнить историю микробиологии.

В самом деле, вряд ли можно считать началом научной дисциплины отдельные гипотетические догадки (пусть и подтвердившиеся впоследствии) и наблюдения за ходом заболеваний, оказавшихся, как выяснилось позднее, инфекционными (это о так называемом эвристическом этапе). Наблюдение за строением некоторых микроорганизмов и их описание тоже с большой натяжкой можно считать началом микробиологии как самостоятельной науки (это о так называемом морфологическом этапе). К тому же, в ходе так называемого физиологического этапа микроорганизмов было открыто и описано куда как больше.

Словом, мы остаёмся на «классической» точке зрения: микробиология появилась в начале второй половины XIX века. Основоположником её был Луи Пастер. Всё что было до этого – предыстория микробиологической науки. Предыстория, которая есть у любой научной дисциплины. Так, предысторией химии были века существования алхимии.

Представления о том, что целый ряд болезней человека может вызываться мельчайшими микроорганизмами, действительно родились в период античности – в Древней Греции. Конечно, представления эти носили чисто гипотетический характер. Ни подтвердить, ни опровергнуть их люди тогда не могли.

Нельзя не отметить, что иногда мысль о мельчайших живых возбудителях некоторых человеческих болезней ошибочно приписывается «отцу медицины» Гиппократу. Увы, он ничего такого не говорил. Гиппократ полагал, что причинами заразных болезней являются ядовитые испарения воздуха. О причинах же этой ядовитости он предположений не высказывал.

Гениальное прозрение принадлежит другому древнему греку – философу Демокриту. Читатель, конечно же, помнит, что Демокрит высказал провидческую мысль о существовании мельчайшей частицы вещества, которую он назвал атомом, что в переводе с греческого означает «неделимый». Через столетия предположение Демокрита подтвердилось, и учёные (физики и химики) совершенно справедливо дали мельчайшей частице вещества то название, которое предложил древнегреческий философ, т.е. «атом». Но силой мысли Демокрита, позволявшей ему логическим путём приходить к выводам, которые эмпирически подтвердились спустя многие века, могут восхититься также медики и микробиологи. Вот что писал философ о причинах заразных болезней: «Некие мелкие животные, которые не воспринимаются нашим зрением и которые через посредство воздуха входят внутрь нашего тела через рот и нос, порождают тяжёлые болезни» [69; 112].

Интересное наблюдение сделал древнегреческий историк Фукидид. Когда в Афинах свирепствовала чума, он заметил, что за больными и умирающими могли ухаживать «только те, кто уже переболел чумой, так как никто не заражался вторично» [45; 39].

Увы, дальше умозрительного признания живой природы возбудителей инфекций античная наука пойти попросту не могла – уровень научно-технического развития был для этого далеко недостаточен.

Пришедшая на смену античности эпоха Средневековья ещё в меньшей степени способствовала развитию научных представлений о причинах и путях распространения инфекций. На территории Западной Европы достижения науки Древней Греции и Древнего Рима были основательно забыты. Наступили так называемые «Тёмные века» с их невежеством и религиозным мракобесием.

Античная научная мысль теплилась и развивалась в тот период на мусульманском Востоке. Поэтому не случайно, что знаменитый восточный врачеватель Ибн Сина (Авицена) (980 – 1037), не раз сталкивавшийся и боровшийся в своей лечебной практике с инфекционными болезнями, написал в трактате «Канон врачебной науки» о том, что причиной чумы, оспы и ряда других болезней являются невидимые простым глазом мельчайшие живые существа, передающиеся через воздух и воду. Мысль, как мы видим, аналогична мысли, высказанной Демокритом.

Вместе с награбленным добром и инфекционными болезнями, которых и в самой Европе было хоть отбавляй, крестоносцы принесли европейцам значительный пласт античного знания, а также те достижения восточных учёных, которые эти античные знания развивали и обогащали. Последовавшая эпоха Возрождения характеризовалась значительным интересом к наукам. Начали быстро развиваться физика, химия, математика, астрономия, медицина. Развивавшиеся внутри феодального строя новые, капиталистические, общественно-экономические отношения привели к ряду буржуазных революций (голландской, английской, Великой французской). Победившие революции, в свою очередь, способствовали бурному развитию промышленности, техники, естественных и точных наук, что получило название промышленной революции конца XVI – XVIII веков.

Однако всё это первоначально слабо отражалось на развитии микробиологии (вернее будет сказать, микробиологической составляющей медицины). Причина, в общем-то, ясна: «не было» предмета изучения, точнее, данный предмет тогда попросту не научились видеть. Так, ещё в XVI веке известный итальянский учёный Фракасторо писал о том, что распространение инфекций зависит от контагия (т.е. заразного начала, передающегося здоровым людям от больных путём соприкосновения через воздух и вещи). Но какова природа этого контагия – оставалось только гадать. Попутно заметим, что термин «контагий» (от латинского «contagium» – прикосновение, зараза) вошёл в современные микробиологическую и эпидемиологическую науки в несколько изменённом виде. Сейчас говорят о контагиозности, под которой понимают свойство инфекционных болезней передаваться от больных организмов здоровым, и контагиозном индексе, который показывает степень заразительности отдельных инфекционных болезней (определяется путём подсчёта среднего числа заболевших из 100 человек, соприкасавшихся с больным).

Дело сдвинулось с мёртвой точки, когда в Европе научились изготавливать увеличительные стёкла и, использовав их, создали оптический микроскоп. Как правило, всё это связывают с именем Антония Левенгука. Однако это не совсем так. Ещё в 1590 году, т.е. за 42 года до рождения Левенгука, шлифовальщики стекла братья Янсен изготовили первые линзы и собрали первый (крайне несовершенный) микроскоп. Бесспорными же заслугами Левенгука является то, что он усовершенствовал изготовление линз (в конечном итоге, ему удалось добиться увеличения в 300 раз), создал более совершенную, чем у братьев Янсен, конструкцию микроскопа и, наконец, первый разглядел в него микробов.

Левенгук был весьма далёк от медицины, совершенно не ломал голову над причинами возникновения и передачи заразных болезней и никаких медицинских целей перед собой, шлифуя линзы, собственно, не ставил. Первоначально его заинтересовало строение льняного волокна. Его-то он и захотел изучить, а для этой цели отшлифовал несколько грубых линз. Покончив с указанным «исследованием», Левенгук начал из чистого любопытства рассматривать через увеличительные стёкла всё, что попадалось под руку: воду из пруда, человеческую слюну, кровь, зубной налёт и многое другое. Одновременно он продолжал улучшать отшлифовку своих линз. Кстати, он их назвал микроскопиями. А устройство, их использовавшее, получило название микроскопа. Это, в общем-то, праздное любопытство позволило Левенгуку установить, что во всех рассматриваемых им средах живут мельчайшие живые существа, которые он назвал «animalcula», что дословно переводится как «маленькие звери», «маленькие животные».

Результаты своих наблюдений над «анималькулями» Левенгук стал отправлять в Лондонское королевское общество, которое их публиковало. А в 1695 году Левенгук самостоятельно издал книгу «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком», где «маленькие животные» были описаны с точки зрения их формы, подвижности, окраски. Пытливый голландец был убеждён, что микроорганизмы устроены так же, как и макроорганизмы, т.е. имеют органы пищеварения, дыхания, передвижения (ножки и хвостики) и т.д.

Открытие Левенгука привлекло всеобщее внимание. Как мы помним, от момента его деятельности по изучению микробов и отсчитывается т.н. морфологический (или описательный) период микробиологии (а точнее сказать – её предыстории), продолжавшийся с конца XVII до середины XIX века. Именно в его ходе был накоплен тот первичный практический материал, основанный на непосредственном наблюдении, который и сделал возможным появление микробиологии как науки.

Хотя, конечно, объективно говоря, чрезмерно плодотворным этот период назвать нельзя. Просто потому, что оптические приборы того времени мало что позволяли разглядеть. Они зачастую даже не давали возможности отличить один вид микробов от других. А уж о том, чтобы изучать с их помощью внутреннее строение микроорганизмов, и речи не шло.

Ярчайшей «звездой» морфологического периода предыстории микробиологии стал русский врач и учёный-эпидемиолог Данила Самуилович Самойлович (1742 – 1810). Особенно плодотворной была его выдающаяся деятельность по борьбе с чумой. Он, полковой лекарь, впервые столкнулся с этой страшной болезнью в 1768 году в одной из турецких деревушек во время русско-турецкой войны 1768 – 1774 годов. Вся его последующая жизнь была посвящена стремлению одолеть «чёрную смерть», спасти от неё людей. Самойлович предложил дезинфекцию вещей больных чумой и профилактические меры против этого заболевания (в частности, пытался делать прививки ослабленным «ядом язвенным»; заметим – за 25 лет до противооспенных прививок Дженнера). Он упорно старался обнаружить и описать возбудителя чумы, считая его живым агентом и отрицая теорию, по которой чума происходит от неких миазмов. Однако последнее ему не удалось из-за несовершенства и слабости тогдашних микроскопов (достаточно сказать, что только через 84 года после смерти Д.С. Самойловича, в 1894 году, швейцарский врач и учёный-микробиолог Йерсон смог «засечь» чумную палочку в микроскоп куда как более мощный, чем те, которыми располагал, борясь с чумой более века назад, его русский коллега).

Труды Самойловича о чуме и борьбе с ней получили широкую известность, издавались за границей. Он был избран членом 12 иностранных академий. Увы, власти России (ни Екатерина II, ни Павел I, ни Александр I) не оценили заслуг своего соотечественника. Да его ли одного…

В морфологический период развития микробиологии было сделано и великое открытие Дженнера, ставшее основой теории вакцинации, т.е. создания у человека или животного искусственного активного иммунитета против той или иной болезни.

Британский врач Дженнер в конце XVIII века предложил прививку от натуральной оспы. Делать её он предполагал гноем людей, переболевших коровьей оспой.

Здесь необходимо сделать некоторые пояснения.

Оспа – один из страшнейших «бичей» человечества. Вплоть до XIX и даже ХХ столетия эта болезнь убивала или обезображивала миллионы людей.

Естественно, люди пытались от неё защититься. Ещё в средние века в странах Востока (Персии, Китае, Белуджистане, Сиаме) было замечено, что переболевшие оспой и оставшиеся при этом в живых повторно не заражаются. Восточные медики, исходя из этого факта, по сути, пришли к идее предохранительных прививок от оспы: кололи определённые участки кожи заражёнными иглами или же вводили в нос оспенные корочки.

К XVIII веку эти способы профилактики заражения оспой были в Европе известны. Здесь их называли «вариоляции».

Однако вся штука заключалась в том, что противооспенные вариоляции являлись делом далеко небезопасным. Никакой гарантии того, что человек, которого прививали подобным образом, не заразится по-настоящему, не было.

Кстати, заметим попутно, что вариоляции считались средством защиты (хотя и ненадёжным) только именно против натуральной оспы. Поэтому предложенный Данилой Самойловичем подобный же способ защиты от чумы наделал тогда в Европе много шума. Да, в то время противочумные прививки оказались малоэффективными, причём по той же причине, по которой были опасны противооспенные вариоляции: наука того времени попросту не позволяла обеспечить прививку материалом, в котором содержался бы гарантированно ослабленный патоген. Не мог Самойлович уверенно отделить «доброкачественный яд язвенный» от «вирулентного яда язвенного» (термины «вирулентность», «вирулентный» в то время уже использовались; употреблял их в своих трудах и Самойлович). Не могли восточные и перенявшие их опыт европейские врачи гарантировать, что заражённые иглы, которыми они кололи пациентов, или оспенные корочки, которые они вводили им в нос, не вызовут болезни вместо того, чтобы защитить от неё.

Но Д.С. Самойлович, тем не менее, дал теоретическое обоснование возможности прививок против инфекционных болезней вообще, а не только против оспы. Дженнер же четверть века спустя на практике подтвердил (опять же на примере оспы) возможность безопасного прививания, дающую очень большой процент защиты от заболевания.

В отличие от восточных врачей, Дженнер решил прививать своих пациентов не материалами, содержащими патоген натуральной оспы, а материалами людей, переболевших коровьей оспой.

Вообще, вирус коровьей оспы – «родственник» вируса оспы натуральной. Это зооноз, т.е. от коров человек может заразиться этой болезнью. Но для него она несмертельна и не обезображивает человека так, как это делает её «чисто человеческая» «родственница»7.

К идее подобной прививки Дженнер пришёл благодаря народному опыту. Оказывается, английские крестьяне давно приметили, что переболевший коровьей оспой человек, как правило, уже не заражается натуральной оспой. Врач решил проверить опытным путём это народное убеждение. В 1796 году он сделал прививки гноем больных коровьей оспой доярок нескольким пациентам. Выяснилось, что последние приобрели почти полный иммунитет к оспе натуральной. Как выяснилось? Очень просто: Дженнер после прививания попытался заразить их натуральной оспой. Да, вот так: научного подвига этот доктор не совершил, ибо свою идею опробовал не на себе, а на других. Но для этих других всё окончилось благополучно. А после действительно великого открытия, сделанного Дженнером, все препараты, с помощью которых можно искусственно вызывать активный иммунитет в организме человека или животного, называют вакцинами (от латинского слова «vacca» – корова). Сам же процесс введения таких препаратов именуется вакцинацией. Слово «вариоляция» перестало употребляться.

И тем не менее, как уже отмечалось, несмотря на ряд великих открытий, выдающиеся достижения и прозрения, в морфологический период микробиология была оторвана от повседневной практической деятельности человека и носила описательный характер.

Положение резко меняется с середины XIX века. Рост промышленности, усовершенствование оптических приборов, развитие естественных наук позволили микробиологам того времени от описания отдельных форм микробов перейти к изучению их физиологии и биохимии, а следовательно, к глубокому изучению роли микробов в промышленности, сельском хозяйстве, возникновении и распространении инфекционных болезней. Фактически именно тогда микробиология и становится самостоятельной наукой, а не просто разделом медицины и биологии. С этого времени началось её быстрое развитие как в теоретическом, так и в практическом направлении.

К данному периоду относится замечательная деятельность французского учёного Луи Пастера (1822 – 1895) – общепризнанного основателя микробиологической науки.

Пастер доказал, что микробы отличаются друг от друга не только формой, но и жизнедеятельностью. Он получил микроорганизмы в чистых культурах, определил их роль в процессах брожения (открыл анаэробиоз) и доказал, что заразные болезни вызываются различными микробами. Пастером были приготовлены вакцины против сибирской язвы и бешенства, сыгравшие большую роль в борьбе с этими заболеваниями. Работы Пастера о невозможности самопроизвольного зарождения микробов8 послужили теоретической предпосылкой для развития стерилизации и дезинфекции. Принцип, выдвинутый Пастером (кратковременный прогрев продуктов до температуры 70 – 80 градусов), названный впоследствии его именем – пастеризацией, был использован в промышленности, и на его основе возникло производство консервов.

Открытия Пастера привлекли внимание учёных и прогрессивной общественности всего мира. В 1888 году на средства, собранные по международной подписке, в Париже был основан Пастеровский институт. В работе этого института участвовали учёные разных стран. По типу Пастеровского института стали создаваться подобные научные учреждения и в других странах.

Период развития микробиологической науки, который начался с работ Пастера и продолжался, примерно, до начала ХХ века неофициально именуется «золотым веком» микробиологии, а также «героическим веком».

Почему «золотым»?

Дело в том, что в тот период открытия следовали одно за другим. Учёные «вылавливали» возбудителей инфекционных болезней, вели плодотворные исследования их строения, физиологии и биохимии, изыскивали средства борьбы с ними: появлялись вакцины, сыворотки и даже первые химиотерапевтические препараты

Результаты были действительно впечатляющими. Можно сказать, что как среди учёных-микробиологов, так и среди просвещённых слоёв населения, которые понимали, о чём речь, господствовал своего рода научный оптимизм: казалось, что недалёк день, когда человечество, изучив всех возбудителей инфекционных заболеваний, научится успешно с ними бороться. Профессия учёного-микробиолога была окружена романтическим ореолом. «Охотники за микробами» – так называли микробиологов люди, так называли они себя сами.

Да, благородная цель полной победы над инфекционными заболеваниями казалась близка, ощутима, уже видна… Увы, видна она оказалась, как виден горизонт…

Почему это время называлось ещё и «героическим веком» микробиологии?

Очень просто: романтизм романтизмом, но работа с болезнетворными микробами «лицом к лицу» всегда была и остаётся делом очень опасным. «Зараза», от которой обычный человек бежит, боясь за своё здоровье и даже жизнь, микробиологов, наоборот, к себе привлекает. Множество учёных тогда доказывали болезнетворность тех или иных обнаруженных микроорганизмов на себе самих, на себе испытывали сыворотки и вакцины, заражая себя до (в случае сывороток) или после (в случае вакцин) их введения. Микробиологи из разных стран бросались в очаги вспыхнувших эпидемий, стараясь спасти человеческие жизни и установить источник инфекции.

Множество честных и отважных учёных пожертвовали тогда своей жизнью. Большие открытия «золотого века» шли рука об руку с немалыми потерями «века героического».

Приведём ряд фактов работы микробиологов той эпохи.

В 1874 году в России Г.Н. Минх (1836 – 1896) заразил себя кровью больного возвратным тифом, доказав тем самым, что возбудитель этого заболевания циркулирует в крови. Также Г.Н. Минх высказал свои соображения о роли насекомых в передаче тифов (это было подтверждено только через 30 с лишним лет: французские исследователи Неттер и Туано, анализируя вспышку сыпного тифа во Франции в 1892 – 1893 годах, также пришли к выводу, что тиф распространяется вшами; в 1908 году русский учёный Н.Ф. Гамалея на основании эпидемических данных утверждал, что сыпной тиф заразен только при наличии вшей; наконец, в 1909 году французский врач Ш.Ж. Николь в опытах на обезьянах доказал, что платяная вошь – переносчик сыпного тифа). Позже Г.Н. Минхом было установлено, что две формы сибирской язвы – лёгочная и кишечная – имеют единое происхождение, т.е. вызываются одним возбудителем.

В 1876 году другой русский врач и учёный-микробиолог О.О. Мочутковский (1845 – 1903) повторил научный подвиг Г.Н. Минха. Им был обнаружен возбудитель сыпного тифа в крови больного. Для проверки правильности своего открытия О.О. Мочутковский заразил себя кровью больного. В результате, был не только открыт возбудитель этой опасной болезни (позже он получил название риккетсии Провачека), но и доказано, что он циркулирует в крови.

Кстати, само название «риккетсия Провачека» было дано возбудителю сыпного тифа в честь двух учёных, погибших при исследовании этой болезни – Риккетса и Провачека.

В 1880 году французский врач Ш.Л. Лаверан (1845 – 1922) в Алжире при исследовании крови больного солдата открыл возбудителя малярии – простейшего паразита – малярийный плазмодий. Но Лаверну остался неизвестным полный цикл развития этого паразита.

Только спустя почти 20 лет английский военный врач Р. Росс (1857 – 1932) в Индии нашёл в крови птиц кровяного паразита, аналогичного обнаруженному Лавераном, и выяснил, что он передаётся через укус комаров. Последнее обстоятельство навело Росса на мысль о наличии подобного цикла в случае малярии. Итальянский зоолог Б. Грасси подтвердил предположение Росса и в 1899 году описал весь сложный цикл развития малярийного плазмодия.

В 70 – 80-х годах XIX века кубинский врач К.Х. Финлей (1833 – 1915) пришёл к выводу, что переносчиком жёлтой лихорадки является комар. Финлей предложил эффективную систему профилактических мероприятий по борьбе с этим заболеванием.

Работы Росса и Финлея легли в основу исследований жёлтой лихорадки американским военным врачом У. Ридом (1851 – 1902). Сотрудники Рида дали искусать себя комарам, которые перед этим насосались крови больных лихорадкой, а врач Дж.У. Лэзир (1866 – 1900) умер от этой болезни.

Большое значение для развития микробиологии в этот период имели исследования немецкого учёного Роберта Коха (1813 – 1910). Им был предложен и успешно применялся ряд специальных методов техники микробиологических работ: введены в лабораторную практику плотные питательные среды (желатина, свёрнутая сыворотка, картофель), что обеспечило возможность получения изолированных колоний, а следовательно, и выделения одного вида бактерий (чистых культур) значительно быстрее, чем это делалось до этого; стали использоваться красители для окраски микробов. Кох и его ученики усовершенствовали технику микроскопирования (конденсор Аббе и иммерсионные объективы).

В 1882 году Кох открыл возбудителя туберкулёза (микобактерию), которого в его честь назвали палочкой Коха. Через год, в 1883 году, им был открыт возбудитель холеры – холерный вибрион.

Для борьбы с туберкулёзом Кох разработал препарат туберкулин. Однако на практике он себя не оправдал, зато оказался хорошим диагностическим средством (прививка Манту) и помог в создании ценных противотуберкулёзных препаратов.

Нельзя не отметить, что в каких-то вопросах Кох заблуждался. Так, например, он отстаивал позицию о постоянстве и неизменяемости микробных видов (т.е. отрицал микробные мутации), был сторонником этиологической трактовки инфекционного процесса, согласно которой микробу придавалось основное значение в развитии инфекции, а роль макроорганизма приуменьшалась.

Эти ошибочные, как ясно сейчас, воззрения вполне объяснимы, учитывая уровень микробиологических знаний того времени и существовавшие методы исследований. Но, несмотря на указанные ошибки, Роберт Кох с полным основанием считается одним из основоположников микробиологии (наряду с Пастером и Мечниковым).

Кох оставил плеяду учеников, которые и сами стали заметными фигурами в микробиологической науке: Беринг, Эрлих, Петри, Гафка, Пфейфер, Колле, Шаудин и ряд других. Немецкая школа микробиологии, у истоков которой стоял Кох, была одной из мощнейших: по результативности работы, разработке системных подходов к решению проблем, количеству блестящих учёных она стоит в одном ряду с французской и русской школами.

Но, безусловно, «клеить» какой-то «национальный ярлык» к достижениям микробиологии того времени не стоит. Учёные разных национальностей учились друг у друга (так знаменитый японский микробиолог Китадзато был учеником Коха, многие русские учёные с полным основанием могут считаться учениками и сотрудниками Пастера – С.Н. Виноградский, Н.Ф. Гамалея, В.А. Хавкин и ряд других). Они боролись плечом к плечу против эпидемий и работали рядом в научных учреждениях: Пастеровском институте, институте Коха и др. Нередко параллельно, даже не ведая об этом, микробиологи разных стран разрабатывали одну и ту же проблему или схожие проблемы и практически одновременно приходили к одинаковым результатам. Наработки одних, пусть даже закончившиеся в конечном итоге неудачей, служили в ряде случаев основой для исследований других. И эти другие добивались успеха.

Не будет преувеличением сказать, что тогда среди учёных-микробиологов разных стран господствовал дух сотрудничества, а не соперничества. Идеалом же было служение всему человечеству.

Факты научной истории прекрасно иллюстрируют вышесказанное.

Неудача Коха в разработке противотуберкулёзной вакцины (туберкулина), тем не менее, дала достаточный материал для работы двум ученикам Пастера – Альберу Кальметту и Шарлю Герену. Их усилия увенчались успехом. Результатом работы этих исследователей человечество пользуется до сих пор – знаменитая противотуберкулёзная вакцина БЦЖ (БЦЖ – русская транскрипция названия препарата, образованного от заглавных букв фамилий его создателей, т.е. «Бацилла Кальметта и Герена»; пожалуй, по-русски правильнее бы было транскрибировать как БКГ).

В конце 80-х – начале 90-х годов XIX столетия началось исследование микробных токсинов. В 1988 – 1890 годах ученики Пастера Э. Ру и А. Йерсон получили дифтерийный токсин. В 1890 году ученик Коха Э. Беринг открыл лечебные свойства антитоксических сывороток. Заметим, до Беринга серотерапия известна не была, микробиологи применяли только вакцинацию (преимущественно вакцинопрофилактику, но также и вакцинотерапию (как в случае с бешенством)). Антитоксичное свойство сыворотки животных Беринг открыл, вводя собакам и морским свинкам неоднократно малые дозы дифтерийного или столбнячного токсина. Последний был получен в чистом виде другим учеником Коха японцем Китадзато. Уже в 1892 году эти учёные изготовили и начали применять на практике противодифтерийную сыворотку. Однако в ряде случаев сыворотка Беринга – Китадзато оказалась неэффективной. Тогда за дело вновь взялся Эмиль Ру и усовершенствовал технологию получения антидифтерийной сыворотки: он стал получать её из крови лошадей. Сыворотка Ру показала на практике блестящие результаты, о чём учёный сообщил на медицинском конгрессе в Будапеште в 1894 году. Этот год и считается началом эпохи серотерапии. Теперь речь шла уже не только о предупреждении болезней посредством вакцин, но и о лечении и спасении уже заболевших людей.

Примерно с начала 90-х годов XIX века ряд учёных занимались проблемой получения вакцины против брюшного тифа. Среди этих учёных были французы Видаль, Грубер, Шантомесс, англичанин Райт, немцы Пфейфер и Колле, русский микробиолог Хавкин. Естественно, что такая работа основывалась, прежде всего, на тщательнейшем изучении возбудителя брюшного тифа – бактерии-палочки. Её открыл и описал ещё в 1880 году микробиолог Эберт. Однако и после этого брюшной тиф считался только кишечным заболеванием. Но к началу 90-х годов исследователям удалось установить, что палочки брюшного тифа циркулируют в крови заболевших им людей. Данное обстоятельство и навело работавшего тогда в Пастеровском институте Владимира Хавкина на мысль о создании брюшнотифозной вакцины. Оказавшись в Англии, он поделился своей идеей и наработками с английским военным врачом и микробиологом Райтом. Тот продолжил работу Хавкина.

Занимавшиеся этой же проблемой Видаль и Грубер установили, что кровь тифозного больного агглютинирует, т.е. склеивает, микробы тифа. Это, во-первых, дало возможность улучшить диагностику брюшного тифа, а во-вторых, означало, что учёные открыли один из видов антител, вырабатываемых человеческим организмом в ответ на внедрение в него антигена, – антитела-агглютинины.

Райт, изучавший параллельно с брюшным тифом мальтийскую лихорадку, вскоре обнаружил явление агглютинации и при этой болезни.

Видалю и Шантомессу первыми удалось получить брюшнотифозную вакцину. Однако они испытали её только на животных и дальше не продвинулись. Райт же в 1898 году смог провести клинические испытания своей вакцины и начал применять её в медицинской практике. Примерно в это же время Пфейфер и Колле достигли такого же результата в Германии.

В 1892 году русский ботаник Д.И. Ивановский открыл существование вирусов. А в 1895 году голландский учёный Бейеринк, не будучи знаком с открытием Ивановского, самостоятельно установил существование вирусов.

Примерно в 1903 году русский микробиолог и эпидемиолог Д.К. Заболотный открыл возбудитель сифилиса – бледную спирохету. Но, желая перепроверить свои результаты, не стал публиковать сообщение об этом. В итоге, пальма первенства осталась за немецкими исследователями Шаудином и Гофманом, которые в 1905 году заявили об открытии возбудителя сифилиса.

Ещё в 1898 году русский микробиолог Н.Ф. Гамалея открыл явление бактериофагии, показав, что густая взвесь сибиреязвенных палочек в дистиллированной воде может просветляться и приобретать способность растворять бактерии. Выяснить причину этого явления у Н.Ф. Гамалеи не было тогда возможности – увидеть вирус-бактериофаг в оптический микроскоп он не мог. Поэтому Николай Фёдорович предположил существование неких веществ, которые он назвал «бактериолизины», т.е. «растворители бактерий».

Только семнадцать лет спустя, в 1915 году, английский бактериолог Творт столкнулся с подобным явлением: наблюдая за поколениями бактерий, он обнаружил, что некоторые из них как бы окружаются туманом и исчезают. К тому времени о вирусах было известно уже гораздо больше, чем в 1898 году, и Творт предположил, что гибель бактериальных колоний вызывается вирусами, которые паразитируют на бактериях. На этом Творт остановился, т.е. ушёл, в принципе, не дальше Гамалеи.

Наконец, в 1917 году канадский бактериолог д’Эрель, повторив открытия Гамалеи и Творта, подверг явление бактериофагии систематическому изучению. Он принял предположение Творта о вирусной природе этого явления (и оказался совершенно прав). Собственно, и само название бактериального вируса – «бактериофаг» (пожирающий бактерии») принадлежит д’Эрелю.

В 1894 году ученик Пастера Александр Йерсон открыл возбудителя чумы – бактерии-палочки. Почти одновременно самостоятельно в Японии чумную палочку обнаружил ученик Коха Китадзато. Однако было спорным, обе ли известные формы чумы – бубонная и лёгочная – вызываются этим возбудителем. И Йерсон, и Китадзато «выловили» чумную бактерию из материалов бубонной чумы. Также оставался неясным ещё ряд вопросов: пути передачи чумы от человека к человеку (на расстоянии, через воздух, или при непосредственном соприкосновении), причины возникновения чумных эпидемий. Эти вопросы были решены в период с 1897 по 1912 гг. русскими учёными В.К. Высоковичем, Д.К. Заболотным и И.А. Деминским. Последний, заразившись в ходе исследования лёгочной чумой, скончался.

Открытие возбудителя чумы позволило Йерсону разработать противочумную сыворотку, которая оказалась весьма эффективной при бубонной чуме (снижала смертность при этой болезни с 85 до 30%, т.е. почти втрое). К сожаленью, сыворотка была совершенно недейственной при лёгочной чуме.

Русский микробиолог В. Хавкин создал в то же время противочумную вакцину, которую он получал из старых чумных бактерий, убитых нагреванием. Эту вакцину отважный учёный испытал на себе. Вакцина Хавкина показала высокую эффективность.

С конца XIX столетия микробиологи начали активное изучение защитных сил организма, что означало, по сути, зарождение новой науки – иммунологии.

У её истоков стояли два микробиолога – Илья Мечников и Пауль Эрлих.

О научных противоречиях между этими двумя учёными мы уже упоминали в предыдущей главе. Несколько ниже ещё поговорим о И.И. Мечникове. Сейчас же уделим внимание Паулю Эрлиху.

П. Эрлих (1854 – 1915) – ярчайший представитель немецкой микробиологической школы.

Он учился в университетах Бреславля (Бреслау, ныне – польский Вроцлав) и Страсбурга. После их окончания долгое время работал в Берлине, в институте Коха. Поэтому Эрлиха с полным основанием можно называть учеником Коха. Работая под руководством последнего, Эрлих создал первую в мире серологическую контрольную станцию. Затем основал и возглавил институт экспериментальной терапии во Франкфурте-на-Майне, который сейчас носит его имя.

Эрлихом было открыто новое перспективное направление в медицине – химиотерапия. Работая с конца XIX века над поиском химических веществ, которые могли бы уничтожать патогенных микробов в организме, не нанося вред или причиняя минимальный вред последнему, Эрлих получил препарат атоксил (этоксил) на основе мышьяка. Случилось это в 1906 году. Препарат оказывал эффективное воздействие на трипаносому (возбудителя сонной болезни) и бледную спирохету (возбудителя сифилиса), однако был сильно токсичен и для человеческого организма. Годы работы над усовершенствованием атоксила (в ходе которой появились промежуточные препараты – «препарат 418» и «препарат 606») завершились успехом в 1909 году. Химиотерапевтическое средство против сифилиса и сонной болезни Эрлих назвал сальварсаном (что означает «спасающий мышьяком»). Спустя некоторое время сальварсан был учёным усовершенствован, и появился новый препарат «неосальварсан».

Ученики и последователи Эрлиха, немецкие микробиологи Котэ, Дрессель и Хейман, продолжали дело своего учителя по разработке химиотерапевтических средств. В 1916 году, уже после смерти Эрлиха, ими был получен препарат эффективный против сонной болезни (в большей степени, чем сальварсан и неосальварсан) и чумы крупного рогатого скота (заметим, болезни, имеющей вирусную природу).

Однако открытие химиотерапии – не единственная заслуга Эрлиха. Он также считается одним из основоположников иммунологии (наряду с И.И. Мечниковым). «…В концептуальном плане Эрлих сделал для иммунологии за всю историю существования этой науки более, чем кто-либо ещё», – такое высказывание о деятельности учёного в данной области можно прочесть [47; 3]. Если даже это и преувеличение, то очень незначительное.

Собственно, именно Эрлих открыл антитела – специфические молекулы, которые образуются в сыворотке крови в ответ на внедрение патогена. Исследователь полагал, что антителам принадлежит главная роль в защите человеческого организма от инфекций, и, следовательно, основным видом иммунитета для человека является приобретённый. Его теория получила название теории гуморального иммунитета. За её разработку Эрлих получил в 1908 году Нобелевскую премию.

* * *

В предыдущей части главы, рассказывая о достижениях микробиологии во второй половине XIX – начале XX века, мы, естественно, не могли не упомянуть имён некоторых русских микробиологов, поскольку труды и достижения наших учёных того периода были неотъемлемой составляющей развития мировой микробиологической науки. Однако изложение намеренно было построено нами таким образом, чтобы об отечественной микробиологии дореволюционного периода и её представителях поговорить отдельно и более подробно. Подобный шаг вполне оправдан, учитывая основную тему нашей книги – история советской микробиологии, поскольку дореволюционная русская микробиологическая наука – это та основа, тот фундамент, на котором потом развивалась отечественная советская микробиология.

«В период “золотого века” микробиологии (вторая половина XIX века) в Европе было по меньшей мере два места, куда стремились попасть люди для того, чтобы совершенствовать свои знания в науке микробиологии: Париж (Л. Пастер) и Берлин (Р. Кох)» [29; 419].

С подобным утверждением авторов статьи «Ученики Пастера из России» («Инфекция и иммунитет», 2018 г., Т. 8) трудно спорить. Действительно, Пастеровский институт в Париже и институт Коха в Берлине были мировыми научными центрами, в которых проходили стажировку и работали микробиологи из многих стран мира, а французская и немецкая школы микробиологии были сильнейшими, давшими плеяды замечательных исследователей.

Стажировались и работали в Пастеровском институте и институте Коха и русские учёные.

В то же время русская микробиологическая школа также занимала ведущие позиции. Её представители стояли у истоков развития этой науки и обогатили её своими открытиями.

Не лишним будет сказать, что научное заведение, подобное Пастеровскому институту, возникло в России всего двумя годами позже, чем во Франции: в 1890 году в Санкт-Петербурге был открыт медико-биологический исследовательский центр – Императорский Институт экспериментальной медицины (ИИЭМ или просто ИЭМ). Основателем и попечителем института выступил принц А.П. Ольденбургский, который пригласил в ИЭМ лучших специалистов того времени. Профиль ИЭМ был шире, чем у Пастеровского института. Если последний занимался микробиологическими проблемами, то первый, имея задачу проводить «практическое применение способов борьбы с заболеваниями и последствиями оных», включал несколько специальных отделов, из которых непосредственно на микробиологии был сосредоточен только один. Отделы института были следующими: физиологический (во главе стоял И.П. Павлов), химический (М.В. Ненцкий), бактериологический (т.е. именно он и занимался микробиологией) (С.Н. Виноградский), патологической анатомии (Н.В. Усков), сифилидологии (Э.Ф. Шперк) и эпизоотологии (К.Я. Гельман).

В состав института вошла Петербургская пастеровская станция, основанная в 1886 году тем же принцем А.П. Ольденбургским. А в 1897 году на его базе создаётся «Особая комиссия для предупреждения занесения чумной заразы и борьбы с нею в случае её появления в России» (КОМОЧУМ), при которой работала противочумная лаборатория в форте Александра I в Кронштадте (т.н. «Чумной форт»).

Примечательно, что Институт экспериментальной медицины изначально создавался и финансировался российским правительством, что видно как из его официального названия, так и из имени его основателя и попечителя (принц Ольденбургский – член царской фамилии). Напомним, что открытый в 1888 году Пастеровский институт создавался на деньги, собранные по международной подписке (между прочим, российское императорское правительство перечислило на открытие института 100 000 франков; это был, пожалуй, крупнейший взнос; всего было собрано немногим более 2 миллионов франков). Признание и поддержку французского правительства Пастер получил только к концу жизни. Именно тем, что и его лаборатории, и его институту приходилось заниматься, говоря современным языком, самофинансированием, объясняется столь странное для такого крупного учёного пристальное внимание к финансовым вопросам. Несмотря на неприятие всего немецкого после франко-прусской войны 1870 – 1871 гг., Пастер публично признавал, что уровень государственной поддержки науки и образования во Франции и Германии несопоставимы, и первой в этом вопросе очень далеко до второй.

Но вернёмся в Россию.

Безусловно, нельзя назвать поддержку науки вообще, а медицины и микробиологии в частности, имевшую место в Российской империи в последние три десятилетия её существования, достаточной. Это было далеко не так. Но и утверждать, что царское правительство вообще её не оказывало – грешить против исторической истины.

Во всяком случае, на примере создания Императорского Института экспериментальной медицины можно сделать вывод, что микробиология в России примерно за тридцать лет до Великой Октябрьской Социалистической революции обрела какую-то государственную поддержку. Уже сложившаяся русская микробиологическая школа получила возможности для более благоприятного развития.

Что же касается периода времени с середины 60-х до середины 80-х годов XIX столетия, то тогда микробиологию в России «двигали» энтузиасты. Но, в общем-то, мы видели, что подобный этап своего развития микробиология прошла и в других странах (в том числе и во Франции, и в Германии). Т.е. российская микробиологическая наука и тут была в русле мировой тенденции. Поэтому удивляться тому, что русская микробиологическая школа «имела место быть» задолго до того, как Российское государство её «разглядело», не стоит: примерно то же самое происходило повсеместно.

Основоположником отечественной микробиологии считается Лев Семёнович Ценковский (1822 – 1887).

В 1844 году Л.С. Ценковский окончил курс Санкт-Петербургского университета со степенью кандидата естественных наук и был оставлен при университете. Его специализацией была ботаника. Через два года, в 1846 г., после защиты диссертации «Несколько фактов из истории развития хвойных растений» получил степень магистра. Заинтересовавшись работами Пастера, Ценковский начал исследования в области микробиологии. Результатом его многолетних трудов стала книга «Микроорганизмы» (1882 г.). В ней учёный провёл систематизацию микроорганизмов, указал на место бактерий в системе живых существ и на их близость к сине-зелёным водорослям. Книга Ценковского стала первой обобщающе-теоретической работой по микробиологии не только в России, но и в мире. Поэтому совершенно обоснованно в своё время её называли выдающимся трудом.

Но был у Льва Семёновича и практический результат его микробиологических исследований – собственная сибиреязвенная вакцина.

Возбудителя этой болезни Л.С. Ценковский со своими учениками изучал долгое время. Пытался он изготовить и сибиреязвенную вакцину. Учитывая важность данной работы для животноводства страны, «Вольное экономическое общество» командировало Л.С. Ценковского в Париж для ознакомления с техникой приготовления сибиреязвенной вакцины Пастера. Эта вакцина была создана Пастером в 1881 году и уже успешно применялась.

Однако Пастер отказался ознакомить Ценковского с технологией изготовления своей вакцины. Французский учёный аргументировал это тем, что право на производство вакцин продано им недавно созданному акционерному «Обществу пастеровских вакцин». Максимум, что было дозволено Ценковскому, – присутствовать при вакцинации овец.

И тем не менее, вернувшись в Петербург, Ценковский продолжил свою работу по изготовлению собственной сибиреязвенной вакцины, не получая при этом абсолютно никакой государственной поддержки (царское правительство отнеслось к проблеме вакцинации против сибирской язвы безучастно, не соизволив даже заслушать отчёт учёного о командировке в Париж).

И усилия исследователя принесли результаты: в 1883 году ему, наконец, удалось создать собственную вакцину против сибирской язвы. Она ничем не уступала пастеровской и применялась в нашей стране (царской России, РСФСР и СССР) вплоть до 1942 года, когда её заменили новым препаратом, разработанным советскими микробиологами.

Из отечественных микробиологов всемирную известность приобрёл И.И. Мечников (1845 – 1916). Он является одним из основателей микробиологии (наряду с Пастером и Кохом) и иммунологии (наряду с Эрлихом). Французский врач и исследователь Шарль Николь назвал его «поэтом микробиологии». Ученик и сотрудник Пастера, известный микробиолог Эмиль Ру во время празднования 70-летия И.И. Мечникова, обращаясь к последнему, сказал следующее:

«В Париже, как и Петрограде, и в Одессе, Вы стали главой школы и зажгли в этом институте научный очаг, далеко разливающий свой свет. Ваша лаборатория – самая жизненная в нашем доме, и желающие работать толпой стекаются в неё. Здесь исследователь ищет мысль, которая вывела бы его из затруднения… Ваш огонь делает горячим равнодушного и скептику внушает веру. Вы – несравненный товарищ в работе; я могу это сказать, ибо не раз мне выпадало счастье участвовать в Ваших изысканиях. В сущности, всё делали Вы. Институт Пастера многим обязан Вам. Вы принесли ему престиж Вашего имени, и работами своими и Ваших учеников Вы в широкой мере способствовали его славе. В нём Вы показали пример бескорыстия, отказываясь от всякого жалованья в годы, когда с трудом сводились концы с концами… Оставаясь русским по национальности, Вы заключили с Институтом франко-русский союз задолго до того, как мысль о нём возникла у дипломатов» [29; 419].

В 1864 году И.И. Мечников окончил естественное отделение физико-математического факультета Харьковского университета. Причём отучился он всего два года, сдав экзамены экстерном за весь университетский курс.

Специализацией 19-летнего И.И. Мечникова была зоология. По ней он и проходил трёхлетнюю стажировку в университетах Германии.

Вернувшись из-за границы, Илья Ильич занимает должность доцента кафедры зоологии Новороссийского университета (в Одессе), в этом же году получает степень магистра (без защиты, по сумме научных работ). В Новороссийском университете учёный проработал (с небольшим перерывом в 1870 году, когда он преподавал в Петербургской Военно-медицинской академии) до 1886 года, получив в 1870 году должность профессора (в 25 лет).

Ещё в период своей стажировки в Германии И.И. Мечников обнаружил у ресничного червя (планарии) внутриклеточное пищеварение. Это открытие, имевшее, казалось бы, значение только для зоологии беспозвоночных, послужило основой для разработки учёным в последующем теории фагоцитоза.

В 1870 году И.И. Мечников начал изучать происхождение жизни многоклеточных растений и в этом же году разработал и внедрил первый российский биологический метод защиты сельскохозяйственных растений от вредителя – патогенного грибка.

Надо полагать, что обращение к подобной тематике случайным не было, и уже с начала 70-х годов исследователь начинает интересоваться вопросами микробиологии. Во всяком случае, его фагоцитарная теория не могла появиться в одночасье. И именно в русле проверки каких-то её начальных положений надо рассматривать смелый эксперимент, который И.И. Мечников поставил над самим собой в 1881 году, заразив себя возвратным тифом. Перенеся тяжелейшую болезнь, находясь на краю смерти, Илья Ильич всё-таки поправился. Его организм смог справиться с инфекцией. Учёный повторил научный подвиг русских врачей и исследователей Г.Н. Минха и О.О. Мочутковского, которые за несколько лет до него заразили себя возвратным и сыпным тифом соответственно с целью подтверждения обнаружения ими возбудителей этих болезней в крови больных (см. выше). И.И. Мечников же, очевидно, проделывал над собой этот смертельный эксперимент с другой целью: он проверял свои предположения, касающиеся защитных сил организма.

Именно после исцеления от возвратного тифа интерес И.И. Мечникова к медицине и микробиологии становится всё более и более явным. Его исследования течения патологического процесса, сущности воспаления уже в 1883 году позволили ему официально огласить основы своей фагоцитарной теории. В этом году он выступил на съезде естествоиспытателей в Одессе с докладом «О целебных силах организма», а также опубликовал статью «Исследования о мезодермальных фагоцитах некоторых позвоночных животных» в журнале «Русская медицина». В докладе и статье учёный утверждал, что «болезнь должна рассматриваться как борьба между патогенными агентами – поступившими извне микробами – и фагоцитами самого организма. Излечение будет обозначать победу фагоцитов, а воспалительная реакция – признак их действия, достаточного для предотвращения атаки микробов» [70; 5]. Лейкоциты (макрофаги и микрофаги), по мнению Мечникова, способны поглощать чужеродные агенты, выполняя санитарную функцию, не только в отношении микроорганизмов, но и других веществ, попадающих извне, а также отмерших клеток самого организма. Более того, даже погибшие фагоциты сохраняют способность бороться с микробами, ибо при их разрушении, как установил Мечников опытным путём, выделяются вещества, названные им цитазами.

Все эти утверждения исследователя переворачивали существовавшие тогда представления об инфекционном процессе.

Во-первых, этот процесс стал рассматриваться как взаимодействие макро- и микроорганизма в определённых условиях внешней среды. Мечников именно макроорганизму отводил ведущую роль в инфекционном процессе. До него в микробиологии существовал односторонний этиологический подход, согласно которому микробу придавалось основное значение в развитии инфекции.

Во-вторых, воспаление, по мнению Мечникова, надо рассматривать как полезное явление, свидетельствующее о борьбе фагоцитов с внедрившимися в организм патогенами. До Мечникова воспаление воспринимали исключительно как вредное явление.

В-третьих, Мечников, по сути, заявил о существовании ещё одного уровня иммунитета – клеточного. И именно ему он отвёл решающее значение в защите организма от инфекции. В предыдущей главе мы уже рассказывали, что подобное мнение русского учёного столкнулось с уже утвердившейся тогда в микробиологии теорией гуморального иммунитета Эрлиха, согласно которой иммунитет человеку обеспечивают вырабатывающиеся при внедрении патогена (антигена) в его организм антитела. Противоречие между Мечниковым и Эрлихом также явилось спором о том, какой же из видов иммунитета имеет решающую роль – врождённый (на этой позиции стоял Мечников) или приобретённый (на этой точке зрения стоял Эрлих). При этом Мечников не отрицал ни антител, ни гуморального уровня иммунитета. Он только отводил им подчинённую роль.

Первоначально положения И.И. Мечникова были встречены большинством учёных-микробиологов в штыки. Даже его ученик Н.Ф. Гамалея не согласился с ним. Но у Ильи Ильича нашлись и сторонники. И ещё какие! На его сторону встали Пастер и Листер, а вскоре к ним присоединился и Кох, пересмотрев свои взгляды на инфекционный процесс.

Триумфом теории фагоцитоза стал гигиенический конгресс в Будапеште в 1894 году, где оппоненты русского учёного признали фагоцитоз как важнейший фактор иммунитета наряду с антителами. Мы помним, что в 1908 году И.И. Мечникову вместе с П. Эрлихом была вручена Нобелевская премия «За открытие в области иммунологии».

В-четвёртых, Мечников в корне пересмотрел существовавшие до него воззрения на лейкоциты – белые кровяные тельца. Ранее они считались пассивными клетками, лишь способствующими развитию патологического процесса. Мечников не только доказал их активную роль, но и показал, что эта роль для макроорганизма в борьбе с инфекцией полезна.

Нельзя не отметить, что опыты исследователя, в ходе которых он установил существование вещества названного им цитазой, губительно действующего на патогенные микробы и после гибели фагоцитов, были подтверждены почти сто лет спустя, в 1976 году, немецким биохимиком Кристианом де Дювом, открывшим клеточные лизосомы и получившим Нобелевскую премию за это открытие. Сам де Дюв в своей речи назвал И.И. Мечникова учёным, без трудов которого его открытие было бы невозможно.

Наиболее полно фагоцитарная теория была изложена И.И. Мечниковым в работе «Невосприимчивость в инфекционных болезнях». Но и после этой работы он продолжал исследования в данной области. Результатом явилась разработка им учения о микробном антагонизме, послужившего теоретической основой для разработки в будущем антибиотических препаратов. Кроме того, И.И. Мечников установил способность организма человека вырабатывать антитела к чужеродным белкам немикробного происхождения, предложив назвать эти антитела цитокинами (т.е. ядами для клетки). Это открытие в дальнейшем способствовало развитию изучения аллергий.

Не чурался И.И. Мечников и прикладной микробиологической работы. Уйдя в 1886 году из Новороссийского университета из-за конфликта с его реакционным руководством и в знак протеста против реакционной политики царского правительства в области образования, он вместе со своим учеником Н.Ф. Гамалеей основал первую не только в России, но и мире бактериологическую станцию. Пользуясь поддержкой Одесского городского управления, И.И. Мечников добился оснащения станции новейшей по тому времени аппаратурой, значительная часть которой была выписана из-за границы (Франции и Германии). На станции проводились экспериментальные исследования с возбудителями сибирской язвы, бешенства, возвратного тифа, рожистого воспаления, осуществлялось производство различных вакцин.

Покинув в 1887 году Россию (по ряду причин), Мечников с 1888 года начинает работать в Пастеровском институте. За годы работы в нём учёным проведены блестящие исследования по экспериментальному сифилису, туберкулёзу, холере.

Илья Ильич стал заместителем директора Пастеровского института и проработал в нём до конца своей жизни. Выше приводились слова Эмиля Ру, директора этого всемирно известного научного центра, о большом вкладе Мечникова в науку вообще и в развитие Пастеровского института в частности. Как мы помним, говорил Э. Ру и о микробиологических школах, которые И.И. Мечников создал и в России, и во Франции. Действительно, учениками Ильи Ильича были такие известные микробиологи как Н.Ф. Гамалея, Д.К. Заболотный, Л.А. Тарасевич, В. Хавкин, Я.Ю. Бардах, А.М. Безредка, Борде, Бюрне и многие другие.

Всему миру известно имя русского ботаника Д.И. Ивановского (1864 – 1920), впервые открывшего фильтрующиеся вирусы и ставшего, тем самым, основоположником современной вирусологии. Изучая мозаичную болезнь табака, на основании многочисленных опытов Ивановский сделал вывод, что открытый им возбудитель представляет собой живой, мельчайший организм, невидимый при самых сильных увеличениях микроскопа; этот возбудитель проходит через мелкопористые фильтры, не пропускающие других микробов, и не растёт на обычных питательных средах. Таким образом, Ивановский открыл новую форму существования живых белковых тел – вирус (от латинского «virus» – яд). В 1892 году на заседании Академии наук в Петербурге он сделал сообщение об открытом им болезнетворном агенте.

Русскому биологу С.Н. Виноградскому (1856 – 1953) принадлежит выдающаяся роль в создании почвенной микробиологии. С именем Виноградского неразрывно связано учение о нитрофикации как почвенном биологическом процессе, вызываемом последовательной деятельностью открытых им нитрофицирующих бактерий. Своими блестящими исследованиями он доказал участие микробов в круговороте веществ в природе.

К моменту создания Императорского Института экспериментальной медицины в 1890 году Сергей Николаевич Виноградский был уже известным и авторитетным учёным-микробиологом. Именно поэтому он был приглашён возглавить бактериологическое отделение этого научно-исследовательского учреждения. С 1902 года Виноградский возглавил институт. В период своей работы в ИИЭМ он занимался изучением опасных инфекций, в частности чумы. Под его началом работал Д.К. Заболотный, ставший впоследствии основоположником отечественной эпидемиологии.

С.Н. Виноградский не принял Великую Октябрьскую Социалистическую революцию, эмигрировал и, в конечном итоге, осел в Париже, где стал работать в Пастеровском институте, создав и возглавив в нём, по предложению его директора Эмиля Ру, отдел агробактериологии. Результатом многолетней работы С.Н. Виноградского в этой области стал его труд «Микробиология почвы, проблемы и методы» (1949 г.), изданный в СССР в 1952 году. Страна Советов признала большие научные заслуги своего соотечественника.

Последняя научная работа С.Н. Виноградского, увидевшая свет в 1952 году, была посвящена систематике бактерий.

Огромную роль в отечественной микробиологической науке сыграли Н.Ф. Гамалея и Д.К. Заболотный. Эти двум учёным будут посвящены отдельные главы нашей книги.

С именем Г.Н. Габричевского (1860 – 1907) связано открытие стрептококка при скарлатине и введение в практику профилактических прививок против этой болезни. Также, совместно с С.Н. Филатовым, он впервые в России разработал и успешно применял сывороточное лечение дифтерии. Г.Н. Габричевский оставил ценные исследования почти во всех разделах микробиологии. Он стал основателем Бактериологического института в Москве (1895 год), которому впоследствии было присвоено его имя, и может по праву считаться первым учёным в дореволюционной России, который занялся обстоятельным изучением и производством вакцин и сывороток.

Ближайшим учеником Мечникова был выдающийся учёный Л.А. Тарасевич (1868 – 1927). Около трёх лет, в 1900 – 1902 гг., Лев Александрович работал в лаборатории И.И. Мечникова в Пастеровском институте. С 1908 года стал профессором Высших женских курсов в Москве. Тарасевичу принадлежат исследования в различных областях медицинской микробиологии. Его исследования о гемолизинах имели большое значение в развитии учения о роли ретикуло-эндотелиальной системы в иммунитете и учения об анафилаксии. Ряд работ Тарасевича посвящён профилактике различных инфекций, в том числе вопросам вакцинации.

Лев Александрович стал одним из активнейших создателей системы советского здравоохранения. В 1918 году им была организована станция по контролю сывороток и вакцин, преобразованная в 1919 году в Институт контроля сывороток и вакцин. Тарасевич стал директором этого института. Впоследствии Государственному контрольному институту медицинских биологических препаратов было присвоено имя Льва Александровича Тарасевича, его создателя и первого директора.

Нельзя не сказать, что деятельность русских микробиологов всегда отличалась большой самоотверженностью, готовностью жертвовать собой для людей и во имя науки. По собственной инициативе, не имея поддержки царского правительства или имея её в крайне недостаточной степени, они боролись с эпидемическими вспышками таких опасных болезней, как чума, холера, тиф, испытывали на себе вакцины и сыворотки для борьбы с ними, заражали себя болезнями с целью точно установить их возбудителей.

Мы уже рассказывали о научном подвиге Г.Н. Минха и О.О. Мочутковского, которые заразили себя возвратным и сыпным тифом соответственно, проверив таким способом свои открытия возбудителей этих болезней. Подобное поведение отважных исследователей было не исключением, а правилом среди русских микробиологов. Так поступали многие.

Замечательный врач и исследователь-энтузиаст Ипполит Александрович Деминский (1864 – 1912) посвятил свою жизнь борьбе с чумой в южных районах России. В конце XIX – начале ХХ века оставались загадкой периодические вспышки чумы в степных районах Астраханской губернии. Находится ли здесь эндемический очаг этой страшной болезни, или она заносится сюда через Каспийское море, из Персии, купцами с их товарами, а также паломниками-мусульманами? Деминский, неоднократно работавший на чумных эпидемиях в Астраханских степях, имевший большой опыт в этом, наблюдавший ход таких эпидемий, пытавшийся выяснить причины их возникновения, пришёл к выводу, что «чёрная смерть» эндемична для данных районов. Он поддержал гипотезу Д.К. Заболотного о том, что разносчиком чумной бактерии являются грызуны. Подтвердил эту гипотезу Деминский ценой своей жизни. В 1912 году, вскрывая пойманного в Астраханской степи суслика, Ипполит Александрович заразился лёгочной чумой. В то время спасения от лёгочной формы чумы не существовало.

В короткой записке, посланной Деминским своему коллеге доктору Клодницкому, перед нами предстаёт настоящий учёный и врач, даже перед смертью думающий не о себе, а о людях и науке:

«Джаныбек (населённый пункт в Астраханской губернии – И.Д.), д-ру Клодницкому.

Я заразился от сусликов лёгочной чумой. Приезжайте, возьмите добытые культуры. Записи все в порядке. Остальное всё расскажет лаборатория. Труп мой вскройте как случай экспериментального заражения человека от сусликов. Прощайте. Деминский» [18; 207].

Русский врач и учёный-микробиолог В. Хавкин (1860 – 1930) внёс большой вклад в изучение холеры и чумы и борьбу с этими страшными заболеваниями. Проживая с 1893 года в Индии, он провёл, рискуя жизнью, вакцинацию среди её населения созданной им противохолерной вакциной. В ходе чумной эпидемии в Бомбее в 1897 году создал противочумную вакцину, которую сначала испытал на себе. Её применение позволило спасти тысячи человеческих жизней.