Тело. Руководство пользователя - читать онлайн

Глава 3 Ваше микробиологическое «Я»

Сделайте глубокий вдох. Вы, возможно, полагаете, что ваши легкие наполняются сочным живительным кислородом. Вообще-то нет. Воздух, которым вы дышите, на восемьдесят процентов состоит из азота. Это самый распространенный элемент в атмосфере, и он имеет ключевое значение для нашего существования, но не взаимодействует с другими элементами. Когда вы делаете вдох, азот из воздуха поступает к вам в легкие и снова выходит обратно, будто рассеянный покупатель, который забрел не в тот магазин. Чтобы извлечь из азота пользу, его нужно преобразовать в более общительные соединения, например аммиак, и это делают за нас бактерии[75]. Без их помощи мы бы вымерли. Более того, мы даже зародиться бы не сумели. Пришло время сказать спасибо нашим микробам.

Ваше тело является домом для триллионов и триллионов крошечных живых существ, и они приносят вам удивительно много. Им вы обязаны примерно десятой частью усваиваемых калорий, потому что они расщепляют пищу, которая иначе была бы для вас бесполезной, и в процессе извлекают из нее полезные питательные вещества, такие как витамины В2 и В12 или фолиевая кислота. По утверждению Кристофера Гарднера, директора исследований в области питания при Стэнфордском университете, люди вырабатывают двадцать пищеварительных ферментов, что в мире животных является довольно внушительным числом, но бактерии производят десять тысяч – в пятьсот раз больше[76]. «Без них наша жизнь была бы куда менее богата полезными веществами», – объясняет он.

По отдельности они бесконечно малы, а их существование мимолетно – среднестатистическая бактерия весит где-то в триллион раз меньше долларовой бумажки и живет не дольше двадцати минут, – но вместе они становятся грозной силой[77]. Гены, с которыми вы родились, останутся с вами на всю жизнь. Вам не купить других, не сменять их на более полезные. Но бактерии умеют обмениваться генами так, словно это коллекционные карточки с покемонами, а еще – подбирать ДНК мертвых соседей[78]. Такая «горизонтальная передача генов», как ее называют, существенно помогает бактериям быстрее адаптироваться к вызовам, которые им бросают природа и наука. Кроме того, ДНК бактерий не так скрупулезно корректируется, поэтому они чаще мутируют, что наделяет их еще большей генетической гибкостью.

В самых смелых мечтах мы не можем потягаться с ними способностью к переменам. Кишечная палочка воспроизводится семьдесят два раза в день, а это значит, что число новых поколений, которое нам удалось породить за всю историю человечества, она может настрогать за три дня. Теоретически одна бактерия-родитель способна меньше чем за двое суток произвести потомство, масса которого превысит массу нашей планеты. А за трое – массу наблюдаемой Вселенной[79]. Понятное дело, этого никогда не произойдет, но их рядом с нами уже и так невообразимое количество. Если собрать всех микробов Земли в одну кучу, а остальную животную жизнь – в другую, куча микробов будет в двадцать пять раз больше[80].

Не стоит питать иллюзий. Эта планета принадлежит микробам. Мы живем на ней только из милости. Они в нас совсем не нуждаются. Мы без них вымерли бы за один день.

Мы на удивление мало знаем о микробах внутри и вокруг нас, потому что в подавляющем большинстве случаев они не желают жить в лабораторных условиях, отчего их изучение становится делом донельзя проблематичным. Наверняка можно утверждать, что вас, читателя этой книги, зовет домом около сорока тысяч видов микробов: девятьсот из них живут в ноздрях, еще восемьсот – на внутренней поверхности щек, тысяча триста – по соседству, на деснах, а целых тридцать шесть тысяч – в желудочно-кишечном тракте, хотя эти цифры приходится постоянно подправлять в соответствии с последними научными открытиями[81].

В начале 2019 года ученые из Института Сенгера в Кембриджшире, обследовав всего двадцать человек, обнаружили сто пять новых видов кишечных микробов, о существовании которых до того никто не подозревал. Точные цифры варьируются у разных людей и даже у одного и того же человека в разные моменты времени, в зависимости от того, юный он или пожилой, где и с кем спал, принимал ли антибиотики, полного он сложения или худощавого. (У худощавых людей кишечных микробов больше, чем у полных; быть может, их худоба хотя бы частично объясняется голодными микробами.) Речь, конечно же, лишь о количестве видов. Что касается отдельных микробов, то их количество и вообразить невозможно, не то что подсчитать: оно исчисляется триллионами. В общей сложности ваша личная порция микробов весит около трех фунтов – примерно столько же, сколько мозг[82]. Некоторые ученые уже начали называть микробиоту одним из органов.

Многие годы широко бытовало мнение, что бактериальных клеток внутри нас в десять раз больше, чем человеческих. Оказывается, эта солидно звучащая цифра взята из написанной в 1972 году статьи и является не более чем догадкой. В 2016 году исследователи из Израиля и Канады провели более тщательную оценку и пришли к выводу[83], что в каждом из нас содержится около тридцати триллионов человеческих клеток и от тридцати до пятидесяти триллионов клеток бактерий (это число зависит от множества факторов, таких как здоровье и рацион питания), так что показатели гораздо более равные. Хотя следует также упомянуть, что восемьдесят пять процентов наших собственных клеток составляют красные кровяные тельца, которые на самом деле даже не настоящие клетки, потому что в них нет стандартных клеточных элементов (например, ядра и митохондрии), а просто контейнеры для гемоглобина. И вот еще одно соображение: клетки бактерий – крохотные, а человеческие по сравнению с ними огромны, так что объемами, не говоря уже о сложности выполняемых функций, человеческие клетки, несомненно, впечатляют больше. Однако же, возвращаясь к генетике, у нас внутри около двадцати тысяч наших собственных генов, а генов бактерий, пожалуй, не меньше двадцати миллионов, так что с этой точки зрения мы примерно на девяносто девять процентов состоим из бактерий и лишь на неполный один процент – из себя самих.

Состав микробных сообществ на удивление персонализован[84]. Хотя и во мне, и в вас проживает несколько тысяч видов бактерий, но общими среди них, возможно, окажется лишь крошечная доля. К порядку в доме микробы относятся с величайшей серьезностью. Занимаясь сексом, вы с партнером бессознательно обмениваетесь немалым количеством микробов и другого органического материала. Согласно одному исследованию, единственного страстного поцелуя хватает, чтобы передать изо рта в рот до миллиарда бактерий, а также около 0,7 миллиграмма белков, 0,45 миллиграмма соли, 0,7 микрограмма жиров и 0,2 микрограмма «различных органических соединений» (иными словами, частиц пищи)[85]. Но как только веселье заканчивается, постоянные обитатели всех его участников начинают этакую масштабную уборку, и примерно за день или около того микробный профиль целовавшихся возвращается к более или менее тому же состоянию, в каком он был до того, как они скрестили языки. Время от времени кое-каким патогенным микроорганизмам удается избежать зачистки, и вот тогда-то можно заразиться герпесом или простудой, но такие случаи – исключение.

К счастью, большинство микробов никаких дел с нами не имеет. Некоторые просто живут внутри, вовсе не доставляя неудобств (это явление называется комменсализмом). Вредными считается лишь крошечная доля. Из миллиона известных науке микробов только 1415 вызывают заболевания у людей – если подумать, это очень мало[86]. С другой стороны, 1415 болячек – все-таки нешуточное количество, и вместе эти крошечные неразумные существа ответственны за одну треть всех смертей на планете.

Кроме бактерий, в ваш личный букет микробов входят грибы, вирусы, протисты (амебы, водоросли, простейшие и т. д.) и археи, которые долгое время считались просто особыми бактериями, но на самом деле представляют собой целую отдельную ветвь жизни. Археи очень похожи на бактерии довольно простым строением и отсутствием ядра, но большой плюс их в том, что они не вызывают у людей никаких известных заболеваний. Максимум, чуточку способствуют образованию газов – если точнее, метана.

Стоит помнить, что все эти микробы не имеют почти ничего общего с точки зрения истории и генетики[87]. Единственное, что их объединяет, – это крохотные размеры. Для них вы не человек, а целый мир – огромное и потрясающее изобилие восхитительно богатых экосистем, снабженное удобной функцией мобильности, а также очень полезными привычками чихать, гладить зверюшек и порой мыться не так тщательно, как следовало бы.

Вирус, по бессмертному выражению британца Питера Медавара, лауреата Нобелевской премии, – это «дурная весть в белковой упаковке». На самом деле очень многие из вирусов вовсе не несут никакой беды – по крайней мере людям. Вирус – штука немного странная: не совсем живая, но определенно не мертвая. Вне живых клеток она становится инертной. Не ест, не дышит, вообще ничего не делает. У вирусов нет двигательных механизмов. Они не передвигаются сами; они ездят автостопом. Нам приходится ходить и собирать их – с дверных ручек, с чужих рук или из воздуха, которым мы дышим. Большую часть времени жизни в них не больше, чем в пылинке, но поместите их в живую клетку, и они разовьют бурную деятельность и начнут размножаться столь же лихорадочно, как любое живое существо.

Как и бактерии, вирусы невероятно успешны в эволюционном плане. Вирус герпеса существует сотни миллионов лет и заражает все виды животных – даже устриц[88]. Они к тому же ужасно малы – намного меньше бактерий – и настолько крохотны, что их не разглядеть под обычным микроскопом. Представьте, что мы увеличили вирус до размеров теннисного мячика; человек того же масштаба будет пятьсот миль ростом[89]. А бактерия раздуется, как пляжный надувной мяч.

В современном значении очень маленького микроорганизма термин «вирус» стали употреблять только в 1900 году, когда нидерландский ботаник Мартинус Бейеринк обнаружил, что ростки табака, которые он изучал, чувствительны к таинственному возбудителю инфекции, даже более мелкому, чем бактерии. Сначала он назвал этот неизвестный агент contagium vivum fluidum, но потом переименовал в virus, от латинского слова «токсин»[90]. Хотя он был отцом вирусологии, важность его открытия не оценили своевременно, и потому он так и не получил Нобелевской премии, хотя ее заслуживал.

Раньше считалось, что все вирусы вызывают болезни – отсюда цитата Питера Медавара, – но сегодня мы знаем, что большинство вирусов заражает только бактериальные клетки и никак не влияет на нас. Известно, что из сотен тысяч вирусов, существование которых можно разумно предположить, только 586 видов вызывают инфекции у млекопитающих, и из них лишь 263 поражают человека[91].

О большинстве остальных, непатогенных вирусов нам известно очень мало, ведь обычно изучаются только те, что вызывают заболевания. В 1986 году Лита Проктор, студентка из Университета штата Нью-Йорк в Стони-Брук, решила поискать вирусы в морской воде. Это казалось чудачеством, ведь общепринятое мнение было таково, что в океанах вирусов не бывает, кроме разве что, пожалуй, тех, что ненадолго попадают туда из канализационных труб или подобными путями. Так что для всех явилось некоторым потрясением, когда Проктор обнаружила, что в обыкновенном литре морской воды содержится до ста миллиардов вирусов[92]. А недавно Дана Уиллнер, биолог из Университета штата Калифорния в Сан-Диего, рассмотрела, сколько вирусов живет в легких здорового человека – еще одно место, в котором, как считалось, никаких вирусов не прячется. Уиллнер обнаружила, что обычный человек носит в себе 174 вида вирусов, девяносто процентов из которых еще никогда ранее не встречались науке. Сегодня нам известно, что Земля кишит таким количеством вирусов, какого до недавних пор мы и представить себе не могли. Если верить вирусологу Дороти Кроуфорд, одни только океанские вирусы, выложенные в линию, растянутся на десять миллионов световых лет[93] – расстояние фактически невообразимое.

Еще одна яркая характеристика вирусов – их умение выжидать. Весьма поразительный случай, подтверждающий это, произошел в 2014 году, когда группа французских ученых обнаружила в Сибири ранее неизвестный вирус Pithovirus sibericum. Хоть он провел тридцать тысяч лет в заточении в вечной мерзлоте, но стоило ввести его в амебу, как вирус принялся размножаться с юношеской неутомимостью. К счастью, доказано, что P. sibericum не опасен для людей, но кто знает, какое чудовище еще может таиться совсем рядом, ожидая, когда на него кто-нибудь наткнется? Более привычный пример долготерпения вирусов можно наблюдать у вируса варицелла-зостер. Это вирус, который вызывает ветряную оспу у детей, а после этого может инертно сидеть в нервных клетках лет пятьдесят или даже дольше, и вдруг расцвести кошмарным и унизительным недугом старости под названием опоясывающий лишай. Обычно его описывают как болезненную сыпь на торсе, но на самом деле опоясывающий лишай может появиться почти в любой точке поверхности тела. У одного моего друга сыпь вылезла в левом глазу, и он говорил, что это было самое ужасное ощущение в его жизни. (Кстати, английское название этой болезни – shingles – никак не связано с тем же словом shingles, обозначающим «черепица». Медицинский термин происходит от латинского cingulus, что означает нечто вроде «пояс», а покрытие крыши – от латинского scindula, дранка. Просто так вышло, что в английском языке они пишутся одинаково.)

Самое привычное из неприятных столкновений с вирусами – это простуда. Все знают, что если вам холодно, то вы скорее подхватите простуду (в конце концов, именно поэтому мы называем ее простудой), однако наука пока еще не смогла доказать, почему это так или даже, если уж на то пошло, действительно ли это так. Люди, бесспорно, чаще простужаются зимой, чем летом, но это, быть может, только потому, что зимой мы проводим больше времени в помещении и чаще контактируем со всем тем, что вытекает и вылетает из окружающих[94]. Простуда – это не отдельная болезнь, а скорее семейство симптомов, вызываемых целой толпой вирусов, из которых самыми зловредными являются риновирусы[95]. Их одних существует не меньше сотни видов. Короче говоря, простуда бывает самая разная – вот почему к ней никогда не вырабатывается полного иммунитета.

Долгие годы в Британии, в Уилтшире, работал исследовательский центр, занимавшийся простудой, но в 1989 году он закрылся, так и не отыскав лекарства. Однако эксперименты там проводились любопытные. В ходе одного из них на добровольце закрепили устройство, через которое на ноздри ему с той же скоростью, что и при насморке, текла водянистая жидкость[96]. Потом его пустили поболтать с другими добровольцами, как будто бы у них была вечеринка. Никто не сказал им, что жидкость содержит краску, видимую только в ультрафиолетовых лучах. Через какое-то время, когда все наобщались, включили ультрафиолетовую лампу, и испытуемые с изумлением обнаружили краску повсюду: на руках, голове и торсе каждого участника, а также на стаканах, ручках дверей, диванных подушках, тарелке с орешками – абсолютно на всем. Среднестатистический взрослый касается своего лица шестнадцать раз в час, и каждое из этих прикосновений переносило тестовый «патоген» с носа на тарелку с закусками, а оттуда на ни в чем не повинного другого человека, с него – на дверную ручку, потом на очередную невинную жертву и так далее, пока все и всё вокруг не озарились праздничным сиянием фальшивых соплей. В ходе аналогичного исследования, проведенного Университетом Аризоны, ученые испачкали металлическую дверную ручку офисного здания и обнаружили, что «вирус» распространился по всему строению всего за каких-то четыре часа, «заразив» более половины сотрудников и появившись практически на каждом устройстве общего пользования, вроде копировальных аппаратов и кофемашин[97]. В реальном мире подобные инфекции могут оставаться активными до трех дней[98]. Удивительно, но поцелуи – это наименее действенный (согласно еще одному эксперименту) способ распространения микробов. По результатам исследования добровольцев в Университете Висконсина, которых успешно заразили вирусом простуды, поцелуи оказались почти вовсе неэффективными. Чихание и кашель – столь же бесполезны. Единственный по-настоящему надежный способ передачи возбудителей простуды – физический, через прикосновение.

Осмотр поездов метро в Бостоне показал, что металлические шесты – не слишком уютная среда для микробов. Гораздо лучше им живется в тканевой обивке сидений и на пластиковых поручнях[99]. Судя по всему, самым продуктивным способом передачи микробов можно назвать тандем соплей и бумажных денег. Проведенное в Швейцарии исследование показало, что вирус гриппа может прожить на банкноте две с половиной недели, если только при нем есть микроскопическая капля носовой слизи. Без соплей большинству простудных вирусов не протянуть на бумажных деньгах дольше нескольких часов.

Еще два типа микробов, которые частенько таятся в нас, – это грибы и протисты. Грибы долгое время вызывали у научного сообщества некоторое недоумение и классифицировались как просто-напросто чуточку диковинные растения. В реальности же на клеточном уровне они ничуть не похожи на растения. Они неспособны к фотосинтезу и потому не содержат хлорофилла – отсюда отсутствие зеленой окраски. На самом деле грибы ближе к животным, чем к растениям. Лишь в 1959 году их признали совершенно особой формой жизни и выделили им свое собственное отдельное царство. Грибки, на которых мы сфокусируемся, делятся на две группы – плесневые и дрожжевые. По большому счету они для нас не опасны. Лишь примерно триста из нескольких миллионов видов вообще хоть как-то влияют на нас, и большая часть этих Fungi, как они известны в науке, не вызывают серьезных заболеваний, а доставляют только легкий дискомфорт или раздражение, как, например, грибок стопы. Правда, есть кучка куда более вредных грибков, и кучка эта растет.

Грибок Candida albicans, причина молочницы, до 1950-х годов обнаруживался только во рту и половых органах, но теперь иногда забирается глубже в тело и начинает расти на сердце и других органах, как плесень на фруктах. То же самое с Cryptococcus gattii: многие десятилетия было известно, что он обитает в канадской провинции Британская Колумбия, в основном на деревьях или в почве вокруг них, но он никогда не причинял вреда человеку[100]. А потом в 1999 году вдруг ударился в вирулентность, вызвав серьезные инфекции легких и мозга у россыпи жертв на западе Канады и в Соединенных Штатах. Точные цифры найти невозможно, потому что болезнь зачастую неверно диагностируется и, что удивительно, в Калифорнии, одном из основных очагов возникновения, ее случаи не подлежат обязательной регистрации в органах санэпиднадзора, однако с 1999 года в западной части Северной Америки было подтверждено более трехсот случаев заболевания, причем примерно треть – со смертельным исходом.

Несколько более полная статистика есть по кокцидиоидомикозу, известному широкой публике под названием «долинная лихорадка». Вызывающий ее грибок живет почти исключительно в Калифорнии, Аризоне и Неваде, где заражает от десяти до пятнадцати тысяч человек в год и убивает около двухсот, хотя фактическое число, скорее всего, больше, поскольку симптомы недуга можно спутать с пневмонией. Грибок скрывается в земле, и количество случаев заражения увеличивается при любых колебаниях почвы, например во время землетрясений и пыльных бурь. В целом, по оценкам, грибы каждый год становятся причиной примерно миллиона смертей во всем мире, так что с ними приходится считаться.

И, наконец, протисты. Протисты – это все, что нельзя с уверенностью отнести к растениям, животным или грибам; категория, отведенная для тех форм жизни, которые никуда больше не приткнуть. Изначально, в девятнадцатом веке, все одноклеточные организмы назывались простейшими. Предполагалось, что все они – близкие родственники, но со временем стало очевидно, что бактерии и археи принадлежат к отдельным царствам. Протисты – это широченная категория, в которую входят амебы, инфузории туфельки, диатомовые водоросли, слизевики и многие другие организмы, о большей части которых не слыхал никто, кроме работников биологической сферы. Что касается человеческого здоровья, наиболее заслуживают упоминания протисты под названием «плазмодии» (род Plasmodium). Именно эти злобные крошечные существа, перебираясь в нас из комаров, вызывают малярию. Еще протисты ответственны за токсоплазмоз, лямблиоз и криптоспоридиоз.

Короче, нас окружает поразительное разнообразие микробов, и мы едва-едва начинаем понимать, как они на нас влияют, хорошо это или нет. На редкость убедительным примером можно считать случай, произошедший в 1992 году на севере Англии, в старом фабричном городе Брэдфорд, графство Западный Йоркшир[101]. Микробиолог Тимоти Роуботэм по заданию правительства отправился искать источник вспышки пневмонии. В пробе, которую он взял из местной водонапорной башни, обнаружился микроб, подобного которому ни он, ни кто-либо еще никогда раньше не видели. Роуботэм неохотно объявил его бактерией нового вида – не потому, что тот был особенно похож на бактерию, а просто потому, что ничем другим эта штука быть не могла. За неимением лучшего термина он окрестил его Bradfordcoccus. Сам того не подозревая, Роуботэм только что произвел революцию в мире микробиологии.

Шесть лет он хранил образцы в морозильной камере, а потом, раньше срока уходя на покой, передал коллегам. В конце концов они попали в руки Ричарда Бертлза, британского биохимика, работавшего во Франции. Бертлз понял, что Bradfordcoccus был вовсе не бактерией, а вирусом – вот только он не подходил ни под одно определение вирусов. Начать с того, что он был значительно крупнее – более чем в сто раз, – чем любой уже известный вирус. В основном у вирусов насчитывается около дюжины генов. У этого было за тысячу. Вирусы не считаются живыми существами, но в генетическом коде Bradfordcoccus обнаружились 62 буквы[102], которые встречаются в геноме всех живых существ с самого рассвета времен, что делает его не только живым, но и, возможно, одним из самых древних жителей Земли.

Бертлз назвал новый вирус мимивирусом – от слов «мимикрирующий под микроба». Описанные выводы Бертлзу и его коллегам удалось опубликовать не сразу; они не могли найти ни одного журнала, который бы принял статью, настолько она была поразительной. Водонапорную башню снесли в конце 1990-х годов, и, похоже, она прихватила с собою в небытие единственную известную колонию этого странного и древнего вируса.

Однако с тех пор были обнаружены другие колонии еще более огромных вирусов. В 2013 году группа французских ученых под предводительством Жан-Мишеля Клавери из Университета Экс-Марсель во Франции (именно там работал Бертлз, когда описывал мимивирус) обнаружила новый гигантский вирус, который они назвали пандоравирусом. Он содержит не менее двух с половиной тысяч генов, девяносто процентов которых больше нигде в природе не встречается. Затем они нашли третью группу – питовирусы, еще более крупные и уж точно не менее странные. Всего на момент написания этой книги известно пять групп гигантских вирусов, которые не только не похожи ни на что иное на Земле, но и сильно отличаются друг от друга. Существует мнение, что такие странные и чужеродные биочастицы являются доказательством существования четвертого домена жизни наряду с бактериями, археями и эукариотами, к последним из которых относятся сложные формы жизни вроде нас. В деле изучения микробов мы и вправду сделали лишь первые робкие шаги.

Почти до самой современности предположение, что нечто столь крохотное, как микроорганизм, может причинить нам серьезный вред, считалось очевидно нелепым. Когда в 1884 году немецкий микробиолог Роберт Кох объявил, что единственным источником холеры была бацилла (бактерия в форме палочки), эта мысль вызвала у его именитого, но скептически настроенного коллеги по имени Макс фон Петтенкофер настолько яростное возмущение, что тот устроил настоящую сцену, демонстративно проглотив флакон с бациллами, чтобы доказать, что Кох ошибается[103]. Эта история была бы намного сочнее, если бы Петтенкофер после этого тяжело заболел и отрекся от своих необдуманных возражений, но так вышло, что он не заболел вовсе. Иногда такое бывает. Теперь считается, что Петтенкофер уже переболел холерой раньше и выработал кое-какой остаточный иммунитет. Менее известная подробность: двое его учеников тоже выпили экстракт холеры, и оба очень серьезно захворали. Так или иначе, этот эпизод еще отсрочил принятие общественностью «микробной теории» инфекционных заболеваний, как ее называли. В каком-то смысле до понимания причин холеры и многих других распространенных болезней никому особенно не было дела, ведь лечить их все равно не умели[104].

До появления пенициллина самым похожим на «чудесное снадобье» лекарством из существующих был сальварсан, разработанный немецким иммунологом Паулем Эрлихом в 1910 году, но сальварсан помогал лишь при нескольких недугах, главным образом при сифилисе, и имел много недостатков[105]. Его делали из мышьяка, так что он был ядовит, к тому же для лечения требовалось вводить пациенту в руку примерно пинту раствора раз в неделю – и так пятьдесят или даже более недель. Если укол делали менее чем мастерски, жидкость могла проникнуть в мышцы и вызвать болезненные и иногда серьезные побочные эффекты, в том числе необходимость ампутации. Врачи, способные безопасно вводить лекарство, обрели знаменитость. По иронии судьбы, среди наиболее уважаемых был Александр Флеминг.

Историю случайного открытия Флемингом пенициллина рассказывали уже множество раз, но едва ли можно найти две абсолютно одинаковые версии. Первый подробный отчет об открытии был опубликован лишь в 1944 году, спустя полтора десятилетия после описываемых событий, когда подробности уже начали стираться, но в самом достоверном виде история звучит так: в 1928 году, пока Александр Флеминг, работавший исследователем в госпитале Святой Марии в Лондоне, был в отпуске, в его лабораторию проникли споры плесени из рода Penicillium и осели на оставленной без присмотра чашке Петри. Благодаря череде удачных совпадений – Флеминг не вычистил чашки Петри перед отбытием, погода тем летом оказалась необычно прохладной (а значит, благоприятной для развития спор), отпуск был долгим, и потому неторопливо растущая плесень успела развернуться в полную силу, – приехав обратно, он обнаружил, что рост бактерий в чашке Петри заметно угнетен.

В описаниях открытия часто упоминается, будто грибок, попавший в ту чашку, редко встречается в природе, отчего вся ситуация становится почти что чудом, но это, судя по всему, просто авторская вольность. На самом деле это была плесень Penicillium notatum (современное название – Penicillium chrysogenum), весьма распространенная в Лондоне, так что едва ли стоит особенно изумляться тому, что горстка спор залетела в лабораторию и приземлилась на агар. Еще нередко повторяют, что Флеминг не сумел никак применить свои выводы и лишь через годы другие ученые наконец превратили его открытие в полезное лекарство. Такая интерпретация фактов как минимум невеликодушна. Во-первых, Флеминга стоит похвалить уже за то, что он отметил эффект плесени, – менее внимательный ученый мог бы просто ее выбросить. Кроме того, он прилежно сообщил о своем открытии и даже описал его перспективы для разработки антибиотиков в уважаемом журнале. Еще он постарался превратить это открытие в настоящее лекарство, но предприятие оказалось технически сложным – как позже обнаружили другие ученые – и у него были более неотложные исследовательские интересы, поэтому он не стал упираться. Часто упускается из виду, что Флеминг в те времена уже стал выдающимся ученым и ему без того было чем заняться. В 1923 году он открыл лизоцим, противомикробный фермент, который содержится в слюне, слизи и слезах и играет роль первой линии защиты организма от вторжения патогенных микроорганизмов, и еще не закончил изучать его свойства. Его поступок едва ли можно объяснить глупостью или безалаберностью, на что иногда намекают рассказчики.

В начале 1930-х годов в Германии ученые создали группу антибактериальных препаратов, известных как сульфонамиды, но те не всегда исправно действовали и часто имели серьезные побочные эффекты. Команда биохимиков из Оксфорда во главе с выходцем из Австралии Говардом Флори начала искать более эффективную альтернативу и в процессе наткнулась на статью Флеминга про пенициллин. Главным исследователем в Оксфорде был эксцентричный немецкий эмигрант по имени Эрнст Чейн, который жутко смахивал на Альберта Эйнштейна (вплоть до кустистых усов), однако темперамент имел гораздо более бурный[106]. Чейн вырос в зажиточной еврейской семье в Берлине, но бежал в Англию после прихода к власти Адольфа Гитлера. У него было немало талантов, и прежде чем посвятить себя науке, он раздумывал над карьерой концертного пианиста. Но, помимо этого, он был сложным человеком с переменчивым характером и несколько параноидальными наклонностями – хотя, пожалуй, справедливо заметить, что если и есть в истории период, когда паранойю у еврея можно было считать оправданной, так это 1930-е годы. Ожидать от него каких-то открытий казалось по меньшей мере странным, ведь он патологически боялся, что его отравят в лаборатории[107]. Но, несмотря на свой страх, Чейн упорно вел исследования и с изумлением обнаружил, что пенициллин не только убивает патогенные микроорганизмы у мышей, но и не имеет явных побочных эффектов. Он нашел идеальное лекарство: препарат, способный уничтожать цель без всякого сопутствующего ущерба. Проблема, как уже отметил Флеминг, заключалась в сложности производства пенициллина в пригодных для клинического применения объемах.

Оксфорд выделил значительные ресурсы и лабораторное пространство для выращивания плесени и кропотливого извлечения из нее крошечных количеств пенициллина под командованием Флори. К началу 1941 года у них накопилось как раз достаточно, чтобы опробовать препарат на полисмене по имени Альберт Александер, чья судьба стала печально совершенным примером того, сколь уязвимы для инфекций были люди до появления антибиотиков[108]. Подрезая розы у себя в саду, Александер оцарапал лицо шипом. В царапину попала инфекция и быстро распространилась. Александер лишился глаза, впал в бред и был на волоске от смерти. Эффект пенициллина оказался чудодейственным. Уже через два дня он мог сидеть на постели и выглядел почти здоровым. Но запасы быстро истощились. В отчаянии ученые отфильтровывали все, что могли, из мочи Александера и вводили препарат повторно, но через четыре дня не осталось вовсе ничего. Бедняге Александеру снова стало хуже, и он умер.