Кто на самом деле изобрел пенициллин
и почему это важно сегодня
Когда бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам и медицина ищет новые подходы к лечению инфекций, важно понимать, что история пенициллина началась не с Александра Флеминга в 1929 году, а с российских врачей в 1872 году, а советский микробиолог Зинаида Ермольева создала отечественный препарат в условиях войны всего за три года.
Фото: Getty Images
Фото: Getty Images
Кандидат биологических наук, доцент кафедры фармацевтической технологии и биотехнологии СибГМУ Светлана Камалова проследила реальную историю создания главного антибиотика XX века в рамках Всероссийского фестиваля «#Вместе с российской наукой». Фестиваль реализуется Псковским госуниверситетом при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.
Терапевт Вячеслав Манасеин и дерматолог Алексей Полотебнов опубликовали первые исследования антибактериальных свойств плесени в 1872 году — за 57 лет до знаменитой статьи Флеминга.
Российские врачи создали мазь на основе плесени и вазелина для лечения гнойничковых заболеваний и описали результаты в трактате «О патологическом значении плесени». Работа осталась незамеченной мировой наукой из-за языковых барьеров и медленного обмена информацией в XIX веке.
Флеминг переоткрыл антибактериальные свойства плесени в 1929 году, работая с Penicillium notatum. Существует легенда о случайном загрязнении культуры, но микробиолог не владел химическими методами выделения действующего вещества. Его открытие пролежало без практического применения десять лет.
Патофизиолог Говард Флори и биохимик Эрнст Чейн из Оксфорда применили новую технологию лиофильной сушки и в 1940 году получили стабильный препарат. Эксперименты на мышах показали эффективность без тяжелых побочных эффектов, характерных для сальварсана — единственного химиотерапевтического средства того времени.
Война заставила британцев перенести исследования в США. Флори убедил небольшую компанию Pfizer, производившую лимонную кислоту, попробовать культивировать плесень в промышленных масштабах. Ключевым стало обнаружение высокопродуктивного штамма в заплесневевшей дыне сотрудницей, которую коллеги прозвали «заплесневевшая Мэри».
Американские инженеры создали метод глубинного культивирования — поместили плесень в чаны с кукурузным сиропом и обеспечили аэрацию кислородом. К 1941 году производство покрывало нужды армии США, но стоимость препарата делала его недоступным для других стран.
В СССР задачу создания отечественного антибиотика поставили перед Зинаидой Ермольевой, микробиологом, которая уже прославилась борьбой с холерой.
В 1922 году молодая исследовательница тайно выпила культуру холероподобных вибрионов, чтобы доказать их способность вызывать заболевание. Эксперимент едва не закончился трагически, но подтвердил научную гипотезу.
В 1942 году команда Ермольевой предотвратила эпидемию холеры в осажденном Сталинграде, организовав производство бактериофага в подвалах полуразрушенного города. Ежедневно препарат получали 50 тыс. человек. Опыт массового производства биопрепаратов в экстремальных условиях пригодился для работы с пенициллином.
Поиск продуктивного штамма велся по всей стране. Из 90 образцов плесени, собранных с дорог, деревьев и камней, самым эффективным оказался 92-й — Penicillium crustosum со стен московского бомбоубежища. Советский препарат получил название крустозин.
Девять человек под руководством Ермольевой создали рабочий антибиотик за три года — с 1942 по конец 1944 года. Для сравнения, британско-американской команде потребовалось пять лет активной работы силами 500 специалистов. Производство организовали на заводе эндокринных препаратов, затем на мясокомбинате имени Микояна. Плесень выращивали в обычных бутылках — о биореакторах военного времени речи не было.
Мощности достигли 500 млн единиц в год, что не покрывало всех потребностей медицины, но существенно снижало смертность от сепсиса. Крустозин превосходил зарубежные аналоги по эффективности, но вызывал аллергические реакции из-за недостаточной очистки. В условиях войны выбор между аллергией и смертью от заражения крови был очевиден.
В 1944 году Говард Флори приехал в Москву для сравнительных испытаний в Юсуповской больнице. Британский ученый назвал Ермольеву «мадам Пенициллин» и отмечал скорость работы советских коллег: результат, на который его большой команде потребовалось пять лет, девять москвичей достигли за год.
Параллельно Ермольева исследовала лизоцим — фермент, который Флеминг открыл в 1922 году после случайного чихания на культуру бактерий. Советская исследовательница установила химическую структуру вещества, обнаружила его в хрене, редьке, других растениях, что объяснило эффективность народных средств.
В 1970 году она опубликовала методы получения чистого лизоцима.
Препараты на основе лизоцима используются до сих пор для лечения заболеваний полости рта и горла. В пищевой промышленности фермент стал одним из первых консервантов для красной икры. Термостабильность позволяет проводить стерилизацию без потери активности.
После войны Ермольева создала интерферон — противовирусный препарат, актуальный в эпоху COVID-19. Под ее руководством защитили 34 докторские и 150 кандидатских диссертаций. В 1956 году она основала журнал «Антибиотики», который издается как «Антибиотики и химиотерапия».
История пенициллина опровергает миф о единственном изобретателе. Антибиотик стал результатом работы российских врачей XIX века, британских ученых, американских инженеров, советских микробиологов. Каждый этап добавлял новые знания и технологии.
Современная медицина столкнулась с антибиотикорезистентностью, которую предвидела Ермольева. Бактерии быстро адаптируются к препаратам, требуя постоянного поиска решений. Понимание коллективной природы научных открытий помогает организовать международное сотрудничество в борьбе с новыми угрозами, как это произошло при создании вакцин против коронавируса.
Опыт советских ученых, создавших эффективный антибиотик за три года в условиях войны, показывает возможности мобилизации научных ресурсов. Этот пример актуален для современных вызовов, когда медицина ищет быстрые ответы на новые инфекционные угрозы.