Ученый

Зельман Абрахам Ваксман

К 125-летию выдающегося микробиолога

С древнейших времен до наших дней заболевание туберкулезом (чахоткой) было и остается бичом человечества. По числу инфицированных и заболевших туберкулез превышает все остальные инфекции, вместе взятые. Им страдают в основном молодежь и лица среднего возраста, т.е. трудоспособный контингент.  Смертность достигает весьма значительных цифр.

Возбудителем туберкулеза являются микроорганизмы, открытые в 1882 г. знаменитым немецким микробиологом Робертом Кохом, и названные в его честь «палочками» или «бациллами» Коха, по современной классификации – «микробактериями туберкулеза». В 20-х годах XX века французские ученые Альберт Кальметт и  Жан-Мари Камилл Герен создали вакцину против туберкулеза – «вакцину БЦЖ». Она и по сей день широко применяется во всем мире, и до некоторой степени предохраняет от заболевания. Однако, в силу ряда особенностей туберкулезного иммунитета, и после разработки вакцины болезнь продолжала оставаться актуальной проблемой, т.к. надежно действующих средств для ее лечения не было. Поэтому открытие в 40-х годах прошлого века антибиотика стрептомицина, обеспечивавшего полное выздоровление от туберкулеза, имело колоссальное значение. Автором стрептомицина был американский микробиолог Зельман Абрахам Ваксман.

Он родился 2 июля 1888 г. в России в украинском местечке Прилуки, в зажиточной еврейской семье. Его родители владели галантерейной лавкой и арендовали большой участок земли. Зельман с раннего детства проявил себя способным ребенком и родители постарались дать ему хорошее образование. Они наняли репетиторов, подготовивших его к поступлению в Одесскую гимназию, которую он блестяще закончил в 1910 г. В том же году он эмигрировал в США, в штат Нью-Джерси. Ранее там обосновались его старшие сестры, купившие сельскохозяйственную ферму. Он поселился у них, работал на ферме, а вскоре поступил в сельскохозяйственный колледж в Рутгерсе.

Еще на родине Ваксман интересовался биологией, и в Рутгерсе занялся изучением почв, в частности, почвенной микробиологией. В почве содержится множество различных микроорганизмов, обеспечивающих образование разных типов почв, а также важнейшие процессы кругооборота веществ в природе – например, гниение, т.е. разложение органических веществ. В то время почвенные микробы были еще мало известны науке. Первые работы Ваксмана были посвящены их выделению, классификации и взаимодействию. Он выделил отдельную группу микробов, образующих ветвящиеся клетки, напоминающие грибницу – актиномицеты. В 1915 г по окончанию колледжа ему была присвоена степень магистра естественных наук.

После колледжа Ваксман закончил знаменитый Калифорнийский университет в Беркли, где в 1918 г. получил докторскую степень за диссертацию по химии ферментов. Затем он вернулся в Рутгерс, где продолжал изучение микробиологии почв. Он выявил закономерности между деятельностью определенных почвенных микробов и формированием тех или иных типов почв. В 1925 г. Ваксман был назначен адьюнкт-профессором, а в 1931 – профессором по микробиологии почв. Он стал крупнейшим американским специалистом в этой области.

В 1932 г. Американская национальная ассоциация по борьбе с туберкулезом обратилась к Ваксману с просьбой изучить процесс разрушения в почве возбудителя туберкулеза. В процессе исследования он установил, что бацилла Коха разлагается в почве под действием почвенных микроорганизмов из упомянутой выше группы актиномицетов. Следовательно, актиномицеты содержат вещество, уничтожающее туберкулезные микобактерии, а также, как показали дальнейшие наблюдения и опыты, микробы возбудителей некоторых других инфекционных болезней. Иными словами, актиномицеты являются антагонистами многих болезнетворных микроорганизмов. Содержащиеся в актиномицетах антимикробное вещество было названо антибиотиком, как и открытый ранее английским микробиологом А. Флемингом пенициллин, полученный из плесени Penicillium. Микробный антагонизм является яркой иллюстрацией борьбы микробов за существование, т.е. существенным подтверждением эволюционной теории Дарвина, ее универсальности в отношении всех живых существ.

Дальнейшая задача Ваксмана состояла в выделении антибиотика из актиномицетов и получения из него медицинского препарата для лечения туберкулеза и некоторых других инфекционных заболеваний. Основная трудность состояла в том, что такой препарат должен был быть совершенно безвредным для человеческого организма. Исследования продолжались много лет, препарат нужного качества выделить не удавалось. Наконец, в 1943 г. был получен антибиотик стрептомицин. Он уничтожал возбудителя туберкулеза и ряд других патогенных микробов, стойких ко всем известным тогда лечебным средствам, включая новые сульфамидные препараты (например, сульфидин и пенициллин). При этом он был нетоксичным, т.е. полностью безвредным для человека. В 1946 г. были закончены клинические испытания стрептомицина, и он начал широко применяться как основное средство против туберкулеза. В 1952 г. Зельману  Абрахаму Ваксману за открытие стрептомицина была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине. При вручении премии было отмечено, что стрептомицин к тому времени спас десятки тысяч человеческих жизней.

До последних дней своей жизни Ваксман занимался исследованиями, публиковал научные и научно-популярные статьи о почвенных микроорганизмах. Он скончался 16 августа 1973 г.

В 50-х и 60-х годах прошлого века казалось, что проблема туберкулеза практически решена, число заболевших сведено к минимуму, и можно ставить задачу его полной ликвидации. То же самое утверждалось о ряде других инфекционных заболеваний. Это время называли эрой антибиотиков. Действие двух антибиотиков – пенициллина и стрептомицина – охватывало весь спектр болезнетворных микробов. Однако решающего перелома в борьбе против туберкулеза и других заразных болезней не произошло. В последующие годы эффективность действия упомянутых и других антибиотиков постепенно ослабевала, а иногда оказывалась полностью утраченной. Исследования показали, что болезнетворные микробы со временем приспособились к сосуществованию с антибиотиками, выработали механизмы противодействия их смертоносным свойствам. Образовались новые популяции микроорганизмов, резистентных, т.е. устойчивых к антибиотикам. Это является еще одним подтверждением теории эволюции Дарвина.

Для борьбы с новыми устойчивыми популяциями микробов исследователи модифицировали антибиотики путем частичного изменения их химической структуры, а также разрабатывали совершенно новые антибиотики. Были созданы специальные институты новых антибиотиков. Но прошло еще полтора-два десятка лет, и многие микроорганизмы приспособились и к модифицированным и новым антибиотикам.

Происходит оригинальное «соревнование» между учеными и микробами: первые разрабатывают все новые антибиотики, эффективные пару десятков лет, а вторые постепенно приспосабливаются к ним, сводя лечебный процесс на нет.

Что касается стрептомицина Ваксмана, то на его основе в 70-х годах были приготовлены новые, более мощные препараты для лечения туберкулеза. Но за последние 15 лет положение с заболеваемостью туберкулезом, по данным Всемирной Организации Здравоохранения при ООН, значительно ухудшилось. Это произошло в основном благодаря появлению новой популяции туберкулезных микобактерий, резистентных ко всем имеющимся в настоящее время противотуберкулезным препаратам. Особенно увеличилось число заболевших и умерших в России и других странах бывшего СССР, в связи со снижением там уровня жизни, недостаточным финансированием здравоохранения, злоупотреблениями в лекарственном обеспечении, а также тяжелыми условиями содержания заключенных в тюрьмах. Российские тюрьмы – это рассадники и распространители туберкулеза, в частности его устойчивых к антибиотикам форм.

Потребуются большие усилия ученых микробиологов для исправления сложившегося положения путем срочной разработки новых антибиотиков против туберкулеза или возможного создания принципиально новых методов борьбы с этим заболеванием. Высокий уровень развития современной мировой науки вселяет надежду, что эта проблема будет решена.

г. Кобленц,

автор – кандидат биологических наук