Развитие биомедицины: художники, пули и счастливые случайности

КАКОЕ ГЛАВНОЕ ДОСТИЖЕНИЕ ХХ ВЕКА?

…мы считаем, рост средней продолжительности жизни.
На протяжении всей истории человеческой цивилизации вплоть до ХХ века средняя продолжительность жизни на земном шаре составляла (в основном за счёт детской смертности) от 30 до 40 лет. А сегодня в большинстве стран, включая Россию, она перевалила за 70, а в некоторых - за 80 лет. Конечно, было бы неправильно отнести это достижение исключительно на счет медицины. Санитарно-техническая канализация, очистка воды, пастеризация, аграрная революция и даже ремни безопасности, — все это в совокупности наверняка сыграло не меньшую роль. И все же преувеличить вклад медицины невозможно. Точнее, биомедицины – исследований, направленных на поиск механизмов заболеваний и методов их лечения с использованием подходов фундаментальной науки.

Одним из пионеров биомедицины стал немецкий врач и ученый Пауль Эрлих. Но чтобы понять его роль, придётся ненадолго вернуться на сто лет назад.

В XIX веке Германия превратилась в ведущий европейский центр исследований в области химии. Для нужд бурно развивающейся текстильной промышленности в середине XIX века были синтезированы первые анилиновые органические красители. На их основе немецкий врач Карл Вайгерт разработал технику окраски невидимых до этого бактерий, с помощью которой Роберт Кох обнаружил возбудителя туберкулеза.

В этот период одновременного расцвета красителей и бактериологии начался научный путь молодого врача Пауля Эрлиха. Работая в клинике Шарите в Берлине, он с упоением окрашивал всё что «попадалось под руку»: колонии бактерий на лабораторном стекле, ткани животных и человека, клетки крови. В процессе научной (и творческой) деятельности Эрлих изучил окислительно-восстановительные процессы в тканях, открыл гематоэнцефалический барьер, дифференцировал различные клетки, описал роль костного мозга в кроветворении и заложил основы гематологии.

Пауль Эрлих с ассистентом С. Хата, 1909 – Wikipedia


Перейдя в институт Коха, Эрлих разработал теорию гуморального иммунитета («застрявшие» на языке обывателя эпохи коронавируса «антитела» – открытие Эрлиха), став одним из создателей иммунологии. Разработки Эрлиха помогли Эмилю Берингу, также работавшему в институте Коха, создать первые сыворотки против дифтерии и столбняка. Но постепенно становилось понятно, что применение антитоксических сывороток эффективно в отношении далеко не всех инфекционных заболеваний…

Эрлиха не оставляла мысль, которая на первый взгляд покажется странной: по аналогии с краской, которая пристает к волокнам ткани и окрашивает ёе, можно найти или синтезировать вещества, которые пристанут к возбудителям болезней и их обезвредят…Так Эрлих начал разрабатывать методы лечения инфекционных болезней путём применения, по его выражению, «волшебной пули» - химических веществ, избирательно воздействующих на возбудителя инфекции, не повреждая клетки организма. Эрлих сконцентрировался на сифилисе – распространенном и смертельном в то время заболевании. В 1910 году с 606 попытки (!) ему удалось разработать эффективный препарат на основе органического соединения мышьяка, который он назвал «Сальварсан». Эрлих подробно описал созданный им метод лечения и назвал его химиотерапией. Он также продолжил разработки химиотерапии для лечения других заболеваний, в том числе злокачественных (химиотерапией сегодня называется метод лечения микробных, паразитарных или раковых заболеваний).

В это время происходило постепенное осознание важности обобщения и последовательного изучения всей имеющейся информации о методах лечения. В университетах стали формироваться фармакологические факультеты, химики развивали улучшенные способы выделения активных веществ и получения новых веществ путем химического синтеза, врачи и биологи проводили фундаментальные исследования живых организмов. Важность развития и применения полученных знаний поощрялась правительствами и обществом.

Происходило становление фармацевтической промышленности. Не удивительно, что именно Германия, доминирующая в химии, стала лидером и в производстве лекарственных средств. Большинство первых фармацевтических препаратов, некоторые из которых мы применяем и сегодня: аспирин, сульфаниламиды и даже банальная зеленка (между прочим, анилиновый краситель бриллиантовый зеленый) были разработаны и впервые промышленно произведены в Германии. После первой мировой войны, когда активы германских компаний во многих странах были арестованы, а важность химических и фармацевтических разработок осознана в полной мере, чаша весов стала постепенно склоняться в сторону США.

Конечно, прорывы в фармакологии совершали ученые всего мира. В 1921 году канадскими учеными был изолирован, и в 1922 впервые успешно применен инсулин, который спас сотни тысяч жизней больных сахарным диабетом.



Пожалуй, самое знаменитое открытие за всю историю фармакологии ХХ века принадлежит шотландцу. В 1928 году врач и микробиолог Ян Флеминг (тоже любитель «раскрашивания» - плесенью на чашках Петри), случайно открыл первый антибиотик – пенициллин. Сейчас сложно в полной мере осознать, насколько открытие антибиотиков изменило мир. Ангины, гаймориты, раны, порезы и рутинные хирургические операции вроде удаления зуба раньше нередко вызывали осложнения и приводили к смерти. Как сказал британский актер Хью Лори, сыгравший, наверное, самого знаменитого врача в истории киноискусства: «Если бы не изобрели антибиотики, каждого второго из нас, возможно, здесь бы не было…» В 1942 году в обстановке строжайшей секретности британскими и американскими учёными была разработана технология промышленного производства пенициллина, и уже в 1943 году было выпущено более 20 миллиардов доз. В годы Второй мировой войны, когда солдаты чаще умирали от инфекций, попавших в раны, чем от самих ран, пенициллин стал той самой «магической пулей», о которой говорил Эрлих.

А. Флеминг в своей лаборатории St Mary's, Paddington, London (1943) (http://media.iwm.org.uk/iwm/mediaLib//32/media-32192/large.jpg)


Биомедицина периода Второй мировой запомнилась не только победами, но и примерами чудовищных опытов, проводившихся под знаменем науки над заключёнными концентрационных лагерей. Как правило, эти опыты служили для удовлетворения садистских наклонностей испытателей – например, Йозефа Менгеле, врача Освенцима, которого называли «ангелом смерти». В ходе Нюрнбергского процесса над врачами большинство их них были приговорены к смертной казни, а по его окончании был разработан Нюрнбергский кодекс медицинской этики, который стал основой международных и национальных законодательных актов в области проведения медицинских исследований с участием людей. Так родилась новая философия биомедицины – биоэтика.

В послевоенный период, благодаря антибиотикам и вакцинам большинство развитых стран имели достаточно средств для предотвращения и борьбы с инфекционными заболеваниями и они, наконец, перестали быть основной причиной смертности. В это же время стали появляться государственные институты, образующие систему оказания медицинской помощи - здравоохранение. В 1948 году была создана глобальная Всемирная Организация Здравоохранения - ВОЗ. Фокус здравоохранения и фармацевтических производителей переключился на новые вызовы: сердечно-сосудистые и онкологические заболевания.

Сразу после Первой мировой войны было замечено противоопухолевое действие боевого отравляющего вещества – иприта, и в конце 1940-х годов на его базе создано первое противоопухолевое средство. В 1950 годы было обнаружено гипотензивное (снижающее кровяное давление) свойство сульфаниламидоподобных соединений, тогда активно применяющихся в качестве антимикробных средств. В ходе последующих исследований и разработок был синтезирован хлоротиазид - первый
диуретик, с помощью которого стало возможно контролировать гипертонию – основную причину тяжёлых сердечно-сосудистых заболеваний и инсульта.
Таким образом, до середины ХХ века большинство открытий лекарств происходили благодаря его величеству случаю - увлечению, забывчивости, любопытству и конечно упорству самих учёных. Ещё древние египтяне прикладывали заплесневелый хлеб к ранам, и Флеминг точно был не первым, кто заметил, что рядом с плесенью не росли бактерии. Но его заслуга, как и заслуга многих учёных состояла в том, чтобы осознать важность увиденного, исследовать и научно подтвердить своё открытие.

Самое главное – накопленные знания в фундаментальной науке и ускоренное развитие научно-технического прогресса в послевоенный период сформировали критическую массу, перевернувшую очередную страницу биомедицины. Мы вошли в сегодня…

Читайте далее