Трудно даже себе представить, как много различных болезней растений, животных и человека вызывают микроорганизмы. И если даже оставить в стороне страшные эпидемии чумы, холеры, гриппа и других болезней, унесшие за всю историю человечества миллионы и миллионы жизней, проблема продления жизни людей — это прежде всего проблема борьбы с болезнетворными микробами. Ведь за многие тысячелетия существования человечества ни один человек на Земле не прожил отведенного ему природой срока и не умер естественной физиологической смертью от старости. Таково мнение современной науки. Причиной смерти всегда было какое-нибудь нарушение жизненного процесса, а не его логическое завершение, называемое физиологической смертью. И если устранить все моменты, укорачивающие жизнь, человек может дожить до двухсотлетнего возраста, то есть естественного отведенного ему природой срока.
Задача науки — сделать «второй век» жизни достоянием каждого. И хотя не все болезни имеют инфекционный характер и не всегда в их основе лежит действие именно болезнетворных микробов, борьба с болезнями — это борьба за долголетие человека, за приближение его жизни к естественному пределу.
Но было бы неверным думать, что изучение огромного мира микробов и вирусов имеет целью только решение проблемы продления жизни человека. Успехи микробиологии и вирусологии последних десятилетий так велики, что разрешение многих важных общебиологических проблем оказалось связанным с изучением строения и образа жизни вирусов и микробов. Это прежде всего относится к проблеме наследственности, выяснению механизмов синтеза белка, проблеме… Впрочем, не будем забегать вперед. Скажем только, что, раскрыв многие тайны микроскопических существ, наука сегодняшнего дня стала перед новыми волнующими загадками этого удивительного мира.
Я должен заранее предупредить читателя, что в этом очерке он не встретит ни пауконогих уэллсовских марсиан, ни воинственных покорителей многих галактик с Альдебарана, блестяще описанных Станиславом Лемом. И вообще речь пойдет не о космосе. Но война будет. С наступлением и обороной и даже с применением химического оружия.
Вакцины и сыворотки
Со времени великих открытий Пастера предупреждение инфекционных заболеваний сводилось главным образом к использованию вакцин, то есть ослабленных или убитых возбудителей заразных болезней. Искусственное введение таких микроорганизмов создает у животного или человека невосприимчивость к заболеванию — иммунитет.
В чем же тут секрет?
Оказывается, стоит чужеродному белку (в том числе и микробному) попасть в организм, как в крови и тканях образуются особые вещества. Ученые их назвали антителами. И когда в тот же организм снова попадут те же белки (читай — микробы), антитела нейтрализуют их.
Казалось бы, инфекционные болезни не должны больше представлять угрозы для человечества, коль скоро в руках медицины есть такое мощное оружие, как вакцины. Но… Собственно, здесь не одно «но», а несколько. Во-первых, антитела образуются далеко не на всю жизнь и не у всех людей одинаково. Во-вторых, и это большая беда, антитела обладают способностью воздействовать только на те вещества (белки), которые вызвали их образование. Другими словами, они специфичны. Если, например, морской свинке ввести убитую культуру холерных вибрионов, то образуются антитела, специфически действующие только против возбудителей холеры, но совершенно бессильные против других даже менее опасных микробов.
А возбудителей болезней великое множество, и создать вакцины против каждого из них просто невозможно. Да и получить ослабленную культуру микробов — дело не всегда легкое.
Семь лет непрерывных пересевов в неблагоприятных для данного микроорганизма условиях понадобилось французским ученым, чтобы получить ослабленную культуру возбудителя туберкулеза — палочки Коха. Этот закаленный микроб выдерживает температуру +110 градусов и не гибнет при охлаждении до –7 градусов. Впрочем, управа была найдена и на палочку Коха. Но это особая история.
Итак, использование защитных свойств организма — иммунитета — не всегда предотвращает заболевания. Инфекционные болезни существуют, и их надо лечить. А как? Можно вводить в организм сыворотки. Их получают из крови животных, обладающих иммунитетом, и поэтому они содержат антитела. Это мощное средство. Тысячи людей были спасены сыворотками, и все-таки полностью проблема лечения инфекционных болезней таким путем не могла быть решена. Ведь принцип оставался прежним. Чтобы получить сыворотку, надо иммунизировать животное, ввести в его организм именно тех возбудителей, против которых сыворотка будет использована. Но возбудителей-то тысячи.
Воспаление легких вызывается пневмококками. Но есть несколько типов пневмококков (I, II, III и т. д.), и антитела, полученные против одного типа, безвредны для другого. И ученые, не отказываясь от вакцин и сывороток, вынуждены были искать иные пути в борьбе с инфекционными заболеваниями.
«Магические пули»
Немец Пауль Эрлих был человеком веселым и шумным. Глядя в его лучистые глаза, мало кто догадывался, что их хозяину далеко не весело. Лишь самые близкие из друзей Эрлиха знали, что его постоянно преследует мысль о несовершенстве методов медицины и безоружности врачей против многих болезней.
«Нельзя, нельзя лечить людей вслепую, на ощупь, в надежде на одну только спасительную природу человека! Вакцины и сыворотки — как это мало! — думает он. — Ведь должны же быть другие способы уничтожения болезнетворных микробов! Их только надо найти».
И Эрлих ищет. Он верит, что есть «магическая пуля», которая может убивать микробов, не причиняя вреда организму хозяина. Это должно быть какое-то химическое вещество. Но химических соединений много, очень много.
И опыт идет за опытом. Испытываются сотни химических препаратов. Результаты все время отрицательные. Как правило, препараты либо не действуют на микробов, либо оказываются вредными и для самого организма. Но Эрлих не падает духом от неудач. Он только чаще повторяет свою излюбленную фразу: «Нужно научиться стрелять по микробам „магическими пулями“», — и тотчас начинает испытывать новую серию химических соединений.
На чем же основывается эта безудержная вера, питающая ученого? Может быть, это просто фанатизм? Нет, у Эрлиха есть серьезные основания верить в то, что химия даст медицине «магическую пулю».
Он родился в 1854 году и учился в эпоху бурного развития химической промышленности в Германии. Особенно быстро росла тогда химия красителей. На огромных заводах красителей химики испытывали тысячи и тысячи различных химических соединений.
Эрлих еще в юности увлекся окраской тканей человека и животных.
Опытов ставилось много. Уже тогда Эрлих отличался завидным упорством. В одном из экспериментов в ушную вену кролика была введена метиленовая синька. Разлившись по кровяному руслу, краска, к удивлению исследователя, окрасила в голубой цвет только окончания нервов. Это было нечто новое. Удача окрылила Эрлиха, и работа продолжалась до тех пор, пока не был сформулирован четкий обоснованный вывод: окрашивание тканей организма происходит избирательно, каждая ткань удерживает лишь определенный краситель. Например, нервную ткань окрашивает метиленовая синька, и только она.
Хорошо, значит, таким путем можно изучить расположение нервных клеток. А как ведут себя по отношению к красителям микроорганизмы?
И вот наблюдательный ученый замечает, что болезнетворные паразиты, поселившиеся в высшем организме, впитывают в себя некоторые красители лучше, чем клетки хозяина. Дальше Эрлих начинает рассуждать как химик. Почему дифтерийный токсин (яд, вырабатываемый возбудителем дифтерии) поражает сердечную мышцу, а столбнячный — нервные клетки? Значит, между молекулами токсинов и тех клеток, которые они поражают, существует химическое сродство. Значит, если какие-нибудь молекулы, обнаружив химическое сродство к токсинам, соединятся с ними, то микробные яды будут нейтрализованы, а ткани организма останутся здоровыми. Но ведь это новый способ лечения болезней!
Так родилась идея «магической пули» — целебных антитоксинов.
Идет 1904 год. Эрлиху 50 лет. Он уже многое сделал в науке и руководит Французским институтом серотерапии, но «магическая пуля» еще не найдена.
Со своим ассистентом, японским врачом Шига, Эрлих ставит огромное количество опытов. Они ищут средства борьбы с опасным паразитом трипанозомой. Микроскопическая инфузория — у нее вытянутое тельце с ядром и двумя жгутиками на концах — почти вездесуща. Она живет паразитом в крови птиц, рыб, лягушек, млекопитающих, обнаружена и в крови человека.
