VIII. Первая надежда: лизоцим

«В 1922 году я поступил в Сент-Мэри, чтобы работать в лаборатории с Флемингом, — пишет доктор Эллисон. — Он сразу же стал подшучивать над моей педантичной опрятностью. Каждый вечер я приводил в порядок свои „матрацы“ и выбрасывал все, что не могло больше пригодиться. Флеминг сказал, что я слишком аккуратен. Сам он сохранял свои культуры по две-три недели и, прежде чем уничтожить, внимательно их изучал, чтобы проверить, не произошло ли случайно какого-нибудь неожиданного и интересного явления. Дальнейшая история доказала, что он был прав и что, если бы он был таким же аккуратным, как я, он скорее всего не открыл бы ничего нового.

Как-то вечером, это было через несколько месяцев после того, как я стал работать в лаборатории, Флеминг отбирал ненужные чашки Петри, которые уже стояли много дней. Взяв одну из них, он долго рассматривал культуру и, наконец, показал мне, сказав: «Вот это интересно!» Я посмотрел. Агар покрылся большими желтыми колониями. Но поразительно было то, что обширный участок оставался чистым, за ним находилась зона, содержавшая прозрачные, стекловидные колонии, и, наконец, третья зона, где колонии еще не приобрели прозрачности, но уже начали терять свою пигментацию.

Флеминг объяснил, что на этой чашке он, когда был простужен, посеял слизь из собственного носа. Зона, где была нанесена слизь, не содержала никаких колоний, стала стерильной. Он тут же сделал вывод, что в слизи находилось вещество, которое или растворяло, или убивало находящиеся по соседству микробы и, распространяясь, воздействовало на уже развившиеся колонии. «Да, это интересно, — повторил Флеминг, — надо это повнимательнее исследовать». Первым делом он окрасил культуру и увидел крупные кокки желтого цвета, непатогенные и, видимо, занесенные через окно с улицы.

Затем он проверил действие носовой слизи на кокки, но уже не на чашке Петри, а в пробирке. Он приготовил культуру этих микробов и добавил к ней носовую слизь. К нашему с ним удивлению, мутная от бесчисленного количества микробов жидкость через несколько минут стала совершенно прозрачной; «прозрачная, как джин», — сказал Флеминг. Он тут же испробовал действие слез в подобных же условиях. Капля слезы растворяла микроорганизмы в течение нескольких секунд. Это было поразительное и захватывающее явление.

После этого в течение нескольких недель мои и его слезы служили основным объектом исследования. Сколько лимонов пришлось нам купить, чтобы пролить такое количество слез! Мы срезали с лимона цедру, выжимали ее себе в глаза, глядя в зеркальце микроскопа, после этого пастеровской пипеткой с закругленным над пламенем горелки концом набирали слезную жидкость и переливали ее в пробирку. Мне нередко удавалось таким способом добыть полкубического сантиметра слез для наших опытов».

Посетители и посетительницы тоже вносили свой вклад. В газете Сент-Мэри был помещен рисунок, на котором было изображено, как дети за несколько пенни давали лаборанту сечь себя, а второй лаборант в это время собирал слезы в сосуд с надписью: «антисептики». Весь технический персонал лаборатории подвергался пытке лимоном, им платили каждый раз по три пенса, они тщательно вели счет и в конце месяца получали деньги за все пролитые ими слезы. Однажды Флеминг, увидев, что у одного из лаборантов очень красные глаза, сказал: «Знаете, если вы поплачете как следует, вы скоро сможете уйти в отставку».

Опыты показали, что в слезах содержится вещество, способное растворять с удивительной быстротой некоторые микробы. «Это вещество обладает необычайной активностью, — писал Флеминг, — до сих пор меня восхищало гораздо более медленное действие антисыворотки: если ее добавить в зараженный бульон и держать в водяной бане, проходит весьма значительное время, прежде чем микробы растворятся, да и то не все. Исследуя это вещество, я налил в пробирку густую „молочную“ суспензию бактерий, добавил туда каплю слезной жидкости и в течение нескольких секунд согревал пробирку в руке — жидкость стала совершенно прозрачной. Ничего подобного я раньше не наблюдал».

Надо признать, что явление в самом деле было поразительным, и Флеминг первым его обнаружил. А помогло чудесное стечение обстоятельств: ведь таинственное вещество соприкоснулось именно с тем самым микробом, который был наиболее чувствителен к его воздействию. Оно обладало способностью растворять, а значит, и убивать, с наибольшим эффектом желтые непатогенные кокки, и, кроме того, это вещество вызывало лизис, хотя и в меньшей степени, других микробов, в том числе и некоторых патогенных. Целой серией опытов Флеминг доказал, что оно обладает свойствами энзимов (естественных ферментов).

Как назвать найденное вещество? Вопрос, конечно, обсуждался в библиотеке, во время чаепития. Райт, как известно, увлекался созданием слов с греческими корнями. Поскольку новое вещество напоминает фермент (энзим), значит, его название должно оканчиваться на «цим», а раз оно растворяло, или «лизировало», некоторые микробы, его окрестили «лизоцимом». Микроб же, с такой легкостью поддающийся лизису, получил от Райта название micrococcus lysodeicticus — от lysis (растворение) и deixein (показывать), другими словами, микроорганизм, дающий возможность наблюдать растворяющее действие.

Флеминг упорно продолжал свои исследования лизоцима. В тот день, когда он его открыл, ему пришла в голову одна догадка, в которой он все больше укреплялся. Почему естественные секреты организма обладали такими бактерицидными свойствами? Явно для защиты уязвимых поверхностей. Так должно было быть, иначе все люди давно бы вымерли или в лучшем случае не смогли бы развиваться, так как с самого рождения наш организм контактирует с бесчисленным множеством микробов, которые содержатся в воздухе, воде и земле. Микробы все время попадают на кожу, проникают в нос, в рот, в кишечник. Многие из микробов безвредны, некоторые даже полезны, например те, которые помогают пищеварению. Организм терпит их присутствие, но противится их проникновению за пределы кишечника, а также чрезмерному их размножению.

Кровь со своей армией фагоцитов частично обеспечивает эту защиту. Но некоторые особенно восприимчивые и легко поражаемые участки тела, такие, как соединительная оболочка глаза, слизистая полости носа и дыхательных путей, не защищены от попадания микробов из воздуха. Кровоснабжение в этих областях слабое, они не могут оставаться без защиты. Лизоцим, казалось, и является одним из таких естественных защитных средств, и если бы гипотеза подтвердилась, то это вещество или другие сходные с ним по своей природе должны встречаться во всех частях организма животного, человека, птицы или рыбы, а также и в растительном мире.

Флеминг приступил к серии опытов с целью доказать, что лизоцим содержится в других секретах и даже тканях. Кусочек ногтя, соскоб ткани, капля слюны, волос, помещенные в пробирку, оказывали то же чудесное растворяющее действие. Флеминг, читая лекции об естественных защитных силах организма, теперь неизменно предлагал своим студентам исследовать собственные срезы ногтя, поместив их в микробную суспензию. Мгновенное их действие поражало студентов «тем больше, — писал Флеминг, — что они перед этим слушали лекции физиолога, где им внушали, будто ноготь состоит из мертвой ткани». Флеминг продолжал свои исследования и обнаруживал лизоцим всюду: в полости рта, в сперме всех животных, в икре щуки, в женском молоке, в стеблях и листьях деревьев.

Были исследованы все растения сада. Тюльпан, лютик, крапива и пион — все содержали лизоцим. Очень значительное количество его было в репе. Но самым богатым источником лизоцима оказался яичный белок. Флеминг продемонстрировал, что яичный белок, разведенный в воде в отношении 1 : 60 000 000, сохранял способность растворять некоторые микробы. Значит, яйцо обладает сильными бактерицидными свойствами, что очень важно: ведь белок и даже желток яйца — великолепная среда для выращивания микробов. Яичная скорлупа для них не преграда. А вместе с тем яйца по нескольку дней лежат на прилавках, где они подвергаются воздействию всевозможных микроорганизмов, и остаются стерильными, следовательно, они обладают защитными средствами. «Видимо, — сказал Флеминг своему коллеге Ридли, — области, больше всего открытые для проникновения инфекции, в то же время и лучше всего защищены. Например, слизь, которую выделяет дождевой червь, в высшей степени бактерицидна». Он обнаружил лизоцим в крови, главным образом внутри лейкоцитов и в фибрине кровяных сгустков. «Открытые раны обычно покрываются слоем фибрина и лейкоцитов, богатым лизоцимом, не является ли это средством самозащиты?» — говорил он.

В самом деле, лизоцим, казалось, играл роль естественного антисептика, первой линии обороны клетки против вторжения микробов. Флеминг имел право гордиться своей работой. Он открыл совершенно новое и очень важное проявление защитных сил организма, которое он упорно изучал и перед которыми, как верный ученик Райта, всегда преклонялся. Еще раньше Мечников доказал, что специализированные клетки, фагоциты, защищают от вторжения микробов. Флеминг установил, что в этих клетках содержится лизоцим. Не означает ли все это, что лизоцим — один из видов оружия, которое пускают в ход лейкоциты против микробов?

Что касается кожи и слизистых, то Мечников считал, что они защищаются механическим путем. «Природа, — утверждал он, — для их защиты не употребляет антисептиков. Жидкости, которые омывают слизистую полость рта и поверхность остальных слизистых, либо совсем не бактерицидны, либо бактерицидны в незначительной степени. Благодаря слущиванию поверхностных клеток вместе с ними удаляются и микробы. Природа прибегает к этому механическому способу, так же как хирурги, заменившие применение антисептиков полосканием соленой водой». В 1921 году это мнение разделяло большинство бактериологов.

Флеминг же доказал, что в этом пункте теория Мечникова должна подвергнуться изменению. «Приведенные опыты ясно показывают, — заявил он, — что все эти секреты и большая часть тканей обладает мощным свойством уничтожать микробы». Он сделал важнейшее открытие, но Флеминг никогда не употреблял слово «открытие». Это громкое слово, а он не любил громких слов. Он всегда говорил: «мои наблюдения». Но все равно, было ли это открытием или наблюдением, оно дало ему удовлетворение, как никакое другое. Сдержанный, рассудительный Флеминг по своему характеру, а также из протеста против стремления Райта все абстрагировать обычно отваживался говорить только о фактах; но на этот раз он был так упоен, что забыл о своей осторожности, и в первом сообщении о лизоцимах дал прорваться потоку прекрасных гипотез.

Действительно, это открытие было как бы воплощением идей, которые он давно вынашивал. Много позже, в один из редких приступов откровенности, он сказал Ридли: «Во время войны 1914—1918 годов, когда я был еще молод, Старик занимался главным образом изучением способности крови убивать бактерии. Но я понимал, что все живое должно располагать на всех своих участках действенным защитным механизмом, иначе ни один живой организм не мог бы существовать. Бактерии вторглись бы в него и убили». Ридли добавляет: Все живое должно быть защищено — вот та путеводная звезда, которая вела Флеминга во всех его исследованиях».

Против каких же микробов действен лизоцим? В поисках ответа Флеминг поставил остроумный опыт. На чашке Петри с агаром он вырезал ямку, или желобок, и заполнял агаром с лизоцимом, после чего он засевал определенный вид микробов ровными полосками под прямым углом к желобку или же радиально расходящимися от ямки. Некоторые микробы росли вплотную к желобку или к ямке — они явно были нечувствительны к лизоциму. Другие же останавливались на большем или меньшем расстоянии от лизоцима, и по этому расстоянию определялась их чувствительность к нему.

К сожалению, лизоцим, активно убивавший непатогенные микробы, был значительно менее активен в отношении болезнетворных, или патогенных, микробов. Флеминг нашел это вполне понятным. Какие микробы патогенны? Те, которые способны преодолеть защитные силы организма, вторгнуться в него и вызвать инфекцию. Если бы они были так же чувствительны к действию лизоцима, как желтые кокки (lysodeicticus), они были бы уничтожены этими защитными силами, не смогли бы обосноваться и, таким образом, были бы безвредны, что не оправдывало бы их названия.

«Может быть, в этом и кроется разница между патогенным и непатогенным микробом? — думал Флеминг. — Определенные микробы способны заражать только определенные виды животных, только определенные ткани и не заражают другие. Подобная избирательность, возможно, определяется содержанием и активностью лизоцима в организме этих животных или в этих тканях». Исходя из этого предположения, Флеминг придумал, как всегда, очень простой опыт, который проникал в самую сущность проблемы.

Он испробовал действие человеческих слез на три группы микроорганизмов. В первую группу входили сто четыре вида сапрофитов, выделенные из воздуха лаборатории, во вторую — восемь видов микробов, патогенных для некоторых животных, но не патогенных для человека; третья группа состояла из микроорганизмов, патогенных для человека. Полученные им результаты соответствовали его предположению. Лизоцим оказывал очень сильное действие на 75 процентов микробов первой группы и на семь видов (из восьми) второй группы. На третью группу он тоже действовал, но очень слабо. Значит, если найти способ повысить содержание лизоцима в организме, возможно, удастся остановить рост некоторых болезнетворных микробов. Было над чем поработать.

Флеминг предложил доктору Эллисону вместе заняться этим вопросом, но, прежде чем приняться за новые опыты, он в декабре 1921 года сообщил о своем прекрасном открытии и о выводах, которые из него сделал, в Медицинском клубе — старом научном обществе, основанном в 1891 году, влиятельном и единственном в своем роде. Флемингу оказали невероятно холодный прием. Ему не задали ни одного вопроса, не последовало никакой дискуссии. Такой прием встречали только сообщения, совершенно лишенные интереса. Сэр Генри Дэл, присутствовавший при этом, писал: «Я очень хорошо помню его любопытное выступление, помню, как мы все говорили: „Да это же просто очаровательно! Именно такого рода наблюдения естествоиспытателя и нравятся Флемингу...“ Вот и все.

Ледяной прием, оказанный его собратьями по науке столь оригинальному исследованию, глубоко огорчил Флеминга, который, несмотря на свою внешнюю невозмутимость, был крайне чувствительным, огорчил, но не остановил. Он подготовил на ту же тему сообщение, которое Райт сделал в феврале 1922 года Королевскому медицинскому обществу. Оно тоже не вызвало достойного внимания. Флеминг не пал духом и продолжал с помощью Эллисона изучать вещество, в значение которого он вопреки безразличию других ученых продолжал верить. Между 1922 и 1927 годами они с Эллисоном опубликовали еще пять блестящих работ о лизоциме. Они попытались выделить чистый лизоцим, но ни тот ни другой не были химиками (Флеминг утверждал, что он бы не выдержал простейшего экзамена по химии), а в лабораториях этого научно-исследовательского центра не было ни химика, ни биохимика! Им не удалось выделить лизоцим, хотя, как убедился Флеминг, спирт его осаждает, но не разрушает.

Обнаружив, что в яичном белке концентрация лизоцима в двести раз выше, чем в слезах, Флеминг и Эллисон стали пользоваться им для своих опытов и установили, что при концентрации, в два раза превышающей концентрацию в слезах, это вещество оказывает бактерицидное действие почти на все патогенные микробы и, в частности, на стрептококки, стафилококки, менингококки и на дифтерийную палочку. Они наблюдали даже, как действует яичный белок на стрептококки кишечника. Убедившись, что ферменты желудка не разрушают лизоцим, содержащийся в белке, исследователи, прописали больному, в кишечнике у которого было обнаружено очень много стрептококков, по четыре яичных белка в день. Количество стрептококков стало обычным; ободренные этим быстрым успехом, они рекомендовали подобное лечение нескольким больным с аналогичным состоянием, которые жаловались на утомляемость и на мигрени. Состояние больных улучшилось. Флеминг и Эллисон из осторожности и щепетильности объяснили, что «это может быть вызвано временным действием лизоцимов на стрептококки или же психологическим фактором».

Флеминг продолжал изучать антисептики.