Search

Чалавек Зямлі. Нарыс біяграфіі і навуковай дзейнасці Зельмана Ваксмана

Першая «ўцечка мазгоў» з Расійскай імперыі пачалася ў пачатку мінулага стагоддзя. Гэта быў час, калі спецыялісты і выкладчыкі ВНУ пачалі пакідаць разбураную рэвалюцыямі, Першай сусветнай і Грамадзянскай вайной імперыю. Традыцыйных маршрутаў рускіх эмігрантаў у той час не існавала. Яны былі раскіданыя па ўсім свеце, шукаючы магчымасці рэалізаваць свае ідэі ў розных краінах. У рамках праекта «Творцы» Т-інварыянт сумесна з РАСА (Расійска-Амерыканскай навуковай асацыяцыяй) і пры падтрымцы Фонду Рычарда Лаунсберы пачынае публікацыю серыі біяграфічных нарысаў пра людзей Расійскай імперыі, якія зрабілі значныя унёсак у сусветную навуку і тэхналогіі, пра тых, каму мы абавязаны нашай новай рэальнасцю. Першы нарыс прысвечаны Сельману Ваксману, лаўрэату Нобелеўскай прэміі і першаадкрывальніку антыбіётыка стрэптаміцыну.

 

У канцы XIX стагоддзя Новая Прылука была звычайным яўрэйскім мястэчкам (дакладней мястэчкам) у Бердзічаўскім павеце Кіеўскай губерні. Горад паўстаў малюсенькай кропкай у бязмежным чарназёмным стэпе. Тут нарадзіўся і вырас адзін з самых вядомых мікрабіёлагаў 20-га стагоддзя Зельман Ваксман*. Большую частку жыцця ён правёў далёка адсюль — на другім паўшар’і, у ЗША, у Нью-Джэрсі. Але калі ён атрымаў Нобелеўскую прэмію за адкрыццё стрэптаміцыну, першага леку ад туберкулёзу, Ваксман узяў у якасці эпіграфа да сваёй Нобелеўскай лекцыі словы з Бібліі: «Гасподзь стварыў лекі з зямлі, і той, хто мудры, будзе не грэбуйце імі” (Эклезіястык, XXXVIII, 4). Такім чынам Ваксман аддаў даніну павагі і ўкраінскаму чарназёму, і сваім меламедам, якія навучылі яго чытаць на прылуцкім хедэры. Аднак гэта была не толькі рытарычная фігура, але і канстатацыя навуковага факту: стрэптаміцын сапраўды быў атрыманы «з зямлі», прычым з глебавых мікраарганізмаў — актиномицетов.

Актынаміцэта

Актынаміцэта

Сельман Абрахам Ваксман назваў сваю аўтабіяграфію «Маё жыццё з мікробамі». Так называецца і першы раздзел кнігі. Ён пачынаецца такімі словамі: «Я прысвяціў сваё жыццё вывучэнню мікробаў, тых бясконца малых формаў жыцця, якія гуляюць такую ​​важную ролю ў жыцці чалавека, жывёл і раслін. Я вывучаў іх прыроду, жыццёвыя працэсы і іх адносіны да чалавека, дапамагаючы яму і знішчаючы яго… Я разважаў пра разбуральныя здольнасці адных мікробаў і канструктыўную дзейнасць іншых. «Я спрабаваў знайсці спосабы і сродкі, каб адпудзіць першых і заахвоціць другіх». (3)1

Будучы маладым даследчыкам, Ваксман зацікавіўся адмысловым відам мікроба, які жыве ў глебе: актынаміцэтам. Яны дзіўныя арганізмы.

Сёння іх, вядома, называюць бактэрыямі, але ў пачатку 20 стагоддзя былі істотныя адрозненні. Калі гэта бактэрыі, то даволі незвычайныя. Актыноміцэты ўтвараюць міцэліем, які складаецца з масы галінастых ніткападобных структур. Гэта значыць, яны паводзяць сябе як грыбы. Гэтай незвычайнасці дастаткова, каб абудзіць нашу цікавасць да іх.

Але была яшчэ адна прычына, па якой Ваксман захапіўся гэтымі мікраарганізмамі ў 1916 годзе, калі ён займаўся дактарантурай у Каліфарнійскім універсітэце ў Берклі. Ён выявіў, што актиномицеты здольныя душыць рост іншых бактэрый. У сваёй нобелеўскай лекцыі Ваксман нагадаў, што ўжо тады ён вылучыў адзін з відаў актынаміцэтаў і назваў яго Actinomyces griseus. Ваксман адзначыў, што гэты від валодае антымікробнымі ўласцівасцямі. Але гэты від актынаміцэтаў, які ў 1943 годзе быў перайменаваны ў Streptomyces griseus і адыграў важную ролю ў адкрыцці стрэптаміцыну, не быў падрабязна вывучаны Ваксманам у 1916 годзе.

Цікавасць да актынаміцэтаў прывяла Ваксмана да сістэматычнага пошуку антыбіётыкаў у канцы 1930-х гадоў. Само слова антыбіётык таксама прапанаваў Ваксман.2

Новая Прылука

Зельман Абрагам Ваксман нарадзіўся і вырас у мястэчку Новая (Новая) Прылука Бярдзічаўскага павета Кіеўскай губерні 22 ліпеня 1888 года. Ваксман апісваў сваё месца нараджэння як «змрочны горад, кропку ў бязмежных прыступках». Летам на гэтых бязмежных палях раслі пшаніца, жыта, ячмень, авёс. Узімку прыступкі заносіла снегам. «Зямля была чорная, ад чаго і пайшла сама назва гэтай глебы — чарназём, чарназём. Глеба была высокапрадукцыйнай, давала шмат ураджаяў, якія вырошчваліся на працягу многіх гадоў без пастаяннага змяншэння аддачы “. (17)

Ваксман быў названы ў гонар Саламона, біблейскага цара цароў, чыё імя на ідыш скарацілася да «Золман» (варыянт «Селман» ужо з’явіўся ў Амерыцы). Бацька Сельмана, Якаў Ваксман, быў набожным чалавекам і жыў сціпла, здымаючы невялікія хаткі ў суседніх вёсках і ў мястэчку Вінніца, якім ён валодаў. Жыццё пенсіянера пакідала яму дастаткова вольнага часу, і ён прысвячаў свае дні малітве і наведванню мясцовай сінагогі. У сваёй аўтабіяграфіі Ваксман апісвае свайго бацьку як цудоўнага апавядальніка, які любіў павучальныя прытчы пра мудрацоў старажытнасці і пра шматвяковую гісторыю яўрэйскага народа.

Калі Сельман нарадзіўся, яго бацька быў абсалютна шчаслівы, але неўзабаве яго прызвалі ў армію, дзе ён праслужыў пяць гадоў. Абодва не былі асабліва блізкія, хоць Якаў Ваксман заўсёды стараўся дапамагчы сыну чым мог. Праўда ў тым — ён не мог шмат чаго зрабіць.

Самай важнай асобай у дзяцінстве і юнацтве Ваксмана была яго маці Фраіда Ваксман (яе дзявочае прозвішча Лондан). Яна была адукаванай, асабліва для тагачаснай жанчыны. Яна чытала ідыш, валодала іўрытам дастаткова, каб зразумець Біблію, і размаўляла па-ўкраінску. Усё гэта пайшло ёй на вялікую карысць.

Як успамінае Ваксман, яго маці позна выйшла замуж (амаль на тагачасным рубяжы — 27 гадоў), таму што была занадта занятая выдачай замуж сваіх малодшых сясцёр. Пабудавала дом (не асабліва шыкоўны, але свой). У ім жылі яе сёстры з пляменнікамі і пляменніцамі і маці. Фраіда была сапраўднай ідыш-мэйм — магутнай і адказнай. Усю гэту кагалу трэба было карміць, а заробак яна залежала ад дробнай сушынскай гаспадаркі. А ў кірмашовыя дні, якія ў Бярдзічаўскім уездзе бывалі даволі часта, Фраіда заўсёды наладжвала выязны гандаль. Яе гасціннасць і клопат аб сёстрах і пляменніках вельмі дапамаглі Сельман у будучыні, калі яе ўжо не было ў жывых. У Нью-Джэрсі яго вітала і абняла стрыечная сястра, якая некалі доўгі час жыла ў доме Фрайды, люляючы маленькага Сэлмана і спяваючы яму калыханкі.

Калі бацька вярнуўся з войска, у Ваксмана нарадзілася сястра Мірыям. Памерла ад дыфтэрыі ў раннім дзяцінстве. Ваксман піша, што яна магла выжыць, але лекі з кіева, за дзвесце міль ад дома, прыйшлі занадта позна. Ці выратавала б гэта хворае дзіця, невядома, але Ваксман быў вельмі засмучаны смерцю Мірыям: «Калі я глядзеў, як яна памірае, – пісаў ён, – мой дзіцячы і назіральны розум мог разважаць аб магчымым уплыве лячэбных сродкаў на хвароба і патэнцыйнае выратаванне яе жыцця. Тут упершыню я сутыкнуўся з праблемай, якой потым надалі вялікую ўвагу». (29)

У 1952 годзе, у той самы год, калі Ваксман атрымаў Нобелеўскую прэмію, было абвешчана аб з’яўленні новага прэпарата ад дыфтэрыі – эрытроміцыну. Ён быў атрыманы з актиномицетов, якія так старанна вывучаў Ваксман.

У пяцігадовым узросце Ваксман паступіў у мясцовы хедэр, дзе вучыў габрэйскіх дзяцей чытаць Тору. Затым адукацыя пашырылася, і будучы мікрабіёлаг пачаў чытаць кнігі прарокаў і вывучаць Талмуд. Але Фраіда не нарадзіла адзінага сына, каб ён абмежаваўся гэтымі прадметамі. Яна пераканалася, што хедэра недастаткова, і наняла прыватных рэпетытараў для навучання дзесяцігадовага хлопчыка іўрыту, рускай мове і літаратуры, гісторыі, арыфметыцы і геаграфіі. Ваксман піша, што да трынаццаці гадоў добра ведаў Біблію і Талмуд і дастаткова добра валодаў рускай мовай. З дзесяці гадоў Ваксман пачаў выкладаць. Спачатку ён вучыў малодшых школьнікаў чытаць і пісаць, потым пачаў рыхтаваць дзяцей з заможных сем’яў да навучання ў свецкіх школах. Ён стаў зарабляць, і гэтыя грошы ішлі настаўнікам.

Ваксман рыхтаваўся здаваць іспыты ў гімназіі. Цяжка было вырвацца наперад. А таму, што для яўрэяў ужо існавала працэнтная норма: іх доля не павінна была перавышаць строга вызначанага і невялікага працэнта студэнтаў, што прыводзіла да моцнай канкурэнцыі сярод саміх яўрэяў. А таму, што ні ў Бердзічаве, ні ў суседняй Вінніцы гімназій не было. А шлях ва ўніверсітэт ляжаў якраз праз гімназію. Каб паступіць у сёмы клас Жытомірскай гімназіі, Ваксман рыхтаваўся здаваць экстэрнам экзамены за першыя шэсць гадоў навучання. Аднак гэтая спроба правалілася. Ваксман здаваў экзамен па геаграфіі. Выкладчык, які праводзіў экзамен, спытаў яго: якая рака працякае ў Берліне? Ваксман добра ведаў рэкі Германіі, але не мог успомніць, якая рака працякае ў Берліне. Ён спрабаваў гаварыць пра Рэйн і Эльбу, Майн і Одэр, але настаўнік быў непахісны. Мне патрэбны быў дакладны адказ. Ён не зразумеў і паставіў Ваксману «0». Яму не дазволілі здаць наступны іспыт. А было яму ўжо 17 гадоў.

Праз 20 гадоў, калі Ваксман прыехаў у Берлін на навуковую канферэнцыю, ён стаяў на мосце праз Шпрэе і ледзь не расплакаўся. Якая рэчка! Як гэта параўнаць з Рэйнам! Навошта гэта было патрэбна гэтаму настаўніку!

Фраіда перажывала не менш за сына. У яго бацькі быў дом у Вінніцы, які ён здаваў у арэнду. І Ваксман пераехаў у Вінніцу да больш моцных настаўнікаў. Потым з сябрамі паехаў у Адэсу, дзе вучыўся ў сапраўдных настаўнікаў гімназіі. Гэта было нятанна. Але Фраіда ні аб чым не шкадавала, і сам Ваксман паступова крыху зарабляў выкладчыцкай працай. Галоўнае, экзамены ў экстэрнаў прымалі і выкладчыкі, з якімі Ваксман і яго аднакласнікі займаліся вечарамі. І на гэты раз Ваксману гэта ўдалося. Яму быў 21 год. Меў атэстат сталасці. Можна было паспрабаваць паступіць ва ўніверсітэт. Хаця адсотак для габрэяў зноў узмацнілі, але шанец быў.

А потым Фраіда памерла. Бацька хутка ажаніўся. Вяртацца ў Прылукі не было куды, ды і не было патрэбы. Ваксманам даўно клікалі яго стрыечныя браты, якія з’ехалі ў Амерыку. І ён вырашыў кардынальна змяніць сваё жыццё.

З Расійскай імперыі яны выехалі цягніком. Тры хлопцы і дзве дзяўчыны з мястэчка. Калі цягнік перасякаў нямецкую мяжу, яны спявалі, спачатку ціха, потым усё мацней і мацней, ва ўсім вагоне: «Мы скінулі з ног кайданы. «Мы ўваходзім у новы свет, свабодны свет, дзе чалавек свабодны».

Яны верылі, што іх чакае вялікая, вольная краіна, што іх чакае цудоўнае новае жыццё: з Новай Прылукі—напрасткі ў Новы Свет.

Ішоў 1910 год. Ваксман зноў вярнуўся ў Новую Прылуку. За 10 дзён 1924 г. Лепш бы не было.

Нью-Джэрсі

Восенню 1910 года карабель з Ваксманам і яго сябрамі прыбыў з Гамбурга ў Філадэльфію. Тут прылуцкія хлопцы і дзяўчаты разышліся. Ваксман быў сустрэты стрыечнымі братамі і адправіўся да сваёй сям’і ў Нью-Джэрсі.

У стрыечнага брата была невялікая гаспадарка і куратнік. Сёння, калі мы вельмі хутка прасочваем шлях, па якім крок за крокам ішоў Ваксман, пераадольваючы велізарныя цяжкасці, мы не можам пазбавіцца думкі, што яго літаральна вяла рука Провіду. Менавіта на гэтай ферме Ваксман упершыню працаваў з курамі. І вось што ён пісаў у 1964 годзе: «Калі вы спытаеце, хто быў адказны за вылучэнне канкрэтнага стрэптаміцын-прадуцыруючага штаму Streptomyces griseus, адказ павінен быць, што гэта была курыца, таму што менавіта яна ўзяла культуру з «глеба». 3. Штам Streptomyces griseus, з якога быў вылучаны стрэптаміцын, знаходзіўся ў горле курыцы.

Першыя месяцы знаходжання ў Амерыцы Ваксман правёў на ферме. Працы зімой было мала, і ён вывучаў пераважна ангельскую мову: чытаў ангельскую і амэрыканскую літаратуру. Што менавіта ён чытаў, Ваксман у сваіх успамінах не згадвае. Але напэўна нешта павучальнае. Ён ніколі не любіў літаратуры без правільнай маралі.

Як піша Ваксман, у юнацтве ў яго была амаль ідэальная зрокавая памяць. Ён мог прачытаць старонку і запомніць яе. Але за гэтую дзіўную здольнасць прырода ўзяла з яго даволі жорсткую кампенсацыю: ён дрэнна запамінаў на слых. Яшчэ студэнтам ён старанна запісваў лекцыі, каб потым прачытаць і назаўсёды захаваць іх у памяці.

Па прапанове свайго стрыечнага брата ён наведаў суседні Ратгерскі універсітэт. Там ён сустрэў доктара Якава Ліпмана, эмігранта з Расіі, які заахвоціў яго паступіць у сельскагаспадарчы каледж. Ваксман неахвотна пагадзіўся. Я хацеў вывучаць медыцыну. Але з гэтым прыйшлося змірыцца: на лекі проста не хапала грошай.

І зноў рука провіду. Педыятр Арвід Вальгрэн, прафесар Каралінскага медыцынскага інстытута і член Нобелеўскага камітэта, абвяшчаючы аб прысуджэнні Нобелеўскай прэміі па фізіялогіі і медыцыне, сказаў: «Вы не фізіёлаг і не ўрач, але ўсё ж ваш уклад у развіццё медыцыны мела першараднае значэнне. Стрэптаміцын выратаваў ужо тысячы чалавечых жыццяў. Як лекары, мы лічым вас адным з найвялікшых дабрадзеяў чалавецтва». Не, Ваксман не стаў лекарам, ён зрабіў значна больш: ён даў лекарам зброю для барацьбы.

У 1911 годзе Ваксман паступіў у Рутгерс. Ён старанна вучыўся і на чацвёртым курсе пачаў працаваць з глебавымі бактэрыямі. Менавіта ў гэты час ён упершыню звярнуў увагу на актиномицеты. Гэтыя мікраарганізмы сталі галоўнай тэмай яго магістарскай дысертацыі ў Ратгерсе і доктарскай дысертацыі ў Берклі (Каліфарнійскі універсітэт у Берклі), дзе ён вучыўся і працаваў з 1916 па 1918 год. Але да першых антыбіётыкаў было яшчэ вельмі далёка.

У 1916 годзе Ваксман стаў ЗША. грамадзянін. Ён ажаніўся з Дэборай Мітнік, якую ласкава называў Баболі. Ён ведаў яе з дзяцінства. Яна была малодшай сястрой яго сябра з Прылукі, з якім яны разам прыехалі ў Амерыку. Баболі засталася дома, але яны дамовіліся, што яна абавязкова далучыцца да іх, калі маладыя людзі нармальна ўладкуюцца і змогуць ёй дапамагчы. Моладзь засялілася. Яна прыехала. І ўсё атрымалася як нельга лепш. Калі ў 1919 годзе ў сям’і Ваксманаў нарадзіўся сын, яго назвалі зусім не кананічна ў гонар аднаго з першых настаўнікаў Селмана Ваксмана Байрана Халстэда. І Байран Халстэд Ваксман не зганьбіў сваё прозвішча, стаўшы вядомым мікрабіёлагам і прафесарам Ельскага універсітэта.

Ваксман вярнуўся ў Рутгерс з Берклі ў 1918 годзе. Ён пачаў чытаць лекцыі па мікрабіялогіі глебы ў каледжы і быў прызначаны на спецыяльна створаную пасаду «мікрабіёлага» на сельскагаспадарчай станцыі каледжа. Ён настойваў на тым, каб яго спецыяльнасць называлася «мікрабіялогія», а не больш традыцыйная «бактэрыялогія», таму што яго цікавілі актынаміцэты, а не класічныя бактэрыі.

Пошук антыбіётыкаў. Ідзі невядома куды і прынясі невядома што

Ваксман упершыню зацікавіўся актиномицетами ў 1915 годзе, будучы студэнтам Рутгерского універсітэта. У наступныя дзесяцігоддзі ён вывучаў іх распаўсюджванне і колькасць, іх сістэматыку, іх ролю ў такіх працэсах, як раскладанне рэшткаў раслін і жывёл і ўтварэнне гумусу, а таксама іх сувязь з бактэрыямі і грыбамі.

Ваксман і яго калегі ведалі пра існаванне Streptomyces griseus, мікраарганізма, з якога ў канчатковым выніку быў атрыманы штам стрэптаміцыну, з самага пачатку даследаванняў актынаміцэтаў у Rutgers, але яго антыбактэрыйныя ўласцівасці не правяраліся на працягу некалькіх дзесяцігоддзяў.

У 1924 годзе, пасля некалькіх гадоў даследаванняў глебы, Ваксман і яго жонка правялі паўгода ў Еўропе, куды яны вярнуліся ўпершыню пасля іміграцыі ў ЗША.

Наведалі Новую Прылуку. Але вяртанне было вельмі цяжкім. Ваксман пісаў: «Найвялікшае гора, якое толькі можна ўявіць, найвялікшая катастрофа, якую перажылі народы ў Расіі; «Найвялікшы эксперымент у сацыяльных і палітычных адносінах людзей наўрад ці можа выказаць тое, што мы бачылі (за апошнія некалькі дзён)». (145). Ваксманы правялі дзесяць дзён у Прылуках, слухаючы, як родныя і сябры апісваюць сваю бяду: «Кожны пакутаваў да крайнасці. Многія плакалі, як дзеці перад бацькам; «Яны прыйшлі, каб выліць перад намі ўсе свае пакуты». (146). Прасілі дапамогі. Але дапамагчы было не чым.

Аднак галоўнай прычынай паездкі стала навука. У сваёй аўтабіяграфіі Ваксман пісаў: «У мяне не было ніякіх сумненняў адносна ролі мікраарганізмаў у глебавых працэсах, але было пэўнае пытанне, якое ўвесь час узнікала, ці ў правільным кірунку я іду». (120).

Каб адказаць на гэтае пытанне, Ваксман наведаў навуковыя лабараторыі ў Францыі, Італіі, Германіі і Скандынавіі, дзе абмяркоўваў метады і даследаванні мікраарганізмаў з вядучымі навукоўцамі, якія працуюць у галіне біялогіі і хіміі глебы. Ён вярнуўся ў Злучаныя Штаты, натхнёны сваімі ведамі і перакананы ў неабходнасці комплекснага трактата па мікрабіялогіі глебы. І такі трактат быў апублікаваны ў 1927 годзе пад назвай «Асновы глебавай мікрабіялогіі».

У 1920-х і 1930-х гадах Ваксман працягваў даследаванні актынаміцэтаў, але яго асноўная даследчая дзейнасць была сканцэнтравана на саміх глебавых мікробах, а не на іх уздзеянні на хваробатворныя арганізмы. У 1939 годзе адбыліся дзве падзеі, якія шмат што змянілі. Першая – пачатак Другой сусветнай вайны, якая прывяла да неабходнасці распрацоўкі новых лекаў для барацьбы з інфекцыйнымі захворваннямі і эпідэміямі, якія заўсёды суправаджаюць войны. Другая распрацоўка, «спецыяльны стымул» Ваксмана, была працай Рэнэ Дзюбо, былога студэнта Ваксмана, які вылучыў тыратрыцын, які знішчае хваробатворныя бактэрыі.

Дубос паказаў, што можна знайсці бактэрыі, якія душаць рост іншых бактэрый. Піянеры ў даследаванні інфекцыйных хвароб, такія як адкрывальнік туберкулёзнай палачкі Роберт Кох, баяліся нестэрыльных рэчываў і пазбягалі заражэння. Дюбо зрабіў як раз наадварот, выкарыстоўваючы для барацьбы з інфекцыйнымі захворваннямі прэпарат, літаральна «выняты з бруду». Ваксман чэрпаў натхненне з гэтага канцэптуальнага прарыву і працягнуў пошук новых агентаў у глебе, якія дзейнічалі б супраць хваробатворных бактэрый. Аднак у адрозненне ад Дубо Ваксман засяродзіўся не на бактэрыях, а на грыбах і, у прыватнасці, на актыноміцэтах.

Калі сэр Аляксандр Флемінг адкрыў пеніцылін шмат у чым выпадкова — ён заўважыў, што бактэрыяльны ўзбуджальнік быў заражаны цвіллю, якая літаральна лётала па паветры — Ваксман падышоў да пошуку антыбіётыкаў сістэматычна. Ён і яго вучні правялі карпатлівую, метадычную, паслядоўную праверку.

Спачатку на агаровых пласцінах вылучалі калоніі глебавых мікробаў. Затым гэтыя мікробы пратэставалі на спецыяльна выдзеленых узбуджальнікаў. Гэта была доўгая, стомная праца, бо тысячы культур розных мікробаў былі вылучаны, а затым правераны на іх антыбактэрыйную актыўнасць супраць многіх, многіх хваробатворных мікраарганізмаў. Толькі некалькі культур паказалі антыпатагенныя ўласцівасці. Гэтыя некалькі культур былі падвергнуты далейшаму тэсціраванню, каб выявіць сярод іх тыя, якія будуць вырабляць бактэрыцыдныя рэчывы ў дастатковай колькасці. А потым з гэтых мікраарганізмаў адбіраліся тыя, якія не занадта таксічныя для тэрапеўтычнага выкарыстання, гэта значыць не атручваюць чалавека.

У 1949 г. часопіс Time напісаў пра адкрыццё Ваксманам неаміцыну ў артыкуле пад назвай «Чалавек глебы»: «Людзі заўсёды пытаюцца ў пасівелага мікрабіёлага Селмана Абрахама Ваксмана, 60 гадоў, як ён адкрыў цуд-лекі стрэптаміцын у 1943 г. Сціплы доктар Ваксман… ёсць стандартны адказ, які робіць яго даволі простым. Ён проста даследаваў каля 10 000 культур, тлумачыць ён. Толькі 1000 знішчалі б бактэрыі ў папярэдніх тэстах; толькі 100 выглядалі шматспадзеўна ў наступных тэстах; вылучана і апісана толькі дзесяць; адным з дзесяці даказана, што гэта стрэптаміцын. Так здарылася, што стрэптаміцын стаў першым эфектыўным прэпаратам, знойдзеным урачамі для барацьбы з сухотамі». 4

Звонку на самай справе ўсё выглядае даволі проста, хоць і карпатліва. Але пакуль не прайшлі клінічныя выпрабаванні на людзях, ніхто не быў упэўнены, што адкрыццё было зроблена і што стрэптаміцын – гэта сапраўды нешта карыснае, а не проста чарговая доза яду, якая забівае бактэрыі, але не палягчае чалавека.

Тэхналогія папярочнага штрыхавання. Актыноміцэты (гарызантальная палоска) і розныя ўзбуджальнікі (вертыкальныя палоскі) высейваюць на пласціны з агаром. Як толькі ўзбуджальнік дасягае актыноміцэта, ствараецца вобласць антаганізму, дзе актыноміцэт душыць рост узбуджальніка. Калі зоны антаганізму няма, то актиномицет не дзейнічае на ўзбуджальніка. Такіх вопытаў дзясяткі тысяч. Архіў Ратгерскага ўніверсітэта.

Пратакол скрынінга, прапанаваны Ваксманам для пошуку антыбіётыкаў, можна параўнаць з аналагавай шматмернай аптымізацыяй. Але параметраў так шмат, і яны настолькі слаба фармалізаваныя, што ўвогуле няма ніякай гарантыі, што працэс зойдзецца да аптымальнай кропкі, якая стане сапраўдным лячэннем. Такой гарантыі ніхто даць не мог. І гэтую аптымізацыю знайшоў студэнт Ваксмана Альберт Шац. Вядома, гэта ўдача. І гэта супадзенне. Але, як сказаў Луі Пастэр, «удача спрыяе падрыхтаванаму розуму».

Шац быў гатовы. І рыхтаваў яго ў першую чаргу Ваксман.

Пратаколы скрынінга Ваксмана выявілі каля дваццаці новых натуральных антыпатагенаў, большасць з якіх былі атрыманы з актынаміцэтаў. Гэта быў Ваксман, які прыдумаў тэрмін антыбіётыкі, які зараз шырока выкарыстоўваецца, для гэтых тэрапеўтычных сродкаў (гл. Заўвагу 2). Першым прэпаратам, выдзеленым у 1940 годзе ў рамках першай скрынінгавай праграмы, быў актынаміцын. Ён быў распрацаваны Бойдам Вудрафам, аспірантам Ваксмана. Актынаміцын быў эфектыўны супраць розных бактэрый і нават штаму туберкулёзу, але апынуўся занадта таксічным для лячэння людзей.5

Праз два гады Вудраф вылучыў стрэптатрыцын, антыбіётык, які быў эфектыўны супраць як грамположительных, так і грамотріцательных бактэрый. 6 Даследчыкі былі ў захапленні ад стрэптатрыцыну, таму што, як сказаў Ваксман у сваёй прамове аб уручэнні Нобелеўскай прэміі, ён «абяцаў запоўніць прабел, пакінуты пеніцылінам у лячэнні інфекцыйных захворванняў, выкліканых грамотріцательных бактэрыямі».

Альберт Шац (злева) і Зельман Ваксман. Rutgers University Archives.

Стрэптатрыцын не толькі эфектыўны супраць грамположительных і грамотріцательных бактэрый, але і не таксічны для жывёл падчас першых выпрабаванняў. Аднак у наступных эксперыментах стрептотрицин ўсё ж апынуўся таксічным, але не адразу, а толькі як павольна дзеючы таксін, з-за чаго ён непрыдатны для чалавека.

Частковы поспех стрэптатрыцыну паказаў, што Ваксман і яго вучні былі на правільным шляху. Неабходна было знайсці варыянт, які душыць патагенныя арганізмы, не забіваючы арганізм гаспадара.

Прарыў адбыўся ў 1943 годзе, калі Альберт Шатц далучыўся да каманды і, абапіраючыся на падыход Вудрафа, знайшоў два штамы Streptomyces griseus, якія вырабляюць стрэптаміцын. Адзін з іх быў знойдзены выпадкова, калі Дорыс Джонс, яшчэ адна студэнтка Ваксмана, даследавала флору трахеі курэй і адзначыла ўчасткі антаганізму на некалькіх пласцінах.

Культуры былі перададзены Шатцу, і з адной з іх ён вылучыў актыўны штам Streptomyces griseus, які вырабляў антыбіётык, які душыў як грамотріцательных, так і грамположительные бактэрыі. Яшчэ больш цікавым для даследчыкаў было тое, што стрэптаміцын быў эфектыўны in vitro супраць Mycobacterium tuberculosis, «вялікай белай чумы»7.

Выпрабаванні стрэптаміцыну

(Злева направа) Селман Ваксман, Рэндольф Мэйджор (дырэктар па даследаваннях Merck and Co.) і сэр Аляксандр Флемінг (лаўрэат Нобелеўскай прэміі, адкрывальнік пеніцыліну). Ратгерскі універсітэт, 1940-я гады. (Спецыяльныя калекцыі і ўніверсітэцкія архівы, бібліятэкі Ратгерскага ўніверсітэта.) Ваксман дэманструе сваім калегам тэхналогію нанясення папярочных палос.

Сельман Ваксман і яго група студэнтаў даведаліся з уласных эксперыментаў in vitro, што стрэптаміцын актыўны супраць узбуджальніка туберкулёзу. Аднак Ваксман ведаў, што яго невялікая лабараторыя ва ўніверсітэце Ратгерса не была абсталявана для далейшых выпрабаванняў, не кажучы ўжо пра выпрабаванні in vivo. Такім чынам, Ваксман звярнуўся да двух медыцынскіх даследчыкаў клінікі Майо —Уільяма Х. Фельдмана і Х. Корвіна Хіншоу— з нагоды правядзення эксперыментаў на жывёл з марскімі свінкамі. Фельдман адказаў 7 сакавіка 1944 г., што «мы ў стане правесці такі тэст», калі Ваксман зможа атрымаць дастатковую колькасць узораў злучэння.8

Ваксман змог даць клініцы Майо дастатковую колькасць узораў дзякуючы папярэдняй дамове з Merck & Company, заключанай у канцы 1939 г. У адпаведнасці з гэтай дамовай фармацэўтычны гігант выдзеліў лабараторыям Ваксмана грант на тэставанне антыбіётыкаў. Акрамя таго, у рамках гэтага пагаднення кампанія абавязалася аказаць дапамогу ў правядзенні хімічных аналізаў, прадаставіць паддоследных жывёл для фармакалагічнай ацэнкі антыбіётыкаў, а таксама забяспечыць абсталяванне для вытворчасці перспектыўных лекаў. Узамен Ваксман перадаў Merck усе патэнты, атрыманыя ў выніку даследаванняў у яго лабараторыі. Калі які-небудзь з патэнтаў быў камерцыйна паспяховым, Merck павінен быў заплаціць невялікі роялці Фонду Рутгерса (203-204).

І Merck дакладна прытрымліваўся ўмоў пагаднення: кампанія наладзіла вытворчасць стрэптаміцыну ў аб’ёмах, дастатковых для лабараторных даследаванняў.

Ваксман таксама дапамог наладзіць вытворчасць. Спачатку ён адправіў у Мерк свайго вучня Бойда Вудрафа, аднаго з першаадкрывальнікаў стрэптатрыцыну. У сваіх мемуарах, апублікаваных у 2014 годзе, Вудраф піша, што, на яго думку, найвышэйшай заслугі (не менш, чым адкрыццё стрэптаміцыну) заслугоўвае метад пагружной вадкаснай ферментацыі, які быў даведзены да тэхналагічнага ўкаранення Ваксманом і ўкаранёны ў Merck.

У агульных рысах спосаб адбываецца наступным чынам (так яшчэ рыхтуюць антыбіётыкі). Антыбіётык можна вылучыць непасрэдна з культуры ў кубку Петры. Але з гэтага выходзіць вельмі мала. Пры пагружанай ферментацыі бактэрыі змяшчаюць у біярэактар ​​(вялікі бак) разам з пажыўным асяроддзем. Асяроддзе пастаянна насычаюць кіслародам і перыядычна боўтаюць. А бактэрыі выпрацоўваюць антыбіётык (гэта іх другасны метабаліт).

У дакладна разлічаны момант, калі антыбіётыка ўжо шмат, але бактэрыі яшчэ жывыя, антыбіётык вылучаюць, напрыклад, раствараюць у пэўным арганічным растваральніку. А потым крышталізуюцца. Кожны крок патрабуе незвычайнай дакладнасці. Калі Вудраф далучыўся да Merck, ён працаваў над тэхналогіяй апускання для вытворчасці пеніцыліну. Затым тэхналогію апрабавалі. І калі спатрэбіліся вялікія колькасці стрэптаміцыну, біярэактары былі гатовыя. І Мерк, вядома, разумеў, чым абавязаны Ваксману і яго вучням.

Выкарыстоўваючы ўзоры, прадастаўленыя Merck, Фельдман і Хіншо пачалі тэставанне in vivo і праз два месяцы паведамілі Ваксману, што дзве марскія свінкі, заражаныя сухотнай палачкай, але апрацаваныя стрэптаміцынам, «выглядалі вельмі добра».

У 1944 годзе супрацоўнікі клінікі Майо праводзілі эксперыменты на сухотных марскіх свінках, змяняючы дазоўку прэпарата, каб звесці да мінімуму пабочныя эфекты. У ліпені Фельдман сказаў Ваксману, што «вынікі выглядалі здавальняючымі», нават калі доза была зніжана. Зніжэнне дозы, якога дасягнулі Фельдман і Хіншоу, стала сапраўдным прарывам. Раней стрэптаміцын меў занадта шмат пабочных эфектаў і, што яшчэ горш, туберкулёзная палачка выпрацавала да яго ўстойлівасць. Прэпарат больш не дзейнічаў.

У верасні, калі было завершана вялікае 60-дзённае даследаванне in vivo, Фельдман напісаў, што «прыкметы туберкулёзу адсутнічалі амаль ва ўсіх выпадках». У 1945 годзе клінічныя выпрабаванні на людзях пацвердзілі вынікі выпрабаванняў на жывёл, і ў жніўні Хіншоу паведаміў пра гэта. што трыццаць тры пацыенты прайшлі лячэнне, «і мы застаемся даволі аптымістычнымі». А цяпер усё стала вельмі сур’ёзна.

Выхад на рынак стрэптаміцыну

У выніку выпрабаванняў было даказана, што стрэптаміцын з’яўляецца першым эфектыўным хіміотерапевтіческіх сродкам для лячэння туберкулёзу. Акрамя таго, ён апынуўся эфектыўным супраць шэрагу іншых захворванняў: брушнога тыфа, халеры, бубоннай чумы, тулярэміі, інфекцый мочэвыводзяшчіх шляхоў і інш. Ужо ў 1945 годзе Ваксман зразумеў, што стрэптаміцын стане важным антыбіётыкам, і звярнуўся да кампаніі Merck з просьбай скасаваць пагадненне 1939 года, каб іншыя фармацэўтычныя кампаніі маглі вырабляць стрэптаміцын, а прэпарат мог хутка і па мінімальнай цане выйсці на рынак.

І Мерк быў шчодрым. Кампанія пагадзілася перадаць выключныя правы на патэнт Rutgers і прыняць невыключную ліцэнзію на вытворчасць стрэптаміцыну. Акрамя таго, Merck запатрабавала і атрымала ганарары ў кампенсацыю сродкаў, выдаткаваных непасрэдна на распрацоўку стрэптаміцыну. Merck хвалілі за сваю шчодрасць, і Rutgers заключыла ліцэнзійныя пагадненні з іншымі фармацэўтычнымі кампаніямі.

Паколькі стрэптаміцын можна было выкарыстоўваць супраць шырокага спектру захворванняў, у тым ліку туберкулёзу, гэта прынесла яму велізарныя прыбыткі амаль адразу. Першапачаткова Фонд Рутгерса аддаваў Ваксману каля паловы ганарараў, якія ён атрымліваў ад Merck. Калі стала зразумела, што гэта вялікія грошы, Ваксман скараціў сваю долю да адной пятай.

У 1950 годзе доля Ваксмана была скарочана да 10% (чаму, мы скажам пазней), але так як гэта ўсё ж была значная сума, ён загадаў палову яе накіраваць на стварэнне Фонду мікрабіялогіі.

Спрэчка аб прыярытэце

Акрамя грошай, Ваксман таксама атрымаў прызнанне як «першаадкрывальнік» стрэптаміцыну. Больш за тое, ён быў адзіным першаадкрывальнікам. Вышэйзгаданы артыкул у Time пра Сельмана Ваксмана сцвярджае, што менавіта ён «адкрыў цуд-лекі стрэптаміцын у 1943 годзе» (гл. Заўвагу 4). Толькі Ваксман і больш ніхто. 7 лістапада 1949 года Time з’явіўся з фотаздымкам Ваксмана на вокладцы. Ваксман атрымаў узнагароды, узнагароды і прызнанне ад многіх і многіх людзей.

Але ў сакавіку 1950 г. Альберт Шац падаў у суд на Ваксмана і Фонд Рутгерса. У пазове сцвярджалася, што Ваксман не быў адзіным адкрывальнікам стрэптаміцыну. Пазоўнік запатрабаваў уліку плацяжоў, атрыманых ад ліцэнзій, выдадзеных Waksman і Rutgers Foundation фармацэўтычным кампаніям. Шац таксама патрабаваў значную частку ганарараў, якія ён атрымліваў да таго моманту.

Шатц лічыў сябе адным з адкрывальнікаў лекаў, таму што ён быў тым, хто выканаў асноўную працу ў лабараторыі па яго вылучэнні, а таксама таму, што яго імя было пазначана першым у арыгінальнай артыкуле аб адкрыцці антыбіётыка (гл. Заўвагу 7) і другі ў патэнце.

Акрамя таго, стрэптаміцыну была прысвечана яго доктарская дысертацыя, якую ён абараніў у 1945 годзе.

Пайшоў даволі працяглы працэс, і ў снежні 1950 года справа была вырашана мірным шляхам. Прэзідэнт Rutgers выступіў з заявай, у якой усе бакі прызналі, што Шатц быў адным з адкрывальнікаў стрэптаміцыну. Згодна з пагадненнем, Шатц павінен быў атрымаць 3% ад ганарараў, выплачаных фонду Рутгерса. Пры гэтым Ваксман меў права на 10%, а яшчэ 7% дзялілі паміж усімі, хто ўдзельнічаў у працы, якая прывяла да распрацоўкі стрэптаміцыну. Хаця Ваксман пагадзіўся на пагадненне, ён заўсёды лічыў 1950 год «самым цёмным» у сваім жыцці (285). Ён пісаў, што быў на піку славы і прызнання ў 1950 годзе, але быў прыгнечаны тым, што яго студэнт, у якога ён уклаў столькі намаганняў і які абяцаў стаць сапраўднай зоркай мікрабіялогіі, абышоўся з ім так жорстка.

Права Ваксмана называцца стваральнікам стрэптаміцыну нікім не аспрэчвалася. Але, напэўна, варта прызнаць і права Альберта Шатца называцца сутворцам. Прынамсі да такой высновы прыйшоў у сваёй працы сучасны даследчык Мілтан Уэйнрайт9.

Нобелеўская прэмія

Стрэптаміцын, вядома, быў поспехам пратаколаў скрынінга, распрацаваных Ваксманам. Хаця нельга забыць і тую самую курыцу, якая «з-пад зямлі» выклюнула Streptomyces griseus. Гэта якраз той «выпадак, бог вынаходнік», без якога не бывае вялікіх адкрыццяў.

Былі знойдзены і іншыя антыбіётыкі, у прыватнасці неаміцын, выдзелены Х’юбертам Лешэвалье, які выкарыстоўваецца і сёння ў якасці антыбактэрыйнага сродку10.

Але славу і багацце Ваксману і яго лабараторыі прынёс стрэптаміцын. Паводле справаздачы фонду Ратгерса, Ваксман атрымаў 170 000 долараў (пасля выплаты падаткаў) роялці, што з улікам інфляцыі было б прыкладна ў дзесяць разоў больш сёння. Але Ваксман ахвяраваў большую частку сваіх ганарараў фонду Рутгерса на стварэнне Інстытута мікрабіялогіі. Інстытут афіцыйна адкрыўся ў 1954 годзе, і Ваксман служыў яго дырэктарам на працягу першых чатырох гадоў.

У 1952 годзе Ваксман атрымаў Нобелеўскую прэмію па фізіялогіі і медыцыне «за адкрыццё стрэптаміцыну, першага антыбіётыка, эфектыўнага супраць туберкулёзу». У сваёй прамове на Нобелеўскай вячэры Ваксман сказаў: «З ліквідацыяй небяспекі, якая хаваецца ў інфекцыйных захворваннях і эпідэміях, грамадства можа сутыкнуцца з лепшай будучыняй, можа падрыхтавацца да таго часу, калі іншыя хваробы, якія зараз не падлягаюць тэрапіі, будуць пастаўлены пад кантроль. . Будзем спадзявацца, што, даючы антыбіётыкі, мікробы зробяць свой унёсак у тое, каб зрабіць свет лепшым месцам для жыцця».

Стрэптаміцын стаў вялікім прарывам, але чалавецтва не перамагло туберкулёз нават праз 70 гадоў. І гэта відавочна не атрымаецца і ў бліжэйшыя гады.

Ваксман выйшаў на пенсію ў 1958 г. Ён чытаў лекцыі і шмат падарожнічаў. Ён стаў сапраўдным патрыярхам мікрабіялогіі. Жывая легенда. Дабрачынца чалавецтва.

Ён напісаў біяграфію першаадкрывальніка вакцын супраць халеры і чумы Вальдэмара Мардэхая Вольфа Хафкіна. (Пра гэтага выбітнага і, на жаль, амаль забытага вучонага, мы плануем расказаць у серыі нашых нарысаў).

Зельман Ваксман быў акружаны гонарам і сусветнай вядомасцю. Яго маці была б задаволеная. Ён памёр у 1973 годзе ва ўзросце 85 гадоў. Ён пахаваны ў Вуд-Хол, штат Масачусэтс. На яго магіле на англійскай і іўрыце напісана фраза з прарока Ісаі, раздзел 45, верш 8: «Зямля адкрыецца і прынясе збаўленне».

нататкі

1 Усе цытаты з кнігі Selman Waksman, My Life with the Microbes (Нью-Ёрк: Simon and Schuster, 1954), прыводзяцца ў тэкст з гэтага выдання з нумарамі старонак у дужках. Кніга даступна ў інтэрнэце.
2 «Антыбіётык — гэта хімічнае рэчыва, якое выпрацоўваецца мікраарганізмамі, якое валодае здольнасцю стрымліваць рост і нават забіваць бактэрыі і іншыя мікраарганізмы». Што такое антыбіётык або антыбіётычнае рэчыва? Зельман А. Ваксман. мікалогія. Т. 39, вып. 5 (вер. — кастр. 1947 г.), стар. 565-569, с. 568.

3 Ваксман С.А.: Заваяванне туберкулёзу. Берклі, Каліфорнія; University of California Press, 1964, p 117 (перадрукавана ў Ann Internal Med 79:646, 1973). Цытуецца па: Селман А. Ваксман, доктар філасофіі (1888-1973): піянер у распрацоўцы антыбіётыкаў і лаўрэат Нобелеўскай прэміі. Б. Лі Лігон-Бордэн, доктар філасофіі https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12748924/

4 Медыцына: Чалавек глебы. час. Панядзелак, 4 красавіка 1949 г. https://content.time.com/time/subscriber/article/0.33009.800002-1.00.html

5 Селман Ваксман і Х. Бойд Вудраф, «Actinomyces Antibioticus, новы глебавы арганізм, антаганістычны патагенным і непатагенным бактэрыям», Часопіс бактэрыялогіі, 42 (1941): 231-249.

6 Грамположительные і грамотріцательных бактэрыі па-рознаму афарбоўваюцца па Граму, і гэта дазваляе іх класіфікаваць. Асноўнае іх адрозненне заключаецца ў тым, што грамположительные бактэрыі маюць адну тоўстую абалонку, а грамотріцательных – дзве тонкія. Пеніцылін эфектыўны ў дачыненні да грамположительных бактэрый, але не да грамотріцательных.

7 Альберт Шац, Элізабэт Багі і Селман Ваксман, «Стрэптаміцын: рэчыва, якое праяўляе антыбіётычную актыўнасць супраць грамположительных і грамотріцательных бактэрый». Працы Таварыства эксперыментальнай і біялагічнай медыцыны, 55 (1944): 66-69.

8 Перапіска Ваксмана з Фельдманам і Хіншоу не была апублікаваная. Ён захоўваецца ў дакументах Ваксмана Ратгерскага ўніверсітэта. Тут мы цытуем лісты Сельмана Ваксмана і Антыбіётыкі. Нацыянальны гістарычны хімічны помнік. Прысвечана 24 мая 2005 г. у Ратгерскім універсітэце штата Нью-Джэрсі. https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/selmanwaksman.html.

9 Стрэптаміцын: адкрыццё і выніковая спрэчка. Мілтан Уэйнрайт. Аддзел малекулярнай біялогіі і біятэхналогіі Шэфілдскага ўніверсітэта Англіі. Гісторыя і філасофія навук аб жыцці, т. 13, №. 1 (1991), стар. 97-124, с. 124.

10 Зельман Ваксман і Юбер Лецэхэвалье. Неаміцын, новы антыбіётык, актыўны супраць устойлівых да стрэптаміцыну бактэрый, у тым ліку туберкулёзных арганізмаў, Science, 109 (25 сакавіка 1949 г.): 305-307.

 

Related
Legacy Essays