Не был врачом, но научил мир лечить оспу и бешенство. Как Луи Пастер перепридумал вакцинацию

Французского химика Луи Пастера еще при жизни стали называть благодетелем человечества и добрым пастырем, обыгрывая сходство звучания фамилии Pasteur и французского выражения «le bon pasteur» — «добрый пастырь». Рассказываем историю человека, совершившего прорыв в развитии вакцинации.

Есть некая ирония в том, что избавление от страшных болезней с помощью прививок в этот мир принес человек, вообще не имевший медицинского образования. При этом число сделанных Пастером открытий было огромным, он стал родоначальником нескольких направлений в науке, которых ранее просто не существовало. Но прославился именно благодаря прорыву в развитии вакцинации.

«Провести воскресный день в лабораториях… Разве можно лучше использовать воскресный день?»

Луи Пастер родился 18 сентября 1822 года в маленьком французском городке Дойль. Его предками были крепостные. Прадед Пастера — Клод-Этьен — в 1763 году выкупился из крепостной зависимости и зарабатывал на жизнь ремеслом дубильщика. Отец Луи Пастера, ветеран Наполеоновских войн, кавалер ордена Почетного легиона, продолжил семейное дело и держал собственную кожевенную мастерскую. Будучи человеком малообразованным, но весьма честолюбивым, он желал иной судьбы своему единственному сыну и в идеале хотел видеть его провинциальным учителем.

Отец оплатил учебу сына в колледже городка Арбуа, где Луи отучился легко, но не блистал особыми академическими достижениями. Зато в тот период Пастер всерьез увлекся живописью и имел все шансы стать художником, если бы не сделал выбор в пользу науки. После окончания колледжа Пастеру рекомендовали поступать в Высшую нормальную школу (Эколь Нормаль) в Париже, но изначально он держал испытания в Политехническую школу. Там он оказался 15-м из 22 зачисленных в 1842 году, в связи с чем решил не поступать, а попытаться улучшить свои знания, чтобы на следующий год попасть в Эколь Нормаль. План сработал. В 1843-м Пастер был оценен четвертым из числа зачисленных в Эколь Нормаль, ставшей его alma mater.

Именно в стенах школы склонность к химии переросла в страстную одержимость

Устав Эколь Нормаль поощрял самостоятельные занятия, допускал неограниченное пользование библиотекой и лабораторным оборудованием. Страстно интересуясь преобразованием материи, Пастер однажды поразил однокурсников тем, что превратил купленные у мясника кости в 60 граммов чистейшего фосфора, скрупулезно в одиночку проделав непрерывные многочасовые манипуляции. «Провести воскресный день в лабораториях… Разве можно лучше использовать воскресный день?», — рассуждал Пастер.

23 августа 1847 года он защитил две диссертации, посвятив их своим родителям: по химии («Исследование мышьяковистых соединений калия, натрия и аммиака») и по физике («Исследование явлений, относящихся к свойствам жидкостей вращать плоскость поляризации»).

«Успехи на этом пути дали бы нам доступ к органическим превращениям»

Первые открытия молодого ученого были связаны с проблемами преобразования материи и связью между формой кристаллов, их составом и вращением плоскости поляризации. Пастер открыл такое явление, как молекулярная диссиметрия, что послужило началом новой науки — стереохимии.

«Я установил, что виноградная, или рацемическая, кислота образуется от сочетания одной молекулы правой винной кислоты (которая и является обычной винной кислотой) и одной молекулы левой винной кислоты; обе кислоты, будучи во всех других отношениях тождественны, отличаются одна от другой тем, что формы их кристаллов не могут быть совмещены путем наложения друг на друга… Каждая из них представляет собой зеркальное отражение другой», — писал в своих трудах Пастер.

Эксперименты с кристаллами, от которых в силу некоторых жизненных обстоятельств Пастеру потом пришлось отойти, могут показаться сугубо абстрактной задачей, далекой от жизненных реалий. Между тем Пастер всю жизнь жалел, что не смог продолжить эти изыскания.

«Успехи на этом пути дали бы нам, вероятно, доступ к новому миру веществ, а также к органическим превращениям. Так как удалось найти обратную форму правой виннокаменной кислоты, то можно надеяться, что мы со временем получим органические первичные элементы, противоположные тем, которые нам известны. Кто может предвидеть, что случилось бы с видами растений и животных, если бы удалось заменить в живых клетках клетчатку, белок и их производные противоположными им веществами? Если бы удалось из неорганической материи сделать живую клетку, насколько бы тогда задача эта сделалась более доступной».

Только подлинный визионер мог в середине XIX века ставить перед собой задачи, одновременно свойственные будущим генной инженерии, трансплантологии, а заодно (чего уж там) средневековой алхимии.

К сожалению, проблемы с финансированием науки были всегда. Пастеру пришлось временно оставить эксперименты и занять должность профессора физики в лицее Дижона, а вскоре и профессора химии в Страсбургском университете. Последнее назначение оказалось поистине судьбоносным: первый же визит в гости к ректору университета Лорану поразил Пастера в самое сердце. Через несколько дней Лоран читал письмо следующего содержания:

«Месье, в один из ближайших дней к Вам обратятся с просьбой, имеющей громадное значение как для меня, так и для Вашего семейства. Я считаю своим долгом сообщить Вам следующие сведения, которые могут помочь Вам решить, следует ли ответить мне согласием, или отказом. <…> У меня нет никакого состояния. Все, что у меня есть, — это хорошее здоровье, доброе сердце и мое положение в университете. <…> Единственное, что я могу сказать о будущем, — это что я решил посвятить себя исследованиям в области химии, если только мои вкусы не изменятся коренным образом. Мой отец лично приедет в Страсбург, чтобы просить для меня руки Вашей дочери».

Вообще-то у Лорана было две дочери, и, хотя Луи Пастер не упомянул в письме, о какой из них идет речь, совершенно невероятным образом всем и всё сразу стало понятно. Тот, кто всю жизнь подвергал окружающую действительность бесконечным экспериментам, выбрал верную спутницу жизни с первого взгляда. Мари Лоран ответила взаимностью и сразу согласилась, что лаборатории принадлежит первое место в жизни мужа. Она стала его помощницей, секретарем, стенографисткой и усвоила привычку писать слово «наука» с большой буквы.

Пастер создает первую в мире бактериологическую лабораторию

Опыты Пастера с кристаллами винной и виноградной (рацемической) кислот заставили его обратить особое внимание на процессы ферментации и брожения. Как ученому ему было интересно наблюдать за проявлением молекулярной асимметрии, свойственной органическим веществам. Так совпало, что при этом он смог решить утилитарную коммерческую задачу — предотвратить порчу вина и пива.

В винном сусле, помимо дрожжевых грибков, он обнаружил микроорганизмы в форме палочек (вибрионов), превращающие вино в уксус. Опытным путем было установлено, что нагревание сусла до температуры 60 градусов приводит к гибели этих микроорганизмов.

Этот прием получил название пастеризации и до сих пор применяется в пищевой промышленности

Что интересно, Пастер получил патент на метод обеззараживания вина путем его длительного нагревания до 50–60 °С, а потом предлагал всем желающим пользоваться его технологией безвозмездно. Ученый опасался, как бы какой-нибудь недобросовестный делец не получил патент раньше него, чтобы запрещать всем другим лицам свободно применять способ пастеризации.

Сугубо прикладным на первый взгляд открытием Пастер не только объяснил природу брожения, но и поставил точку в известном со времен Аристотеля споре о природе самозарождения, доказав, что живые существа, включая микроорганизмы, не могут самопроизвольно зарождаться из неживой материи: они лишь могут проникнуть в конкретную среду извне.

Пастер собственноручно создал первую в мире бактериологическую лабораторию. Метод пастеризации для подготовки среды, свободной от живых зародышей, и метод посева в ней микроорганизмов одного вида, то есть чистых бактериальных культур, стали основными методами новой науки — микробиологии. Изучение бактерий постепенно привело Пастера к поиску причин заразных заболеваний.

Микроорганизмы и болезни гусениц

Пастер не сразу стал лечить людей, он начал издалека. Пять лет жизни ученый посвятил пебрине — болезни гусениц тутового шелкопряда. Очередной порученный Пастеру коммерчески важный проект помог протянуть мостик между микробиологией и медициной. Впервые Пастеру пришлось столкнуться в работе с патологией живых существ, наблюдать размножающиеся в них микробы и искать возбудителей болезней. Стало очевидно, что как при брожении, так и во время многих болезней причиной процесса служат незаметные глазу микроорганизмы.

Годы напряженной работы с пебриной совпали с трагическими обстоятельствами в жизни Пастера: две его дочери скончались от брюшного тифа, а самая младшая, двухлетняя Камилла, от опухоли печени. Все эти обстоятельства подорвали здоровье ученого, и в возрасте 46 лет у него произошло кровоизлияние в мозг. С тех пор он остался инвалидом: левая рука бездействовала, левая нога волочилась по земле.

Вакцины против сибирской язвы и куриной холеры

Личные трагедии только усилили желание Пастера искать причины заразных болезней. Склянки с плесенью в лаборатории стали вытеснять пробирки со смертоносными бактериями, а сама лаборатория заполнилась клетками с птицами и подопытными животными.

Пастер открыл множество гноеродных микробов, в том числе таких широко известных возбудителей болезней, как стрептококк и стафилококк. Благодаря его открытиям в больницах стали проводить антисептические мероприятия. Однако свою задачу Пастер видел шире: он хотел, чтобы заразившийся сумел не заболеть.

Первыми шагами на пути к этой амбициозной цели стало создание вакцин против сибирской язвы и куриной холеры. В то время уже был известен метод прививки неопасной формы коровьей оспы для выработки иммунитета от оспы человека.

Автор метода — английский врач Дженнер — назвал его «вакцинацией» от латинского названия коровы — vacca

Пастер вместе со своими помощниками искал способ борьбы с сибирской язвой, предположив, что ее возбудителем могут быть микроорганизмы. В своей лаборатории он смог выделить ослабленную бактерию, которая действовала по принципу оспенной вакцины Дженнера. Популяризации исследований помог открытый эксперимент. Пастер с командой молодых ученых в присутствии толпы крестьян, журналистов и ветеринаров ввел вакцину 24 овцам, шести коровам и одной козе. Спустя две недели этим животным и такому же количеству непривитых животных ввели смертельную дозу бацилл сибирской язвы. Только вакцинированные животные выжили. Кстати, именно Пастер экстраполировал предложенное Дженнером слово «вакцинация» для любых форм иммунизации.

Изучая куриную холеру, Пастер и его сподвижники обнаружили, что при впрыскивании цыплятам старой культуры заражения не происходит. Зато, если потом ввести свежую культуру тем же цыплятам, они остаются здоровыми. Это открытие приписывают случайности (пробирка с холерной культурой была забыта на лето в термостате). Пастер всегда любил говорить, что счастье улыбается только хорошо подготовленному уму.

Однако есть и другая версия о тщательно спланированной серии экспериментов, осуществлённых соратником Пастера Эмилем Ру. Безусловно, частично парализованный Пастер во многом зависел от своей команды и как руководитель проекта мог ставить свое имя на открытиях, совершенных его ассистентами. Впрочем, помимо почестей, он навлекал на себя и критику за любые ошибки команды, ну а громкое имя служило залогом финансирования будущих исследований.

Бешеные псы и здоровые кролики

Главным достижением Пастера стала борьба с бешенством. Очень долго не удавалось выделить возбудитель этой смертельной болезни. Пастер предположил, что вирус бешенства слишком мал, чтобы его мог обнаружить микроскоп (электронные микроскопы, позволяющие увидеть вирусы, появились значительно позже). Во времена Пастера вирусами назывались любые болезнетворные микроорганизмы, наука того времени не знала, что этот класс возбудителей может размножаться, только внедрившись в живые клетки. Чисто интуитивно Пастер решил, что, если вирус не культивируется в искусственной среде, его нужно культивировать вместе со средой, в которой он существует.

Вместе с командой Пастер много месяцев заражал кроликов бешенством и препарировал их мозг

Для заражения иной раз лично собирал слюну из пасти бешеных псов. В итоге был получен мозг, вытяжка которого обладала чудовищной вирулентностью, — так называемый virus fixe, фиксированный вирус бешенства. Зараженный мозг затем подвергли сушке в парах формалина, получив искомую вакцину. В итоговом эксперименте на здоровых кроликов натравили бешеных псов, а потом сделали кроликам прививки эмульсией высушенного вируса. Изодранные собаками зверьки выжили.

Тогда Пастеру пришла в голову мысль привить всех собак Парижа. Увы, это было неосуществимо на тот момент: слишком уж много их было. «Тогда почему бы не привить людей, уже укушенных больной собакой?», — подумал Пастер. Ведь если успеть ввести вакцину до того, как бешенство успеет поразить мозг, можно спасти людям жизнь. В записях ученого зафиксировано:

«Я все еще не решаюсь попробовать лечить людей. Но это время уже недалеко. Мне хочется начать с самого себя, то есть сначала заразить себя бешенством, а потом приостановить развитие этой болезни — настолько велико во мне желание убедиться в результатах своих опытов».

Однако прежде чем Пастер решился на этот роковой шаг, в лабораторию обратилась убитая горем мать девятилетнего Жозефа Мейстера из Эльзаса, которого покусала бешеная собака. Выбор между смертью от бешенства или смертью от неизведанной вакцины был почти равнозначным. Пастер и несчастная мать выбрали вакцину и надежду. Следующим подопытным по тому же стечению обстоятельств стал 14-летний пастух Жупиль. Оба вакцинированных мальчика остались живы.

Успех закрепило спасение русских крестьян из Смоленской губернии, покусанных бешеным волком

По легенде, 19 человек две недели добирались во Францию пешком, зная два французских слова: «пари» и «Пастер». На самом деле они доехали на поезде и разместились в гостиницах. Средства на их отправку во Францию выделил сам император Александр III c подачи брата Владимира, ранее встречавшегося с Пастером в Париже.

Вакцинации русских крестьян помогали российские ученики Пастера — Николай Гамалея и Софья Каплан. Французы следили за судьбой «les mouzhiks russes», искали для них в Париже черный хлеб и соленые огурцы. Из-за непривычных для парижан полушубков новых пациентов Пастера воспринимали как дикарей в звериных шкурах. Удалось спасти 16 человек из 19. Тогда Пастер понял, что инкубационный период при укусе дикого животного короче, чем он думал. Нельзя оттягивать начало вакцинации. Нужно открывать прививочные станции в других странах для своевременного оказания помощи.

«У науки нет родины»

Первая за пределами Франции лаборатория, в которой начали проводить прививки против бешенства, была открыта в 1886 году в Одессе учениками Пастера Ильей Мечниковым и Николаем Гамалеей. Затем пастеровские станции появились в других городах. После достигнутого успеха в первый же год к Пастеру обратились 2682 человека.

В те далекие времена тоже были противники вакцинации, подозревавшие, что лаборатория Пастера скрывает свои неудачи. Поэтому было решено ежемесячно публиковать сведения о количестве больных, которым сделаны прививки. Врачи, которых Пастер выбрал себе в помощники, публично согласились подвергнуться прививкам в качестве доказательства их полной уверенности в безвредности вводимых препаратов.

Как результат, лаборатория Пастера перестала справляться с наплывом пострадавших. Возникла идея создания института по созданию новых вакцин, которую в народе заранее окрестили «дворцом бешенства». Деньги на создание Института Пастера собирали по подписке со всего мира. Так, например, 100 тысяч франков из личных средств внес российский император Александр III. Общая сумма подписки достигла 2 586 680 франков, в то время как парламентом было отпущено всего 200 000 франков. Пастер и его сотрудники уступили Институту право продажи во Франции вакцин, приготовленных в их лаборатории.

В стенах института были созданы вакцины против чумы, желтой лихорадки, дифтерии и столбняка, в 1983 году там же открыли вирус иммунодефицита человека.

Восемь сотрудников института в разное время удостоились Нобелевской премии

Сам же Пастер недолго смог активно участвовать в работе института. Силы его покидали, и на своем 70-летнем юбилее он даже не смог прочесть речь, поручив это сыну. Великий ученый скончался в 1895 году в возрасте 72 лет. Вскрытие показало, что одно из полушарий его мозга было полностью разрушено после пережитых инсультов. По сути, все самые известные и значительные открытия он совершил, имея в активе лишь одно полушарие.

«У науки нет родины», — говорил своим ученикам Пастер. Свои открытия он принес в дар не только Франции, но и всему человечеству.

На обложке: Пастер осматривает колбы. Автор: художник Роберт Том​​​ по заказу фармацевтической компании Parke-Davis & Co. в 1950-х годах. Collection of the University of Michigan Health System, Gift of Pfizer Inc.