Антимикробные химиотерапевтические препараты История антибиотикотерапии
Издавна было известно, что одни микробы по отношению к другим проявляют антагонистические свойства. Антагонизм – это взаимоотношения, при которых продукты жизнедеятельности одного микроба губительно действуют на других представителей в данном биоценозе. Явление антагонизма у микробов в 1887 г. подробно описал французский ученый Л. Пастер (рисунок 13.1).
Рисунок 13.1 – Луи Пастер (Louis Pasteur, 1822-1895 гг.).
Однако с практической целью микробный антагонизм впервые использовал И.И. Мечников (рисунок 13.2), который предложил употреблять продукты, содержащие молочнокислые бактерии, для подавления гнилостной микрофлоры кишечника.
Рисунок 13.2 – Илья Ильич Мечников (1845-1916 гг.).
В 1871-1872 гг. русские ученые В.А. Манассеин и А.Г. Полотебнов (рисунок 13.3) наблюдали выраженный терапевтический эффект от лечения инфицированных ран с помощью зеленой плесени (зеленого кистевика или плесневого гриба рода Penicillium).
А Б
Рисунок 13.3 – А - Вячеслав Авксентьевич Манассеин (1841-1901 гг.); Б - Алексей Герасимович Полотебнов (1838-1907 гг.).
Именно на явлениях микробного антагонизма основывается широко используемая в настоящее время терапия инфекционных заболеваний с помощью антибиотиков и химиопрепаратов. Лечение инфекционных, паразитарных или иных заболеваний с помощью химиотерапевтических средств получило название химиотерапия. Химиотерапевтическими препаратами называют лекарственные средства, которые в организме больного избирательно подавляют размножение возбудителей инфекций и инвазий или угнетают пролиферацию опухолевых клеток. Лекарственные средства, избирательно действующие на возбудителей инфекционных заболеваний, называются антимикробными препаратами. К числу антимикробных препаратов относятся антибиотики. Использование антибиотиков для лечения инфекционных заболеваний называется антибиотикотерапией.
Основателем химиотерапии с полным правом можно считать немецкого средневекового алхимика Парацельса (рисунок 13.4), который первым начал использовать для лечения больных людей неорганические вещества (соли ртути и мышьяка).
Рисунок 13.4 – Парацельс (Paracelsus, 1493-1541 гг.).
Понятие “химиотерапия” ввел в употребление немецкий химик, иммунолог и бактериолог П. Эрлих (рисунок 13.5).
Рисунок 13.5 – Пауль Эрлих (Paul Ehrlich, 1854-1915 гг.).
В 1908 г. он синтезировал мышьяковистое соединение (препарат 606), которое получило название сальварсан (спасающий). Этот препарат длительное время использовался для лечения сифилиса. В последующем П. Эрлих синтезировал другое производное мышьяка – неосальварсан (новарсенол). В результате изучения антимикробных свойств различных соединений П. Эрлих сформулировал три основные требования, которым должен отвечать любое химиотерапевтическое средство:
максимальная терапевтическая эффективность;
минимальная токсичность для макроорганизма;
специфичность действия (этиотропность).
Согласно этим требованиям, химиопрепараты при введении в организм должны губительно действовать на возбудителей инфекционных заболеваний, но при этом быть нетоксичными для макроорганизма. Кроме того, во внутренней среде организма химиопрепарат должен оставаться стабильным, но не иметь кумулятивного эффекта. Эти принципы до сих пор учитываются при разработке антибактериальных препаратов.
В 1935 г. немецкий бактериолог Г. Домагк (рисунок 13.6) ввел в практику первый сульфаниламидный препарат - стрептозан (пронтозил или красный стрептоцид), что явилось началом эры производства сульфаниламидов и лечения с их помощью инфекционных заболеваний.
Рисунок 13.6 – Герхард Домагк (Gerhard Johannes Paul Domagk, 1895-1964 гг.).
В 1939 г. Г. Домагк стал лауреатом Нобелевской премии за открытие и обоснование антибактериального эффекта пронтозила.
В последующем французскими исследователями из группы Э. Фурно (рисунок 13.7) был синтезирован белый стрептоцид.
Рисунок 13.7 – Эрнест Фурно (Ernest Fourneau, 1872-1949 гг.).
Красный и белый стрептоцид явились первыми сульфаниламидами, получившими широкое распространение в химиотерапии бактериальных инфекций.
Основоположником учения об антибиотиках является английский ученый А. Флеминг (рисунок 13.8), который в 1929 г. показал, что фильтрат бульонной культуры плесневого гриба Penicillium notatum обладает антибактериальными свойствами в отношении стафилококков и некоторых других грамположительных микроорганизмов. Это открытие было сделано случайно - в открытую чашку Петри с культурой стафилококка попала плесень P. notatum, образовавшая вокруг себя зону отсутствия роста стафилококка. А. Флеминг назвал синтезируемое плесенью вещество пенициллином.
Рисунок 13.8 – Александр Флеминг (Alexander Fleming, 1881-1955 гг.). Извлечь активное вещество из культуральной жидкости плесневого гриба P.
notatum и получить стабильный препарат пенициллина удалось лишь в 1940 г. группе английских химиков – Э. Чейну, Х. Флори и Э. Эбрахему. Промышленное производство пенициллина в чистом виде было организовано Х. Флори и Э. Чейном в Америке. В 1945 г. А. Флеминг, Э. Чейн и Х. Флори стали лауреатами Нобелевской премии за открытие пенициллина и исследование его лечебного
эффекта при инфекционных заболеваниях (рисунок 13.9).
А Б
Рисунок 13.9 – А - Эрнст Чейн (Ernst Boris Chain, 1906-1979 гг.); Б - Хоуард Флори (Howard Walter Florey, 1898-1968 гг.).
В СССР пенициллин (под названием крустозин) был получен З.В. Ермольевой (рисунок 13.10) в 1942 г. из плесени Penicillium crustosum. В 1944 г. отечественный пенициллин был произведен в необходимых для испытания количествах и успешно применен для лечения раненых на фронте.
Рисунок 13.10 – Зинаида Виссарионовна Ермольева (1898-1974 гг.).
В 1942 г. появился термин “антибиотики”. Этот термин предложил американский микробиолог С.А. Ваксман (рисунок 13.11).
Рисунок 13.11 – Селман Абрахам Ваксман (Selman Abraham Waksman, 1888-1973 гг.).
Термином “антибиотики” обозначали природные вещества, продуцируемые микроорганизмами и в низких концентрациях препятствующие росту других бактерий. В 1942 г. группе ученых в США под руководством С. Ваксмана удалось выделить соединение (стрептомицин), подавляющее жизнедеятельность грамотрицательных и некоторых грамположительных микроорганизмов, в частности, микобактерий туберкулеза. В 1949 г. в США и других странах было налажено производство стрептомицина как эффективного противотуберкулезного средства. В 1952 г. С. Ваксман стал лауреатом Нобелевской премии за открытие стрептомицина – первого эффективного противотуберкулезного препарата.
Дальнейшие исследования многих ученых привели к выделению новых антибиотиков. В частности, в 1945 г. был выделен хлортетрациклин, в 1947 г. – хлорамфеникол, в 1949 г. – окситетрациклин, в 1952 г. – эритромицин. В 60-70-е годы ХХ века были разработаны цефалоспорины и рифамицины. В настоящее время насчитывается более 6000 антибиотиков, выделенных из различных источников. Из этого количества в медицинской практике используется более ста препаратов.