Качественный и количественный методы определения пенициллиназной активности стафилококков показали, что взаимодействие новейших синтетических антибиотиков со стафилококками происходит двухфазно. В течение первой фазы активность этого микробного фермента в определенной мере подавляется полусинтетическими пенициллинами и цефалоспоринами. Однако, во второй фазе эти же самые препараты именно из-за структурной близости к пенициллину (наличие бета-лактамного кольца) стимулируют (индукция!) ген-регулятор, включенный в состав пенициллиназной плазмиды стафилококка, и приводят к еще большей выработке бета-лактамазы. Получался замкнутый круг, из которого меня мог вывести опытный специалист в биохимии микроорганизмов.
Это был профессор Василий Андреевич Благовещенский. Он заведовал лабораторией биохимии обмена веществ патогенных микроорганизмов, которая входила в отдел раневых инфекций. Руководил отделом Г. В. Выгодчиков. Тот самый ученый, который получил стафилококковый анатоксин. В этот же самый отдел входила лаборатория стафилококковых инфекций, с которой я был знаком со времен аспирантуры и в которой мечтал работать. Жизнь похожа скорее на путешествие со многими пересадками, нежели на прямой перелет из точки А в точку Б. Я продолжал работать у Х. Х. Планельеса и начал регулярные встречи-консультации с В. А. Благовещенским. Его лаборатория (несколько научных сотрудников, аспирантов и лаборантов) находилась на третьем этаже лабораторного корпуса, расположенного за пределами основной территории института им. Гамалея, метрах в ста от трамвайных путей, проложенных вдоль берега Москва-реки. Внизу был дикий пляж, куда молодые сотрудники института, аспиранты и лаборанты нелегально бегали позагорать и поплавать в жаркие летние дни московского лета.
Из отворявшихся дверей проходной, а летом и через открытые окна первого этажа корпуса, в котором работал В. А. Благовещенский, разносились концентрированные мясные ароматы. Это было одно из подразделений производственного отдела нашего института. Здесь готовились питательные среды для выращивания самых разнообразных микроорганизмов, с которыми работали лаборатории нашего и других микробиологических институтов. На втором этаже располагалась лаборатория стафилококковых инфекций и еще одно подразделение производственного отдела, где вырабатывали стафилококковый анатоксин, который рассылали по всей стране. И как символ единства науки и практики посредине находился кабинет Г. В. Выгодчикова, где он работал в дни, свободные от обязанностей по Академии медицинских наук. На дверях кабинета Г.В. висел плакатик: «Всегда занят — всегда свободен».
Биохимическая лаборатория В. А. Благовещенского, куда я впоследствии перешел, была на третьем этаже и граничила с лабораторией ботулизма. В. А. Благовещенский был полной противоположностью Х. Х. Планельеса, как, впрочем, физический и психологический тип русского человека отличается от испанца. В.А. был вальяжным, крупным, доброжелательным, улыбчивым профессором средних лет, выходцем из профессорской семьи, которая, в свою очередь, произошла из рода потомственных священников. Его отец, A. B. Благовещенский, в свои 87 лет продолжал работать в области биохимии растений. В.А. какими-то чертами характера напоминал Стиву Облонского: любил приятную беседу, хорошую обильную еду и не отказывал себе в удовольствии выпить рюмку-другую коньяка. Память у него была зеркальной чистоты, и это позволяло ему, не утруждая себя частыми походами в библиотеки, а только из бесед с сотрудниками или из выслушанных докладов на Ученом Совете находиться в курсе современной ему науки. Правда, он знал столь хорошо основы биохимии, что, просмотрев реферативные журналы и даже не читая оригинальных статей, мог представить себе полностью идею той или иной работы. Особенно славился он знаниями в области бактериальных ферментов (энзимов). Так что, взглянув на мои экспериментальные данные, он поставил точный диагноз: «Полусинтетические пенициллины и цефалоспорины суть конкурентные ингибиторы фермента бета-лактамазы». То есть, попадая в среду, где находится пенициллиназопродуцирующий стафилококк, они на первых порах присоединяются к субстрату — пенициллину и не дают бета-лактамазе разрушить антибиотик, который сохраняет способность убивать микробов. Но одновременно они обладают способностью стимулировать пенициллиназный ген. При этом выделяется de novo так много энзима, что все пенициллины, включая и полусинтетические, разрушаются до соединений, безвредных для Stap-hylococcus aureus. Надо искать другие бета-лактамы, которые не стимулируют пенициллиназные плазмиды, но конкурентно ингибируют пенициллиназу.
Препараты, которые могли обладать такими свойствами, были синтезированы в лаборатории профессора А. С. Хохлова (Институт химии природных соединений). Работу с этими препаратами я выполнял в лаборатории В. А. Благовещенского. Оказалось, что эти аналоги пенициллина, в особенности, сульфоксид феноксиметилпенициллина и сульфон бензилпенициллина способны были подавлять in vitro бета-лактамазу стафилококков, позволяя пенициллину тормозить развитие этих микроорганизмов. То есть пенициллину — самому первому и весьма активному (первоначально) антибиотику — возвращалась способность подавлять рост стафиликокков, несмотря на то, что они продуцировали бета-лактамазу. В то же время, даже в условиях этих экспериментов in vitro конкурентные ингибиторы не могли в полной мере препятствовать действию пенициллиназы стафилококка на бета-лактамное кольцо пенициллина.
Я задавался вопросом: «Как поведут себя соединения А. С. Хохлова в условиях экспериментальной стафилококковой инфекции — in vivo?» Очень часто неутешительные или малоутешительные результаты лабораторных опытов, поставленных в пробирках или на чашках Петри (in vitro), приводят ученых к преждевременному унынию или, наоборот, активность, выявленная in vitro, вселяет неоправданный оптимизм. В химиотерапии рака или инфекционных заболеваний прямая корреляция между опытами в пробирках или на экспериментальных животных наблюдается не всегда. Да это и понятно: в организме экспериментального животного препарат может разрушаться, прежде чем достигает своей цели. Или, напротив, действие лекарственного препарата может усиливаться, присоединяясь к факторам естественного иммунитета: фагоциты, антитела, лизоцим и др. Было замечено, что вид животного может влиять на результаты экспериментов. Точно также нельзя полностью экстраполировать в клинику данные, полученные в виварии на тех или иных видах экспериментальных животных. Я решил проверить препараты А. С. Хохлова в комбинации с пенициллином в отношении культур стафилококка, выделенных от тяжелых больных и устойчивых к пенициллину и обоим конкурентным ингибиторам. В опытах, которые проводились в виварии института, было использовано около 500 экспериментальных животных: белые мыши, белые крысы и золотистые хомячки. Мышей и крыс я заражал стафилококкками внутривенно, а хомячков — внутримышечно.
Виварий располагался в одноэтажном здании, вытянутом вдоль главной аллеи Института им. Гамалея. Клетки с мышами, крысами, хомячками и морскими свинками размещались внутри помещения. Клетки с кроликами, даже зимой, находились на открытом воздухе. В том же здании была фотолаборатория и лаборатория электронной микроскопии. Было у меня и постоянное содружество с гистологической лабораторией для того, чтобы наблюдать под микроскопом патологические изменения в органах и тканях животных. Работа была проведена огромная, а результаты оказались не такими блистательными, как ожидалось, в особенности, для химиков-органиков, которые с энтузиазмом синтезировали ингибиторы пени-циллиназы. С такими данными нельзя было идти в клинику и надеяться на излечение больных, зараженных Staphylococcus aureus. Однако во всяком эксперименте, пускай даже не столь удачном, как воображалось при его планировании, есть побочные данные, которые нередко отбрасываются. А иногда именно в них заключена истинная новизна. Так Александр Флеминг (Alexandre Fleming, 1881–1955) открыл пенициллин совершенно случайно. Он оставил чашку Петри с ростом культуры стафилококка на лабораторном столе. На поверхности питательной среды с колониями Staphylococcus aureus выросла плесень, которая растворила часть микробных колоний. Флеминг предположил, а потом доказал, что плесень выделяет антибиотик — пенициллин, за открытие которого его удостоили Нобелевской премии (1945).
