1876 год - умер кролик

В октябре 1876 года 8-летняя дочь сельского врача Коха вбежала в дом и сообщила отцу, что один из кроликов, которые жили в клетках во дворе, умер. Доктор поспешил за ней и действительно увидел мёртвое животное со всеми признаками сибирской язвы.

Произошло это в немецком тогда селе Вольштайн близ Позена (ныне Вольштын в Польше, а Позен соответственно – Познань). Село было крупным, именовалось «городком», в нем проживало несколько тысяч человек, потому оно могло себе позволить собственного врача. Этим врачом как раз и был ничем не выдающийся 32-летний доктор Роберт Кох (Heinrich Hermann Robert Koch).

Сколь невыдающейся ни была жизнь Коха до этой секунды, сейчас она изменилась раз и навсегда. И медицина изменилась раз и навсегда. Произошло самое великое потрясение в медицинской науке за все тысячелетия её развития, событие, которое разделило её историю на «до» и «после». Теория, что инфекционные болезни вызываются микроорганизмами, была в тот момент наконец доказана.

Вплоть до 1876 года медики объясняли инфекции множеством разных причин – и теорией «миазмов» (т.е. плохого воздуха, испорченного гниением), и тяжёлыми условиями жизни, и несбалансированностью процессов в организме, и наследственностью, и плохим питанием, и ещё множеством других вещей. Венская клиника, в которой работал Земмельвейс, например, в середине XIX века совершенно официально называла причиной инфекций некое сочетанное влияние космоса, земли и атмосферы.

К 1870-м годам, однако, всё больше исследователей начинали поддерживать совсем другую гипотезу – о том, что инфекции вызываются микроорганизмами. Догадок было много, много было и случайных наблюдений, но доказательств – никаких.

Главным локомотивом зарождающейся бактериологии был химик Пастер. В 1857 году он доказал, что брожение вина вызывается бактериями. Впервые мир микроорганизмов «пересёкся» с большим миром людей.

В 1860-м Пастер же доказал, что самозарождения микроорганизмов не существует.

В 1865 году он продемонстрировал, что гниение – это тоже вызываемый бактериями процесс.

В 1870 году, случился ещё более решительный прорыв. Не революция, но уже гигантский скачок. Пастер впервые доказал, что болезнь животного вызывается микробом. Правда, это были всего лишь шелковичные черви, но бактериальная природа инфекции перешла из разряда философских размышлений в научную плоскость. Теперь Пастер смог сформулировать микробную теорию – почти так, как мы её знаем сегодня.

В 1872 году Кон доказал, что микроорганизмы разделены на устойчивые биологические виды.

Всё было готово для революции. И все же, всего этого было мало. Гипотеза о роли микроорганизмов в инфекционных заболеваниях оставалась в лучшем случае правдоподобным умопостроением.

А в чем проблема-то? Вот больной холерой (чумой, сибирской язвой). Вот в его выделениях (тканях, жидкостях) под микроскопом видны спиральки (палочки, шарики). Вот и всё, правда? Какие ещё доказательства нужны?



Кстати, большинство неспециалистов рассуждает подобным образом и в наши дни. Когда им говорят, что в 1899 году Лащенков доказал, что стафилококки могут вызывать у человека болезнь, они недоуменно указывают на статью в Википедии, где написано, что стафилококки открыл совсем другой человек. То же касается и возбудителя сибирской язвы. В 1876 году Кох доказал, что некая бацилла вызывает сибирскую язву (а заодно и то, что микроорганизмы вообще могут вызывать инфекционные заболевания у человека), а любители Википедии находят информацию, что эту бациллу открыли другие люди, да ещё и на 25 лет раньше…

Дело не в том, чтобы открыть какой-то микроорганизм, – мало ли их ползает под микроскопом! Дело в том, чтобы доказать, что именно он вызывает инфекционное заболевание. А вот это и есть самая большая проблема. Настолько большая, что медицина не могла этого сделать на протяжении тысяч лет своего развития.

Это сродни лампам под потолком. Мы не замечаем их днём. Мы видим их вечером, когда становится темно. Значит ли это, что днём за плафонами ламп нет? Значит ли это, что лампы влезают в плафоны в определённое время? А может, они внутри плафонов самозарождаются? Может, на самом деле лампы там, внутри, живут постоянно? Даже днём? А может, взаимоотношения ламп и темноты другие? Оттого ли зажигаются лампы, что наступает ночь, или наоборот, ночь наступает потому, что зажигаются лампы? А ведь может быть и третий вариант – ночь и включение ламп никак между собой не связаны, то, что мы однажды видели, как ночью горят лампы, - это лишь совпадение? И, чтобы добить любителей конспирологии, возможен ведь и вариант, что связь между темнотой и светом в лампах вообще не прямая, в эту связь вовлечены какие-то электростанции, провода, выключатели на стенах, люди…

Так и в микробной теории. То, что мы видим какие-то микроскопические закорючки в выделениях больного, означает ли это, что у здорового человека этих закорючек нет? Означает ли, что появление закорючек хоть как-то связано с заболеванием? Означает ли, что это закорючки вызвали болезнь, а не наоборот, болезнь создала условия, при которых закорючки размножились? А может, это параллельные процессы? Какая-то причина одновременно создаёт условия и для развития болезни, и для размножения закорючек? Или закорючки и болезнь появились вместе случайно, так совпало? Или все ещё сложнее, и в связь закорючек и болезни каким-то непостижимым конспирологическим способом вовлечены миазмы, наследственность, недостаток питания, разбалансированность процессов в организме, сочетанное влияние космоса, земли и атмосферы?

Коху повезло с сибирской язвой. Её появление вокруг Вольштайна заставило его приглядеться именно к этому заболеванию, и это был идеальный выбор для того, чтобы совершить революцию. С одной стороны, сибирская язва – это болезнь людей. От неё люди умирают. Так что установление причины сибирской язвы давало ответ на главный вопрос медицины. С другой стороны, всё-таки сибирская язва в основном поражает скот, а не людей. На 50 умерших людей было около 7000 голов павшего скота. Так что не было ни паники, ни карантина. Зато было вдоволь материала для опытов – овец, баранов, коров, коз.

Опять же, палочка сибирской язвы имеет 10 мкм в длину. Она в 1,5 раза длиннее кишечной палочки, в 3 раза – холерного вибриона, в 6 – чумной палочки, в 10 раз – стафилококков. Крупный размер возбудителя был важен в эпоху, когда самый совершенный микроскоп мало отличался по качеству от современных школьных микроскопов.

И главное везение – взаимоотношения бациллы и сибирской язвы прямые, однозначные, не осложнённые вариабельностью и влиянием побочных агентов и факторов. Попала бацилла в организм – будет сибирская язва. Есть сибирская язва – значит, в организм попала бацилла. Такое прямое взаимоотношение отнюдь не так распространено в инфекционных заболеваниях, как кажется, и Коху повезло, что он случайно взялся за болезнь, где никаких посторонних осложняющих факторов не было.

Бациллу сибирской язвы открыли, как и множество других микроорганизмов, простым наблюдением. Летом 1850 года француз Давен (Kasimir-Joseph Davaine) сопровождал своего учителя Райера (Pierre Fran;ois Olive Rayer) в исследовательской поездке в сельской местности вокруг Шартра. Там они проверяли различные способы, какими можно заразить здоровых овец от больных. Например, переливали кровь. Райер наблюдал такие же изменения эритроцитов у искусственно инфицированных животных, что и у исходно больных. Это как раз он увидел в крови нитевидные тельца (~в 2 раза длиннее эритроцитов). Эти тельца Давен и Райер никак не идентифицировали и уж точно не приняли их за микробы.

Однако спустя 13 лет, в 1863 году, Давен, уже самостоятельно, доказал, что кровь больных животных не была заразна, если в ней не было этих палочек. Эти палочки он вслед за Эренбергом назвал «бактерии», т.е. «палочки» на древнегреческом. Существовал ещё один термин – «бацилла», что тоже означает «палочка», но на латыни.

Между 1850, когда впервые увидели палочку в крови, и 1863, когда установили, что палочка нужна, чтобы кровь была заразна, а именно в 1855 году другой исследователь Поллендер (Franz Anton Aloys Pollender) идентифицировал эту палочку именно как микроорганизм, т.е. фактически открыл бациллу сибирской язвы.

И вот спустя еще 13 лет после финальной работы Давена за бациллу взялся Кох. И совершил революцию. Сумел доказать то, что до него никому доказать не удавалось.

Кстати, кроме локомотива Пастера и базиса Рейера-Давена, был еще и третий фактор, который помог сельскому врачу. В 1871 году его жена подарила ему на рождество микроскоп. Она бы этого не сделала, если бы Кох всё время не говорил о своей мечте присоединиться к какой-нибудь экспедиции и отправиться в неизведанные земли. В идеале – присоединиться к кругосветной экспедиции. Когда же удалось его отговорить, жена на радостях и сделала Коху столь дорогой подарок (а подарок был баснословно дорогой!). В 1871 году во всем мире можно было пересчитать людей с личным микроскопом по пальцам. Более того, должность врача в принципе не предусматривала наличие микроскопа на «досягаемом расстоянии».

(Для специалистов. Кох получил в подарок Siebert №2 с тремя объективами, включая иммерсионный, и круглым зеркальцем для освещения – в общем такой микроскоп, аналоги которых в «ЛОМОвском» исполнении, тяжелые, черного цвета, все ещё можно найти в школах).

Что же сделал Кох?

Он не стал ограничиваться микроскопированием крови и тканей язв нескольких больных животных, а просмотрел образцы сотен(!) больных и - внимание! - здоровых(!) животных. Принцип был прост: у всех(!) больных животных должна быть та самая бацилла и ее не должно быть ни у одного(!) здорового животного.

О, времена бактериологической наивности! В 1876 году никто и не слыхал о здоровом носительстве, и это хорошо, иначе Кох бы запутался. С сибирской язвой Коху повезло, с носительством он не столкнулся, а наоборот, увидел чистый, незамутнённый результат – бацилла была у всех без исключения больных животных, и её не было ни у одного (без исключений!) здорового. Кстати, здоровое носительство откроет сам же Кох – в 1893 году на примере холеры.

Итак, связь между заболеванием и бациллой была установлена. Теперь нужно было понять, что это за связь.

Эту связь, вроде как, уже установили Давен и Райер – они переливали кровь больного животного здоровому, и здоровое животное заболевало. Но этот эксперимент вызывал сомнения.

Во-первых, их наблюдения были единичными (кто тогда заботился бы о статистической достоверности!).

Во-вторых, опыт не всегда заканчивался заболеванием.

Но главная проблема с тем экспериментом была в другом. А что именно вызывало в здоровом животном болезнь? Те самые палочки? Точно? Именно они? А может, сам факт переливания? Или то, что овцу прижимали для инъекции к земле или стойлу? Или какие-то элементы крови? Или вообще плазма? Или примеси, которые могут попасть в переливаемую кровь с шерсти и шкуры больного животного, шерсти и шкуры здорового животного, с инструментария или рук экспериментатора, из воздуха наконец? А может, «прикрытые» миллионами палочек в переливаемой крови находились единичные шарики, которые и были болезнетворным агентом, но никто их не заметил, потому что их было крайне мало и они, например, были очень маленькими?

Нет, чтобы доказать, что виноваты именно вот эти конкретные бациллы, нужно было их отделить от всего остального и именно ими и ничем другим заразить здоровое животное.

А как это сделать? Если бы речь шла о макромире, мы бы посадили Золушку, чтобы она по зёрнышку выбрала из смеси круп именно пшено. А что делать, если объекты в 100 раз меньше миллиметра?

Кох впервые в истории поставил перед собой задачу вырастить чистую культуру, т.е. добиться, чтобы в среде, стерильной во всех остальных отношениях, находились только микроорганизмы одного-единственного вида.

Даже в 21-м веке мы, услышав формулировку задачи, смутимся.

Трудно даже себе представить, как измучился Кох, пытаясь сделать то, что никто до него не делал, то, для чего не было ни методов, ни инструментов, то, что во всем мире понимал один-единственный человек – сам Кох.

А ведь он не был главой лаборатории или тем более исследовательского института, под ним не бегало десяток учёных, сотня аспирантов и ещё столько же лаборантов, у него по соседству не стояла специализированная научная библиотека с миллионами томов, никто из выдающихся учёных не спешил делиться с ним своими знаниями и опытом, государство не отсылало ему мешки денег по первой просьбе. Кох был лишь рядовым врачом в селе в далёкой провинции.

Сегодня мы бы:

Шаг 1) взяли чашку Петри (появится в 1877 году на волне энтузиазма, вызванного работой Коха),

Шаг 2) залили бы в неё стерильный агар-агар (1884 год),

Шаг 3) добавили бы в него кровь (1919) (или сразу использовали кровяной агар),

Шаг 4) прокалили бы специальную металлическую петлю,

Шаг 5) окунули бы эту петлю в профильтрованный, а потом разведённый стерильным физраствором в 10 раз материал от больного животного,

Шаг 6) «мазнули» бы петлёй по поверхности агара,

Шаг 7) накрыли бы чашку Петри крышкой, чтобы создать влажную среду, и

Шаг 8) поместили бы эту чашку Петри в шкаф с постоянно поддерживаемой температурой 36 градусов.

Дальше произойдёт следующее – по крайней мере в каких-то местах на поверхности агара по крайней мере в каких-то чашках Петри окажется одна-единственная бацилла. Она, питаясь кровью и наслаждаясь идеальной средой, размножится, образовав «колонию» (т.е. потомство одной-единственной бациллы).

А как мы узнаем, что колонии, которые мы видим на поверхности агара, – это именно потомство нужной нам бациллы?

Во-первых, если соответствующее «пятно» вырастет из смеси разных бактерий, оно будет иметь неправильную форму, будет многоцветным и так далее. А вот если это «пятно» вырастет из одного-единственного микроба, т.е. будет состоять только из микроорганизмов одного вида, колония будет иметь правильную форму, однородный цвет и т.д.

Во-вторых, материал из этих, «красивых» колоний мы тщательно проверим под микроскопом – чтобы подтвердить, что там действительно находятся только нужные нам бациллы и нет ненужных.

Результатом этого процесса и будет наличие «скопища» бацилл сибирской язвы, исключительно только их. Таким «скопищем» уже можно заражать здоровое животное, будучи уверенным, что мы заражаем это животное именно исследуемой бациллой, а не непонятно чем.

Всё здорово, но это то, как мы бы делали это сейчас, имея полтораста лет развития бактериологии за спиной. А что было делать Коху? Он уже совершил научный подвиг – изобрёл идею «чистой культуры», но теперь нужно было совершить неизмеримо больший подвиг – пройти путь от идеи до реализации!

Вокруг тысячами гиб от сибирской язвы скот, и это, наверное, и навело Коха на мысль, что у забитых в пищу здоровых животных можно брать орган, который стерилен, содержит множество питательных веществ и прозрачен, т.е. брать глаза. Между роговицей и хрусталиком находится жидкость, называемая «влагой» – она отвечает всем требованиям. Говорят, Кох начал скупать глаза забитых животных, но на скотобойнях отказались брать деньги и отдавали эти глаза уважаемому местному врачу бесплатно. В Вольштыне до сих пор, спустя полтораста лет, ходит городская легенда о жене Коха, которая носила по улицам корзину, "с горкой" заполненную бычьими глазами.

Так и была выращена первая в истории чистая культура. Это была культура бациллы сибирской язвы. Она была выращена не на поверхности твёрдой среды, как мы делаем это сейчас (на том же агар-агаре), а в виде взвеси в жидкости в пробирке.

Опять же, Коху повезло. Если бы он взялся за грипп (о вирусах тогда еще ничего не слышали) или, скажем, проказу, ничего бы у него с чистой культурой не получилось. Но случайный выбор сибирской язвы был идеален!

Полученной культурой Кох и заразил кроликов, родившихся и содержавшихся вне контакта с сибирской язвой, т.е. кроликов из своего домашнего крольчатника.

А на следующее утро к доктору прибежала его 8-летняя дочь, чтобы сообщить, что сдох первый кролик. При осмотре Кох убедился, что сдох кролик явно от сибирской язвы. При микроскопировании крови и тканей этого кролика были видны все те же бациллы.

Кох повторял этот опыт снова и снова. Он был убеждён, что если бацилла действительно вызывает сибирскую язву, значит, все(!) заражённые животные должны заболевать и ни одно(!) не должно остаться здоровым. Опять же, теперь мы знаем, что такое условие едва ли выполнимо – далеко не все инфицированные заболевают (и это тоже позже открыл сам Кох на примере туберкулёза), но Коху повезло с сибирской язвой, так что и это условие было выполнено.

Вот теперь революция свершилась. Вот теперь доказательство было получено – причём такое доказательство, которое не смог подвергнуть сомнению ни один даже самый въедливый скептик.

Великая тайна медицины была разгадана.

Собственно, вот и вся история.

У нее, как водится, есть продолжение.

Во-первых, сам Кох позже усложнит свой метод, добавит ещё один этап – из материала заражённого животного тоже нужно получить чистую культуру, заразить ею новое здоровое животное, и оно тоже должно заболеть. Это сводит на нет даже самую казуистическую вероятность того, что в причинно-следственную связь затесался какой-то незамеченный фактор.

Во-вторых, открытые вырвалось на свободу и прекратило Коха в мировую знаменитость. Кох поехал со своими результатами к единственному научному светилу, обитавшему неподалёку. И это казался ни много ни мало основоположник микробиологии Кон – тот самый, который доказал, что микроорганизмы разделены на устойчивые биологические виды. И Кон принял неизвестного сельского врача. И выслушал. И, выслушав, мгновенно понял и принял его результаты. И сам предложил опубликовать соответствующую статью в своём журнале.

В-третьих, «случилась» ненависть Пастера. Великий учёный до конца своих дней не мог принять, что у него вырвали из рук победу, что его обошли. Трудно не согласиться, что это обидно – пройти весь путь, решить проблемы, которые были не разрешимы столетиями, всё понять и сформулировать, а потом вдруг кто-то другой пересекает финишную ленточку перед твоим носом. Пастер был здесь очень не прав – он сам признавался, что о сибирской язве впервые подумал лишь после прочтения статьи Коха. И вообще впервые подумал о том, что стоило бы заняться человеческими болезнями. Так что если бы не Кох, была бы Великая тайна медицины ещё некоторое время не раскрыта, хотя, наверное, раскрыл бы её в конце концов именно Пастер.

Обиду ещё больше усиливало то, что Кох вообще не упомянул Пастера в своей статье. Наиболее реалистичное этому объяснение – Кох просто не знал французского языка, не читал французской научной литературы и, будучи простым сельским врачом, на самом деле не слышал о Пастере.

Серьёзной проблемой для Пастера было и то, что Кох был немцем. Только что французы напали на Пруссию, только что Пруссия разгромила французскую армию и оккупировала Париж, только что Францией были потеряны Эльзас и Лотарингия. Для Пастера всё это было крайне болезненно. А тут ещё и немец Кох…

Говорят, спустя годы Пастер встретился с Кохом (на нейтральной территории, в Лондоне) и даже смог выдавить из себя некую фразу по-немецки (Пастер в совершенстве владел немецким) – не комплимент, конечно, но нечто нейтральное. Кох, однако, тоже весьма себялюбивая личность, вернувшись домой, ответил на эту нейтральную фразу Пастера очередной разгромной статьёй.

Так они друг друга и ненавидели, пока их ненависть не завершилась самым естественным образом – Пастер умер. Кох, на 20 лет моложе, пережил своего главного врага.

Сменилось поколение учёных, и новые люди уже меньше помнили о ненависти своего учителя к немецкому выскочке, а больше ценили научные результаты, поэтому, когда, в конце концов, Кох, опасаясь провокаций, всерьёз колеблясь, стоит ли вообще это делать, приехал в Пастеровский институт, его встретили овацией. Сотрудники института высыпали на лестницы, и Кох шёл по Институту, со всех сторон окружённый этой неумолкающей овацией. (Среди аплодировавших был, кстати, и Илья Мечников, к тому моменту уже сотрудник Института, открыватель фагоцитоза, иммунитета и механизма, как работают вакцины).

Теперь мы смотрим на эти события полуторасотлетней давности немного по-другому. Нам уже не столь важно, кто из этой парочки ненавидевших друг друга людей был первым и в чём именно. В наши дни мы говорим, что Великую тайну медицины разгадали они оба – Пастер и Кох.



____________________________________

Данный текст не является научной публикацией, а представляет собой компиляцию нескольких источников, в том числе и нижеперечисленных. Для дальнейшего чтения рекомендуются: Annick Perrot, Maxime Schwartz Pasteur et Koch, 2014; Martin Dworkin Robert Koch From…, 2011; Mathieu Schwartz Pasteur et Koch, 2018; Steve M. Blevins Robert Koch and…, 2010; Википедия; и конечно профессиональная литература!