• Необходимо регулярно стирать одежду и постельное белье.

• Нужно избегать контакта с человеческими испражнениями и биологическими жидкостями.

• Необходимо регулярно мыться.

Это элементарные меры гигиены, которые мы вдалбливаем детям, но которые стали обычным явлением только в XIX веке. Кроме того, если мы понимаем, что болезни могут распространяться такими животными, как комары и крысы, то будем избавляться от мест их обитания и сокращать их контакты с людьми — и тем остановим распространение заболеваний. Поэтому мы начинаем осушать болота, где размножаются комары, и изгонять паразитов из наших домов.

Микробная теория объясняет, что происходит при вакцинации. Если наше тело подверглось воздействию микроорганизма, оно сможет бороться с ним, когда снова встретит его, поскольку наша иммунная система будет готова распознать его как опасного захватчика. Возможно, мертвые микроорганизмы, их части или подобные микроорганизмы — это все, что необходимо для запуска иммунного ответа. Для этого у нас есть вакцина. Никаких сложных инструментов или каких-либо знаний о том, как работает иммунная система, не требуется. Все, что нам нужно сделать, это вырастить болезнетворный микроорганизм, а затем убить его, фрагментировать или модифицировать до тех пор, пока он не перестанет быть смертельным, но все еще сможет вызывать иммунный ответ.

Если мы сможем идентифицировать и вырастить болезнетворные микроорганизмы, то опытным путем сможем найти и способы их уничтожения. В 1907 году ученый Пауль Эрлих, бывший коллега Роберта Коха немецко-еврейского происхождения, начал поиск химических веществ, которые могли бы убивать бактерии, но не человеческие клетки. Мечтой Эрлиха было создание «волшебной пули» — препарата, который убивает болезнетворные микроорганизмы, оставляя нетронутыми все другие клетки. Это похоже на стрельбу из пулемета в рукопашную схватку на поле боя, которая поражает при этом только вражеских солдат. Он знал, что это будет нелегко. У более 99 % химических веществ влияние на клетки практически одинаково: например, цианид убивает все подряд, поэтому из него нельзя сделать хорошее лекарство. Эрлих не знал, возможно ли избирательное уничтожение только одной группы клеток.

Эрлих пришел к идее «волшебной пули», опираясь на свою более раннюю работу по окрашиванию клеток пигментами. Быстро развивающаяся химическая промышленность обеспечила ему сотни новых красителей. Он обнаружил, что при добавлении некоторых красителей к клеточным препаратам разные типы клеток светятся разными цветами при просмотре под микроскопом. Таким образом он смог открыть новые виды клеток. Тогда он пришел к выводу, что если клетки по-разному связываются с пигментами, то, возможно, они также могут иметь разное сродство с молекулами, которые могут их убить. Эти молекулы были бы волшебной пулей, если бы они выборочно воздействовали на болезнетворные микроорганизмы.

План Эрлиха по поиску «волшебных пуль» состоял в том, чтобы начать с химического вещества, обладающего определенной активностью для попадания в цель, даже если такое вещество будет не идеально. Например, у него может быть некоторая нежелательная токсичность для клеток человека. Эрлих назвал такую исходную молекулу «соединение-прототип». Затем соединение-прототип можно было бы химически модифицировать, чтобы улучшить его способность работать как лекарство, повысить его активность против клеток-мишеней и снизить токсичность. Эрлих фактически связывал мир химии с миром биологии, видя, как изменение структуры химического вещества меняет его воздействие на организм.

Эрлих впервые применил этот подход к африканской сонной болезни, которая, как известно, вызывается заражением трипаносомными паразитами и распространяется через укусы мух цеце. Он начал с соединения под названием «атоксил». В 1905 году его опробовали как лекарство от сонной болезни с некоторым успехом, хотя длительное применение в конечном итоге приводило к слепоте из-за повреждения зрительного нерва. Эрлих с сотрудниками впервые определили точную структуру атоксила. Обладая этим знанием, они могли синтезировать сотни различных версий структуры, чтобы попытаться ее улучшить. Лучшим оказалось соединение № 418, которое не только убивало трипаносомы, но и проявляло низкую токсичность у мышей[255]. В 1907 году они испытали его на людях. Хотя у него часто были плохие побочные эффекты, в целом он был полезен при самых тяжелых формах сонной болезни[256].

Воодушевленный, Эрлих принялся за сифилис. В 1905 году Фриц Шаудин и Эрих Гофман открыли возбудителя сифилиса бактерию Treponema pallidum[257]. Гофман предложил Эрлиху посмотреть, может ли что-нибудь в его библиотеке соединений, разработанных для лечения сонной болезни, быть полезным для борьбы с сифилисом. Эрлих передал проект своему японскому коллеге Сахачиро Хате, который смог заразить кроликов бледной трепонемой. В ходе экспериментов Хата обнаружил, что соединение № 606 эффективно убивает бледную трепонему, не причиняя кроликам вреда. Это был арсфенамин — поистине та «волшебная пуля», которую искал Эрлих[258].

После дальнейших испытаний на животных для проверки, действительно ли арсфенамин эффективен и безопасен, Эрлих провел клиническое испытание на пациентах с сифилисом. Успех испытания привел к огромному спросу на лекарство, поэтому Эрлих объединился с компанией Hoechst для производства и продажи препарата сальварсан. В 1914 году была создана модифицированная версия с меньшим количеством побочных эффектов под названием «неосальварсан». Сальварсан и неосальварсан оставались основными препаратами для лечения сифилиса вплоть до получения пенициллина тридцать лет спустя. Препараты Эрлиха на основе атоксила были единственными синтетическими антибиотиками до открытия в 1930-х годах нового класса лекарств, называемых сульфаниламидами. Блестящий ученый и скромный человек, Эрлих сказал о своем открытии сальварсана: «За семь лет несчастий у меня был один момент удачи»[259].

Новаторские работы Коха, Хаты, Эрлиха и других ученых определили путь создания новых лекарств. Масштабы и сложность создания лекарств значительно возросли за последние сто лет, но общая схема по-прежнему соответствует тому плану, который Эрлих задумал и воплотил на практике при поиске средств против сонной болезни и сифилиса. Следование этому пути дало нам тысячи эффективных лекарств, спасло миллиарды жизней и увеличило ожидаемую продолжительность жизни на десятилетия за минувший век. Хотя мы продолжаем совершенствовать методы профилактики инфекций и борьбы с ними, новые болезни обязательно возникнут. Нам всегда будут нужны новые «волшебные пули».

III

Мы то, что мы едим

Отклонение человека от того состояния, в которое он изначально был помещен природой, по-видимому, оказалось для него обильным источником болезней.

Эдвард Дженнер. Исследование причин и последствий Variolae Vaccinae, 1798[260]

11

Гензель и Гретель

В знаменитой и на многое повлиявшей книге 1798 года «Опыт о законе народонаселения» английский священник Томас Мальтус заявил, что численность народонаселения контролируется наличием природных ресурсов[261]. Мальтус утверждал, что если средства к существованию (в основном продукты питания) в стране