справиться с прозрачностью микроорганизмов, Кох применял красители, например сафранин и метилвиолет. Окрашивание позволило еще и отличать бактерии друг от друга, поскольку разные виды поглощают разные красители. Благодаря этим инновациям Кох сумел рассмотреть морфологические особенности микробов при высоком разрешении и стал первым ученым, опубликовавшим фотографию бактерии.

К этим новинкам в области микроскопии, которые Кох разрабатывал в течение трех лет после публикации статьи о сибирской язве, добавился метод выращивания чистых культур бактерий на твердых средах. Сначала Кох, как и Пастер, для получения чистых культур «пропускал» бактерии через организмы животных. Но в процессе исследования сибирской язвы он разработал альтернативный способ достижения этой цели в лабораторных условиях. Суть его состояла в том, чтобы упростить исследовательскую среду, сократить количество внешних факторов и тем самым сделать процесс культивации максимально контролируемым. Для этого Кох разработал твердые среды, что позволило успешно выращивать микроорганизмы вне тел животных. Кох наливал в чашку Петри питательную смесь, а затем придавал ей плотность с помощью желеобразующего вещества агар-агар. После нужно было налить на затвердевшую поверхность раствор, содержащий нужные бактерии. Метод предотвращал смешивание, позволял легко отделять микробов разных видов и наблюдать под микроскопом развитие только целевых организмов. В истории микробиологии как научной дисциплины это был поворотный момент, который заложил прочную основу для прогресса в изучении инфекционных заболеваний. Как сказано в комментарии к одному недавнему исследованию, «дотоле необузданный и непонятный мир бактерий стал совершенно подвластен руке и взору исследователя»{105}.

Что же касается финансовых неурядиц самого Коха, то с ними было покончено в 1879 г., когда его пригласили в Берлин на должность в Имперском управлении здравоохранения. Так у ученого появились великолепно оборудованная лаборатория и три неутомимых и талантливых ассистента, сыгравших важную роль в дальнейших исследованиях: Георг Гафки, Юлиус Петри и Фридрих Лёффлер.

Теперь укомплектованный Кох обратил внимание на непревзойденного в то время убийцу – туберкулез. Этот недуг был окутан тайной, которая и привлекала ученого больше всего. Дело в том, что туберкулезные бугорки формируются при двух различных состояниях – и в случае легочной чахотки, и в случае заболевания, которое сейчас называется милиарным (диссеминированным) туберкулезом. Вирхов считал, что это две разные болезни, а Рене Лаэннек – что одна. Разрешить спор не представлялось возможным из-за нехватки данных, поскольку, несмотря на все старания лабораторий в разных уголках мира, обнаружить болезнетворный патоген не удавалось. Основная причина этого заключалась в том, что изолировать микроб, известный сейчас как Mycobacterium tuberculosis, гораздо сложнее, чем крупную и видную бактерию B. anthracis.

Кох выяснил, что проблему составляла не только слабая оптика, хотя туберкулезная бактерия действительно намного меньше, чем B. anthracis. Главная сложность состояла в том, что бактерию туберкулеза не получалось окрасить тем же способом, что другие разновидности микроорганизмов. Кох писал: «Такое впечатление, что туберкулезная бактерия окружена стенкой с необычными свойствами, и краситель может проникнуть через нее только в присутствии щелочи, анилина или тому подобных веществ»{106}.

Разработав соответствующий метод окраски, Кох сумел первым обнаружить неуловимую бактерию M. tuberculosis, а затем выяснил, что она присутствовала во всех инфицированных тканях. Однако он прекрасно понимал, что корреляция не может служить безукоризненным доказательством. Требовалось продемонстрировать, что присутствие бактерий в тканях пораженного туберкулезом организма не случайно, что именно они и послужили источником заболевания. Даже прежний подход самого Коха, сложившийся в ходе работы с сибирской язвой, недостаточно соответствовал этому новому, более строгому требованию.

Преисполненный решимости добыть неопровержимое доказательство того, что выделенная бактерия действительно была причиной заболевания, Кох сформулировал строгие протоколы, которые в 1882 г. опубликовал в блистательной статье «Этиология туберкулеза» – одной из самых влиятельных работ в микробной теории и всей истории медицины. Для подтверждения того, что микроб, выделенный из больного чем бы то ни было организма, действительно является возбудителем соответствующей болезни, Кох предложил четыре критерия, известные как постулаты Коха (рис. 12.2). Критерии были предельно ясные, и, когда Кох со своей командой успешно применили их в исследовании туберкулеза, весь научный мир сразу признал, что обнаруженный M. tuberculosis несомненно и есть причина главного заболевания XIX столетия. Попутно критерии Коха привнесли в микробиологию стандарты проведения и оценки исследований.

Рис. 12.2. Постулаты Коха, предназначенные для установления причинно-следственных связей между болезнью и микроорганизмом, ее вызывающим (рисунок Майка Джонса, CC-SA 3.0; адаптация Билла Нельсона)

В 1883 г. в Египте разразилась эпидемия азиатской холеры, и Кох был уверен, что это прекрасная возможность применить свежеразработанную методику выделения и идентификации микробных патогенов и доказать их причастность к еще одному опасному заболеванию. В Египет устремились комиссии из Германии, Франции и Бельгии, в этой международной гонке каждый надеялся сделать открытие первым. Приезд французов пришелся на неудачное время и сразу обернулся трагедией: их руководитель сам заболел холерой и умер, а эпидемия тем временем пошла на спад. Кох со своей командой переместился в Индию, где эпидемия еще свирепствовала вовсю, и там ему удалось выделить бактерию Vibrio cholerae и представить эпидемиологические доказательства, что именно она вызывает заболевание. Но по иронии судьбы Кох объявил об открытии новой бактерии, напоминающей по форме запятую, зная, что доказательство не выдерживало проверки его же собственными постулатами. Причина была в том, что холера передается исключительно от человека к человеку, поэтому заразить ею лабораторных животных не получилось. Постулаты Коха имели решающее значение, если их можно было применить, но холера показала, что они отнюдь не универсальны.

К 1883 г. были идентифицированы патогены, ответственные за сибирскую язву, туберкулез и азиатскую холеру, и их роль в развитии соответствующих заболеваний была подтверждена доказательно. Методы, разработанные Пастером и Кохом, вскоре позволили ученым выделить микробы, ответственные за такие болезни человека, так брюшной тиф, чума, дизентерия, дифтерия, скарлатина, столбняк и гонорея. Поэтому три десятилетия между 1880 и 1910 гг. известны как золотой век микробиологии: именно тогда с помощью новой микроскопической техники удалось раскрыть многие тайны происхождения болезней, окончательно доказать их способность передаваться от больных к здоровым и добиться полного признания микробной теории.

Джозеф Листер

Сколь ни парадоксально, но прорыв в понимании причин эпидемий непосредственно пациентам пользы, в общем-то, не принес, поскольку медицина оставалась бессильна перед инфекционными заболеваниями до тех пор, пока после Второй мировой войны, с появлением пенициллина и стрептомицина, не наступила эра антибиотиков. Впрочем, если поначалу особой пользы от микробной теории не увидели терапевтические пациенты, этого никак нельзя сказать о пациентах хирургических отделений – они-то как раз выиграли от хирургической революции, основанной на новых знаниях. И тут ключевой фигурой стал третий видный ученый, поспособствовавший укоренению микробной теории, – Джозеф Листер (1827–1912).

Листер преподавал хирургию в Эдинбурге и был крайне обеспокоен тем, что очень многие пациенты, благополучно пережив оперативное вмешательство, вскоре умирали от инфекций. Концепция Пастера и порожденная ею сельскохозяйственная метафора – о почве и семенах болезни – поразили Листера, он сразу разглядел их практический потенциал для хирургических операций. Получалось, что надо защитить раны пациентов от мельчайших частиц, витающих в воздухе, и микробы, передающиеся воздушно-капельным путем, в поврежденных тканях уже не появятся: они просто не смогу завестись в ране, так же как не могут завестись в пастеровской колбе, защищенной тонким изогнутым горлышком.

До вмешательства Листера возможности хирургии строго ограничивались тремя факторами: боль, кровопотеря и опасность сепсиса. Из-за этого основные полости тела – брюшная, грудная и черепная – считались хирургически недоступными, если речь не шла о чрезвычайных ситуациях, возникших в результате травм и боевых ранений. Ограничения, касавшиеся боли и кровопотери, постепенно снимались. В 1840-е гг. химики разработали первые средства анестезии – эфир и закись азота, а в 1846 г. в Массачусетской больнице Бостона и в Университетской больнице в Лондоне состоялись первые безболезненные операции. Но сепсис по-прежнему был неизбежен, а потому считался неотъемлемой частью нормального процесса выздоровления. Согласно общепринятому тогда мнению, сепсис возникал сам собой, оттого что отмирающие ткани выделяли в организм яд.

Уже в 1860-е гг., изучив труды Пастера по брожению и самозарождению, Листер пришел к выводу, что пастеровская концепция будет иметь для хирургии глубочайшие последствия. Да и сам Пастер позже подчеркнул это в работе «Микробная теория и ее применение в медицине и хирургии». Инфекция зарождалась в организме пациента не спонтанно, а из-за того, что при контакте с воздухом в рану