Бактериофаги (др. греческий — «пожираю») — это вирусы, способные избирательно уничтожать бактерии. Они обитают в почве (в 1 г — около 108 фагов), в реках, озерах и океанах (в 1 мл морской воды — 10 6 фагов), в живых организмах (в желудочно-кишечном тракте — около 1012 фагов). История их открытия началась более 100 лет назад, а первые антимикробные препараты на основе бактериофагов были разработаны в 30-е годы прошлого столетия. Однако после открытия антибиотиков интерес к бактериофагам на долгое время пропал, однако на сегодняшний день при нарастании антибиотикорезистентность бактерий и кризисе антибиотиков интерес к бактериофагам вновь возрастает, и направление разработки новых препаратов бактериофагов для лечения инфекционных заболеваний становится все более и более перспективным.
Ключевые слова: история открытия бактериофагов, фаготерапия.
Летом 1915 года, в разгар Первой мировой войны, группа солдат, дислоцированных в Мезон-Лафитте на окраине Парижа, страдала от вспышки тяжелой и нетипичной дизентерии. Феликс д'Эрелль, который был связан с Институтом Пастера, занимался бактериологическим расследованием этих случаев. Работая с образцами фекалий, д'Эрелль заметил, что культуры пока еще неизвестной бактерии через некоторое время лизировались; более того, если капли лизированных культур были перенесены в другие культуры, они также лизировали и их. После фильтрации полученного раствора через антибактериальный фильтр таинственное антибактериальное действие не исчезало. Д'Эрелль опубликовал свои исследования в 1917 году, предположив, что лизис был вызван «невидимым микробом, антагонистом дизентерийной палочки». Он ввел термин «бактериофаг» для обозначения предполагаемого лизирующего микроба. Далее Феликс д'Эрелль посвятил остаток своей научной карьеры изучению этих микроорганизмов.
Вскоре после публикации другие ученые заявили, что они описывали подобные явления до открытий д'Эрелля. Английский военный бактериолог Фредерик Туорт, опубликовавший аналогичные наблюдения в 1915 году, был основным соперником Феликса д'Эреля. Научные оппоненты Жюль Борде и Андре Гратиа в Институте Пастера в Брюсселе, инициировали спор о приоритете между д'Эреллем и Туортом, который продолжался в течение 1920-х годов. В то время как д'Эрелль представлял бактериофаг как «ультрамикроб», то есть вирус, Бордэ утверждал, что это был автокаталитический бактериальный фермент.
В оценку открытия ретроспективно были включены наблюдения Эрнеста Ханбери Ханкина, колониального бактериолога в Британской Индии и Николая Гамалеи, видного российско-украинского микробиолога, который в 1898 году сообщил о самопроизвольном лизисе чумных культур.
Первое описание д'Эреллем бактериофага появилось в самый катастрофический год в истории России. Однако после двух революций 1917 года, гражданской войны и политики «военного коммунизма», новое советское государство начало проект реконструкции. Молодое советское государство стремилось к расширению здравоохранения и созданию социализированной медицины, поэтому в 1920-х годах борьба с инфекционными заболеваниями стала приоритетом для СССР. Эти институты объединили медицинские и эпидемиологические исследования и занимались промышленным производством вакцин, сывороток и исследованием новых методов лечения, одновременно занимаясь обучением врачей.
Бактериофаги вызвали значительный интерес со стороны советских ученых. Первая монография Д'Эрелля 1921 года «Бактериофаг: его роль в иммунитете» была переведена на русский язык в 1926 году, а в следующем году и работа его ученика Пола Годуруа «Le Bactériophage de d'Hérele» (Париж: Librairie Le François, 1925).
Институт Пастера и связанные с ним глобальные сети послужили моделью для построения советской бактериологии. Нобелевский лауреат и пионер клеточного иммунитета Илья Мечников (Élie Metchnikoff) начал свою карьеру в Одессе, но провел свои последние годы во Франции. Для русских бактериологов он представлял прямую связь с пастерской традицией и стал настоящей иконой микробиологии со многими институтами, названными в его честь. Лев Тарасевич, первый директор Института контроля вакцин и сывороток в Москве, работал вместе с французскими учеными уже после революции. Аналогичные связи для работы с бактериофагами появилась у Георгия Элиава, грузинского ученого, который работал с д'Эреллем в Париже в 1918–1920 гг. и по возвращении возглавлял бактериологическую лабораторию в Тифлисе (Тбилиси). У Элиавы была прямая связь с новаторскими работами по фагам, которые были усилены во время его второго визита в Париж в 1925–1926 годах. Как единомышленник д'Эрелля, он также был одним из первых сторонников вирусной теории бактериофага. Также многие другие центры растущей микробиологической сети занимались исследованиями бактериофагов, особенно в Москве, Ленинграде и Харькове.
В ранних работах Д'Эрелль подчеркнул взаимосвязанность бактериофагов, бактерий, и зараженного организма, продвигая теорию бактериофага как фактора противоинфекционного иммунитета. Д'Эрелль утверждал, что животные приняли фаг в качестве оружия против инфекций наряду с эволюционно установленным гуморальным и клеточным иммунитетом. Кроме того, он предположил, что во время пандемии или эпизоотии фаги распространяются в популяции параллельно с бактериями и несут ответственность за возможное снижение вспышки инфекции. Альфред Таубер утверждал, что д'Эрелль был «одним из немногих ученых того времени, который сформулировал свои идеи в рамках «мечниковского мировоззрения», то есть в рамках эволюционной и симбиотической теории. Мечников предполагал, что фагоциты были простыми предковыми клетками, завербованными животными для борьбы с инородными телами — взгляд, подобный взгляду д'Эрелля на бактериофаги.
Учитывая важность работы и имиджа Мечникова для советских бактериологов, спорные теории д'Эрелля не были проигнорированы, поэтому многие ученые работали с бактериофагами, даже если не верили в учение д'Эрелля. Так уже после революции Николай Гамалея возобновил свои эксперименты 1898 года с бактериальными лизинами и предложил бактериофаги в качестве агентов, способных разрушать бактериальные клетки. Он предположил, что бактериофаги не являются ни вирусом, ни ферментом, а представляют собой усохшую бактерию, которая может проходить через бактериологические фильтры — гипотеза, от которой он отказался в 1930-х годах. Леопольд Перетц, ленинградский микробиолог, который расширил теорию Мечникова о важности кишечной микрофлоры и выступил за терапию, основанную на Bacillus coli (в настоящее время E. coli), и предполагал, что фаги могут иногда способствовать возникновению инфекции, уничтожая защитные бактерии; позднее его работа была использована для корректировки лекарственной смеси фагов для защиты кишечных бактерий. Московский микробиолог Лев Зильбер в своей монографии 1928 года о «параиммунитете» против микробов, сопровождающих возбудителя инфекции, cсогласуется с фаговой моделью иммунитета д'Эрелля. На Ставропольской противочумной станции Магдалина Покровская занималась исследованием роли фага в отношении бубонной чумы. Она выделяла чумные бактериофаги из тел мертвых сусликов, которые переносили блох, ответственных за распространение болезни.
Литература:
- Summers, Felix d’Herelle: 41–59; “On an Invisible Microbe Antagonistic to Dysentery Bacilli. Note by M. F. d’Herelle, Presented by M. Roux. Comptes Rendus Academie des Sciences 1917; 165:373–5,” trans. Hans W. Ackermann, Bacteriophage, 1 (2011), no. 1: 3–5
- On the history of the Donbass, see Hiroaki Kuromiya, Freedom and Terror in the Donbas: A Ukrainian Russian Borderland, 1870s–1990s (Cambridge: Cambridge University Press, 2003).
- «An Alternative Cure: The Adoption and Survival of Bacteriophage Therapy in the USSR, 1922–1955» Dmitriy Myelnikov/ «Journal of the History of Medicine and Allied Sciences», Vol. 73, No. 4// October 12, 2018
- Софья Казарновская «Бактериофаги»/ «Издательство Академии Наук СССР», Ленинград 1933г.
- «Очерк истории украинского института эпидемиологии и микробиологии имени Мечникова»/1946г. // стр. 37–54, 51–52.
