Читать книгу Мікроби гарні та не дуже. Здоров’я і виживання у світі бактерій - Джессика Снайдер Сакс - Страница 5

Від міазмів до мікробів

Як це буває з науковими геніями, веронця Джироламо Фракасторо важко було збити з наміченого шляху. Якщо якась медична теорія не відповідала його політичним поглядам або інтересам його покровителів, цей славетний лікар епохи Відродження вмів не просто логічно її обґрунтувати, але й зробити це латинським гекзаметром. Клініцист за необхідністю, поет і науковець за покликанням, він справедливо пишався своїм поетичним трактатом «Syphilis sive morbus gallicus» («Сифіліс, французька хвороба»), виданим з великим успіхом у 1530 році. Хоча більша частина Європи звинувачувала Колумба та його іспанських моряків у завезенні «іспанської віспи» з Нового Світу, назва епічної поеми Фракасторо зручним чином переклала провину на тодішніх ворогів окупантів Верони Габсбурґів (до речі, зв’язаних з Іспанією шлюбами). Навіть вигадана Фракасторо назва цієї хвороби походила від політичної еквілібристики. У свою поему він уплів байку про пастуха Сифіліса, мешканця Атлантиди, який одразу ж вилікувався ковтком гваяку, що вважався лікувальною смолою дерева з Нового Світу, кору якого Габсбурґи якраз імпортували у великій кількості.

Але найважливішим було те, що термінологія хвороби в поемі намітила поворот у західній медицині, наставила її на курс відкритої війни зі світом мікробів. Фракасторо був першим, хто висловив словами ідею, що мікроби – невидимі оку заразні елементи – існують у якійсь матеріальній формі. Він писав:

Використання Фракасторо слова «сíм’я» відображувало нові погляди невеликої кількості його сучасників. Ці просвітлені люди почали кидати виклик гіппократівському світогляду попереднього тисячоліття, за яким усі хвороби походять від розбалансування в організмі чотирьох «соків» – крові, жовчі, чорної жовчі та слизу.

Слід визнати, що прототипні мікроби, зображені в поезії Фракасторо, були далекі від тих мікроорганізмів, які ми знаємо сьогодні. Він використовував терміни «сíм’я» та «мікроби», посилаючись на елементи, схожі більше на атоми, ніж на організми, такі як спіралеподібна бактерія сифілісу Treponema pallidum, що в той час прокладала собі шлях геніталіями європейців від папського двору до шотландського високогір’я. Фракасторо також приписував роль «потужного чинника» розташуванню планет, що начебто скерувало це невидиме сім’я з «Моря і Суші в Повітря», де воно одночасно інфікувало всю планету, – це пояснювало, чому Колумб та його моряки заразилися в Новому Світі приблизно в той самий час, коли ця хвороба виникла в Старому.

Звичайно, ідея заразності – тобто передачі хвороби від людини до людини – не була новою для Європи часів Ренесансу. У містах почали вводити карантин для жертв чуми, хоч і з невеликим успіхом, ще століттям раніше. Лікарі ж Єгипту, Індії та Китаю боролися з беззаперечною інфекційністю вірусного захворювання віспи щонайменше за 3700 років до нашої ери. Насправді всі перші цивілізації світу знали про заразність, бо живило її саме збільшення скупченості людей із розвитком цивілізацій.

Упродовж мільйонів років, коли люди та їхні предки жили як мисливці-збирачі, їхні популяції залишалися надто малими, щоб дозволити смертоносній інфекції тривати довго або поширитися далеко, перш ніж усіх повбивати чи наділити всіх, хто вижив, імунітетом – що в будь-якому випадку вело до зникнення заразних організмів. Винятками були лише мікроби, що використовували людей як вторинних господарів, мешкаючи переважно в тваринах, таких як комахи (яким вони не шкодили). Можливо, найдавнішим та найсмертоноснішим із них є малярійний паразит, мікроб із родини найпростіших, що переноситься комарами.

Коли племена Homo sapiens уперше рушили на північ від Африки приблизно 35 тисяч років тому, вони переважно позбулися своїх тропічних паразитів і насолоджувалися тривалим періодом міцного здоров’я. Наскельні малюнки доісторичних мандрівників у Європі не містять жодного натяку на епідемію, як і легенди найдавніших народів Нового Світу. Це, звісно, не говорить про те, що мисливці-збирачі вели просто-таки ідилічне існування. Голод і рани не сприяли довгому й спокійному життю, але це життя все ж було здебільшого вільним від інфекційних хвороб.

Поява постійних поселень принесла з собою стабільність щорічних врожаїв та свійської худоби, а також безпеку міцних стін. Однак мінусами стали скупченість людей і забруднення води. З розвитком цивілізації «дисципліновані» мікроби втратили своє ледь не монопольне становище в людському організмі, і з’явився новий мікробний стиль життя – хвороботворність стала вигідною, адже смертоносні бактерії могли розраховувати, що кашель та виділення тих, хто помирає, забруднять повітря й воду, спільні для тисяч людей у безпосередній близькості.

За підрахунками епідеміологів, для тривалого існування тієї чи іншої інфекційної хвороби потрібна популяція приблизно в півмільйона людей: цього достатньо, аби хвороботворний мікроб міг весь час перестрибувати від одного господаря до іншого, випереджаючи смерть або повне одужання. Не випадково, що перша письмова згадка про «пошесть» датується часом існування першої цивілізації, яка досягла цієї межі, – шумерської, вервечки з понад десятка торговельних містечок у дельті річок Тигр і Євфрат, що сьогодні на південному сході Іраку. Відомий уже чотири тисячі років епос про Гільгамеша передає оповідь про спустошення Землі демоном чуми Ером – шумерську версію історії про всесвітній потоп, але кращу, бо Ер залишав хоч трохи живих для відновлення популяції.

Подібно до людей у більшості давніх культур, шумери приписували появу різних пошестей злим богам та демонам. Тому й лікування полягало в спробах задобрити небеса. Але з розвитком перших медичних практик увага перейшла з пошуку причин хвороби на пошук засобів полегшення симптомів. Наприклад, гіппократівська традиція покладалася на оцінку дисбалансів внутрішніх енергій пацієнта (на які вказували лихоманка, утворення гною та інші симптоми), а потім повернення людини до «рівноваги» шляхом кровопускання, прочистки кишечника або пропотіння. При цьому на причини конкретного дисбалансу (забагато жовчі, недостатньо крові тощо) ніхто особливо не зважав, бо лікування було для всіх однаковим.

Можливо, сифіліс і став тим потужним поштовхом, що переконав європейців шукати цілком матеріальну, хоч і невидиму причину інфекції. Сьогодні може бути важко оцінити розмах бід, завданих сифілісом у XVI столітті, бо за багато віків спільної еволюції людини і мікроба ця хвороба стала значно менш небезпечною. У наш час лише в одного з дев’яти людей, інфікованих бактерією сифілісу, виникають достатньо очевидні симптоми для направлення його чи її до лікаря. Як це контрастує з відкритими ранами, нестерпним болем, сліпотою, безумством та смертю, так часто зображуваними в літературі та мистецтві епохи Відродження.

Величезна популярність «Сифілісу», що й досі залишається найвідомішою медичною поемою у світі, принесла Фракасторо неабияку славу й тривале покровительство, дозволивши йому відійти як від політики, так і від лікарської практики. Здобувши цю свободу, він створив менш поетичний, але значно важливіший для науки трактат «Про контагій, контагіозні хвороби й лікування», виданий у 1546 році. Там він виклав революційні тези своєї вдосконаленої мікробної теорії хвороб:

• інфекційні хвороби завжди поширюються через невидиме заразне сім’я – seminaria contagionis;

• вони роблять це трьома шляхами: contactu afficit (безпосереднього контакту), fomite afficit (контакту з зараженими предметами) та distans fit («на відстані», наприклад через повітря);

• мікроби мають спеціалізації: лихоманки не всі однакові, та й мікроб, що викликає сифіліс одного року, не може зробити коло й викликати проказу наступного;

• різні хвороби реагують на різні ліки, серед яких і методи прямої атаки – «випалювання» мікробів з організму пацієнта. У випадку сифілісу, наприклад, Фракасторо згадує ртуть (жорстокий засіб, як виявилося, бо він руйнує не лише чутливого збудника сифілісу, але й велику кількість клітин головного мозку людини).

Упродовж близько чотирьох століть запропонована Фракасторо категорія «зараження на відстані» пов’язуватиметься з розмитим поняттям міазмів – «отруйних вітрів». Зокрема, віра в міазми міцно закріпилася в головах людей під час палюче спекотного літа 1665 року, коли своє обличчя Лондону показала «чорна смерть» (бубонна чума). Щоб запобігти рознесенню цих смертоносних «вітрів», містяни забивали гвіздками двері тих, кого вона уразила, а проходячи повз, притискали до носа маленькі бутоньєрки з квітами, сильний аромат яких мав розігнати отруйні випари.

Справжні ж носії зарази – щури та їхні супутники блохи – масово плодилися серед побутових відходів, які бідні робітники вивалювали просто з вікон, не маючи кращого варіанта. До кінця літа померло понад тридцять одна тисяча осіб (15 % населення Лондона), а король зі своїм двором та більшість тих, хто мав для цього кошти, повтікали з міста. Семюел Піпс, секретар короля з військово-морських справ, описав у своєму щоденнику спустошення, що царювало навколо напередодні його власного від’їзду, так: «Але як мало людей я бачу зараз, та й ті ледь ходять, немов уже залишили цей світ».

Попри ці жахливі обставини, той самий рік приніс із собою видання першої з багатьох наукових книжок, написаних «натурфілософами» Лондонського королівського товариства. Роберт Гук наповнив свою «Мікрографію» малюнками фантастичних структур, які побачив під своїми збільшувальними лінзами: фасеток ока мухи, воші, що вчепилася в людську волосину, окремих «клітин» (термін, вигаданий Гуком) на зрізі корку.

Ані чума, ані війна з Англією не змогли завадити потраплянню примірників «Мікрографії» до Нідерландів, де нею захопився торговець тканинами Антоні ван Левенгук. Він настільки надихнувся цією роботою, що навчився сам шліфувати лінзи й сконструював перший із сотень мікроскопів, за допомогою яких згодом відкрив світ мікроскопічних організмів. Одними з перших відкриттів Левенгука стали гіганти світу мікробів: одноклітинні водорості та найпростіші, що вільно плавали в болотах неподалік його будинку. Однак за ефектом ніщо не могло дорівнятися до відкриття Левенгука 1683 року, коли він спрямував свої дедалі потужніші мікроскопи на самого себе. У листі, датованому 17 вересня, він описав той неспокійний зоопарк, який виявив у суміші власного зубного нальоту та слини, додавши малюнок, що сьогодні вважається просто-таки культовим у мікробіології:

Відтоді я майже завжди бачив, на свій превеликий подив, що в згаданому матеріалі існує багато дуже дрібних живих тваринок, що рухаються надзвичайно активно. Найбільші з них мали форму, як на рис. A. Вони рухались дуже потужно й швидко, пронизуючи воду (або слину), немов щука в річці. Цих було майже завжди небагато… Другий різновид мав форму, як на рис. B. Ці весь час крутилися дзиґою, рухаючись курсом на кшталт зображеного між точками C і D; їх було значно більше. Для третього різновиду я не зміг дібрати жодного рисунка, бо вони то здавалися видовженими, то раптом ставали ідеально круглими. Ці були настільки дрібні, що виглядали не більшими, ніж на рис. E: однак при цьому просувалися вперед так моторно і вкупі, що можна було уявити їх великим роєм комарів чи мух, що кружляють одне навколо одного. Ці останні здалися мені настільки численними, немов їх було кілька тисяч у краплі води або слини, не більшій за піщинку.

Однак ані Левенгук, ані його шановні лондонські кореспонденти не вважали відкритих ним фантастичних «тваринок» хоч трохи шкідливими, і здебільшого вони такими й не були. Достатнім свідченням цього здавалися власне чудове здоров’я й бадьорість немолодого вже голландця. У нього навіть зуби не повипадали. Ба більше, сама ідея, що такі тендітні створіння здатні комусь зашкодити, була би піднята на глум. Адже, за спостереженнями самого Левенгука, навіть ковточок гарячої кави чи винного оцту міг змусити тваринок на поверхні його зубів «одразу ж попадати мертвими». Тому впродовж наступного століття мікробіологія залишатиметься маргінальною наукою – цікавою лише натуралістам, що мусили описувати й називати мешканців цього багатого нового царства живої природи.

Друге народження мікробної теорії

Кінець XVIII століття приніс відкриття перших у Європі пологових відділень та будинків – велике досягнення у сфері охорони здоров’я, покликане служити як багатим, так і бідним. Однак ті часи позначені й особливо високою смертністю від післяпологової гарячки, що ширилася новими популярними закладами, вбиваючи тисячі людей. І не дивно, бо лікарі й акушерки постійно переходили від хворих до здорових породіль, засовуючи заражені руки й інструменти у вологі й роз’ятрені пологові шляхи та матки. Але ідею про те, що медики можуть поширювати інфекцію, поділяли дуже небагато людей, тоді як багато хто на неї не зважав. Якщо розібратися, це суперечливе уявлення пізніше знищить чимало кар’єр.

Першою стала кар’єра шотландського хірурга Александра Ґордона. У своєму «Трактаті про абердинську епідемію післяпологової гарячки» 1795 року він писав:

Я маю незаперечні докази, що причиною цієї хвороби стало якесь специфічне зараження (інфекція)… [бо] ця хвороба оволодівала лише тими жінками, у яких проводили огляд чи приймали пологи лікарі або яких доглядали медсестри, що перед тим мали справу з пацієнтками, ураженими цією хворобою.

Ґордон також відзначив схожість між білуватою речовиною, поміченою в матках жінок, які померли від післяпологової гарячки, та вагінальними виділеннями при бешисі чи ранових інфекціях. Він указував на те, що «якщо під час розтину путридного [гнійного] тіла хірург подряпає палець, це місце загноїться». Запропоноване Ґордоном лікування післяпологової гарячки було ледь не середньовічним: пускати півтори пінти крові в жінок, що в багатьох випадках і так уже втратили чимало крові під час дітонародження. Але його рецепт запобігання її поширенню був безпомилковим:

Одіж та постільну білизну пацієнток слід або спалювати, або ретельно вичищати, а медсестри й лікарі, що мали справу з пацієнтками, ураженими післяпологовою гарячкою, повинні ретельно митися й належним чином окурювати свій одяг [сіркою], перш ніж одягати його знову.

Аналогічні засоби вже використовували для зупинки спалахів кору та віспи, що, як вважалося, виникали через міазми, а потім поширювалися від людини до людини.

Ґордон став першим із цілого ряду лікарів, які своїм наполяганням на митті рук та стерилізації образили значно більше людей, аніж переконали. Півстоліття потому змусити лікарів визнати інфекційну природу післяпологової гарячки на іншому березі Атлантики безуспішно намагався молодий Олівер Венделл Голмс. Знехтуваний усіма як іще один божевільний «контагіоніст», уже через чотири роки, у 1847-му, він відмовився від медичної практики, ставши викладачем Гарварду й заживши міжнародної слави своїм літературним талантом, тоді як про його медичні надбання світ забув.

Того ж року, як Голмс облишив медичну практику, угорський лікар Іґнац Земмельвайс надав чіткі докази контагіоністських теорій Ґордона та Голмса. Працюючи у всесвітньовідомій віденській навчальній лікарні Allgemeine Krankenhaus, Земмельвайс зумів розвернути у зворотний бік захмарні показники післяпологового сепсису, наполягаючи, аби між проведенням розтинів і допомогою жінкам під час пологів лікарі та інтерни мили руки щіточками з хлорним вапном (порошковим вибілювачем). Але в процесі цей вічно набурмосений і непривітний угорець так ображав своїх віденських колег натяками на їхню неохайність, що вони всі виступили проти нього. Позбавлений у 1850 році своїх дослідницьких привілеїв у Віденській медичний школі, Земмельвайс усе покинув і повернувся до своєї рідної Угорщини, де в нього почався психічній розлад. Коли ж їхнього потенційного рятівника замкнули в психлікарні, віденські породіллі знову почали масово помирати. За жорстокою іронією долі, опинившись у лікарні, Земмельвайс так само помер від загального зараження крові, найімовірніше, заражений через поріз пальця, отриманий під час одного з останніх розтинів у медичній школі.

До того часу європейські та американські лікарі здебільшого розділилися на два табори: контагіоністів, що обстоювали мікробні теорії, і санітаристів, або гігієністів, які стояли на ідеї міазмів – із доповненням, що ці «отруйні вітри» виникають від бруду та гниття.

З боку контагіоністів ряд дослідників помітили в ураженій хворобою тканині присутність мікроскопічних організмів. Але багато хто вважав: навіть якщо бактерії й існують у крові й тканинах хворих, вони не викликають хвороб, а радше просто виникають – спонтанно – з мертвої та помираючої тканини. Навіть видатний прусський зоолог Кристіан Ернберґ, який у 1847 році вигадав слово бактерія (від грецького бактрон – «паличка»), стверджував, що «несхвально дивиться на новомодну ідею, ніби мікроби здатні спричиняти хвороби».

Проте окремі медичні дослідники не полишали підозр, що за інфекційними хворобами все ж можуть стояти якісь різновиди мікроскопічних форм життя. У 1770 році англійський лікар Бенджамін Мартен писав:

Первинною й основною причиною [туберкульозу], якою одні звикли називати серйозну диспропорцію соків, другі – подразливість солей, треті – якийсь дивний фермент, а четверті – злоякісну рідину, цілком може виявитися певний вид тваринок – дивовижних дрібних живих істот, що через свою особливу форму або невідповідні частини шкідливі для нашої природи.

Далі Мартен визнає, що його нова теорія «безперечно, здасться дивною дуже багатьом». По суті, такі химерні ідеї стали тоді предметом популярних жартів, про що свідчить написана в 1768 році театральна комедія Семюела Фута «Диявол на двох палицях». У тій п’єсі диявол в особі такого собі «д-ра Пекельного», новоприбулого президента Лондонського медичного коледжу, запрошує лікарів та сановників подивитися в його мікроскоп на «маленьких створінь, схожих на жовтих мушок», яких він відкрив як причину всіх хвороб. І яке д-р Пекельний пропонує лікування?

Я даю кожному пацієнтові дві цілих і одну п’ятдесяту аптекарської міри яєць павука, що травними силами закидаються в секреторні органи, відділяються там від їстівного, а потім осаджуються в кровоносну систему, де після пошуків гнізда виходять зі стану спокою, оживають, а оживши, розпізнають цих мушок, свою природну їжу, і негайно накидаються на них, просто викорінюючи їх у крові та відновлюючи здоров’я пацієнта.

Що ж до того, як позбутися потім павуків, д-р Пекельний запевняє лікарів:

Розумієте, вони помирають самі від браку харчу. Тоді я відправляю пацієнта до приморського Брайтгельмстоуна, де пара занурень у солону воду вимиває з його крові геть усе павутиння.

Контагіоністи залишались об’єктами глузувань навіть через століття, коли видатний німецький патологоанатом Якоб Генле поставив своїм студентам з Геттінгенського університету одне завдання. «Перш ніж мікроскопічні форми можна буде вважати причиною зараження, – проголосив він, – треба виявити їхню постійну присутність у заразному матеріалі, виділити з нього й протестувати їхню силу [здатність до зараження]».

1876 року один зі студентів Генле, Роберт Кох, почав виконувати одну за одною вимоги свого вчителя щодо доказів (так звані постулати), що сьогодні пов’язуються з іменем молодшого вченого. Зокрема, Кох працював із Bacillus anthracis (збудником сибірської виразки) та Mycobacterium tuberculosis (бактерією, що викликає туберкульоз). Він неодноразово продемонстрував, що може виділити їх із крові або мокротиння інфікованих людей і тварин, виростити у своїй лабораторії, а потім ввести здоровим лабораторним тваринам, зробивши тих хворими.

Суперник Коха в науці, французький хімік Луї Пастер, тоді вже показав, що мікроорганізми, які переносяться повітрям, можуть перешкоджати належному бродінню вина та пива, і припустив, що ці мікроби можуть аналогічним чином викликати «загнивання» відкритих ран. Ідеї Пастера так вразили англійського хірурга Джозефа Лістера, що в 1865 році він почав занурювати перев’язувальні матеріали та хірургічні інструменти в дезінфекційний розчин карболової кислоти – і навіть лити цю їдку рідину безпосередньо на рани. Хоча Лістерові й бракувало технічних умінь найвидатніших хірургів того часу, він швидко здобув міжнародну славу через безпрецедентні рівні виживання його пацієнтів. За наступне десятиліття спокійний та ввічливий Лістер зумів переконати велику частину західної медичної спільноти почати використовувати антисептичні й асептичні техніки.

Пастер тим часом усвідомив: перш ніж світ зможе прийняти ідею, що мікроби розносять хвороби, фізично передаючись від людини до людини, хтось має розвінчати стійке переконання щодо спонтанного виникнення мікробів. Один із викладачів Пастера, хімік на пенсії Антуан Балар, допоміг йому розробити експеримент саме для цього. Пастер частково наповнив низку скляних колб бульйоном (і колби, і бульйон він стерилізував нагріванням), а потім за допомогою пальника вигнув шийки колб у тонку криву, що дозволяла надходити всередину повітрю, але перешкоджала доступу частинок пилу з їхнім невидимим вантажем мікроорганізмів. Зображення «пастерівської» колби з лебединою шийкою стало в біології одним із найвідоміших.

Як Пастер і передбачав, бульйон залишався прозорим, доки він не відламував скляну шийку, цим дозволяючи проникати всередину мікробам, що переносяться з пилом. Вони дуже скоро робили заражений тепер бульйон каламутним. Так Пастер водночас спростував ідею, що мікроорганізми можуть виникати спонтанно зі стерильного матеріалу, і продемонстрував їхню невидиму присутність у повітрі навколо нас.

Після цього Пастер показав, що нагрівання здатне вбивати хвороботворні бактерії в харчах та воді. Його метод пастеризації молока негайно й різко знижував поширення туберкульозу від інфікованих корів та доярок. Мікробна теорія разом із появою розуміння імунної системи прискорили також розроблення вакцин. Пастер та інші знайшли способи послабити, або «знизити заразність», мікробів та вірусів настільки, щоб вони залишалися всередині людини достатньо довго для породження імунітету, але не серйозних хвороб. Так у 1881–1882 роках Пастер розробив успішні вакцини проти бактерії сибірської виразки та вірусу сказу. А 1890 року протеже Коха Еміль фон Берлінг розробив перші антитоксини, що налаштовували імунну систему на швидке усування токсичних хімічних речовин, вироблених Corynebacterium diphtheriae та Clostridium tetani, бактеріями, що стоять за дифтерією та правцем відповідно.

Перші мисливці на мікробів не змогли виявити глибокі відмінності між надзвичайно простою «прокаріотичною» клітиною бактерії (предметом цієї книжки) та більшою й складнішою «еукаріотичною» клітиною мікроскопічних паразитів, таких як найпростіші (збудники малярії, лямбліозу та амебної дизентерії) і грибки (збудники молочниці та лишаю), що поширені значно менше. Вони також дійшли помилкового висновку, що віруси є інфекційними мікроорганізмами, надто крихітними, аби вчені могли їх побачити в найпотужніші зі своїх мікроскопів. Сьогодні ми знаємо, що віруси є неживими частинками загорнутих у білок нуклеїнових кислот (ДНК або РНК), що проникають до наших клітин і помилково копіюються там до нудоти, живлячи новий раунд інфекції. Але ці відмінності не мали великого значення з точки зору запобігання інфекціям шляхом стерилізації, що не лише вбиває мікробів, але й руйнує хімічні властивості вірусів. Вакцини виявились однаково ефективними проти живих організмів та вірусів, бо вони працюють, приводячи в бойову готовність імунну систему, аби та була на сторожі контрольних білків чи інших хімічних маркерів, пов’язаних із мікробами, вірусами чи будь-якими іншими потенційно небезпечними речовинами, на кшталт дифтерійного токсину.

Санітаристи

За іронією долі, найбільший крок у розриві цивілізаційного кола смертоносних епідемій судилося зробити табору, що не вірив у мікроби. Велике санітарне пробудження середини XIX століття розпочалося, коли вищі класи Лондона, Парижа та Нью-Йорка занепокоїлися через дедалі більш переповнені нетрі їхніх міст, застійні вигрібні ями, відкриту каналізацію та сміття – усе це вони вважали розсадниками міазмів. Вони так і малювали в уяві, як отруйне повітря буквально на очах збирається в хмару з цієї гнилизни й розкладу, а потім уночі переноситься до їхніх чистеньких районів. Муніципалітети почали розгортати в усіх куточках міст сміттєзвалища та наймати інженерів для перепланування каналізаційних систем. До кампанії долучилося навіть духовенство, цитуючи теолога XVIII століття Джона Веслі, який закликав своїх парафіян із середнього класу «навчати всіх бідних, яких ви відвідуєте… ще двох речей, з якими вони зазвичай мало знайомі, – чистоти й охайності».

Свою найефективнішу поборницю принцип охорони здоров’я «чистота веде до благочестя» знайшов під час Кримської війни в особі знаменитої «леді з лампою» Флоренс Найтінґейл. 1854 року після скандальних повідомлень про жахливі умови у військових шпиталях Найтінґейл привезла до Скутарі (тепер це Стамбульський район Ускюдар на території сучасної Туреччини) близько тридцяти жінок для догляду за пораненими англійськими солдатами. Хоча вона підпорядковувалась безпосередньо британському військовому міністрові, Найтінґейл описувала свою роботу як «куховарка, сестра-хазяйка, прибиральниця… та праля», а свою персональну місію – як вигнання міазмів, що вбивали значно більше солдатів, аніж кулі чи багнети.

У листі до матері Найтінґейл хвалилася тим, що звільнила свої палати від холери, розкладаючи по всіх кутках мішечки з хлористим вапном, немов сама присутність дезінфектанту якось очищувала повітря від отрути. Вона також приписувала зниження рівнів інфекції своїй практиці «поховання мертвих собак та білення інфікованих стін, двох основних причин гарячки». Хоча вона й неправильно визначала справжнього ворога у своїх шпиталях, цілодобове наведення чистоти Найтінґейл явно знизило рівні зараження, а тому її мемуари 1859 року «Нотатки про догляд» стали міжнародним бестселером.

Але якщо Англія дала світові її героїню гігієни, Сполучені Штати породили свого полковника чистоти – Джорджа Ворінга із зовнішністю кайзера, який, на превеликий захват політичних карикатуристів, навощував і тонко закручував свої довгі білі вуса. Цивільний інженер за освітою, Ворінг доріс до звання полковника під час Громадянської війни, а потім у роки повоєнного відновлення був членом Національної ради з питань охорони здоров’я, відвідуючи різні міста країни й даючи поради щодо будівництва герметичних бетонних ліній каналізації, що, за його твердженням, мали запобігти витоку міазмів. По правді кажучи, каналізаційні системи Ворінга дійсно творили дива, але за рахунок того, що не давали людським відходам потрапляти в питну воду. Завдяки цьому вони забезпечили безпрецедентний захист від таких смертоносних діарейних хвороб, як холера, дизентерія та черевний тиф. Тому вони цілком заслужено стали міжнародною моделлю сучасного покращення санітарних умов води.

І це не весь внесок Ворінга в розвиток гігієнічних норм. 1895 року, під час недовгого правління мера-реформатора Вільяма Л. Стронга, він узявся за розчистку Нью-Йорка. Ворінг виявив, що вулиці міста «майже скрізь захаращені. У вологу погоду вони вкривалися слизом, а в суху повітря було сповнене пилу… По вулицях валялися всі види мотлоху, сміття й зола, а в спеку місто неприємно вражало випарами напіврозкладеної органіки… і звідусіль проступала й смерділа чорна гнилизна».

Підтверджуючи опис Ворінга, фотографії Мангеттена тих років демонструють вулиці, де по коліна гною, прілого сміття та дохлих тварин – і не лише котів і собак, але й робочих коней, яких просто в запряжках гинуло десь із п’ятнадцять тисяч щороку. Скрізь роїлися мухи. А ті кілька каналізаційних систем, що тоді існували, скидали неперероблені відходи безпосередньо в гавань та річки, що оточували Мангеттен з усіх боків.

Хоча він і не надто полюбляв політиків, Ворінг знав, як завести публіку. Він зробив символом санітарного департаменту міста кадуцей (посох лікаря), ліплячи його на сотні блискучих новеньких сміттєвозів. Ще він зодягнув свою нову армію з 7300 вуличних прибиральників у сніжно-білу уніформу, що більше нагадувала вбрання санітарів у лікарні, ніж сміттярів. Коли Ворінг очолив свої гарно вбрані «Білі крила» на їхньому першому міському параді, газети писали про натовп, що прийшов із них посміятись, а залишився аплодувати. «Його мітла врятувала в переповнених нетрях більше життів, аніж ціла купа лікарів», – напише згодом антикорупційний журналіст Джейкоб Різ. Ворінг навіть залучив до своєї кампанії міських дітлахів, створивши молодіжну санітарну лігу. Під гаслом кампанії «Чистота захоплює» Департамент охорони здоров’я Нью-Йорка роздавав значки, сертифікати, білі кепки та різні призи тисячам дітей, що давали обітниці, співали повчальних пісень, чистили шкільні подвір’я та підштовхували своїх рідних у бік «сучасного покращення санітарних умов».

З поверненням до влади в місті демократів у 1897 році Ворінг пішов у відставку. Але наприкінці свого короткого царювання на вулицях він міг із повним правом похвалитися: «Тепер Нью-Йорк абсолютно чистий у всіх його частинах». Місто стало одним із найчистіших, якщо не найчистішим у світі. Найважливіше, що у своєму останньому звіті Ворінг міг стверджувати:

Порівняно з середнім рівнем смертності 26,78 у 1882–1894 роках, у 1895-му він склав 23,10, у 1896-му – 21,52, а в першій половині 1897-го – 19,63. Якщо остання цифра збережеться до кінця року, це означатиме на 15 тисяч смертей менше, ніж було б за середнього рівня попередніх 13 років.

Системи водопостачання та каналізації також уможливили широке розповсюдження домашніх водогонів – чистої води в крані та змивного туалету в звичайних родинах. На той час уже поширені на півночі Європи, домашні водогони почали набувати популярності від північно-східних штатів до півдня та заходу і від міських районів до сільської місцевості.

Диво сучасного покращення санітарних умов здебільшого розірвало коло пов’язаних із водою епідемій, що почалися ще зі скупченості людей у результаті розвитку перших цивілізацій. У поєднанні з успіхами медичної гігієни (дезінфекція хірургічних інструментів та перев’язувальних матеріалів) воно привело до безпрецедентного збільшення тривалості життя майже вдвічі в усьому розвиненому світі. У Сполучених Штатах середня тривалість життя зросла з тридцяти восьми років у 1850-му, коли почалися перші реформи громадської гігієни, до шістдесяти шести в 1950-му, якраз напередодні поширення антибіотиків.

Пошук чудодійних засобів

Докази Коха й Пастера, що конкретні мікроби викликають конкретні хвороби, дали поштовх новому поколінню медичних дослідників розпочати масштабну війну зі світом бактерій з метою їх повного винищення. При цьому вчені зазвичай ігнорували менш однозначну думку Пастера, що не всі бактерії несуть шкоду і що багато з них, якщо не більшість, можуть бути корисними. Пастер показав, наприклад, що лабораторних тварин можна захистити від смертельно небезпечної бактерії сибірської виразки, якщо одночасно з нею ввести їм суміш різних нехвороботворних бактерій із ґрунту та екскрементів. Чи не доводить це, питав він, що деякі бактерії насправді захищають від хвороб? Далі він припустив, що більшість бактерій, виявлених на шкірі, у роті та кишковому тракті тварин і людей, не лише нешкідливі, але й необхідні для життя. Пастер навіть зайшов настільки далеко, що заявив: бактерії, які за нормальних умов живуть у нашому організмі, можуть виявитися необхідними для нашого виживання. Він заохочував своїх студентів перевірити цю ідею, спробувавши виростити лабораторних тварин за абсолютно безмікробних умов, такими словами: «Якби я мав час, то точно взявся б за це дослідження, заздалегідь знаючи, що в таких умовах життя неможливе».

Найвидатніший протеже Пастера лауреат Нобелівської премії Ілля Мечников відкрито насміхався з того, що вважав наївністю свого наставника. Мечников дивився на бактерії як на найгірший різновид паразитів. Він звинувачував «гнильне розкладання» бактерій у людському кишечнику в старечому згасанні, атеросклерозі та загальному скороченні тривалості життя. Він наполегливо радив не їсти сирі фрукти й овочі (щоб запобігти проникненню «диких» мікробів) і передбачав, що одного дня хірурги будуть планово видаляти весь товстий кишечник людини, щоб позбавити нас «хронічного отруєння його численною кишковою флорою». А доти, на його думку, «більш розважливо атакувати шкідливі мікроби товстого кишечника». Водночас його схильна до науки дружина Ольга прийняла виклик Пастера щодо перевірки ідеї про життєво важливу роль бактерій: її безуспішна спроба зберегти життя пуголовків за стерильних умов явно породила в оселі Мечникових палкі дискусії. Але загалом у медичному світі переміг усе ж погляд саме Іллі Мечникова, що найкращий мікроб – мертвий мікроб.

Першими успіхами у війні проти інфекційних хвороб стали, зокрема, вакцини. Коли вони діяли, то часто діяли блискуче, виробляючи стійкий, іноді довічний імунітет до хвороб. Однак, як і покращення санітарних умов, вакцини могли лише запобігати хворобі, а не лікувати її. Для лікування активної інфекції медицина XIX століття мало що могла запропонувати, крім кількох високотоксичних антимікробних препаратів, таких як ртуть та миш’як, що ризикували вбити пацієнта разом з усім, що зробило його хворим.

1885 року німецький патолог Пауль Ерліх дійшов висновку, що сучасна медицина потребує якогось «чудодійного засобу», який знищував би бактеріальні клітини, але залишав людські клітини неушкодженими. Ідея Ерліха походила з його власного спостереження, що бактеріальні клітини фундаментально відрізняються від людських, і була не просто марним сподіванням. Річ у тім, що за рік до того данський мікробіолог Ганс Кристіан Ґрам продемонстрував свою класифікацію всіх бактерій на дві основні групи – сьогодні відомі як грампозитивні та грамнегативні – на підставі того, яким чином їхні клітини поглинають та утримують кристалічний фіолетовий барвник. Ерліх усвідомив, що ця класифікація побудована на відмінностях у структурі напівтвердої стінки бактеріальної клітини – стінки, не виявленої навколо тонкої оболонки, що оточує клітини тварин і людей.

Ерліх припустив, що, якщо він зможе знайти якийсь токсичний барвник, який поглинають лише бактерії, це, можливо, і стане чудодійним засобом його мрій. Після цього він протестував понад дев’ятсот барвників та подібного роду хімікатів. 1908 року його сполука 606, пізніше названа сальварсаном, довела свою ефективність проти збудника сифілісу – грамнегативного мікроба. Однак вона виявилась далеко не безпечною для пацієнтів. Окрім того що цей токсичний хімікат викликав ушкодження печінки, він подекуди призводив до ампутації руки пацієнта, коли випадково витікав із вени під час введення. Проте він урятував тисячі життів і спонукав низку європейських хімічних компаній стати спонсорами досліджень із пошуку інших хімікатів, що могли виявитися вибірково токсичними для бактерій. Цей розширений пошук приніс сульфаніламідні препарати, що, як і сальварсан, походили від барвників. Сульфаніламідні препарати виявились напрочуд ефективними проти розмаїття грампозитивних бактерій, зокрема Streptococcus pyogenes – збудника гострого тонзиліту й скарлатини, та помірно ефективними проти Staphylococcus aureus – ще однієї грампозитивної бактерії та головного винуватця заражень шкіри та крові.

Тим часом світ наблизився до отримання свого першого справжнього антибіотика – за визначенням, убивчої для мікробів сполуки, що виробляється іншим мікробом. 1896 року французький студент-медик Ернест Дюшен, вивчаючи конкуренцію серед мікроорганізмів у лабораторних чашках для вирощування культур, продемонстрував, що грибок плісняви Penicillium glaucum легко перемагає колонії кишкової палички E. coli. Після цього він показав: якщо ввести лабораторним щурам комбінацію цього грибка і, здавалося б, смертельної для них дози бактерій тифу, щури виживають. На жаль, самому Дюшену так не поталанило. Не встигнувши завершити своє дослідження, він помер від туберкульозу.

У наступні двадцять років грибок Penicillium привернув до себе увагу кількох інших дослідників, найбільше з яких уславився біохімік Александр Флемінг, який у 1928 році помітив, що чашка з агаровим середовищем, де він вирощував колонії Staphylococcus aureus, забруднена пліснявою. Подейкують, що в одному з найвідоміших випадків применшення в історії Флемінг кинув своєму асистентові: «Це цікаво». Хоча забруднення лабораторних чашок Петрі пліснявою було явищем нерідкісним, цей грибок повбивав геть усі бактерії стафілококу навколо себе.

Наступним надзвичайно важливим кроком стало виділення й очищення антибактеріальної хімічної речовини плісняви в достатніх кількостях. Під час Другої світової війни хіміки з Оксфордського університету Говард Флорі та Ернст Чейн удосконалили цей процес, врятувавши життя сотням солдатів військ союзників. Між тим французько-американський ґрунтознавець Рене Дюбо відкрив ще більш плідний шлях до відкриття антибіотиків. Дюбо давно дивувався багатству й різноманіттю бактерій, виявлених у грудці бруду, та здатності цих мікроорганізмів псувати або руйнувати практично все. По суті, він правильно здогадався, що, якби не переробні здібності ґрунтових бактерій, ми всі ходили би вже по коліна в рослинних і тваринних рештках. Він також припустив, що ґрунтові бактерії, мабуть, використовують одна проти одної цілий арсенал біохімічної зброї, борючись за простір та поживні речовини в їхньому тісному підземному світі. А тому в 1930-х роках він почав перевіряти різні види нешкідливих ґрунтових бактерій на предмет їхньої здатності вбивати своїх хвороботворних родичів.

У 1939-му Дюбо виділив з ґрунтової бактерії Bacillus brevis антибіотик граміцидин – і це за десять років до того, як до широкого вжитку ввійшов пеніцилін. Хоч і надто токсичний для внутрішнього застосування, граміцидин можна було сипати на відкриті рани для запобігання зараженню чи припинення його. Як і у випадку з сальварсаном, частковий успіх граміцидину викликав справжній бум у пошуках антибіотиків. У наступні двадцять років – золоту еру відкриття антибіотиків – ґрунтові бактерії принесли сучасній медицині більшість антибактеріальних ліків, що використовуються й досі. 1962 року лауреат Нобелівської премії медичний мікробіолог Макфарлен Бернет розпочав нове видання своєї знаменитої книжки «Природознавство інфекційних хвороб» ледь не з виправдань. Відзначаючи викликану антибіотиками революцію, він визнав, що «часом з’являється таке відчуття, що писати про інфекційні хвороби – це майже як писати про щось, що вже пішло в історію».