Из-за ограниченных возможностей получить высшее образование в России Зельман хотел поначалу поступить в Политехнический институт в Цюрихе, чтобы заняться изучением химии. Однако осенью 1910 года он переменил свое намерение и уехал в США, куда его пригласили кузины. В следующем году Ваксман поступил в сельскохозяйственный колледж в Рутгерсе, где начал изучать под руководством доктора Я. Липмана, возглавлявшего кафедру бактериологии, микробиологию почвы. Ваксман впоследствии вспоминал, что интерес к биологии он почувствовал еще на Украине, в краю бескрайних черноземных степей. «Рядом с землей я решил искать ответы на многочисленные вопросы о цикличности жизни в природе, которые начали вставать передо мной». Советы Липмана и общение с другими профессорами колледжа помогли Зельману серьезно заняться изучением микроскопических популяций в почве, их роли в почвенных процессах и биохимической активности микроорганизмов.
В ходе экспериментов Ваксман обнаружил многочисленные колонии организмов, с одной стороны, похожих на колонии бактерий, с другой стороны, больше напоминавших грибы. Ваксман пришел к выводу, что эти бактерии, образующие ветвящиеся клетки, напоминающие грибницы, — актиномицеты — играют важную роль в жизни почв. Он еще не знал, что они сыграют главную роль в разработке и создании им антибиотиков.
В 1915 году Ваксман получил степень бакалавра естественных наук, а в следующем году — степень магистра. В том же 1916 году он принял гражданство США. В течение двух лет он работал исследователем в лаборатории биохимика Т.Б. Робертсона в Калифорнийском университете в Беркли и одновременно посещал лекции по биохимии, физической химии и математике. По совету Робертсона он продолжил изучение грибов и актиномицет. Весной 1918 года Ваксман защитил докторскую диссертацию, а в июле 1918-го по приглашению Липмана вернулся в сельскохозяйственный колледж в Рутгерсе. Здесь он читал лекции по микробиологии почвы. Курс лекций, прочитанный в колледже в течение 3–4 лет, лег в основу монографии о началах почвенной микробиологии, которая вышла в свет в 1927 году под названием «Библия микробиологии почвы». В то же время Ваксман работал микробиологом на Нью-джерсийской экспериментальной станции. Из-за финансовых трудностей основную работу в колледже и на экспериментальной станции молодой ученый совмещал с работой в промышленных лабораториях. В частности, в лаборатории Такамине в Клифтоне (штат Нью-Джерси) он занимался изучением токсичности некоторых препаратов, используемых для борьбы с микробами и инфекциями человека.
Очень важной и полезной в научной карьере ученого была первая поездка в 1924 году в Европу. Он посетил Англию, Францию, Италию, Германию, СССР, Швецию, Данию и Голландию. В ходе поездки Ваксман осмотрел известные экспериментальные станции и лаборатории, обсудил с коллегами назревавшие проблемы, познакомился с новыми идеями, определил направления развития микробиологии.
«Пришло время признать, — писал Ваксман, — что мы имеем дело с одной из самых сложных наук, которая в своем развитии зависит от ряда других фундаментальных естественнонаучных дисциплин, особенно органической, физической и биологической химии».
В 1925 году Ваксман стал адъюнкт-профессором. В 1929 году он занял пост профессора университета в Рутгерсе, и в том же году ему была присуждена специальная премия за исследование роли микробов в образовании азота.
Таким же плодотворным в карьере ученого был и период с 1929 по 1939 год. Основным предметом исследований ученого был гумус: изучение его природы, возникновение, распад и роль микробов в этих процессах. Результаты исследований Ваксман изложил в нескольких книгах и многочисленных статьях.
Ваксман совершил несколько научных поездок в Европу (в 1930, 1937, 1935 и 1938 гг.) для участия в международных конференциях и симпозиумах, посвященных проблемам почвы, растений и микробов. С 1931 по 1942 год он возглавлял отдел морской бактериологии в Институте океанографии в Вудс-Хоуле, где каждое лето проводил от одного до двух месяцев, консультировал ряд правительственных и промышленных научных организаций (Совет национальных исследований, Отдел научных исследований и разработок).
Возможно, так до конца жизни ученый и занимался бы исследованием почв, если бы к Ваксману не обратилась Американская национальная ассоциация по борьбе с туберкулезом. Просьбу не назовешь обычной: изучить процесс разрушения палочки Коха в почве.
М.И. Яновская рассказывает:
«Сначала Ваксман, который в жизни не имел дела ни с одним возбудителем болезни и не помышлял об открытии средства против туберкулеза, решил проверить, действительно ли туберкулезные бациллы погибают в земле? Первая же лабораторная проверка подтвердила — да, это безусловно так. Покрытые землей культуры коховских палочек очень скоро исчезли — рассосались, как будто их и не было в лаборатории. Земля уничтожила их. Но Ваксман отлично знал: не сама земля, а, должно быть, микробы, которые в ней находились. Вопрос — какие именно?
Десять тысяч разных микроорганизмов почвы исследовал Ваксман с сотрудниками в поисках того единственного, который находился в комке земли, покрывавшем туберкулезную культуру в первом опыте! Через год (1940 год. — Прим. авт.) они нашли в культуре лучистого грибка антибиотик, подходящий по всем свойствам, кроме одного: он был настолько ядовит, что о его применении в медицинской практике не могло быть и речи. Через два года они нашли другой антибиотик — этот не, был ядовит ни для организма животных, ни для бактерий туберкулеза. Потом они нашли неядовитое вещество, которое отлично расправлялось с бациллами Коха, выращенными в стеклянных чашках, но не причиняло никакого вреда бациллам, находящимся в организме подопытных животных. И вот — полный успех: антибиотик, нареченный при крещении "стрептомицином", убивал бациллы туберкулеза и в стеклянных чашках, и в организме животных. Его испытали на морских свинках, зараженных полновесной дозой туберкулеза, от которой ни одна свинка не могла бы выжить. Но подопытным свинкам дали стрептомицин — и ни одна из них даже не заболела.
Наконец-то нашли первое в истории медицины специфическое средство против туберкулеза!»
Впервые стрептомицин был успешно применен на человеке 12 мая 1945 года. Стрептомицин проявил активность против тех форм микробов, которые не боялись сульфаниламидных препаратов и даже пенициллина! В 1946 году была успешно завершена клиническая проверка нового лекарства — и началось десятилетие стрептомицина.
В 1952 году «за открытие стрептомицина, первого антибиотика, эффективного при лечении туберкулеза» Ваксману была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине. На церемонии было объявлено, что стрептомицин уже спас тысячи жизней. Ваксмана приветствовали как «одного из величайших благодетелей человечества».
Его исследовательская деятельность и разработки в области микробиологии удостоены множества других наград, медалей и премий. Таких как премия Карлсбергской лаборатории (Дания, 1948), медали Нью-джерсийского сельскохозяйственного общества (1948), премии Ласкера (Американская ассоциация здравоохранения, 1948), медали Э.Х Хансона (1948), медали Левенгука (Голландская Академия наук, 1950). В 1950 году Ваксман стал кавалером ордена Почетного легиона Франции.
В мае 1949 года попечители университета в Рутгерсе приняли решение создать Институт микробиологии и назначить Ваксмана первым его доктором. На строительство этого института ученый истратил значительную долю средств от авторских гонораров, полученных за разработку и создание стрептомицина, неомицина и других антибиотиков.
Умер Ваксман 16 августа 1973 года в Вудс-Хоуле (штат Массачусетс).
ВЕРНЕР ФОРСМАН
(1904–1979)
Немецкий врач Вернер Отто Теодор Форсман родился 29 августа 1904 года в Берлине, в семье адвоката Юлиуса Форсмана и Эмми (Гинденберг) Форсман. Начальное образование мальчик получил в местной Асканийской гимназии. Во время Первой мировой войны в 1916 году Вернер потерял отца, погибшего в Галицийском сражении.
В 1922 году Вернер поступил на медицинский факультет Берлинского университета. Денег не хватало, и Форсман вынужден был подрабатывать в банке. Несмотря на трудности, он успешно сдал предварительные медицинские экзамены. А через два года, в 1928 году, Вернер окончил интернатуру и сдал государственные экзамены.
В 1929 году Форсман успешно защитил диссертацию о влиянии лечебного питания на содержание сывороточного холестерина и количество эритроцитов в крови, и ему была присвоена медицинская степень Берлинского университета. В том же году молодой ученый поступил в Эберсвальдскую хирургическую клинику неподалеку от Берлина.
Форсман начал серию экспериментов для демонстрации анатомических и функциональных особенностей человеческого сердца при его заболеваниях с помощью катетеризации. В 1929 году, опробовав на трупах подобные опыты, ученый поставил себе цель доказать безопасность этого метода в клинической практике.
Рассказывает Г. Глязер:
«В основе его лежала поистине великая мысль — ввести через вену тонкую трубку, катетер, по направлению к сердцу, достичь правого предсердия, а затем и правого желудочка, чтобы извлечь из них кровь или произвести иные исследования в этих камерах сердца. Это была мысль, поистине более чем смелая, и осуществление ее стало доказательством мужества, которое можно сравнить с проявлением высшего героизма.
Понятно, что Форсман, поделившись замыслом с одним из своих друзей-врачей, встретил решительное сопротивление, так как при подобном эксперименте нельзя было предвидеть, как он окончится. Можно было себе представить, более того — надо было предположить, что сердце на прикосновение инородного тела и ощупывание внутренней стенки может ответить шоком и внезапно остановиться. Несмотря на это, Форсман настоял на своем. Он сделал себе небольшой надрез вены у локтевого сгиба, взял очень длинный катетер, изготовленный специально по заказу, и начал продвигать по направлению к сердцу, то есть по ходу тока крови в вене.