• 90 éve született Alexander Fleming
• 30 éve óvja egészségünket felfedezése
1941. február 12. emlékezetes dátum a gyógyszertan és a gyógyítás történetében: Londonban a Saint Mary’s kórházban orvosok, mikrobiológusok és kémikusok munkacsoportja ezen a napon próbálkozott először penicillinkezeléssel egy reménytelen állapotban lévő beteg megmentésére. Először próbálták ki ezt az új gyógyszert, mely akkor napi 50 ezer egységnyi adagban hetekig életben tartotta a haldoklót. Bár az első, kis mennyiségű penicillin idő előtt elfogyott, az úttörők gúnyos mellékzönge nélkül hivatkozhattak a szállóigére: a beteg meghalt ugyan, de a kezelés sikeres volt!
Harminc esztendő telt el azóta. Receptjeinken ma már millió egységben számítjuk a penicillint, és a gyógyszertári forgalom mennyiségben 30-50%-át (értékben jóval többet) antibiotikum-készítmények adják. Teljes joggal tekinthető tehát az 1941-es év fordulópontnak, az „antibiotikum-korszak” kezdetének a farmakológia történetében.
Valóban véletlen ?
A penicillin felfedezését mint a véletlen felfedezések iskolapéldáját szokták emlegetni. A közismert történet szerint Alexander Fleming skót orvos-mikrobiológus egy reggel laboratóriumában penészgombákat talált egy – állítólag – hanyagul kezelt baktériumtenyészeten, és észrevette, hogy a gombák maguk körül elpusztítják a baktériumokat. A megfigyelés nyomán elkülönítette a gomba baktériumölő hatóanyagát: a legközönségesebb penészgombák egyikéből kivonta a penicillint.
Az igazság az, hogy Fleming előtt már többen megsejtették a gombák baktériumölő hatását. 1871-ben Lister foglalkozik a penészgombák és a baktériumok kapcsolatával. 1897-ben Duchesne vizsgálja a penészgombák hatását a mikrobákra. Ezeknek a kutatóknak biológiai ismeretei, biokémiai lehetőségei és kutatási irányai azonban nem kedveztek az antibiotikum-kísérleteknek. Pasteur is észlelt antibiotikus hatásokat, sőt arra is utalt, hogy ezek a hatások a gyógyászat számára a jövőben beláthatatlan lehetőségeket nyithatnak meg.
Az, hogy valamely élő szervezet védőanyagot termel egy másik konkurrens élő szervezettel szemben, általános jelenség a mikroorganizmusok világában; helyes értelmezéséhez és a gyakorlati lehetőségek kihasználásához olyan tudományos irányzat kellett, mint amilyet Fleming követett.
Alexander Fleming 1881. augusztus 6-án született. Korán árván maradt és a sokgyermekes család idősebb fiútagjai – skót hagyományok szerint – segítették a kisebb testvérüket tanulmányaiban. 27 éves korában került Almroth Wright laboratóriumába, ahol a baktériumellenes harcnak régi hagyományai voltak. Wright meggyőződése – és iskolájának alapgondolata – az volt, hogy minden fertőző betegség meggyógyítható a szervezetben képződő ellentestek segítségével, függetlenül attól, hogy ezek természetes úton képződnek vagy oltás útján kerülnek a szervezetbe. Keresni kellett tehát az élő szervezetekben képződő ellentesteket. Ezen a nyomon indult el Fleming is, sorra vizsgálva minden kézügybe került szerves anyag hatását a baktériumokra.
1914-1919 között, a háború idején, a kutatások fonala megszakadt. Fleming csak a 20-as évek elején tért vissza a laboratóriumba, és hamarosan hosszú kísérletsorozatban mutatta ki egy sereg természetes anyag: a tojásfehérje, a bőr, köröm, orrváladék, könny stb. erős antiszeptikus (baktériumölő) hatását. Ebbe a kutatási időszakba esik a humoros-fájdalmas „könnyvásárok” ideje is. A könnycseppek baktériumölő hatásának vizsgálásához „nyersanyag” kellett, öt héten át könnyeztette magát kutató, laboráns és takarítószemélyzet; „aki eleget sírt, az hamarabb mehetett nyugdíjba”.
Fleming ebben az időben különítette el a lizozimnek nevezett baktériumölő anyagot, mellékesen felfedezve az erre legérzékenyebb mikroorganizmust, a Micrococcus lysodeiticust is. Rámutatott a lizozim gennykeltő baktériumokat pusztító hatására. Felfedezéseit több előadásban és cikkek sorozatában közölte különösebb siker, elismerés nélkül. A hűvös fogadtatás ellenére Fleming rendíthetetlenül meg volt győződve, hogy baktériumölő anyagok minden élő szervezetben vannak, és ezeket az anyagokat a gyógyászatban fel is lehet használni. Ekkor találkozik a meggyőződéses kutató a már legendássá vált „véletlennel”.
Nem elég csak látni… gondolkodni kell!
1928-ban, a felfedezés évében Fleming a gennykeltő baktériumokról írt éppen egy fejezetet A baktériumok rendszeréről szóló nagy, összefoglaló munkában. Ebben az időszakban egy munkatársa, M. Price, a gennykeltő baktériumok változékonyságával (mutációival) foglalkozott, ezért petricsészéit mikroszkóp alatt kinyitva kellett vizsgálnia. A közös laboratórium baktériumkultúráit nap mint nap átvizsgálta Fleming is. A kinyitott kultúrák – megszokott eset – gyakran fertőződtek penészgombákkal. Fleming a baktériumtelepeken a penészfoltok körül harmatcseppszerűen tömörülő elhalt Staphylococcus „temetőket” figyelte. Kollégája, Price gyakran észlelte a hasonló baktériumpusztulás jelenségét, és mint a megszokott dolgokban, nem is látott ebben semmi különöset. Fleming azonban nem a petricsészét tette félre, hanem az éppen vizsgálat alatt álló témáját. Teljes figyelmével a penészgombák felé fordult. Kiderült, hogy a baktériumok pusztulását okozó gomba az egyik legközönségesebb ecsetpenész faj, a Penicillium notatum volt, melynek spórái milliárdszámra úsznak a levegőben. Bebizonyosodott, hogy a gomba olyan anyagot termel, mely megállítja a mikrobafajok szaporodását. A literszámra termelt tisztított penészléről (nyers penicillin) állatkísérleteken bebizonyosodott, hogy nem mérgező. A hatóanyag azonban végtelenül bomlékony volt. A tisztított kivonat nem tartható szobahőmérsékleten sem. Évek és sikertelen kísérletek sorozata – egy teljes évtized – kellett ahhoz, hogy kidolgozzák a liofilizálásnak nevezett koncentráló eljárását. A -40 C fokra lehűtött penészlevet légritka térbe helyezték, szublimáltatták belőle a vizet: így nyerték az első milligrammnyi por alakú hatóanyagot.
A megoldáshoz és hasznosításhoz vezető úton Flemingnek a penicillin felfedezésében egyenrangú társai voltak az első tisztítási, „gyártási” eljárás kidolgozói, Howard Florey és E. B. Chain, akik 1936-ban kapcsolódtak be a kutatásba.
A gyártás azonban drágának, az anyag kezelése nehézkesnek bizonyult, a hatóanyag (még az 1936-1940-es évek között is) jóformán a kutatók keze közül illant el a feldolgozás során. A kockázatos és bonyolult gyártási eljárás nagyüzemi bevezetésére nem sikerült vállalkozót találni. 1941-ben a már említett első sikeres gyógykezelés után törik meg a jég, de a háború átkait szenvedő Európa helyett most sem angliai, hanem két amerikai cég vállalkozik a sokat ígérő, de egyelőre igen kockázatos penicillingyártás megszervezésére. A penicillin útjába itt ismét belejátszik a véletlen: az amerikaiaknak a kukoricafeldolgozás során hatalmas mennyiségű fermentációs folyadék közömbösítése jelentett gazdasági problémát. Ez a folyadék kitűnő táptalaj a penicillinkultúráknak; ennek segítségével vált lehetővé az első ipari mennyiségek előállítása.
Bebizonyosodott, hogy a penicillin nem egységes anyag, hanem különböző rokon vegyületek keveréke, egy-egy készítményben azonban uralkodik egyik vagy másik vegyülettípus. Az is kiderült, hogy mesterséges körülmények között sokkal több baktériumra hat, mint a szervezetben. Roppant előnye, hogy nincs mérgező hatása, hátránya azonban, hogy gyorsan alakulnak ki a penicillinnel szemben ellenálló baktériumváltozatok.
A penicillinnel az antibiotikumok bevonultak a mindennapi élet fogalmai közé, laboratóriumok serege szakosította magát a penicillin kutatására. Az új utakat nyitó felfedezést értékelte a Nobel-díj bizottság, amikor 1945-ben Flemingnek, Floreynak és Chainnak ítélte a legrangosabb tudományos kitüntetést.
Az elmúlt három évtizedben a penicillin mellett sok száz antibiotikum született, közöttük sok a káros mellékhatású, jelentéktelen készítmény is, de az értékes hatóanyagok száma egyre nő a gyógyszertári forgalomban. A háború után olyan ritka gyógyszercsalád ma milliárdoknak, szinte a Föld minden emberének életét védi.
Megjelent A Hét II. évfolyama 32. számában, 1971. augusztus 6-án.