حياة

تاريخ البنسلين والمضادات الحيوية

تاريخ البنسلين والمضادات الحيوية

من كلمة "مضاد" ، "ضد" ، والسير ، معنى "الحياة" ، المضاد الحيوي عبارة عن مادة كيميائية ينتجها كائن حي مدمر لآخر ، وتأتي كلمة مضاد حيوي من "مضاد حيوي" ، وهو مصطلح صيغ في عام 1889 بواسطة تلميذ من لويس باستور يدعى بول فويلمين إلى من استخدمه لتحديد عملية يمكن من خلالها استخدام الحياة لتدمير الحياة ، والمضادات الحيوية هي مواد طبيعية تطلقها البكتيريا والفطريات في بيئتها ، كوسيلة لتثبيط الكائنات الحية الأخرى. يمكن التفكير في الأمر كما هو الحرب الكيميائية على نطاق مجهري.

السير الكسندر فليمنج

البنسلين هو أحد أوائل المضادات الحيوية المكتشفة والأكثر استخدامًا على نطاق واسع. على الرغم من أن السير ألكساندر فليمنج يرجع إليه هذا الاكتشاف ، إلا أن الطالب الطبي الفرنسي إرنست دوتشيسن هو الذي أحاط أولاً بالبكتيريا في عام 1896. ولن تتم مراقبة ملاحظات فليمينغ الأكثر شهرة إلا بعد مرور أكثر من عقدين.

كان فليمنج ، وهو عالم بكتريا مدرّب ، يعمل في مستشفى سانت ماري في لندن عندما لاحظ في عام 1928 ثقافة صفيحة للمكورات العنقودية التي تلوثت بقالب أزرق أخضر. عند الفحص الدقيق ، أشار إلى أن مستعمرات البكتيريا المجاورة للقالب قد تم حلها.

فضولي ، قرر فليمنج أن ينمو القالب في ثقافة نقيّة ، والتي تمكن من رؤية مستعمرات البكتيريا منها المكورات العنقودية الذهبية تم تدميرها بواسطة القالب البنسيليوم نوتاتوم، مما يثبت ، من حيث المبدأ على الأقل ، وجود عامل مضاد للجراثيم. أطلق فليمينغ على مادة البنسلين ونشر نتائجه في عام 1929 ، مشيرًا إلى أن اكتشافه قد يكون ذات يوم ذو قيمة علاجية إذا أمكن إنتاجه بكميات ، ومع ذلك ، ستكون هناك سنوات قبل أن يتم استخدام نتائج فليمنج على نطاق واسع.

الأبحاث البريطانية مستمرة

في عام 1930 ، بدأ الدكتور سيسيل جورج باين ، أخصائي علم الأمراض في مستشفى رويال في شيفيلد ، تجربة البنسلين لعلاج المرضى الرضع الذين يعانون من التهابات الأطفال حديثي الولادة (وفي وقت لاحق مع البالغين الذين يعانون من التهابات العين). بعد بداية مشؤومة ، نجح في علاج أول مريض له في 25 نوفمبر 1930 ، ولكن مع نسبة نجاح خفيفة ، كانت جهود الدكتور باين مع البنسلين محدودة بعدد قليل من المرضى.

في عام 1939 ، بقيادة العالم الأسترالي هوارد فلوري ، عمل فريق من الباحثين بالبنسلين في كلية سير ويليام دن لعلم الأمراض بجامعة أوكسفورد ، ومن بينهم إرنست بوريس تشاين وإدوارد أبراهام وآرثر دنكان غاردنر ونورمان هيتلي ومارغريت جينينغز وجيه. أور. بدأ يوينغ ، و G. ساندرز في إظهار وعد كبير. بحلول العام التالي ، تمكن الفريق من إظهار قدرة البنسلين على قتل البكتيريا المعدية في الفئران. بحلول عام 1940 ، توصلوا إلى طريقة لإنتاج البنسلين بكميات كبيرة ولكن لسوء الحظ ، فشل الإنتاج في تلبية التوقعات.

في عام 1941 ، بدأ الفريق تجربة سريرية مع أول مريض بشري ، وهو شرطي يدعى ألبرت ألكساندر كان يعاني من التهاب حاد في الوجه. في البداية ، تحسنت حالة الإسكندر ، لكن عندما نفدت إمدادات البنسلين ، استسلم للعدوى. بينما عولج المرضى اللاحقون بنجاح ، بقي تركيب الدواء بكمية كافية حجر عثرة.

الأبحاث الرئيسية تنتقل إلى الولايات المتحدة

مع تزايد الطلب على الحرب العالمية الثانية مما أدى إلى استنزاف الموارد البشرية والحكومية لبريطانيا العظمى ، لم يكن لدى العلماء البريطانيين وسائل لمواصلة التجارب السريرية على البشر في أكسفورد. توجه الدكتور فلوري وزملاؤه إلى الولايات المتحدة طلبًا للمساعدة ، وتم تحويلهم بسرعة إلى المعمل الشمالي الإقليمي في بيوريا ، إلينوي ، حيث كان العلماء الأمريكيون يعملون بالفعل على طرق التخمير لزيادة معدل نمو الثقافات الفطرية. في 9 يوليو 1941 ، جاء الدكتور فلوري ودكتور نورمان هيتلي إلى الولايات المتحدة حاملاً حزمة حيوية تحتوي على كمية صغيرة من البنسلين لبدء العمل.

عن طريق ضخ الهواء في أحواض عميقة تحتوي على سائل شديد الانحدار من الذرة (منتج ثانوي غير كحولي لعملية الطحن الرطب) جنبًا إلى جنب مع المكونات الرئيسية الأخرى ، تمكن الباحثون من تحفيز نمو البنسلين بشكل أسرع من أي طرق سابقة. ومن المفارقات أنه بعد إجراء بحث عالمي ، كانت سلالة البنسلين المعدلة التي جاءت من شمام متعفن في سوق بيوريا أنتجت أكبر كمية من البنسلين عندما نمت في ظروف غارقة في الضريبة على القيمة المضافة.

بحلول 26 نوفمبر 1941 ، نجح أندرو جيه موير ، خبير بيوريا لاب في تغذية القوالب ، بمساعدة الدكتور هيتلي ، في زيادة بمقدار عشرة أضعاف في إنتاج البنسلين. بعد إجراء التجارب السريرية في عام 1943 ، تبين أن البنسلين هو أكثر عامل مضاد للجراثيم فعالية حتى الآن.

الإنتاج الضخم وإرث البنسلين

وفي الوقت نفسه ، أدت البحوث المتزامنة التي أجريت على مختبرات فايزر في بروكلين ، نيويورك ، بقيادة جاسبر هـ. كين ، إلى طريقة أكثر عملية للتخمر من أجل الإنتاج الضخم للبنسلين ذي المستوى الصيدلاني. بحلول الوقت الذي اصطدمت فيه قوات الحلفاء الشواطئ في يوم النصر في 6 يونيو 1944 ، كانت هناك كمية كافية من الدواء لعلاج العديد من الإصابات. ومن المزايا الأخرى للإنتاج الضخم انخفاض التكلفة. انخفضت أسعار البنسلين من معدل باهظ الثمن في عام 1940 إلى 20 دولارًا للجرعة في يوليو 1943 إلى 0.55 دولار للجرعة بحلول عام 1946.

منحت جائزة نوبل لعام 1945 لعلم وظائف الأعضاء أو الطب بشكل مشترك إلى السير ألكساندر فليمنج وإرنست بوريس تشاين والسير هوارد والتر فلوري "لاكتشاف البنسلين وتأثيره العلاجي في مختلف الأمراض المعدية." تم تعيين الدكتور أندرو جيه. موير من مختبر بيوريا في قاعة مشاهير المخترعين وتم تعيين كل من المختبرات البريطانية وبيوريا على أنها علامات تاريخية كيميائية دولية. في 25 مايو 1948 ، حصل الدكتور موير على براءة اختراع عن طريقة الإنتاج الشامل للبنسلين.

جدول زمني للمضادات الحيوية

  • التاريخ القديم- استخدم المصريون القدماء والصينيون والقبائل الأصلية في أمريكا الوسطى جميعها أشكالًا مختلفة من العفن لعلاج الجروح المصابة.
  • أواخر 1800s- يبدأ البحث عن المضادات الحيوية في أواخر القرن التاسع عشر بقبول متزايد لنظرية جرثومة المرض التي تربط البكتيريا والميكروبات الأخرى بالتسبب في مجموعة متنوعة من الأمراض.
  • 1871- بدأ الجراح جوزيف ليستر البحث في ظاهرة تشير إلى أن البول ملوث بالعفن يمنع نمو البكتيريا.
  • 1890s-الأطباء الألمان رودولف إميريش وأوسكار لو هما أول من صنع دواء فعال من الميكروبات. على الرغم من أن عقارهم المعروف باسم pyocyanase ، كان أول مضاد حيوي يستخدم في المستشفيات ، إلا أنه لم يكن لديه معدل علاج فعال.
  • 1928- يلاحظ السير ألكساندر فليمنغ أن مستعمرات البكتيريا المكورات العنقودية الذهبية يمكن تدميرها بواسطة القالب البنسيليوم نوتاتوم، مما يدل على مبدأ المضادات الحيوية.
  • 1935- تم اكتشاف عقار "بروتيلوسيل" أول دواء للكبريت في عام 1935 بواسطة الكيميائي الألماني جيرهارد دوماجك.
  • 1942- ابتكر هوارد فلورى وإرنست تشاين عملية تصنيع قابلة للبقاء لـ Penicillin G Procaine ، والتي يمكن بيعها الآن كدواء.
  • 1943- باستخدام الميكروبات التي تم إعدامها من بكتيريا التربة ، اخترع عالم الأحياء المجهرية الأمريكي سلمان واكسمان الستربتومايسين ، وهو الأول من فئة جديدة من الأدوية تسمى الأمينوغليكوزيدات التي يمكن استخدامها لعلاج مرض السل وغيرها من الإصابات ، ومع ذلك ، فإن الآثار الجانبية لعقاقير المراحل المبكرة تفوق في كثير من الأحيان القيمة.
  • 1945- باستخدام علم البلورات بالأشعة السينية المتقدمة ، يحدد الدكتور دوروثي كروفوت هودجكين ، عالم بجامعة أكسفورد ، التصميم الجزيئي للبنسلين ، مؤكداً على بنيته كما تم افتراضه سابقًا ويؤدي إلى تطوير معزز لمضادات حيوية أخرى ومواد جزيئية حيوية ، بما في ذلك فيتامين ب12.
  • 1947- بعد مرور أربع سنوات على بدء الإنتاج الضخم للبنسلين ، تظهر الميكروبات المقاومة ، بما في ذلك المكورات العنقودية الذهبية. ضار عادة في البشر ، إذا سمح للازدهار دون رادع ، المكورات العنقودية الذهبية ينتج السموم التي تؤدي إلى الأمراض بما في ذلك الالتهاب الرئوي أو متلازمة الصدمة السامة.
  • 1955لويد كونوفر يتلقى براءة اختراع لتتراسيكلين. سرعان ما يصبح مضاد حيوي واسع الطيف في الولايات المتحدة.
  • 1957-النيستاتين ، يستخدم لعلاج العديد من الالتهابات الفطرية المشوهة وتعطيله ، حائز على براءة اختراع.
  • 1981- سميث كلاين بيتشام يخترع مضاد حيوي نصف اصطناعي يسمى أموكسيسيلين أو أموكسيسيلين / كلافولانايت البوتاسيوم. ظهرت المضادات الحيوية لأول مرة في عام 1998 تحت الأسماء التجارية للأموكسيسيلين ، الأموكسيل ، وتريموكس.