نویسنده :برچ یورلی
مترجم :محمدرضا افضلی
نخستین کشف بزرگ
«من با میکروبها بازی می کنم. البته این بازی قواعد بسیاری دارد... اما وقتی دانش و تجربه ی لازم را کسب کردید، شکستن این قواعد برای یافتن چیزی که قبلاً کسی فکرش را هم نکرده بوده، بسیار خوشایند است.»آلگزاندر فلمینگ، 1945
ازدواج فلمینگ سبب نشد که از جستجو برای یافتن ماده ی گندزدای کامل دست بردارد. او انواع مختلف میکروارگانیسمها را رشد می داد و رفتار آنها را مشاهده می کرد؛ مخصوصاً به واکنش آنها در برابر مواد مختلف توجه می کرد. در سال 1921، فلمینگ به نخستین موفقیت بزرگ خود در پزشکی دست یافت؛ او در این سال ماده ی گندزدای طبیعی لیسوزیم را کشف کرد.
فلمینگ و پزشک جوانی که با او همکاری می کرد با هم شوخی زیاد می کردند. فلمینگ دکتر آلیسون را دست می انداخت که بیش از حد پاکیزه و مرتب است. آلیسون در پایان هر روز میز کار خود را تمیز می کرد و باکتریهایی را که کشف داده بود و دیگر آنها را لازم نداشت دور می ریخت و ظرفهای آنها را هم می شست و برای استفاده ی مجدد آماده می گذاشت.
برعکس، میز کار فلمینگ پر از باکتریهای کشت شده حاصل از آزمایشهایی بود که هفته ها قبل انجام شده بودند. فلمینگ دوست داشت مدتی آنها را به حال خود بگذارد و سپس، هنگامی که می خواست آنها را در مواد گندزدا تخلیه کند، با دقت آنها را نگاه می کرد. او پیش خود فکر می کرد که: کسی چه می داند! شاید اتفاق جالبی روی دهد.
یک روز، سرگرم تماشای انبوه ظرفهای کشت قدیمی بود و برای شستشوی آنها آماده می شد. ناگهان دست از کار کشید. چند دقیقه به یکی از ظرفها خیره شد و سپس ظرف را به دکتر آلیسون نشان داد و چیزی بیش از این نگفت «جالب است».
چند هفته قبل فلمینگ سرما خورده بود و با توجه به تلاشی که برای درک بهتر باکتریها و بیماری داشت، کشت خلط غلیظ بینی خود را آغاز کرده بود. همین ظرف کشت بود که آن را به آلیسون نشان داد.
اما آنچه توجه او را جلب کرده بود و آنچه آلیسون می دید، این بود که کلنی هایی از باکتریهای زرد طلایی در ظرف رشد کرده بودند؛ این باکتریها در همه جا دیده می شدند، مگر دور خلط بینی. باکتریها در اطراف خلط رشد خود را آغاز کرده بودند، اما شفاف شده بودند و به نظر می رسید در حال حل شدن هستند. رشد باکتریها در فاصله ای معین از خلط بینی، حالت عادی داشت.
فلمینگ چند کلمه بیشتر نگفت، اما کاملاً مشخص بود که به شدت هیجان زده شده است. او اهمیت موضوع را دریافته بود. آیا ممکن است در خلط بینی چیزی باشد که باکتریها را بکشد؟
جزء مرموز
فلمینگ با سرعت و دقت، خلط تازه ی بینی را آزمایش کرد. همان اتفاق تکرار شد: باکتریها در اطراف آن رشد نکردند. فلمینگ در فکر بود که آیا این پدیده در مورد خلط بینی سایرین هم روی می دهد یا نه. او برای جمع آوری نمونه، دوستان و همکاران خود را به ستوه آورد. دوباره همه چیز به همان صورت تکرار شد؛ حتی هنگامی که آنها سرماخوردگی نداشتند نیز همین اتفاق می افتاد.فلمینگ به سراغ مایعات دیگر بدن رفت. او از مردم درخواست می کرد گریه کنند و وقتی آنها گریه می کردند. اشکهایشان را جمع می کرد و به آزمایشگاه می شتافت؛ فلمینگ بزاق دهان، چرک و خونابه (مایع شفافی که از خون لخته شده بیرون می تراود) را آزمایش کرد. همه ی این مواد همان خاصیت حیرت آور را داشتند و می توانستند از رشد این باکتریهای زرد طلایی جلوگیری کنند!
سالهای طولانی، فلمینگ همان راهی را طی می کرد که اَلمروت رایت نشانش داده بود اما اکنون با چیزی جدید و ناشناخته روبه رو می شد که خود آن را یافته بود. آیا این ماده بخشی از سیستم ایمنی بدن انسان را تشکیل می داد که تا آن زمان ناشناخته مانده بود؟ عاملی که در مبارزه ی با باکتریها، با فاگوسیتها همکاری می کرد؟
طی چند هفته بعد، فلمینگ اوراق دفتر یادداشتش را با آزمایشهای بیشتری پر کرد. او می خواست بداند که کدام مایعات بدن و کدام بخشهای بدن، حاوی این ماده ی حلّال باکتری اند. سوال دیگر فلمینگ این بود که این ماده کدام باکتریها را می کشد. او دریافت که این ماده ظاهراً همه جا هست. پوست، مخاط، غشا، اغلب اندامهای داخلی و بافتها و حتی مو و ناخن چنین ماده ای را داشتند. به علاوه او دریافت که در بعضی از جانوران، گیاهان، گلها و سبزیها نیز این ماده یافت می شود.
اما فلمینگ این نکته را نیز دریافت که فقط تعداد کمی از باکتریها تحت تأثیر این ماده قرار می گیرند و بر اغلب باکتریهای خطرناک تقریباً بی اثر است. امروز دانشمندان می دانند که فلمینگ نخستین خط دفاع داخلی بدن را کشف کرده بود. اگر باکتری می توانست از این خط عبور کند، فاگوسیتها وارد عمل می شدند. این ماده در حقیقت ماده ی گندزدای طبیعی بدن بود. اما در آن زمان اهمیت این کشف کاملاً درک نشد و سالها پژوهش لازم بود تا فرایندهای این سیستم دفاعی به طور کامل تشخیص داده شود. چون این ماده بر باکتریهای خطرناک تأثیر نمی کرد، در آن زمان دانشمندان نیز توجه چندانی به آن نکردند.
لیسوزیم نامی بود که فلمینگ برای این ماده انتخاب کرد و سالها به تحقیق روی آن ادامه داد. او به همراه آلیسون و باکتری شناسان جوان دیگری که با او همکاری می کردند، گزارشهای متعددی در مورد لیسوزیم منتشر کرد. اما هیچ کس اهمیت واقعی این موضوع را درک نمی کرد. فلمینگ برخلاف رایت، مردی نبود که دیگران را وادار به توجه کند.
واقعاً جالب
کسانی که در این دوران با فلمینگ همکاری می کردند به یاد می آورند که همیشه روی میز آزمایشگاه خم شده بود و با خوشحالی سرگرم انجام کاری بود. در اتاق او همیشه به روی بازدیدکنندگان و آدمهای حراف باز بود. غالباً به آزمایشگاه اصلی سرکشی می کرد تا ببیند دانشمندان جوانتر کار خود را چگونه انجام می دهند و درباره ی کار با یکی از موضوعات علمی جالب با آنها گفتگو می کرد.صبح یکی از روزهای سپتامبر سال 1928، فلمینگ مثل همیشه، در آزمایشگاه اصلی پرسه می زد. یک ظرف کشت در دست داشت و به نظر می رسید که چیزی واقعاً جالب را حمل می کند. اغلب دانشمندان دیگر پیش خود فکر می کردند که قصد دارد نمونه ای دیگر از لیسوزیم را به آنها نشان دهد- نمونه ای که از نوعی کپک به دست آمده بود که در آن هنگام روی آن کار می کردند. تا چند سال بعد، دانشمندان جوانی که در آزمایشگاه سنت مری کار می کردند، متوجه نشدند که آن روز برای نخستین بار چشمشان به پنی سیلین افتاده بوده است.
کَپَک معجزه گر
فلمینگ چیزی را دیده بود که از چشم دیگرانی که به داخل ظرف کشت نگاه کرده بودند، دور ماند: کَپَک کاری کرده بود که لیسوزیم هرگز موفق به انجام آن نشده بود. این ماده به یکی از رایجترین و خطرناکترین باکتریها، یعنی باکتری گرد و کشنده استافیلوکوک که به صورت خوشه ای رشد می کند، حمله کرده بود.در طی سالها، داستان کشف فلمینگ گفته و بازگو شده و غالباً شاخ و برگ هم به آن افزوده اند. اما رویدادهای آن روز با ماجرای کشف لیسوزیم تفاوت چندانی نداشت. یک بار دیگر او قبل از شستن ظرفهای کشت داخل آنها را نگاه کرده بود. در آن موقعیت تاریخی در سال 1928، فلمینگ هنگام نگاه کردن به داخل ظرف کشت، در حال گفتگو با یکی از دستیارانش بود که پرایس نام داشت.
سمی!
پرایس گروه را ترک کرده بود تا روی موضوع دیگری تحقیق کند. اما آن روز سری به آنجا زده بود تا ببیند کار فلمینگ چگونه پیش می رود. آن، دو در حال رشد دادن استافیلوکوک از کورکها، دُمَلها و عفونتهای بینی، گلو و پوست بودند. سپس باکتری را در دمای محیط رها کرده بودند تا ببینند میکروارگانیسمها چگونه تغییر می کنند و آیا این تغییر بر قدرت آنها تأثیر می گذارد یا نه.فلمینگ در حال تمیز کردن ظرفهای کشت چند هفته قبل بود. او بیشتر ظرفها را بازدید کرده و آنها را در محلول گندزدا روی هم انباشته بود تا تمیز شوند. یکی از ظرفها را از روی توده ی ظرف برداشت تا آن را به پرایس نشان دهد. به محض اینکه داخل ظرف را دید، مکث کرد و زیر لب گفت «عجیب است!» و ظرف را به پرایس داد.
پرایس کلنی های همیشگی هموار و گنبد مانند استافیلوکوکهای زرد طلایی را دید. آنها همه ی ظرف، به استثنای یک طرف آن را پوشانده بودند. در آنجا، در نزدیکی لبه ی ظرف، توده ای از کپک پف کرده رشد خود را آغاز کرده بود و در حوالی آن کلنی های استافیلوکوک شفاف بودند. در مجاورت کپک اصلاً کلنی استافیلوکوک وجود نداشت. پرایس مثل بقیه ی آدمهایی که آن روز فلیمینگ ظرف کپک زده را به آنها نشان داد، دیگر در مورد آنچه دیده بود فکر نکرد. اما فلمینگ بسیار هیجان زده شده بود. عاملی استافیلوکوکها را نابود کرده بود! او از این ظرف عکس برداشت و آن را نگه داشت. (این ظرف تاریخی امروز در موزه ی بریتانیا نگهداری می شود.) فلمینگ بلافاصله برای تکرار این آزمایش اقدام کرد. او مقداری از کپک را در ظرفی تمیز گذاشت، آن را رشد داد و سعی کرد در کنار آن استافیلوکوک کشت کند. اما نتوانست. تردیدی نبود که از کپک چیزی تراوش می کند که برای استافیلوکوک سم است.
بی زیان!
در طی سالها، فلمینگ بسیاری از موادی را آزمایش کرده بود که می توانستند باکتریها را بکشند. اکنون او این مسیر هموار را با اشتیاق بیشتری می پیمود. او همان آزمایشهای همیشگی را، یکی پس از دیگری روی عصاره ی کپک انجام می داد. آیا این عصاره باکتریها را نابود می کرد؟ آیا برای فاگوسیتهای خون زیان آور بود؟ آیا به بافتهای ظریف بدن انسان آسیب می رساند؟نتایج حاصل حیرت آور بود. عصاره ی کپک می توانست رشد یکی از خطرناکترین باکتریها را متوقف کند. کپکی ناشناخته، که برحسب تصادف در ظرف کشت پیدا شده بود، می توانست آنها را در خود حل کند.
مهمتر اینکه کپک موردنظر به بدن انسان آسیب نمی رساند- فاگوسیتها هنوز سخت سرگرم کار بودند. حتی هنگامی که این عصاره به بدن موش و خرگوش تزریق شد، هیچ اثر نامطلوبی ایجاد نکرد. این عصاره، حتی هنگامی که به شدت رقیق می شد، می توانست این باکتری مهلک را نابود کند. فلمینگ چیزی یافته بود که اثر آن بر باکتریها بسیار شدیدتر از اثر کاربولیک اسید بود، اما به گلبولهای ظریف خون آسیب نمی رساند.
با وجود این، بعدها فلمینگ بعضی مشکلات بسیار جدی را کشف کرد. اغلب مواد گندزدای شیمیایی میکروبها را در عرض چند دقیقه می کشتند. عصاره ی کپک برای نابود کردن میکروبها به چند ساعت وقت نیاز داشت و به نظر می رسید در مخلوطهای حاوی خونابه ی قدرت خود را به کلی از دست می دهد. در نظر فلمینگ، این یافته ها بسیار مأیوس کننده بودند. در نتیجه ی این پدیده در زخمها، یا عفونتهایی که خونابه از آنها تراوش می کرد، عصاره ی کپک، مدتها قبل از آنکه بتواند باکتریها را بکشد، توانایی خود را از دست می داد.
پنی سیلین
فلمینگ با دانشمند دیگری مشورت کرد که در مورد کپکها اطلاعاتی داشت. همکار فلمینگ به او گفت که کَپَک فلمینگ، از گروه پنی سیلیوم است. در فوریه ی 1929 فلمینگ استفاده از نام پنی سیلین را برای این ماده ی باکتری کش آغاز کرد.فلمینگ به یکی از جمع کنندگان متعصب کَپَکها تبدیل شد. ابتدا نمی توانست باور کند که کپک او تنها کپکی است که چندین قدرت شگرفی دارد. جستجوی فلمینگ برای یافتن کپک مایه ی شوخی اعضای خانواده و دوستان شد. پنیر، مربا، لباس کهنه، چکمه و کفش، کتابها و نقاشیهای قدیمی، گرد و غبار از هر نوع (از خانه ی خود فلمینگ و از خانه دوستانش)، هیچ یک از دستان جستجوگر فلمینگ در امان نماندند؛ او از همه ی آنها نمونه برمی داشت و به آزمایشگاه می برد تا آن را آزمایش کند.
اما کَپَک فلمینگ تنها کَپَکی بود که خواص اعجاب آور ضدباکتری داشت. هر چند بیشتر فلمینگ در مورد آن اطلاعات به دست می آورد، آن را خارق العاده تر می یافت. این کپک حتی می توانست باکتریهایی را بکشد که سبب بروز عارضه ی هولناک قانقاریای گاز می شدند؛ همان عارضه ای که فلمینگ در دوران جنگ جهانی اول علیه ی آن نومیدانه مبارزه کرده بود و به موفقیتی هم دست نیافته بود.
تلاش برای خالص سازی
فلمینگ از دو دستیارش ریدلی و کردوک خواست تا برای آزمایشهای او عصاره ی کپک تولید کنند. آنها کَپَک پنی سیلیوم را در نوعی سوپ گوشت کشت دادند که آن را در بطریهای کتابی ریخته بودند. با گذشت چند روز، کپک به صورت لایه ای پُف آلود روی سطح سوپ تشکیل شد و مایع زیر آن به تدریج زرد و زردتر شد و اثر باکتری کشی آن افزایش یافت.اما دانشمندان برای جدا کردن پنی سیلین از مایع و مواد دیگر موجود در محیط، مشکل داشتند. هنگامی که تا حدودی در این کار موفق شدند، مشکلات جدیدی بروز کرد: پنی سیلین به آسانی قدرت باکتری کشی خود را از دست می داد. اما در اوایل سال 1929، چیزی مخصوصاً توجه فلمینگ را جلب کرد. پنی سیلین بسیاری از باکتریها را می کشت، اما همه ی آنها را نمی توانست نابود کند. پنی سیلین نمی توانست به باکتریی که در آن زمان دانشمندان فکر می کردند عامل آنفوآنزاست آسیب برساند. این میکروارگانیسم باسیل پفایفر نام داشت و جداسازی آن دشوار بود.
فلمینگ فوراًَ کاربرد مهمی برای پنی سیلین یافت. می توانست آن را برای خالص سازی واکسن آنفلوآنزا به کار ببرد. روش کار بسیار ساده بود. پنی سیلین مانند سم علف کش عمل می کرد و همه ی باکتریها را می کشت و فقط باسیل پفایفر باقی می ماند که فلمینگ می خواست آن را جدا کند و کشت بدهد. از شیوع آنفلوآنزا و بیست میلیون قربانی آن فقط ده سال گذشته بود. آرزوی یافتن سلاحی برای مقابله با آنفلوآنزا همیشه ذهن فلمینگ را به خود مشغول می کرد. فلمینگ کشف دیگری هم کرد و آن استفاده از پنی سیلین برای جداسازی باکتریهای دیگر، مانند باکتریهای عامل بیماری سیاه سرفه در کودکان بود.
این کاربرد، در آزمایشگاه و برای کشت انتخابی باکتریهای مورد نظر، پنی سیلین را به عنوان نخستین داروی آنتی بیوتیک مهم معرفی کرد. فلمینگ کار روی کپک پنی سیلیوم را ادامه داد و هر هفته مقداری عصاره ی کپک برای ساختن واکسن تولید می کرد. دانشمندان سراسر جهان درخواست نمونه می کردند تا بتوانند در جداسازی باکتریهای آنفلوآنزا از آن استفاده کنند. این کپک در آزمایشگاههای دیگر هم ساخته شد تا وظیفه ی سنگین خود را در تحقیقات باکتری شناسی انجام دهد.
قدرتی که ناپدید می شود
طی چندسال بعد، دوبار دیگر برای استخراج پنی سیلین و کسب اطلاعات بیشتر درباره ی آن تلاش شد. هر دوبار پژوهشگران با همان مشکلی روبه رو شدند که ریدلی و کردوک قبلاً با آن روبه رو شده بودند: در مرحله ای خاص از تلاش برای خالص سازی کپک، خاصیت باکتری کشی آن از بین می رفت.تا سال 1938، دو دانشمند دیگر، هاوارد فلوری و اِرنست چِین، با هم تحقیق روی کشف دیگر فلمینگ، ماده گندزدای طبیعی بدن یا لیسوزیم را در آکسفورد شروع کرده بودند. هنگامی که کار آنها به پایان رسید، به سراغ پنی سیلین رفتند.
در آن زمان، حال و هوای جهان علم، نسبت به دهه ی قبل که فلمینگ موفق به کشف کپک خود شده بود، بسیار فرق کرده بود. در سالهای بین مشاهدات فلمینگ در 1928 و آغاز تحقیق فلوری و چین روی پنی سیلین حدود یازده سال بعد، یعنی در سال 1939، دانشمندان آلمانی به پیشرفتهای شگرفی دست یافته بودند و گامی غول آسا برای درمان بیماریهای باکتریایی برداشته بودند.
سولفونامیدها
از زمانی که اِرلیش در سال 1910 سالورسان را ساخت، دانشمندان می کوشیدند ماده ای شیمیایی تولید کنند که بتوان با تزریق آن به بدن بیمار، باکتریها را نابود کرد، درست همان طور که در مورد باکتری سیفلیس انجام می شد. در سال 1935، دانشمندی به نام گرهارت دوماک اعلام کرد که گروهی از رنگدانه ها را کشف کرده که در صورت مصرف از راه دهان یا تزریق، موش را در برابر استرپتوکوک کشنده محافظت می کنند. رنگدانه ای که از همه مؤثرتر بود، پرونتوسیل نام داشت. پرونتوسیل روی انسان هم به ویژه برای درمان تب زایمان، مؤثر بود؛ تب زایمان نوعی عفونت جدی بود که بعد از زایمان زنان را مبتلا می کرد و غالباً آنها را می کشت.هنگامی که خبر مربوط به پرونتوسیل پخش شد، دانشمندان دیگر کوشیدند ماده ی مشابهی تولید کنند و چیزی نگذشت که گروهی از داروها به نام سولفونامیدها ساخته شد. بعضی از این داروها خوب عمل می کردند. بیمارانی که عفونتهای استرپتوکوکی خطرناک داشتند و پزشکان قبلاً نمی توانستند آنها را مداوا کنند و غالباً کشنده هم بودند، از جمله مخملک، ذات الریه، عفونتهای گوش و مننژیت، اکنون درمان پذیر بودند.
پرونتوسیل و وابستگان آن هنوز محدود بودند. استفاده از سولفونامیدها مشکلاتی به همراه داشت. این داروها به همه ی باکتریها حمله نمی کردند و باکتریهایی که این مواد به آنها حمله می کردند می توانستند در برابر این داروها مقاومت کنند. حتی بهترین دارو نیز آثار جانبی داشت که از حساسیتهای پوستی تا تهوع شدید و حتی مرگ را شامل می شد.
منبع: برچ، بِوِرلی؛ (1385)، آلگزاندر فلمینگ پیشگام در ساخت آنتی بیوتیک، ترجمه ی محمدرضا افضلی، چاپ اول.
