فلوری چین و فلمینگ در کنار یکدیگر

فلوری چین و فلمینگ در کنار یکدیگر

هاوارد فلوری در سال 1935 استاد آسیب شناسی دانشکده آسیب شناسی ویلیام دان در دانشگاه آکسفورد شد. سال 1935 همان سالی بود که انقلاب سولفونامیدها به وقوع پیوست. هاوارد دانشمند علوم پزشکی اهل استرالیا بود که در سال 1921، در بیست و سه سالگی، برای تحصیل به آکسفورد درآمد. در آکسفورد به سرعت، به سبب کیفیت تحقیقات خود روی جزئیات کارکرد داخلی اندامهای مختلف بدن انسان، شهرت یافت.
در سال 1929، فلوری علاقه مند شد که طرز کار دقیق معده را بفهمد. او به ویژه به خاصیت مخاط معده برای کشتن بعضی از باکتریها علاقه پیدا کرده بود. او به یاد می آورد که در سال 1922، فلمینگ کشف لیسوزیم گندزدای طبیعی را در مایعات بدن، از جمله مخاط معده گزارش داده بود.
فلوری به شدت علاقه مند شد که بفهمد لیسوزیم دقیقاً چگونه کار می کند و تحقیقات او هشت یا نه سال طول کشید. در سال 1938، همین تحقیقات سبب شد که با دانشمند جوان دیگری به نام ارنست چین به همکاری علمی بپزدازد.
تا آن زمان، انقلاب سولفونامیدها ایده های جدیدی به دانشمندان داده بود. آیا به تدریج درک می کردند که ریختن مستقیم مواد گندزدا روی بافتهای عفونی شده بدن بهترین راه مبارزه با عفونت نیست، بلکه تزریق مستقیم مواد باکتری کش به خون در گردش، راه صحیح کاربرد این مواد است.
این درک جدید در میان پزشکان و دانشمندان علوم پزشکی رایج شد. در نتیجه طرز فکر جدید، جستجو برای یافتن سلاحهای روشمند در جنگ با باکتریها با انرژی بیشتری دنبال شد.

فلوری و گروه چِین

در سال 1938، هنگامی که کار تحقیقاتی فلوری و چین روی لیسوزیم به پایان خود نزدیک می شد، تحقیق روی سایر مواد طبیعی باکتری کش را آغاز کردند. چِین جستجو در نوشته های علمی سراسر جهان را شروع کرد و در حدود دویست گزارش در مورد باکتریهایی یافت که دانشمندان دیده بودند از رشد باکتریهای دیگر جلوگیری می کنند. یکی از آنها گزارش سال 1929 فلمینگ در مورد پنی سیلین بود. فلوری و چین سه باکتری را برای تحقیق انتخاب کردند که پنی سیلین یکی از آنها بود.
آنها نمونه ای از کپک پنی سیلیوم را از آزمایشگاهی در دانشکده دان به دست آوردند. در این آزمایشگاه، مثل بسیاری از آزمایشگاههای دیگر، کپک پنی سیلین را برای جداسازی باکتریهای منتخب به کار می بردند. این دو دانشمند تصمیم گرفتند روی این کپک کار کنند تا اطلاعات بیشتری به دست بیاورند.
به زودی با همان مشکلی روبه رو شدند که پژوهشگران قبلی را که برای جدا کردن مواد باکتری کش از مواد دیگر موجود در کپک تلاش می کردند، شکست داده بود. در مرحله ی خاصی از فرایند جداسازی و استخراج، پنی سیلین ناپدید شد.

روزهای سیاه در آکسفورد

فلوری و چین، با وجود ناکامی در کار خود، آن را رها نکردند. چیزی نگذشت که دانشکده آسیب شناسی ویلیام دان را از یک مرکز آموزشی و پژوهشی به کارخانه تولید پنی سیلین تبدیل کردند. قوطیهای روغن، قوطیهای کنسرو، سطلهای آشغال و وانهای حمام، لگنهای بیمارستان، ظرفهای شیر، کولرها و قفسه های کتابخانه ها محلهای مناسبی بودند که این دو دانشمند پرتلاش بتوانند به اندازه ی کافی عصاره کپک برای کارهای خود تهیه کنند. در نخستین ماههای سیاه جنگ جهانی دوم، در دورانی که بریتانیایی ها سرگرم کندن پناهگاه برای حمله های هوایی بودند، جیره بندی مواد غذایی، سوخت و لباس برقرار شده بود و از ترس حمله ی هوایی، شهرها را تخلیه کرده بودند، گروه آکسفورد تحقیقات خود را آغاز کرد.
در اواسط مارس سال 1940، چِین نخستین شیشه ی پنی سیلین خود را به دست آورد. او به اندازه ی کافی پنی سیلین استخراج کرده بود که آن را روی حیوانات آزمایش کند. او صد میلی گرم پنی سیلین به صورت پودری قهوه ای داشت که از عصاره ی کپک فلمینگ بسیار قویتر بود. دانشمندان با شگفتی تمام مشاهده کردند که این پنی سیلین قوی نیز به حیوانات، فاگوسیتها یا بافت زنده ی بدن آنها آسیب نمی رساند.
در اواخر ماه مه، فلوری برای انجام آزمایشی آماده می شد که فلمینگ آن را انجام نداده بود. او می خواست بفهمد که آیا با تزریق پنی سیلین می توان عفونت مهلک در جانوران را مداوا کند. او می دانست که پنی سیلین برای کشتن باکتری در لوله ی آزمایش بیش از چهار ساعت وقت نیاز دارد؛ این نکته را نیز می دانست که در بدن جانوران، این ماده در عرض حدود دو ساعت، از طریق ادرار دفع می شود. اما در نظر فلوری، تنها گزینه ی ممکن، امتحان کردن بود: او مقدمات این آزمایش سرنوشت ساز را فراهم کرد تا ببیند آیا این دارو، با وجود این تنگنای زمانی، می تواند اثر داشته باشد یا نه.

آزمایش سرنوشت ساز

در ساعت یازده صبح روز شنبه، 25 ماه مه سال 1940، فلوری دُز کشنده ای از استرپتوکوک را به هشت موش سفید تزریق کرد. چهار تا از موشها را به قفس برگرداند؛ به دو موش از چهار موش باقیمانده یک دُز پنی سیلین تزریق کرد و به دو موش دیگر در طول ده ساعت، پنج دُز کوچکتر پنی سیلین داد.
صبح روز بعد، چهار موشی که پنی سیلین به آنها تزریق نشده بود، مردند، چهار موش دیگر زنده ماندند.
دانشمندان آزمایشهای خود را تکرار کردند. آنها آزمایشهای پایان ناپذیری انجام دادند تا بفهمند که پنی سیلین چه کارهایی می تواند در بدن انجام دهد و چه کارهایی نمی تواند انجام دهد. آنها دفعات تزریق، فاصله ی بین تزریقها و دُز تزریق را آزمایش کردند. فلوری و دستیارش، جیمز کنت، هفته های طولانی شبها در آزمایشگاه خوابیدند و هر سه ساعت یک بار از خواب برخاستند تا به یک دسته از جانوران پنی سیلین تزریق کنند، دسته ی دیگر را معاینه کنند و همه ی جزئیات را ثبت کنند.
با فرا رسیدن ژوئیه، آزمایشها کامل شد. دانشمندان در 24 اوت سال 1940 نتیجه ی تحقیقات خود را در نشریه ی پزشکی لَنسِت منتشر کردند. در آن زمان تعداد کمی از مردم به اهمیت آن پی بردند، اما این مقاله نشانه ی آغاز عصر جدیدی در پزشکی بود.

از موش تا انسان

در نظر گروه آکسفورد، گام بعدی آزمایش روی انسان بود. اما بلافاصله با مشکل مهمی روبه رو شدند. مقدار پنی سیلین لازم برای آزمایش روی انسان، با مقدار پنی سیلین لازم برای آزمایش روی موش قابل مقایسه نبود. دُز مناسب برای مداوای انسان 3000 برابر دُز لازم برای درمان موش بود.
متأسفانه برای تولید هر ذره پنی سیلین مقدار زیادی عصاره ی کپک لازم بود. فلوری و چین محاسبه کردند که برای تولید پنی سیلین کافی برای مداوای پنج یا شش بیمار، باید به مدت چندین ماه، هر هفته پانصد لیتر عصاره ی کپک تهیه کنند. چگونه می توانستند با تجهیزات ابتدایی خود این مقدار عصاره ی کَپَک تولید کنند؟
انجام این کار غیرممکن به نظر می رسید: تا زمانی که پژوهشگران مقدار کافی پنی سیلین در اختیار نمی داشتند که بتوانند تأثیر آن روی انسان را اثبات کنند، هیچ کارخانه ی داروسازی حاضر به تولید انبوه آن نمی شد. بدون کمک کارخانه های داروسازی و تولید انبوه نیز شاید دانشمندان هرگز به پنی سیلین کافی برای انجام آزمایشهای سرنوشت ساز روی انسان دست نمی یافتند.
با وجود این دانشمندان پافشاری کردند. آنها دانشکده ی دان را به کارخانه تبدیل کردند: در یکی از کلاسهای درس، 6 دختر معروف به «دختران پنی سیلین» با استفاده از رنگ پاش، هاگهای کپک را در ظرفهای کشت می پاشیدند. در کلاس دیگری ظرفها را در دمای مناسب نگهداری می کردند تا عصاره ی کپک عمل بیاید و در یکی دیگر از کلاسها هفت دانشمند و ده دستیار، روز و شب کار می کردند تا پنی سیلین کافی برای مداوای چند بیمار به مدت چند روز را استخراج و خالص کنند.

فلمینگ به آکسفورد می رود

فلمینگ با مطالعه ی گزارشی در مورد آزمایش روی حیوانات، که در نشریه ی لَنسِت به چاپ رسیده بود، از کار گروه آکسفورد روی پنی سیلین مطلع شد. او بدون تلف کردن وقت به سراغ آنها رفت تا همه چیز را از نزدیک ببیند. فلمینگ صبح روز دوم سپتامبر وارد دانشکده ی دان شد. او با کم حرفی معمول خود، کمتر حرف زد و بیشتر به مشاهده پرداخت. فلوری همه جا را به او نشان داد، همه چیز را به تفصیل برای او شرح داد و نمونه ای از پنی سیلین نیز در اختیار او گذاشت.
فلمینگ به لندن بازگشت و مقداری کشت کپک پنی سیلیوم برای فلوری فرستاد که می توانست با استفاده از آنها مقدار زیادی پنی سیلین ناخالص تولید کند. او مشتاقانه نوشت: «کافی است همکاران شیمیدان شما آن را خالص و سپس ترکیب کنند؛ مطمئناً سولفونامیدها را به کلی شکست خواهد داد.»
با آغاز سال 1941، کارخانه ی آکسفورد سرانجام توانست پنی سیلین کافی برای انجام نخستین آزمایش روی انسان تولید کند. قدرت این پنی سیلین دو برابر قدرت پنی سیلین آزمایش شده روی حیوانات بود.

نخستین بیمار

روز دوازدهم فوریه ی سال 1941، گروه تحقیقاتی مداوای نخستین بیمار خود را آغاز کرد: پلیسی به نام آلبرت الگزاندر که خراشیدگی پوست او، که به وسیله ی خاربوته ی گل سرخ ایجاد شده بود، عفونت کرده بود. استافیلوکوکها و استرپتوکوکها به صورت، پوست سر و چشمهای او حمله ور شده بودند. مصرف دُزهای بالایی از سوفونامیدها نیز مؤثر واقع نشده بود.
به فاصله ی 24 ساعت از زمان نخستین تزریق پنی سیلین، حال آلبرت به وضوح بهتر شد. اما باکتریهای موجود در بدن او کاملاً نابود نشدند. پس از یک دوره ی بهبود مستمر، باکتریها دوباره شروع به تکثیر کردند. این بار دیگر پنی سیلین باقی نمانده بود که او را مداوا کنند. آلبرت آلگزاندر در 15 مارس فوت کرد. او شاهدی بر این مدعا بود که پنی سیلین باید به مدت کافی در بدن بیمار بماند تا بتواند کار خود را انجام دهد.

بیمار دوم

بیمار بعدی پسری پانزده ساله بود که در نتیجه ی عفونت پس از عمل جراحی، در معرض خطر مرگ قرار داشت. با تزریق پنی سیلین به طور کامل بهبود یافت. شش بیمار بعدی که با تزریق پنی سیلین بهبود یافتند، جای تردیدی در مورد تأثیر این دارو باقی نگذاشتند. همه ی بیماران به خوبی بهبود یافتند؛ دو نفر از آنها از مرگ حتمی نجات یافته بودند.
اما فلوری می دانست که حتی این موفقیتها نیز برای متقاعد کردن جهانیان کافی نیست؛ او احساس می کرد که دست کم صد بیمار باید مداوا شوند. اما آزمایشهای دانشمندان نشان داده بود که برای مداوای فقط یک مورد عفونت جدی، در حدود 2000 لیتر عصاره کَپَک لازم است.
فلوری هنوز نمی توانست از کارخانه های داروسازی بریتانیا کمک بگیرد، بنابراین در جستجوی کمک به ایالات متحده ی آمریکا روی آورد. در آمریکا توانست انگیزه ی کافی برای آغاز تولید عصاره ی کَپَک در یک آزمایشگاه تحقیقات کشاورزی در پیوریا، ایلینویز، ایجاد کند.
اما گروه آکسفورد، هرگز نتوانست از نتیجه ی این تلاشها برخوردار شود. در دسامبر سال 1941، ایالات متحده ی امریکا وارد جنگ شد. امریکایی ها فوراً اهمیت پنی سیلین را در مداوای مجروحان جنگ تشخیص دادند و همه ی پنی سیلین تولیدی خود را برای مداوای این مجروحان مصرف کردند.
یک بار دیگر، دانشمندان گروه آکسفورد می بایست روی پای خود بایستند. آنها برای تولید پنی سیلین لازم برای مجموعه ای از آزمونهای پزشکی جدید آماده شدند. این آزمونها که در سال 1942 انجام شد، تردیدی در مورد توانایی معجزه آسای پنی سیلین باقی نگذاشت. پانزده بیمار عفونتهایی بسیار جدی داشتند و پزشکان آنها را جواب کرده بودند. اما چهارده نفر از آنها با تزریق پنی سیلین کاملاً بهبود یافتند و فقط یکی از آنها فوت کرد. در آن مورد خاص، باکتری در برابر پنی سیلین مقاومت نشان داد و بیمار از دنیا رفت.
منبع: برچ، بِوِرلی؛ (1385)، آلگزاندر فلمینگ پیشگام در ساخت آنتی بیوتیک، ترجمه ی محمدرضا افضلی، چاپ اول.