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May 29, 2023

ペニシリンの背後にある本当の話

Dottor Howard Markel

ハワード・マーケル博士 ハワード・マーケル博士

世界初の抗生物質の 1 つであるペニシリンの発見は、人類の歴史における真の転換点を示しました。このとき、医師はついに致死性の感染症の患者を完全に治療できるツールを手に入れました。

多くの学童は基本を暗唱できます。 ペニシリンは、1928 年 9 月にロンドンで発見されました。物語によると、セント メアリーズ病院の当直細菌学者であるアレクサンダー フレミング博士は、スコットランドでの夏休みから戻ってきて、散らかった実験台とそれ以外にもたくさんのものを見つけました。

フレミング博士は、黄色ブドウ球菌のいくつかのコロニーを調べたところ、ペニシリウム ノタタムと呼ばれるカビがペトリ皿を汚染していることに気づきました。 慎重に皿を顕微鏡下に置いた後、カビがブドウ球菌の正常な増殖を妨げていることを発見して彼は驚きました。

アレクサンダー・フレミング卿（1881 – 1955）は、ハンドレンズで試験管文化を研究しています。 写真提供：クリス・ウェア/ゲッティイメージズ。

フレミング氏は、自分の発見を確認できるほどのペルニケティカビを増殖させるのにさらに数週間かかりました。 彼の結論は驚異的であることが判明した。ペニシリウム菌には、細菌の増殖を阻害するだけでなく、より重要なことに、感染症と戦うために利用できる可能性のある何らかの因子が存在したのだ。

フレミング博士がそのレッドレターの日付について有名に書いたように、「1928 年 9 月 28 日の夜明け直後に目が覚めたとき、私は世界初の抗生物質、つまり細菌を殺す物質を発見してすべての医学に革命を起こすつもりはまったくありませんでした。しかし、私はそれはまさに私がやったことだったと思います。」

14年後の1942年3月、アン・ミラーは流産し、敗血症を引き起こす感染症を発症した後、コネチカット州のニューヘブン病院で瀕死の状態で横たわり、ペニシリンによる治療に成功した最初の民間患者となった。

しかし、この歴史的な出来事にはそれだけではありません。

実際、フレミングには、ペニシリウムカビ液の有効成分を単離し、精製し、それがどの細菌に効果があるかを解明し、それをどのように使用するかという次の大きなステップを踏むためのセントメアリーズ大学の研究室のリソースも化学の背景もありませんでした。 。 その任務は、オックスフォード大学サー・ウィリアム・ダン病理学大学院の所長であった病理学教授ハワード・フローリー博士に任された。 彼は堅苦しい官僚から研究助成金を引き出す達人であり、才能はあるが風変わりな科学者が集まる大規模な研究室を管理する絶対的な魔術師でした。

この画期的な研究は 1938 年に始まり、細菌とカビが自然に殺し合う仕組みに長い間興味を持っていたフローリーが、英国実験病理学ジャーナルのバックナンバーをめくっていたときにペニシリウムカビに関するフレミングの論文に出会ったときでした。 その後すぐに、フローリーと彼の同僚は、品揃えの豊富な彼の研究室に集まりました。 彼らは、フレミングがペニシリウムの「抗菌作用」と呼んだものの根底にある科学を解明することに決めた。

ペニシリンのペトリ皿は、一部の細菌には抑制効果を示しますが、他の細菌には抑制効果を示しません。 写真提供：Keystone features/Getty Images

フローリーの最も優秀な従業員の一人は、ユダヤ系ドイツ人亡命者の生化学者エルンスト・チェーン博士でした。 チェーンは無愛想で攻撃的、そして非常に敏感な男で、ペニシリン開発の功績をめぐってフローリーと絶えず争っていた。 彼らの戦いにもかかわらず、彼らは一連の粗ペニシリウム菌培養液抽出物を生産しました。

1940 年の夏、彼らの実験は致死性の連鎖球菌に感染させた 50 匹のマウスのグループを中心に行われました。 マウスの半数は圧倒的な敗血症により悲惨な死を遂げた。 残りはペニシリン注射を受けて生き残った。

その時点でフローリーさんは、この薬を人体で試すのに十分な有望な情報を持っていることに気づきました。 しかし、人々を治療するのに十分な純粋なペニシリンをどのように生産するかという問題は残った。 カビ培養からの収量を増やす努力にもかかわらず、1 人の敗血症症例を治療するのに十分な純粋なペニシリンを得るには 2,000 リットルのカビ培養液が必要でした。

1940 年 9 月、オックスフォード警察の巡査アルバート アレクサンダー (48 歳) が最初のテストケースを提供しました。 アレクサンダーさんはバラ園で作業中に顔をひっかきました。 ひっかき傷は連鎖球菌とブドウ球菌に感染し、目と頭皮に広がった。 アレクサンダーさんはラドクリフ診療所に入院し、サルファ剤による治療を受けたが、感染症は悪化し、目、肺、肩にくすぶった膿瘍ができた。 フローリーとチェーンは、ある晩ハイテーブルでこの恐ろしい症例について聞き、すぐにラドクリフの医師たちに「精製」ペニシリンを試してもらえないかと尋ねました。

5日間の注射の後、アレクサンダーさんは回復し始めた。 しかし、チェーンとフローリーには感染を根絶するのに十分な純粋なペニシリンがなかったので、アレクサンダーは最終的に死亡した。

ペニシリン培養のフラスコを検査する検査技師。1943 年にイラストレイテッド誌のためにジェームス・ジャーシュが撮影。

研究室のもう一人の重要な人物は生化学者のノーマン・ヒートリー博士で、彼は利用可能なあらゆる容器、瓶、便器を使ってペニシリンカビの容器を培養し、液体を吸引し、抗生物質を精製する方法を開発しました。 彼が組み立てた間に合わせの金型工場は、今日の現代の抗生物質生産の特徴である巨大な発酵タンクや洗練された化学工学とは、可能な限りかけ離れたものでした。

米国が第二次世界大戦に参戦する直前の 1941 年の夏、フローリーとヒートリーは米国に飛び、イリノイ州ピオリアで米国の科学者たちと協力して、後に驚異として知られるものを大量生産する手段を開発しました。薬。

真菌ペニシリウム ノタタムでは人々を確実に治療するのに十分な量のペニシリンが得られないことを認識していたフローリーとヒートリーは、より生産性の高い種を探しました。

ある暑い夏の日、研究室助手のメアリー・ハントが、市場で拾った「きれいな金色のカビ」で覆われたマスクメロンを持ってやって来た。 偶然にも、そのカビはペニシリウム・クリソジウムという真菌であることが判明し、フレミングが記載した菌種の 200 倍の量のペニシリンを生成しました。 しかし、その種でさえ、突然変異を引き起こすX線と濾過による強化を必要とし、最終的にペニシリウム・ノタタムからの最初のバッチの1,000倍のペニシリンを生産しました。

戦争でペニシリンはその実力を証明した。 歴史を通じて、戦争における主な死因は戦闘による負傷ではなく、感染症でした。 第一次世界大戦では、細菌性肺炎による死亡率は 18% でした。 第二次世界大戦では、その割合は 1% 未満にまで低下しました。

これは、1945 年にルクセンブルクにある米国の避難病院にあるペニシリン テーブルです。写真: Photo12/UIG。

1942 年の 1 月から 5 月にかけて、4 億個の純粋なペニシリンが製造されました。 戦争が終わるまでに、アメリカの製薬会社は月産6,500億個を生産していました。

皮肉なことに、1928 年の最初の観察以降、フレミングはペニシリンに関する研究をほとんどしませんでした。1941 年初め、ニュース記者が人体に対する抗生物質の初期臨床試験を報道し始めた後、気取らず穏やかなフレミングはペニシリンの発見者としてもてはやされました。 フローリーが静かに驚いたのは、オックスフォードのグループの貢献が事実上無視されたことだった。

この問題は 1945 年に部分的に修正され、ヒートリーではなくフレミング、フローリー、チェインがノーベル生理学・医学賞を受賞しました。 フレミングは受賞スピーチの中で、ペニシリンの過剰使用が細菌耐性を引き起こす可能性があると先見の明をもって警告した。

1990年、オックスフォード大学はノーベル委員会の監督を埋め合わせ、ヒートリー氏に800年の歴史の中で初の名誉医学博士号を授与した。

おそらくこの9月28日、私たちはアレクサンダー・フレミングの偉業を祝い、ペニシリンにはフローリー、チェイン、ヒートリーらの助産師と、大勢の検査員が必要だったことを思い出すことになるだろう。

現代医学の特定の側面がどのようにして生まれたのかについて、マルケル博士に質問はありますか? [email protected] までお送りください。

左: PBS NewsHour の毎月のコラムで、ハワード・マーケル博士は、1928 年 9 月 28 日のペニシリンの開発など、現代医学の方向性を変えた瞬間を記念日に回想しています。上: ジャン=クロード・フィデはペニシリンで治療を受けています。 1948年の彼の母親。写真：バート・ハーディ/ピクチャー・ポスト

ハワード・マーケル博士 ハワード・マーケル博士

ハワード・マーケル博士は、PBS NewsHour に毎月コラムを執筆し、現代医学を形成し続けている重大な歴史的出来事に焦点を当てています。 彼は医学史センターの所長であり、ミシガン大学医学史のジョージ E. ワンツ特別教授であり、『生命の秘密: ロザリンド フランクリン、ジェームズ ワトソン、フランシス クリックとザ・シークレット』の著者でもあります。 DNA の二重らせんの発見」 (WW Norton、21 年 9 月)。