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Oct 22, 2023

ペニシリン: 奇跡の薬が第二次世界大戦中の感染症との戦いをどのように変えたか

Nel marzo del 1942, Ann Miller, 33 anni, cominciò a delirare in un ospedale di New Haven.

1942年3月、33歳のアン・ミラーは、1か月前に流産した後に発症した敗血症で死に至る病状のため、ニューヘブン病院で意識を失い、横たわっていた。 彼女がコネチカット州の病院に滞在中、医師たちはサルファ剤から輸血まで、考えられるあらゆる治療法を試みたが、彼女の体温は時々106度を超えた。

「フローリー博士のコートのカビ」の著者エリック・ラックス氏は電話インタビューで、「彼女はまさに不治の病だった」と語った。 「まるで今日、新型コロナウイルス感染症に感染してチューブを下っている人のようだった。」

絶望した医師たちは大さじ一杯の実験薬を手に入れ、彼女に注射を打った。 一夜にして彼女の体温は下がりました。 一日後、彼女は起きてまた食事をしました。

彼女の命を救った特効薬は？ ペニシリンというほとんど知られていない物質。

世界中の研究者が新型コロナウイルスのワクチンと治療法を追い求める中、その探求は第二次世界大戦中の米国と英国でのペニシリンの大量生産競争を反映している。

抗生物質が登場しない時代には、ひっかき傷や水ぶくれのような単純なものでも感染して死に至る可能性がありました。 国立衛生研究所によると、20世紀初頭までは、先進国であっても平均寿命は47歳でした。 天然痘、コレラ、ジフテリア、肺炎などの感染症は寿命を縮めます。 彼らに対する治療法は存在しませんでした。

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ラックス氏の著書によると、スコットランドの生物学者アレクサンダー・フレミングは、1928年にロンドンでペニシリンカビを発見した。フレミングは細菌と戦うカビの活性物質を抽出しようとしたが失敗し、実験を断念したという。

1939年にヨーロッパで戦争が勃発すると、オーストラリア人医師ハワード・フローリーはニューヨークのロックフェラー財団から資金を得て、オックスフォード大学でフレミングの発見をさらに研究した。 彼は、生意気なドイツ移民のエルンスト・チェインと細心の注意を払う助手ノーマン・ヒートリーとともに、ペニシリンの有効成分の生成に取り組みました。

しかし、研究の過程で、フローリー氏はある障害に直面しました。それは、カビから有効成分を抽出することが非常に難しいということでした。 抽出の過程で繊細なカビが何度も溶けてしまうことがあり、科学者たちはイライラしていました。

アン・ミラーを治癒した大さじ一杯のペニシリンは、1942年に米国で入手可能な抗生物質の全量の半分に相当した。彼女に完全な治療を施すために、医師たちは彼女の尿を採取し、そこから約70パーセントの力価で残りのペニシリンを抽出しなければならなかった。ラックス氏の本によると、それを再注入するという。

研究チームは試行錯誤を経て、ペニシリンは動物の細菌と戦う上で、当時感染症の治療法であったサルファ剤よりもはるかに効果的で安全であることを発見した。 1930 年代にドイツの科学者によって発見されたサルファ剤には重篤な副作用があったため、研究者たちは代替薬を見つけようとしました。

彼らはペニシリンの培養を試みる際に、いくつかの人体実験を開始した。 1940年の夏の終わり、43歳のオックスフォード警察官アルバート・アレクサンダーは、自宅のバラ園で作業中に顔を引っ掻いた。 「フローリー博士のコートのカビ」によると、その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という。 数週間後、彼はオックスフォード大学病院に入院し、サルファ剤を1週間投与された。 その薬は彼を治さなかっただけでなく、ひどい発疹を引き起こしました。

ラックス氏は、アレクサンダーさんは治療法もなく病院に何ヶ月も横たわっており、「ひどい痛み」と「絶望的で情けないほどの病気」に苦しんでいたと書いている。 顔と腕の膿瘍は「いたるところに膿がにじみ出ていた」とヒートリーは日記に書いている、とラックス氏は記しており、アレクサンダーの左目は感染がひどくなり、1941年2月には摘出しなければならなかった。

細菌は彼を食い続け、すぐに肺と肩に広がりました。 ラックス氏によると、医師たちは絶望的に彼に、当時の個人投与量としては最大量であるペニシリン200ミリグラムを投与し、その後は3時間ごとに100ミリグラムを3回投与したという。 24時間以内に「劇的な改善」があったとヒートリー氏は書いている。

アレクサンダーさんの熱は正常に戻り、食欲も戻りました。 アン・ミラーの場合と同様、研究者らはアン・ミラーの尿を採取してペニシリンを抽出し、再投与した。

ラックス氏によると、アレクサンダーさんの治療により、2月末までに国内のペニシリン供給量がすべて使い果たされたという。 10日間安定した後、それ以上薬を飲まないと彼の状態は悪化した。 2回目の治療を受ければ完全に回復するはずだったが、それ以上与えるものはなかった。 「フローリーと他の人々は、敗血症の洪水が彼を襲うのをなすすべなく見ていた。3月15日に彼は亡くなった」とラックスさんは書いている。

失恋した、フローリー、チェイン、ヒートリーは、より多くのペニシリンを生産する方法を模索し続けました。 その間、バトル・オブ・ブリテンが彼らの周囲で激化した。 1940 年の夏から翌年にかけて、英国の主要都市すべてに対する爆撃で毎月数千人の民間人が死亡しました。 1940年の秋、ロンドンだけで5000万ポンドの爆弾が投下されたとラックスは書いている。

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オックスフォード大学のチームは、限られた物資で多大なプレッシャーの下で活動する中で、負傷した兵士や民間人の治療におけるペニシリンの緊急の価値にも気づきました。

「彼らは、第一次世界大戦で殺された1,000万人の兵士のうち、約半数が爆弾や破片、銃弾やガスによってではなく、比較的軽度の傷や怪我による治療不可能な感染症によって死亡したことを知っていた」とラックス氏は語った。

ヨーロッパが戦争に深く沈むにつれ、世界中の研究室がオックスフォード研究所のペニシリン研究の知らせを受け、サンプルを要求し始めました。 ラックス氏によると、フローリー氏と彼のチームは、ナチスの戦争遂行を支援するために簡単に開発できた可能性のあるドイツの科学者には何も送らないように注意していたという。

オックスフォード大学のチームは、この薬がナチスの手に渡ることを非常に恐れていたため、イギリス全土が電撃爆撃で粉砕されたとき、胞子が生地上で長期間生存することを知っていたため、チームはコートをカビでこすったとラックス氏は電話インタビューで語った。 そうすれば、研究者が捕らえられたり、急いで移動しなければならなくなったりした場合でも、それを携行し、抽出して再生することができます。

英国の製薬会社はペニシリンの大量生産に興味を持っていましたが、戦時中の他の薬剤の需要によって過剰な負担がかかりました。 フローリーとヒートリーは海外に助けを求め始め、再びニューヨークのロックフェラー財団に目を向けました。 フローリーは、まだ戦争に参戦していない米国には英国よりもはるかに多くの製薬会社があり、ペニシリンを大規模に生産する能力があることに気づいた。

フローリーはロックフェラーの関係者と契約を結んだ。フローリーとヒートリーはアメリカ人にペニシリン型の製造方法を教えるというものだった。 その見返りとして、アメリカ人はフローリーさんに1キロの薬を与えることになった。 これにより、オックスフォードの研究者らは、アレクサンダーのような苦しんでいる患者に対する人体臨床試験を完了するのに十分なペニ​​シリンを提供できることになる。

財団も同意した。

戦争で荒廃したヨーロッパからの危険な旅の途中、フローリーとヒートリーは 1941 年 7 月 2 日にニューヨークに到着しました。

ロックフェラーとのつながりを通じて、フローリーは戦争生産委員会や米国農務省など、彼のプロジェクトを支援する米国政府の主要関係者にアクセスできました。 ニューヘイブンに到着してから1週間後、ヒートリーさんとフローリーさんはシカゴの南西約260マイルの農村地帯、イリノイ州ピオリアにある農務省北部地域研究所を訪れた。

発酵部門の責任者であるロバート・コグヒルは、ヒートリーがペニシリンカビの培養を開始するためにピオリアに留まるのであれば、オックスフォードの大義を支援することに同意した。 「フローリー博士のコートの中のカビ」によると、ピオリアのヒートリーを離れ、フローリーは米国の製薬会社を訪問し、そのうちの1つまたは複数を説得して、実験に十分な量の培養液を醸造し、カビを抽出することを望んでいた。

秋までに、フローリー氏はチャールズ・ファイザー社、イーライ・リリー社、メルク社、その他の製薬会社にこのプロジェクトに取り組むよう説得し、1キロのペニシリンを待つためにオックスフォードに戻った。

しかし、その後、戦争が米国を襲いました。1941 年 12 月 7 日、日本軍は真珠湾に停泊している米海軍の艦船を攻撃しました。ドイツとイタリアによる米国に対する宣戦布告は、戦争の経過だけでなく、米国の進路も変えました。ペニシリンの開発についてラックス氏は書いている。 何百万人ものアメリカ人の命が危険にさらされている今、ペニシリンはもはやアメリカの製薬会社にとって科学的な魅力だけではなく、医療上の必需品でもありました。

真珠湾攻撃から10日後、製薬会社は戦争遂行のためにペニシリンの生産を拡大し始め、一部の製薬会社は型から薬剤を抽出する深槽発酵と呼ばれるプロセスを実験した。 オックスフォード大学でヒートリー氏が強制されたように、便器や缶を使ってカビを増殖させ、上部からペニシリンを取り除く代わりに、彼らはカビを深いタンクに沈め、発酵させて大量の薬剤を生成することを試みた。 それは大きな進歩でした。

1942 年を通じて戦争が激化する中、研究者のアンドリュー モイヤーは農務省ピオリア研究室を率いて、発酵抽出中に耐えられる最も強力なペニシリンカビの発見に取り組みました。 彼は毎日、アシスタントのメアリー・ハントを地元の市場に派遣し、腐った果物や菌類が繁殖するあらゆるものを探し、より生産性の高いペニシリンカビ株を見つけさせたとラックス氏は書いている。 「カビの生えたメアリー」というあだ名を持つ彼女は、かつてアメリカ化学会によると、「非常に強力なカビを持つメロンが、やがて世界で生産されるほとんどのペニシリンの祖先となった」マスクメロンを発見したという。

1943 年を通じて、マンハッタン計画による核爆弾製造の推進に続いて、ペニシリンの生産が陸軍省の第 2 の優先事項となった。

1943 年 7 月、戦争生産委員会は、ヨーロッパで戦っている連合国軍にペニシリン在庫を広範囲に配布する計画を立てました。 その後、科学者たちは、D デイ侵攻を支援するのに十分な量を確保するという最終目標に備えて 24 時間体制で取り組みました。

1944 年 6 月 6 日、数百万回の特効薬の投与に後押しされ、7 万 3,000 人の米軍がノルマンディーの海岸に上陸しました。

フローリーとヒートリーがニューヨークに到着してから約3年が経ち、米国のペニシリン生産量はディープタンク発酵を使用して月あたり0億単位から1000億単位に増加しており、これは連合軍の死傷者全員を治療するのに十分な量だった、とラックス氏は書いている。

アン・ミラーはコネチカットで長く実り豊かな人生を送り、1999年に90歳で亡くなった。昔のペニシリン実験での彼女の回復を追跡した病院のカルテは、現在スミソニアン博物館に保管されている。

フローリーさんはペニシリンを1キロも受け取らなかった。 彼は米国が当初の合意を履行するまで1年以上待った。 しかしアメリカは現在、二大陸で戦争を行っており、生産できる麻薬を一滴残らず欲しがっていた。

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