История пенициллина

Стеклянный флакон с британским стандартным пенициллином

История пенициллина следует за наблюдениями и открытиями доказательств антибиотической активности плесени Penicillium , которые привели к разработке пенициллинов , которые стали первыми широко используемыми антибиотиками . После производства относительно чистого соединения в 1942 году пенициллин стал первым антибиотиком природного происхождения.

Древние общества использовали плесень для лечения инфекций, и в последующие столетия многие люди наблюдали подавление роста бактерий плесенью. Работая в больнице Святой Марии в Лондоне в 1928 году, шотландский врач Александр Флеминг первым экспериментально определил, что плесень Penicillium выделяет антибактериальное вещество, которое он назвал «пенициллином». Было обнаружено, что плесень представляет собой вариант Penicillium notatum (теперь называемый Penicillium Rubens ), загрязнителя бактериальной культуры в его лаборатории. Работа над пенициллином в Сент-Мэри закончилась в 1929 году.

В 1939 году группа ученых из Школы патологии сэра Уильяма Данна при Оксфордском университете под руководством Говарда Флори , в которую входили Эдвард Абрахам , Эрнст Чейн , Мэри Этель Флори , Норман Хитли и Маргарет Дженнингс , начала исследование пенициллина. Они разработали метод выращивания плесени, а также извлечения, очистки и хранения из нее пенициллина, а также метод измерения его чистоты. Они провели эксперименты на животных, чтобы определить безопасность и эффективность пенициллина, прежде чем проводить клинические испытания и полевые испытания. Они вывели его химическую структуру и определили, как оно работает. Частный сектор и Министерство сельского хозяйства США обнаружили и произвели новые штаммы и разработали методы массового производства. Во время Второй мировой войны пенициллин стал важной частью военных действий союзников , спасая тысячи жизней. Александр Флеминг, Ховард Флори и Эрнст Чейн получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1945 года за открытие и разработку пенициллина.

После окончания войны в 1945 году пенициллин стал широко доступен. Дороти Ходжкин определила его химическую структуру, за что получила Нобелевскую премию по химии в 1964 году. Это привело к разработке полусинтетических пенициллинов, которые были более мощными и эффективными против более широкого спектра бактерий. Препарат был синтезирован в 1957 году, но основным средством производства остается выращивание плесени. Было обнаружено, что добавление пенициллина в корм для животных увеличивает привес, повышает эффективность переработки корма, способствует более равномерному росту и облегчает борьбу с болезнями. Сельское хозяйство стало основным потребителем пенициллина. Вскоре после открытия пенициллина команда из Оксфорда сообщила о резистентности к пенициллину у многих бактерий. Исследования, направленные на то, чтобы обойти и понять механизмы устойчивости к антибиотикам, продолжаются и сегодня.

Ранние

Многие древние культуры, в том числе в Австралии, Китае, Египте, Греции и Индии, независимо друг от друга открыли полезные свойства грибов и растений при лечении инфекций . Эти методы лечения часто срабатывали, поскольку многие организмы, в том числе многие виды плесени, естественным образом производят антибиотики . Однако древние практики не могли точно идентифицировать или выделить активные компоненты этих организмов.

Пенициллезная плесень на апельсине

В Англии в 1640 году идея использования плесени в качестве метода лечения была зафиксирована аптекарями, такими как ботаник Джон Паркинсон , который задокументировал использование плесени для лечения инфекций в своей книге по фармакологии . В Польше 17-го века мокрый хлеб смешивали с паутиной (которая часто содержала споры грибков ) для лечения ран. Техника была упомянута Генриком Сенкевичем в его романе 1884 года «Огнем и мечом» .

В 1871 году сэр Джон Скотт Бердон-Сандерсон сообщил, что культуральная жидкость, покрытая плесенью, не вызывает роста бактерий . Джозеф Листер , английский хирург и отец современной антисептики , заметил в ноябре 1871 года, что образцы мочи, загрязненные плесенью, также не допускают роста бактерий. Он также описал антибактериальное действие Penicillium glaucum на ткани человека , но не опубликовал своих результатов. В 1875 году Джон Тиндалл продемонстрировал Королевскому обществу антибактериальное действие гриба Penicillium .

В 1876 году немецкий биолог Роберт Кох является бактерия ( Bacillus anthracis обнаружил, что возбудителем сибирской язвы ) , что стало первой демонстрацией того, что конкретная бактерия вызывает конкретное заболевание, и первым прямым доказательством микробной теории болезней . В 1877 году французские биологи Луи Пастер и Жюль Франсуа Жубер заметили, что культуры бацилл сибирской язвы, зараженные другими бактериями, можно успешно ингибировать. В своем отчете для Comptes Rendus de l’Académie des Sciences они пришли к выводу:

Нейтральная или слабощелочная моча является отличной средой для бактерий. Если моча стерильна, а культура чистая, бактерии размножаются так быстро, что в течение нескольких часов их нити наполняют жидкость пушистым войлоком. Но если при инокуляции мочи этими бактериями одновременно посеять аэробный организм, например одну из «обычных бактерий», то бактерия сибирской язвы мало или вообще не растет и рано или поздно полностью вымирает. Примечательно, что то же самое явление наблюдается в организме даже тех животных, которые наиболее восприимчивы к сибирской язве, что приводит к поразительному результату: бактерии сибирской язвы могут быть в изобилии внедрены в животное, у которого еще не развивается болезнь; необходимо лишь одновременно добавить в жидкость, содержащую суспензию бактерий сибирской язвы, несколько «обычных» бактерий. Эти факты, возможно, оправдывают самые большие надежды на терапию.

Это явление было описано Пастером и Кохом как антибактериальная активность, а назвал его антибиозом в 1877 году французский биолог Жан-Поль Вюлемен . (Термин «антибиоз» , означающий «против жизни», был принят в качестве антибиотика американским биологом, а затем лауреатом Нобелевской премии Селманом Ваксманом в 1947 году. Однако в книге Поля де Крюфа 1926 года «Охотники за микробами» отмечается, что Пастер полагал, что это было заражение другими бактериями, а не плесенью. В 1887 году швейцарский врач Карл Гарре разработал метод тестирования с использованием стеклянной пластины, чтобы увидеть ингибирование бактерий, и получил аналогичные результаты. Используя свою культуральную пластинку на основе желатина, он вырастил два разных вида бактерий и обнаружил, что их рост ингибируется по-разному, о чем он сообщил:

Я инокулировал на нетронутую охлажденную [желатиновую] чашку попеременные параллельные штрихи B. fluorescens [ Pseudomonas fluorescens ] и Staph. pyogenes [ Streptococcus pyogenes ]... B. fluorescens росла быстрее... [Речь идет] не о разрастании или вытеснении одного другим более быстрорастущим видом, как в саду, где обильно растущие сорняки убивают нежные растения . И дело здесь не в использовании имеющихся пищевых продуктов более быстро растущими организмами, а в антагонизме, вызванном выделением специфических, легко диффундирующих веществ, которые тормозят рост одних видов, но совершенно неэффективны против других.

Пенициллезная плесень

В 1895 году Винченцо Тиберио , итальянский врач из Неаполитанского университета , опубликовал исследование плесени, первоначально обнаруженной в колодце в Арцано ; из своих наблюдений он пришел к выводу, что эти плесени содержат растворимые вещества, обладающие антибактериальным действием. Два года спустя Эрнест Дюшен из Школы военной службы в Лионе независимо обнаружил целебные свойства плесени P. glaucum , вылечив даже зараженных морских свинок брюшным тифом . В 1897 году он опубликовал свои результаты в диссертации. Дюшен использовал открытие, сделанное ранее арабскими мальчиками-конюшниками, которые использовали плесень для лечения язв у лошадей. Он не утверждал, что плесень содержит какие-либо антибактериальные вещества, а лишь утверждал, что плесень каким-то образом защищает животных. Пенициллин не лечит брюшной тиф, поэтому остается неизвестным, какое вещество могло быть причиной этого. Ученый из Института Пастера , костариканец Клодомиро Пикадо Твайт , аналогичным образом зафиксировал антибиотический эффект Penicillium в 1923 году. На этих ранних стадиях исследований пенициллина большинство видов Penicillium не были конкретно названы P. glaucum , так что невозможно знали точный вид и что на самом деле именно пенициллин предотвратил рост бактерий.

Андре Гратиа и Сара Дат из Свободного университета Брюсселя изучали влияние образцов плесени на бактерии. В 1924 году они обнаружили, что мертвые культуры золотистого стафилококка были заражены плесенью, стрептомицетом . В ходе дальнейших экспериментов они показали, что экстракт плесени способен убивать не только S. aureus , но и Pseudomonas aeruginosa , Mycobacterium Tuberculosis и Escherichia coli . Гратиа назвал антибактериальное средство «миколизатом». В следующем году они обнаружили еще одну плесень-убийцу, способную ингибировать B. anthracis . В отчете « Comtes rendus des séances de la Société de Biologie et de ses filiales » они определили плесень как P. glaucum . Но эти результаты не получили особого внимания, поскольку антибактериальное средство и его медицинская ценность не были полностью поняты, а образцы Гратии были утеряны.

Открытие

Основная статья: Открытие пенициллина

Александр Флеминг в своей лаборатории в больнице Святой Марии в Лондоне.

Работая в больнице Святой Марии в Лондоне в 1928 году, шотландский врач Александр Флеминг исследовал вариации роста культур S. aureus . В августе он провел летние каникулы со своей семьей в своем загородном доме The Dhoon в Бартон-Миллс , Саффолк. Прежде чем покинуть лабораторию, он инокулировал несколько культуральных чашек S. aureus. Он держал тарелки в углу стола вдали от прямых солнечных лучей, чтобы освободить место для работы своего студента Стюарта Крэддока в его отсутствие. Он вернулся в свою лабораторию 3 сентября. Когда он и Дэниел Мерлин Прайс, его бывший студент-исследователь, исследовали чашки с культурами, они обнаружили одну с открытой крышкой и культуру, зараженную сине-зеленой плесенью. В зараженной тарелке бактерии вокруг плесени не росли, тогда как те, что дальше, росли нормально, а это означает, что плесень убивала бактерии. Флеминг сфотографировал культуру и взял образец плесени для идентификации, прежде чем сохранить культуру формальдегидом .

Флеминг возобновил отпуск и вернулся в сентябре. Он собрал исходную плесень и вырастил ее в культуральных чашках. Через четыре дня он обнаружил, что на пластинах образовались большие колонии плесени. Он повторил эксперимент с теми же результатами по уничтожению бактерий. Он пришел к выводу, что плесень выделяет вещество, подавляющее рост бактерий. Проведя тестирование на различные бактерии, он обнаружил, что плесень может убивать только определенные грамположительные бактерии. Стафилококк , стрептококк и дифтерийная палочка ( Corynebacterium diphtheriae ) были легко уничтожены, но не было никакого эффекта на брюшнотифозную бактерию ( Salmonella typhimurium ) и бактерию, которая когда-то считалась вызывающей грипп ( Hamophilus influenzae ). Он разработал метод культивирования, с помощью которого он мог получить сок плесени, который он назвал «пенициллином» 7 марта 1929 года, «чтобы избежать повторения довольно громоздкой фразы «фильтрат бульона плесени». В своей Нобелевской лекции 1945 года он дал дальнейшее объяснение, сказав:

Меня часто спрашивали, почему я придумал название «Пенициллин». Я просто следовал совершенно ортодоксальным линиям и придумал слово, которое объясняло, что вещество пенициллин было получено из растения рода Penicillium, точно так же, как много лет назад слово « Дигиталин » было изобретено для вещества, полученного из растения Наперстянка .

Больница Святой Марии с изображением лаборатории Флеминга и Прайд-стрит.

После структурного сравнения с различными видами Penicillium Флеминг предположил, что его образец — Penicillium chrysogenum , вид, описанный американским микробиологом Чарльзом Томом в 1910 году. Чарльз Джон Патрик Ла Туш, ирландский ботаник, недавно присоединился к Сент-Мэри в качестве миколога и он идентифицировал образец как Penicillium rubrum — идентификацию, использованную Флемингом в своей публикации. В 1931 году Том повторно исследовал различные Penicillia , в том числе образец Флеминга, и пришел к выводу, что образец Флеминга был P. notatum , членом серии P. chrysogenum . С тех пор плесень Флеминга стала называться синонимами P. notatum и P. chrysogenum . Чтобы разрешить путаницу, Семнадцатый Международный ботанический конгресс, проходивший в Вене, Австрия, в 2005 году официально принял P. chrysogenum . название Полногеномная последовательность и филогенетический анализ в 2011 году показали, что плесень Флеминга принадлежит к P. Rubens , виду, описанному бельгийским микробиологом Филибертом Биоургом в 1923 году.

Источник грибкового заражения в эксперименте Флеминга оставался предположением в течение нескольких десятилетий. В 1945 году Флеминг предположил, что споры грибка проникли через окно, выходящее на Прейд-стрит . но был оспорен его коллегами, которые намного позже показали, что окно лаборатории Флеминга было закрыто. и Флеминг не смог дотянуться до окна, чтобы открыть его. Было решено, что плесень пришла из лаборатории Ла Туша, этажом ниже лаборатории Флеминга, и что споры проникли внутрь через открытые двери.

Для воздействия на культуры стафилококков, которое наблюдал Флеминг, плесень должна была вырасти до того, как начали расти бактерии, поскольку пенициллин эффективен против бактерий только тогда, когда они размножаются. По счастливой случайности, температура в лаборатории в августе была оптимальной сначала для роста плесени (ниже 20°C), а позже в этом же месяце для бактерий, когда она достигла 25°C. Если бы Флеминг не оставил культуры на своем лабораторном столе и не поместил их в инкубатор, этого явления не произошло бы.

Флеминг был бактериологом, а не химиком, поэтому оставил большую часть химической работы Крэддоку. В январе 1929 года Флеминг нанял Фредерика Ридли, своего бывшего аспиранта, изучавшего биохимию, для изучения химических свойств плесени. но Крэддок и Ридли не смогли выделить пенициллин, и еще до окончания экспериментов оба ушли на другую работу. Именно из-за того, что не удалось выделить это соединение, Флеминг отказался от дальнейших исследований химических аспектов пенициллина в 1929 году.

Флеминг сообщил о своих открытиях в Британском журнале экспериментальной патологии 10 мая 1929 года и опубликовал их в номере за следующий месяц. но статья не привлекла большого внимания. Сам Флеминг был совершенно не уверен в медицинском применении своей работы и больше интересовался ее применением для выделения бактерий. Статья также содержала несколько важных ошибок. Хотя Ридли и Крэддок продемонстрировали, что пенициллин растворим в эфире , ацетоне и спирте, а также в воде – информация, которая имела решающее значение для его выделения – Флеминг ошибочно утверждал, что он растворим в спирте и нерастворим в эфире и хлороформе , что не было доказано. был протестирован. Фактически пенициллин растворим в этаноле , эфире и хлороформе.

Изоляция

Говард Флори в своем офисе, 1944 год.

В 1939 году в Школе патологии сэра Уильяма Данна Оксфордского университета нашел практически забытую статью Флеминга 1929 года и предложил профессору , Эрнст Борис Чейн руководившему школой, австралийскому учёному Говарду Флори , что изучение антибактериальных веществ производимые микроорганизмами, могут стать плодотворным направлением исследований. Говард Флори возглавлял междисциплинарную исследовательскую группу, в которую входили Эдвард Абрахам , Мэри Этель Флори , Артур Дункан Гарднер , Норман Хитли , Маргарет Дженнингс , Джин Орр-Юинг и Гордон Сандерс. Каждый член команды по-своему подходил к определенному аспекту проблемы, при этом одновременные исследования по разным направлениям создавали целостную картину. В то время такого рода сотрудничество было практически неизвестно в Соединенном Королевстве. Первоначально для исследования были выбраны три источника: Bacillus subtilis , Trueperella pyogenes и пенициллин . «[Возможность] того, что пенициллин может найти практическое применение в клинической медицине, — вспоминал позже Чейн, — не приходила нам в голову, когда мы начинали работу над пенициллином».

Широкая тематическая область была сознательно выбрана как требующая долгосрочного финансирования. Ховард Флори обратился в MRC в сентябре 1939 года, и секретарь совета Эдвард Мелланби санкционировал проект, выделив 250 фунтов стерлингов (что эквивалентно 20 000 фунтов стерлингов в 2023 году) на запуск проекта, а также 300 фунтов стерлингов на заработную плату (что эквивалентно 23 000 фунтов стерлингов в 2023 году). ) и 100 фунтов стерлингов на расходы (что эквивалентно 8000 фунтов стерлингов в 2023 году) в год в течение трех лет. Флори чувствовал, что потребуется больше. 1 ноября 1939 года Генри М. «Дасти» Миллер-младший из Отдела естественных наук Фонда Рокфеллера нанес Флори визит. Миллер призвал Флори подать заявку на финансирование от фонда и поддержал его заявку. «Предлагаемая работа, — написал Флори в заявке, — помимо своей теоретической важности, может иметь практическую ценность для терапевтических целей». Его заявка была одобрена, и фонд выделил 5000 долларов США (1250 фунтов стерлингов) в год в течение пяти лет.

Первой задачей оксфордской команды было получить образец пенициллиновой плесени. Это оказалось легко. Жорж Дрейер , предшественник Флори, получил образец плесени в 1930 году для своей работы над бактериофагами — вирусами, поражающими бактерии. Дрейер потерял интерес к пенициллину, когда обнаружил, что это не бактериофаг, но продолжал его культивировать. Дрейер умер в 1934 году, но Кэмпбелл-Рентон продолжил культивировать плесень и смог предоставить ее оксфордской команде. Следующей задачей было вырастить достаточно плесени, чтобы извлечь достаточно пенициллина для лабораторных экспериментов. Плесень культивировали на поверхности жидкой среды Чапека-Докса . В течение нескольких дней он образовал желтую студенистую кожуру, покрытую зелеными спорами. При этом жидкость стала желтой и содержала пенициллин. Команда определила, что максимальная урожайность достигается через десять-двадцать дней.

Школа патологии сэра Уильяма Данна в Оксфорде

Для роста плесени необходим воздух, поэтому для выращивания необходим контейнер с большой площадью поверхности. Первоначально использовались стеклянные бутылки, уложенные на бок. Большинство лабораторных контейнеров не обеспечивали большой ровной площади и поэтому использовали неэкономичное пространство инкубатора . Судно в оказалось практичным и послужило основой для специально изготовленных керамических контейнеров, изготовленных компанией J. Macintyre and Company Берслеме . Эти контейнеры имели прямоугольную форму и их можно было штабелировать для экономии места. MRC согласился на просьбу Флори о выплате 300 фунтов стерлингов (что эквивалентно 21 000 фунтов стерлингов в 2023 году) и 2 фунтов стерлингов в неделю (что эквивалентно 138 фунтам стерлингов в 2023 году) для двух (более поздних) женщин-рабочих. В 1943 году Флори попросил увеличить их заработную плату до 2 фунтов 10 шиллингов в неделю (что эквивалентно 142 фунтам стерлингов в 2023 году). Хитли собрал первые 174 судна из заказа на 500 сосудов 22 декабря 1940 года, а три дня спустя они были засеяны спорами.

Были предприняты попытки убедить плесень производить больше пенициллина. пытался добавлять в среду различные вещества, в том числе сахара, соли, солод, алкоголь и даже мармит . Хитли безуспешно По предложению Пола Филдса он попробовал добавить пивные дрожжи . Это также не улучшило урожайность, но сократило время инкубации на треть. Команда также обнаружила, что если жидкость, содержащую пенициллин, удалить и заменить свежей жидкостью, можно приготовить вторую порцию пенициллина. но эта практика была прекращена через восемнадцать месяцев из-за опасности заражения. Плесень приходилось выращивать в стерильных условиях. Абрахам и Чейн обнаружили, что некоторые переносимые по воздуху бактерии вырабатывают пенициллиназу — фермент, разрушающий пенициллин. Неизвестно, почему плесень вырабатывает пенициллин, поскольку бактерии, убиваемые пенициллином, не представляют угрозы для плесени; предполагалось, что это побочный продукт метаболических процессов, предназначенный для других целей.

Следующим этапом процесса было извлечение пенициллина. Жидкость фильтровали через парашютный шелк для удаления мицелия , спор и другого твердого мусора. pH и понижали добавлением фосфорной кислоты полученную жидкость охлаждали. Чейн определил, что пенициллин стабилен только при pH от 5 до 8, но для процесса требовался уровень ниже этого. Поддерживая температуру смеси при 0 °C, он мог замедлить процесс распада. В этой форме пенициллин можно было удалить растворителем. Первоначально эфир использовался , поскольку это был единственный известный растворитель, способный растворять пенициллин, но он легко воспламеняется и токсичен. По предложению Чейна они попытались использовать вместо него гораздо менее горючий амилацетат и обнаружили, что он тоже работает.

Эрнст Чейн в своей лаборатории

Хитли смог разработать непрерывный процесс экстракции. Растворитель, содержащий пенициллин, легко отделялся от жидкости, поскольку он плавал сверху, но теперь они столкнулись с проблемой, которая загнала в тупик Крэддока и Ридли: извлечение пенициллина из растворителя. Хитли рассуждал, что если пенициллин может перейти из воды в растворитель, когда раствор кислый , то, возможно, он вернется обратно, если раствор щелочной . Флори посоветовал ему попробовать. Был добавлен гидроксид натрия , и этот метод, который Хитли назвал «обратной экстракцией», оказался эффективным. Следующая проблема заключалась в том, как извлечь пенициллин из воды. Обычными способами извлечения чего-либо из воды было выпаривание или кипячение, но это разрушило бы пенициллин. Чейну пришла в голову идея сублимационной сушки — метода, недавно разработанного в Швеции. Это позволило удалить воду, в результате чего получился сухой коричневый порошок.

пенициллина, Хитли разработал метод анализа используя чашки с питательным агаром , в которые высевали бактерии. Затем на них помещали короткие стеклянные цилиндры, содержащие тестируемую жидкость, содержащую пенициллин, и инкубировали в течение 12–16 часов при 37 °C. К тому времени жидкость исчезнет, ​​и цилиндр будет окружен свободным от бактерий кольцом. Диаметр кольца указывал на силу пенициллина. Оксфордская единица определялась как чистота, необходимая для получения свободного от бактерий кольца диаметром 25 мм. Это было произвольное измерение, поскольку химия еще не была известна; первые исследования проводились с растворами, содержащими четыре или пять оксфордских единиц на миллиграмм. Позже, когда стал доступен пенициллин высокой чистоты, выяснилось, что он содержит 2000 оксфордских единиц на миллиграмм. Тем не менее, испытывая нечистое вещество, они обнаружили, что оно эффективно против бактерий даже в концентрации одна часть на миллион. Пенициллин был как минимум в двадцать раз активнее самого мощного сульфаниламида . Оксфордское отделение оказалось очень маленьким; для лечения одного случая требовалось около миллиона единиц.

В августе 1941 года группа из Оксфорда сообщила подробности метода изоляции, а также схему крупномасштабной добычи. В марте 1942 года они сообщили, что могут приготовить высокоочищенное соединение, и вывел химическую формулу C
₂₄ часа
₃₂32О
₁₀ Н
₂ Ба .

Испытания

Команда Говарда Флори в Оксфорде показала, что экстракт пенициллия убивает различные бактерии. Гарднер и Орр-Юинг протестировали его против гонококка (против которого он был наиболее эффективен), менингококка , стрептококка, стафилококка, бактерий сибирской язвы, актиномицетов , бактерий столбняка ( Clostridium tetani ) и бактерий гангрены . Они наблюдали, как бактерии пытаются расти в присутствии пенициллина, и отметили, что пенициллин не является ни ферментом, разрушающим бактерии, ни антисептиком, убивающим их; скорее, это было химическое вещество, которое мешало процессу деления клеток . Дженнингс заметил, что он не оказывает никакого влияния на лейкоциты и, следовательно, усиливает, а не препятствует естественной защите организма от бактерий. Она также обнаружила, что в отличие от сульфонамидов , первого и единственного эффективного антибиотика широкого спектра действия, доступного в то время, он не разрушался гноем . Медавар обнаружил, что это не влияет на рост тканевых клеток.

Тысячи стеклянных сосудов для ферментации, подобных этому, использовались в лабораториях для производства пенициллина. Плесень выращивалась на поверхности жидкости, наполненной питательными веществами. Пробка не пропускала загрязнения, позволяя форме получать свежий воздух.

К марту 1940 года у оксфордской команды было достаточно нечистого пенициллина, чтобы начать тестирование на его токсичность. В течение следующих двух месяцев Флори и Дженнингс провели серию экспериментов на крысах, мышах, кроликах и кошках, которым различными способами вводили пенициллин. Результаты показали, что пенициллин разрушается в желудке, но все формы инъекций были эффективны, о чем свидетельствует анализ крови. Было обнаружено, что пенициллин в значительной степени и быстро выводится в неизмененном виде с мочой. Они не обнаружили никаких признаков токсичности ни у одного из своих животных. Если бы они провели тестирование на морских свинках, исследования могли бы остановиться на этом этапе, поскольку пенициллин токсичен для морских свинок.

В субботу, 25 мая 1940 года, в 11:00 Флори ввел восьми мышам вирулентный штамм стрептококка , а затем четырем из них ввел раствор пенициллина. Эти четверо были разделены на две группы: двое из них получали по 10 миллиграммов однократно, а двое других — по 5 миллиграммов через равные промежутки времени. К 3:30 утра в воскресенье все четыре необработанные мыши были мертвы. Все пролеченные были еще живы, хотя один умер через два дня. Флори описал результат Дженнингсу как «чудо».

Дженнингс и Флори повторили эксперимент в понедельник с десятью мышами; на этот раз все шесть обработанных мышей выжили, как и одна из четырех контрольных. Во вторник они повторили это с шестнадцатью мышами, вводя разные дозы пенициллина. Все шесть контрольных мышей умерли в течение 24 часов, но обработанные мыши выжили в течение нескольких дней, хотя все они умерли через девятнадцать дней. 1 июля эксперимент был проведен на пятидесяти мышах, половина из которых получила пенициллин. Все пятьдесят контрольных мышей умерли в течение шестнадцати часов, тогда как все обработанные мыши, кроме одной, были живы десять дней спустя. В течение следующих недель они проводили эксперименты с партиями по 50 или 75 мышей, но с использованием разных бактерий. Они обнаружили, что пенициллин также эффективен против стафилококка и газовой гангрены . Флори напомнил своим сотрудникам, что, какими бы многообещающими ни были их результаты, человек весит в 3000 раз больше мыши.

Оксфордская группа сообщила о своих результатах в выпуске престижного медицинского журнала The Lancet от 24 августа 1940 года под заголовком «Пенициллин как химиотерапевтический агент», причем имена семи авторов были перечислены в алфавитном порядке. Они пришли к выводу:

Результаты однозначны и показывают, что пенициллин активен in vivo против по меньшей мере трех микроорганизмов, ингибируемых in vitro. Казалось бы, есть разумная надежда, что все организмы в высоких разведениях in vitro окажутся пригодными для борьбы in vivo. Пенициллин, по-видимому, не связан ни с каким химиотерапевтическим веществом, используемым в настоящее время, и особенно примечателен своей активностью против анаэробных микроорганизмов, вызывающих газовую гангрену .

Публикация не привлекла особого внимания; Флори проведет большую часть следующих двух лет, пытаясь убедить людей в значимости своих результатов. Одним из читателей был Флеминг, который посетил их 2 сентября 1940 года. Флори и Чейн провели для него экскурсию по производственным, экстракционным и испытательным лабораториям, но он не сделал никаких комментариев и не поздравил их с проделанной работой. Некоторые члены оксфордской команды подозревали, что он пытается приписать себе за это какую-то заслугу.

Без ведома команды Оксфорда их статью в журнале Lancet прочитали Мартин Генри Доусон , Глэдис Хобби и Карл Мейер из Колумбийского университета, и они вдохновились повторить результаты команды Оксфорда. Они получили культуру плесени пенициллия от Роджера Рида в больнице Джонса Хопкинса , выращенную из образца, который он получил от Флеминга в 1935 году. Они начали выращивать плесень 23 сентября, а 30 сентября протестировали ее против стрептококков viridans и подтвердили Оксфордский результаты команды. Мейер повторил процессы Чейна, и они получили небольшое количество пенициллина. 15 октября 1940 года дозы пенициллина были введены двум пациентам пресвитерианской больницы в Нью-Йорке, Аарону Олстону и Чарльзу Аронсону. Они стали первыми людьми, получившими лечение пенициллином в Соединенных Штатах. Затем он лечил двух пациентов с эндокардитом . Команда Колумбийского университета представила результаты лечения пенициллином четырех пациентов на ежегодном собрании Американского общества клинических исследований в Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси , 5 мая 1941 года. Об их работе сообщил Уильям Л. Лоуренс в журнале The New. York Times и вызвало большой общественный интерес.

Работник лаборатории распыляет раствор, содержащий пенициллиновую плесень, в колбы с кукурузной жидкостью для замачивания, чтобы стимулировать дальнейший рост пенициллина.

В Оксфорде Чарльз Флетчер вызвался найти тестовые примеры для испытаний на людях. Эльва Акерс, женщина из Оксфорда, умирающая от неизлечимого рака, согласилась стать испытуемой на токсичность пенициллина. 17 января 1941 года он внутривенно ввел ей 100 мг пенициллина. У нее ненадолго поднялась температура, но в остальном никаких побочных эффектов не было. Флори считал, что лихорадка была вызвана пирогенами, содержащимися в пенициллине; они были удалены с помощью улучшенной хроматографии . Затем Флетчер опознал оксфордского полицейского Альберта Александера , у которого была тяжелая инфекция лица, вызванная стрептококками и стафилококками, которая развилась из небольшой язвочки в углу его рта. Все его лицо, глаза и череп опухли до такой степени, что ему пришлось удалить глаз, чтобы облегчить боль.

12 февраля Флетчер ввел 200 мг пенициллина, а затем по 100 мг каждые три часа. Через день после приема пенициллина Александр начал выздоравливать; его температура упала, а выделения из гноящихся ран уменьшились. К 17 февраля его правый глаз пришел в норму. Однако исследователям не хватило пенициллина, чтобы помочь ему полностью выздороветь. Пенициллин был обнаружен в его моче, но этого было недостаточно. В начале марта у него случился рецидив, и он умер 15 марта. Из-за этого опыта и трудностей с производством пенициллина Флори переключил внимание на лечение детей, которых можно было лечить меньшими количествами пенициллина.

Впоследствии несколько пациентов прошли успешное лечение. Вторым был Артур Джонс, 15-летний мальчик, заразившийся стрептококковой инфекцией в результате операции на бедре. Ему давали 100 мг каждые три часа в течение пяти дней, и он выздоровел. У Перси Хокина, 42-летнего рабочего, был карбункул на спине размером 100 миллиметров (4 дюйма). 3 мая ему дали первоначальную дозу 200 мг, а затем по 100 мг каждый час. Карбункул полностью исчез. Джон Кокс, 4-летний мальчик, находящийся в полукоматозном состоянии, находился на лечении начиная с 16 мая. Он умер 31 мая, но вскрытие показало, что это произошло из-за разрыва артерии головного мозга, ослабленного болезнью, и не было никаких признаков инфекции. Пятый случай произошел 16 июня: 14-летний мальчик заразился инфекцией после операции на бедре и полностью выздоровел.

Помимо увеличения производства в школе Данна, в январе 1942 года стало доступно коммерческое производство на пилотном заводе, созданном Imperial Chemical Industries , и 11 сентября компания Kembel, Bishop and Company поставила свою первую партию объемом 910 литров (200 имп галлонов). Флори решил, что настало время провести вторую серию клинических испытаний. Этель Флори была назначена ответственной, но в то время как Говард Флори был консультирующим патологоанатомом в оксфордских больницах и, следовательно, имел право пользоваться их палатами и услугами, Этель, к его раздражению, была аккредитована просто как его ассистент. Врачи, как правило, направляли на исследование пациентов, находившихся в отчаянных обстоятельствах, а не наиболее подходящих, но когда пенициллин добился успеха, уверенность в его эффективности возросла.

Этель и Ховард Флори опубликовали результаты клинических испытаний пенициллина в журнале The Lancet от 27 марта 1943 года, сообщив о лечении 187 случаев сепсиса . пенициллином Именно на основе этого медицинского заключения 5 апреля 1943 года британский военный кабинет учредил Комитет по пенициллину. В состав комитета входили Сесил Вейр , генеральный директор по оборудованию, в качестве председателя; Александр Флеминг; Говард Флори; В. Д. Эллисон, еще один из бывших студентов-исследователей Флеминга; сэр Персиваль Хартли , глава MRC; и представители фармацевтических компаний. Это привело к массовому производству пенициллина к следующему году.

Глубокое погружение для промышленного производства

Зная, что крупномасштабное производство для медицинских целей в лабораторных условиях бесполезно, команда Оксфорда попыталась убедить раздираемое войной британское правительство и частные компании начать массовое производство, но первоначальный ответ был сдержанным. Доктор Блаунт, директор по исследованиям Glaxo Laboratories , написал Флори в Оксфорд в сентябре 1940 года, но не получил ответа. Оказалось, что Флори уже обратился за помощью к двум британским фармацевтическим компаниям, но получил от них отказ и разочаровался в британской фармацевтической промышленности.

В апреле 1941 года Уоррен Уивер встретился с Флори, и они обсудили сложность производства достаточного количества пенициллина для проведения клинических испытаний. Уивер договорился с Фондом Рокфеллера о финансировании трехмесячного визита Флори и его коллеги в Соединенные Штаты для изучения возможности производства там пенициллина. Флори и Хитли вылетели в Соединенные Штаты по воздуху 27 июня 1941 года. Зная, что образцы плесени, хранящиеся во флаконах, можно легко потерять, они испачкали плесенью карманы своих пальто.

Мэри Хант, предположительно слева, с коллегой из Северной региональной исследовательской лаборатории Министерства сельского хозяйства США, ок. 1943 год

Флори встретился с нейрофизиологом Джоном Фултоном , который познакомил его с Россом Харрисоном , председателем Национального исследовательского совета (NRC). Харрисон направил Флори к Тому, главному микологу Бюро растениеводства Министерства сельского хозяйства США (USDA) в Белтсвилле, штат Мэриленд , и человеку, который идентифицировал плесень, о которой сообщил Флеминг. 9 июля Том отвез Флори и Хитли в Вашингтон, округ Колумбия , чтобы встретиться с Перси Уэллсом, исполняющим обязанности помощника начальника Бюро сельскохозяйственной и промышленной химии Министерства сельского хозяйства США и, как таковой, главой четырех лабораторий Министерства сельского хозяйства США. UDSA Уэллс отправил вступительную телеграмму Орвиллу Мэю, директору Северной региональной исследовательской лаборатории (NRRL) в Пеории, штат Иллинойс . Они встретились с Мэем 14 июля, и он организовал для них встречу с Робертом Д. Когхиллом, руководителем ферментационного отдела NRRL, который высказал предположение, что ферментация в больших емкостях может быть ключом к крупномасштабному производству.

17 августа Флори встретился с Альфредом Ньютоном Ричардсом , председателем Комитета медицинских исследований (CMR) Управления научных исследований и разработок (OSRD), который пообещал свою поддержку. 8 октября Ричардс провел встречу с представителями четырех крупнейших фармацевтических компаний: Squibb , Merck , Pfizer и Lederle . На мероприятии присутствовал Ванневар Буш , директор OSRD, а также Том, представлявший NRRL. Ричардс сообщил им, что действие антимонопольного законодательства будет приостановлено, что позволит им делиться информацией о пенициллине. Это не было легализовано до 7 декабря 1943 года и распространялось только на пенициллин и ни на какие другие лекарства. OSRD договорился с Управлением военного производства (WPB) о том, что им будет предоставлено приоритетное право на оборудование для лабораторий и опытных заводов.

Исследовательская группа Министерства сельского хозяйства США по пенициллину. Задний ряд слева направо: Дороти Феннелл Александер, Х.Т. Херрик, Ф.Х. Стодола, Кеннет Б. Рэйпер , Роберт Когхилл, Джордж Уорд и Эндрю Дж. Мойер.

Когхилл предоставил Эндрю Дж. Мойеру возможность работать над пенициллином вместе с Хитли, а Флори ушел, чтобы посмотреть, сможет ли он организовать фармацевтическую компанию для производства пенициллина. В качестве первого шага к увеличению урожайности Мойер заменил сахарозу в питательной среде лактозой . Еще больший рост произошел, когда Мойер добавил кукурузный спиртной напиток , побочный продукт кукурузной промышленности, который NRRL регулярно пробовала в надежде найти для него больше применений. Эффект от пенициллина был драматическим; Хитли и Мойер обнаружили, что это увеличило урожайность в десять раз.

В марте 1942 года в Йельской больнице Нью-Хейвена Энн Шиф Миллер, жена директора по легкой атлетике Йельского университета Огдена Д. Миллера, скончалась от стрептококковой сепсиса, заразившегося после выкидыша . Ее врач, Джон Бамстед, в то время также лечил Джона Фултона от инфекции. Он знал, что Фултон знал Флори и что дети Флори остались с ним. Он отправился в Фултон, чтобы попросить немного пенициллина. Флори вернулся в Великобританию, но Хитли все еще находился в Соединенных Штатах, работая в компании Merck. В результате телефонного звонка Ричардсу было выдано 5,5 граммов пенициллина, предназначенных для клинических испытаний, которые были отправлены из Вашингтона, округ Колумбия, по воздуху. Эффект был впечатляющим; в течение 48 часов ее лихорадка до 41 °C (106 °F) утихла, и она снова начала есть. Посев крови снизился со 100 до 150 колоний бактерий на миллилитр до одной. Бамстед предложил снизить дозу пенициллина с 200 миллиграммов; Хитли сказал ему не делать этого. Впоследствии Хитли приехал в Нью-Хейвен, где собрал ее мочу; было обнаружено около 3 граммов пенициллина. Миллер полностью выздоровел и дожил до 1999 года.

Страница блокнота, подписанная Дороти Феннелл Александер. Штамм, обведенный кружком, PS46 (позже известный как NRRL 1951), показал лучшие результаты.

До мая 1943 года почти весь пенициллин производился методом мелкой кастрюли, впервые разработанным оксфордской командой. но миколог NRRL Кеннет Брайан Рэпер экспериментировал с производством глубокого погружения, при котором пенициллиновая плесень выращивалась в чане, а не в неглубокой посуде. Первоначальные результаты были разочаровывающими; пенициллин, культивированный таким способом, давал только три-четыре оксфордских единицы на кубический сантиметр по сравнению с двадцатью для поверхностных культур. Он заручился помощью Командования воздушного транспорта армии США для поиска подобной формы в разных частях мира. Лучшими формами оказались образцы из Чунцина , Бомбея и Кейптауна . Однако лучший образец был взят из дыни, проданной на фруктовом рынке Пеории в 1943 году. Плесень была идентифицирована как Penicillium chrysogenum и обозначена как NRRL 1951 или штамм канталупы . Споры могли выйти из NRRL.

Между 1941 и 1943 годами Мойер, Когхилл и Рэпер разработали методы промышленного производства пенициллина и выделили высокоурожайные штаммы гриба Penicillium . Чтобы улучшить этот штамм, исследователи из Института Карнеги в Вашингтоне подвергли NRRL 1951 рентгеновским лучам, чтобы получить мутантный штамм, обозначенный X-1612, который производил 300 миллиграммов пенициллина на литр плесени, что в два раза больше, чем NRRL 1951. В свою очередь, Исследователи из Университета Висконсина использовали ультрафиолетовое излучение на X-1612, чтобы получить штамм, получивший обозначение Q-176. При этом производилось более чем в два раза больше пенициллина, чем Х-1612, но в форме менее желательного пенициллина К. Фенилуксусная кислота была добавлена, чтобы переключить его на производство высокоактивного пенициллина G. Этот штамм мог производить до 550 миллиграммов пенициллина на литр.

Pfizer была небольшой бруклинской компанией, специализировавшейся на производстве лимонной кислоты , для которой она разработала глубокого погружения методы . Это включало преобразование патоки в лимонную кислоту путем ее ферментации в большом резервуаре, в котором ее перемешивали и тщательно контролировали pH. Вице-президент Pfizer Джон Л. Смит , чья дочь умерла от инфекции, вложил все ресурсы Pfizer в разработку практической техники глубокого погружения. Компания инвестировала в пенициллин 2,98 миллиона долларов в 1943 и 1944 годах (что эквивалентно 52 миллионам долларов в 2023 году). Ученые Pfizer Джаспер Х. Кейн , Г.М. Шулл, Э.М. Вебер, А.С. Финли и Э.Дж. Ратаджак работали над процессом ферментации, а Р. Пастернак, У.Дж. Смит, В. Богерт и П. Регна разрабатывали методы экстракции.

Ферментор 1957 года, в котором выращивали плесень Penicillium , в Музее науки в Лондоне.

Теперь, когда у них была плесень, которая хорошо росла под водой и производила приемлемое количество пенициллина, следующей задачей было обеспечить плесень необходимым воздухом для ее роста. Эту проблему удалось решить с помощью аэратора , но аэрация вызвала сильное вспенивание кукурузной завесы. Проблему пенообразования решили введением пеногасителя – глицерилмонорицинолеата. Техника также включала охлаждение и перемешивание.

В августе 1943 года компания Pfizer открыла пилотный завод с ферментером емкостью 7600 литров (2000 галлонов США) , а 27 августа Ратаджак поставил с него первый пенициллиновый раствор. Вскоре один танк производил половину продукции компании. Затем Смит решил построить полномасштабный производственный завод. Близлежащий завод Rubel Ice был приобретен 20 сентября 1943 года и преобразован в первый завод по производству глубокого погружения с четырнадцатью резервуарами емкостью 130 000 литров (34 000 галлонов США). Работы были выполнены за пять месяцев под руководством Джона Э. Маккина и Эдварда Дж. Гетта, а завод открылся 1 марта 1944 года.

Массовое производство

Австралия

Плесень рассасывается на столе для сбора урожая во время производства пенициллина в лабораториях Содружества по производству сывороток в Парквилле, штат Виктория .

В середине 1943 года военный кабинет Австралии решил производить пенициллин в Австралии. полковник Э.В. (Билл) Кио Ответственным за работу был назначен , директор отдела гигиены и патологии австралийской армии. Кио вызвал капитана Персиваля Бэзели , с которым он работал в Лаборатории сыворотки Содружества (CSL) до войны, и лейтенанта Х. Х. Кретчмара, химика, и поручил им создать производственное предприятие к Рождеству. Они отправились с миссией по установлению фактов в Соединенные Штаты, где посетили NRRL и получили культуры пенициллина от Когхилла. Они также проинспектировали завод Pfizer в Бруклине и завод Merck в Рэуэе, штат Нью-Джерси . Производственный завод был открыт на предприятиях CSL в Парквилле, штат Виктория , и первый пенициллин австралийского производства начал поступать в войска в Новой Гвинее в декабре 1943 года. К 1944 году CSL производила 400 миллионов оксфордских единиц пенициллина в неделю, и пенициллина было достаточно. производства, чтобы выделить часть для гражданского использования.

Во время войны продукция в Австралии производилась в бутылках и колбах, но Бэзли совершил вторую поездку по предприятиям в Соединенных Штатах в период с сентября 1944 по март 1945 года и был впечатлен прогрессом, достигнутым в технологии глубокого погружения. В 1946 и 1947 годах он создал пилотную установку глубокого погружения в CSL, используя небольшие 45-литровые (10 имп галлонов) резервуары, чтобы получить опыт работы с этой техникой. В 1948 году вступили в строй два резервуара емкостью 23 000 литров (5 000 имп галлонов), а затем еще восемь. производила полусинтетический В 1950-х и 1960-х годах CSL также пенициллин. Пенициллин также производился компаниями FH Faulding в Южной Австралии, Abbott Laboratories в Новом Южном Уэльсе и Glaxo в Виктории. К 1970-м годам во всем мире наблюдался переизбыток пенициллина, и Glaxo прекратила производство в 1975 году, а CSL - в 1980 году.

Канада

Во время своего визита в Северную Америку в августе 1941 года Говард Флори подошел к лабораториям Коннот в Университете Торонто , где встретился с директором Р. Д. Дефрисом и Рональдом Хэром. Флори получил отказ; Дефрис утверждал, что в лабораториях не хватает места, и выразил уверенность, что строительство объектов для культивирования пенициллина будет пустой тратой, поскольку вскоре он будет синтезирован. Результаты клинических испытаний изменили мнение, и в августе 1943 года канадское правительство обратилось к лабораториям Коннахта с просьбой начать массовое производство пенициллина. Здание Спадина было приобретено для этой цели Университетом Торонто и отремонтировано за 1,2 миллиона канадских долларов (что эквивалентно 21 миллиону канадских долларов в 2023 году), которые поровну были разделены между университетом и правительством. Первоначально пенициллин культивировали в 200 000 флаконах, занимавших 740 квадратных метров (8 000 квадратных футов) лабораторных помещений с кондиционированием воздуха. В ноябре 1945 года производство было переведено на метод глубокого погружения.

Континентальная Европа

В следующем году перевод отчета оксфордской группы за 1941 год прибыл в Германию через Швецию. Как и большинство исследований в военной Германии, исследования пенициллина проводились фрагментарно и без особой координации. 6 декабря 1943 года министерство здравоохранения Рейха приказало медицинскому сообществу провести исследования пенициллина и других антибиотиков. Три флакона пенициллина, захваченные Африканским корпусом, достигли Германии в 1943 году, а один был отправлен Хайнцу Эппингеру в Хехст во Франкфурте , и он начал проводить эксперименты с плесенью. Пенициллин производился там партиями по 300 литров, и Эппингер разработал вращающийся барабан для процесса ферментации в глубоких резервуарах.

Исследование также было проведено Шерингом в Берлине с использованием образца плесени Флеминга, который им не удалось вырастить; их попытки определить химическую структуру пенициллина также не увенчались успехом. Мария Броммельхьюс из IG Farben Бактериологической лаборатории в Эльберфельде каталогизировала различные виды пенициллина. Личный врач Гитлера Теодор Морелл лечил Гитлера пенициллином от травм, полученных во время покушения 20 июля 1944 года . Информация об исследованиях пенициллина в Германии была собрана проекта Манхэттенского миссией Алсос и отправлена ​​Флори в Великобританию.

Большая часть немецкого пенициллина поступала из Чехословакии, где исследования проводились в Карловом университете в Праге и фармацевтической компании Fragner командой, в которую входил химик Карел Визнер . Работа также велась тайно во Франции и в Делфтском технологическом университете в Нидерландах. В 1946 и 1947 годах заводы по производству пенициллина были открыты в Беларуси, Украине, Польше, Италии и Югославии с использованием оборудования и специалистов из Канады через Управление ООН по оказанию помощи и восстановлению которого был канадец Лестер Б. Пирсон (UNRRA), главой отдела поставок . комитет. UNRRA было ликвидировано в 1948 году, а его обязанности по производству пенициллина были переданы Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ).

В Италии Доменико Маротта вел переговоры с UNRRA о строительстве завода по производству пенициллина в Риме недалеко от Римского университета Сапиенца . Это заняло больше времени, чем ожидалось, и строительство началось только в 1948 году. Тем временем Чейн приехал в Istituto Superiore di Sanità, чтобы прочитать серию лекций о пенициллине, и Маротта воспользовался возможностью, чтобы завербовать его в качестве коллеги. Чейн предложил вместо строительства пилотного завода использовать деньги UNRRA для создания института по исследованию пенициллина. Он стал крупнейшим в своем роде в мире, в нем приняли участие более ста химиков, биохимиков, микробиологов и технических специалистов, и вскоре он оказался в авангарде исследований полусинтетического пенициллина.

Япония

Манфред Кизе из Фармакологического института в Берлине опубликовал обзор литературы по антибиотикам в номере Klinische Wochenschrift от 7 августа 1943 года , который включал публикации оксфордской группы. Экземпляр был приобретен японским посольством в Берлине и доставлен в Японию на японской подводной лодке I-8 , которая пришвартовалась в Куре, Хиросима , 21 декабря 1943 года. Статья была переведена на японский язык, и к 1 февраля началось производство пенициллина. 1944. К середине мая исследовательская группа под руководством Хамао Умезавы протестировала 750 различных штаммов плесени и обнаружила, что 75 из них проявляют антибиотическую активность. Эксперименты проводились на мышах для определения эффективности и токсичности. фармацевтическая компания Banyu [ К концу года компания Morinaga Milk имела небольшой действующий завод по производству пенициллина в Мисиме, Сидзуока, а jp завод в Окадзаки, Аити , в январе 1945 года. Пенициллин назывался « Hekiso» по синему цвету. К 1948 году Япония стала третьей страной после США и Великобритании, которая стала самодостаточной в пенициллине, а в следующем году начался экспорт в Китай и Корею.

Соединенное Королевство

В начале 1941 года в Великобритании фирму Kemball, Bishop & Co. спросили, может ли она произвести 45 000 литров (10 000 имп галлонов) сырого пенициллинового напитка. Как и Pfizer, с которой у нее были коммерческие отношения, это была небольшая фирма, но имеющая опыт в технологиях ферментации как производитель лимонной кислоты. В то время это было невозможно сделать, но 23 февраля 1942 года Флори получил предложение от Кембалла, Бишопа и компании о более скромном объеме - 910 литров (200 имп галлонов) каждые десять дней. Работы начались на заводе в Бромли-бай-Боу 5 марта 1942 года, а 25 марта были засеяны первые лотки с плесенью.

Производство пенициллина в Медицинской школе Королевского военно-морского флота в Клеведоне , Сомерсет, в 1944 году.

Условия военного времени, включая немецкие бомбардировки, затруднили прогресс. 55-литровых (12 имп галлонов) маслобойок, необходимых для отправки, не хватало, и с Министерством снабжения были заключены специальные договоренности . Первоначально пиво отправлялось по железной дороге, чтобы свести к минимуму использование нормированного бензина. Первые 680 литров (150 имп галлонов) пива, содержащие 6,1 миллиона единиц по 9 единиц на мл, были доставлены Флори 28 октября 1942 года. Кембалл, Бишоп и компания построили экстракционный завод, который начал работу 24 ноября 1943 года.

Тем временем Imperial Chemical Industries (ICI) открыла небольшое производственное подразделение на своем заводе в Блэкли и начала поставки в декабре 1941 года. В мае 1942 года производство было перенесено на специально построенный завод в Траффорд-Парке , который первоначально произвел два миллиона Оксфордские единицы пенициллина в неделю. К моменту закрытия завода в марте 1944 года производство было увеличено до шестидесяти миллионов единиц в неделю; После этого производство было перенесено на новый завод, производивший 300 миллионов единиц продукции в неделю. В 1947 году ICI решила построить новый завод для производства 32 000 литров (7 000 имп галлонов) пенициллина в день методом глубокого погружения.

В декабре 1942 года Glaxo Laboratories открыла небольшой завод в Гринфорде , который производил 70 литров пенициллинового бульона в неделю. В феврале 1943 года был открыт второй завод в Эйлсбери . Первоначально он использовал методы, разработанные в Оксфорде, но в сентябре 1943 года он перешел на использование кукурузного отвара в качестве среды и перешел на использование штамма плесени NRRL 1249.B21, предоставленного Coghill. В 1943 году Glaxo производила 2,570 миллионов из 3,500 миллионов единиц Oxford, произведенных в Великобритании. Glaxo открыла третий завод в Уотфорде в феврале 1944 года и четвертый в Стратфорде, Лондон , в январе 1945 года. До июня 1944 года на долю компании приходилось 80 процентов продукции Великобритании.

В 1944 году Министерство снабжения организовало для компании Commercial Solvents Company установку первой установки глубокого погружения в Спике и попросило Glaxo также построить ее. Этот новый завод Glaxo открылся в замке Барнард в январе 1946 года и за следующие девять месяцев произвел больше пенициллина, чем его наземные заводы произвели за весь 1945 год. Все наземные заводы были закрыты в 1946 году. Производство пенициллина в Великобритании увеличилось с 25 миллионов единиц в неделю в марте 1943 года до 30 миллиардов в неделю в 1946 году.

США

Строителей призывают завершить работы на заводах по производству пенициллина

16 июля 1943 года WPB включил пенициллин в систему распределения пенициллина во время войны. Все запасы были предназначены для использования вооруженными силами и Службой общественного здравоохранения . Производство пенициллина в США выросло с 800 миллионов оксфордских единиц в первой половине 1943 года до 20 миллиардов единиц во второй половине. Правительство США построило шесть производственных предприятий стоимостью 7,6 миллиона долларов (что эквивалентно 132 миллионам долларов в 2023 году). После войны они были проданы компаниям, которые ими управляли, за 3,4 миллиона долларов (что эквивалентно 53 миллионам долларов в 2023 году). Еще шестнадцать заводов были построены частным сектором за 22,6 млн долларов США (что эквивалентно 391 млн долларов США в 2023 году), хотя 14,5 млн долларов США (что эквивалентно 251 млн долларов США в 2023 году) было одобрено для ускоренной амортизации , при которой стоимость могла быть списана через пять лет вместо обычные двенадцать-пятнадцать.

Производство пенициллина в США выросло с 21,192 миллиарда единиц в 1943 году до 1,663 миллиарда единиц в 1944 году и примерно до 6,852 миллиарда единиц в 1945 году. К июню 1944 года одна только компания Pfizer производила 70 миллиардов единиц продукции в месяц. После июля 1945 года ежемесячное производство упало из-за нехватки кукурузного спиртного. Цена, предложенная CMR за миллион единиц, упала с 200 долларов в 1943 году (что эквивалентно 4000 долларов в 2023 году), что было ниже себестоимости производства, до 6 долларов в 1945 году (что эквивалентно 102 долларам в 2023 году).

Председатель комитета NRC по химиотерапии Честер Кифер отвечал за справедливое распределение пенициллина для гражданского использования от имени CMR. По мере распространения новостей об эффективности пенициллина ему пришлось иметь дело с большим количеством запросов на этот препарат. Запасы для гражданского использования изначально были небольшими, а пенициллин первоначально предоставлялся только для случаев с высоким уровнем смертности, которые не поддавались другим формам лечения. В январе 1943 г. он доложил в ОСРД о результатах лечения первых 100 больных; к августу лечение прошли 500 пациентов. Военные потребности потребляли 85 процентов продукции в 1944 году. В 1945 году эта цифра упала до 30 процентов, но гражданские потребности в пенициллине превысили ассигнования.

К апрелю 1944 года спрос и предложение превысили возможности одного человека управлять, и эта задача была передана отраслевому консультативному комитету производителей пенициллина, который распределял запасы через сеть больниц-депо. К 1945 году насчитывалось 2700 больниц-депо, хранивших запасы пенициллина, и еще 5000 больниц, получавших через них запасы. Пенициллин стал коммерчески доступным к концу года, и к тому времени Соединенные Штаты экспортировали 200 миллиардов единиц пенициллина в месяц. К 1956 году только двенадцать из двадцати одной фирмы, производившей пенициллин во время войны, все еще занимались его производством.

В поле

В 1943 году Совет медицинских исследований решил, что пришло время полевых испытаний пенициллина. Местоположение центров получения препарата держалось в секрете, чтобы не провоцировать спрос на препарат, когда его еще не хватало. Говард Флори был отправлен в Северную Африку, где североафриканская кампания продолжалась . 29 июня к нему присоединился Хью Кэрнс , еще один стипендиат Родса из Аделаиды, который теперь имел звание бригадного генерала британской армии и возглавлял военный госпиталь для лечения травм головы в Оксфорде, который привез с собой запас из 40 миллионов единиц пенициллина.

Плакат, рекламирующий ценность пенициллина, чтобы вдохновить рабочих

В течение следующих двух месяцев Флори и Кэрнс рассмотрели более ста случаев и составили отчет, объем которого превысил сто страниц. Флори читал лекции о пенициллине, и его доклад содержал рекомендации по обучению медицинских работников его использованию. Боевые действия в Северной Африке закончились в мае 1943 года, поэтому в большинстве случаев, с которыми столкнулся Флори, были не недавно раненые солдаты, а солдаты со старыми, незаживающими ранами; Боевые потери снова начали поступать после вторжения союзников на Сицилию в июле.

Флори считал, что источником инфекции во многих случаях была больница, а не поле боя, и выступал за изменение способа лечения пациентов, чтобы воспользоваться свойствами пенициллина. Он утверждал, что раны следует немедленно очистить и заклеить. Это была радикальная идея; обычно это вызвало бы газовую гангрену, но он предложил оставить это на усмотрение пенициллина. Рекомендации Флори были выполнены; Военное министерство организовало курс обучения для патологоанатомов и врачей в Королевской больнице Герберта , в котором использовалась пленка, снятая Флори в Северной Африке.

Хотя он намеревался использовать пенициллин для лечения тяжелораненых, было большое количество случаев венерических заболеваний , против которых пенициллин был особенно эффективен, и с военной точки зрения возможность вылечить гонорею за 48 часов была прорывом. в сентябре было предоставлено 20 миллионов единиц в день Ситуация с поставками улучшилась, и для вторжения союзников в Италию .

Во время кампании в Западной Европе 1944–1945 гг. пенициллин широко применялся как для лечения инфицированных ран, так и в качестве профилактического средства для предотвращения инфицирования ран. Газовая гангрена унесла жизни 150 из каждых 1000 жертв Первой мировой войны, но сейчас случаи этого заболевания почти полностью исчезли. В настоящее время уровень выздоровления при открытых переломах превышает 94 процента, а выздоровление при ожогах одной пятой тела или менее составляет 100 процентов.

Химический анализ

Молекулярная модель пенициллина 1945 года, созданная Дороти Ходжкин.

Химическую структуру пенициллина впервые предложил Абрахам в 1942 году. Дороти Ходжкин определила правильную химическую структуру пенициллина с помощью рентгеновской кристаллографии в Оксфорде в 1945 году. В 1945 году Комитет медицинских исследований США и Британский совет медицинских исследований совместно опубликовали в журнале Science химические анализы, проведенные в различных университетах, фармацевтических компаниях и правительственных исследовательских отделах. В докладе сообщалось о существовании различных форм соединений пенициллина, которые имеют один и тот же структурный компонент, называемый β-лактамом . В Великобритании пенициллины обозначались римскими цифрами (пенициллин I, II, III и IV) в порядке их открытия и назывались буквами (F, G, X и K), обозначающими их происхождение или источники в США, как ниже:

номенклатура Великобритании	номенклатура США	Химическое название
Пенициллин I	Пенициллин Ф	2-пентенилпенициллин
Пенициллин II	Пенициллин G	Бензилпенициллин
Пенициллин III	Пенициллин X	р -Гидроксибензилпенициллин
Пенициллин IV	Пенициллин К	н- гептилпенициллин

Химические названия были основаны на боковых цепях соединений. В 1948 году Чейн ввел химические названия в качестве стандартной номенклатуры, отметив, что это «сделает номенклатуру, насколько это возможно, однозначной».

В Кундле , Тироль , Австрия , в 1952 году Ганс Маргрейтер и Эрнст Брандл из Biochemie разработали первый кислотоустойчивый пенициллин для перорального применения — пенициллин V. Американский химик Джон Шиэн из Массачусетского технологического института (MIT) завершил первый химический синтез пенициллина в 1957 году. Шиэн начал свои исследования синтеза пенициллина в 1948 году и в ходе этих исследований разработал новые методы синтеза пептидов , а также новые защитные группы — группы, которые маскируют реакционную способность определенных функциональных групп. Хотя первоначальный синтез, разработанный Шиханом, не подходил для массового производства пенициллинов, одним из промежуточных соединений в синтезе Шиэна была 6-аминопенициллановая кислота (6-АПК), ядро ​​пенициллина.

Важным событием стало открытие самого 6-АПК. В 1957 году исследователи из исследовательских лабораторий Бичема в Суррее выделили 6-АПК из культуральной среды P. chrysogenum . Было обнаружено, что 6-АПК составляет ядро ​​пенициллина (а впоследствии и многих β-лактамных антибиотиков) и легко химически модифицируется путем присоединения боковых цепей посредством химических реакций. Открытие было опубликовано журналом Nature в 1959 году. Это проложило путь к новым и улучшенным лекарствам, поскольку все полусинтетические пенициллины производятся в результате химической обработки 6-АПК.

Полусинтетический β-лактамный антибиотик второго поколения метициллин , разработанный для борьбы с резистентными к пенициллиназам первого поколения, был представлен в Соединенном Королевстве в 1959 году. Устойчивые к метициллину формы S. aureus были впервые обнаружены в Великобритании в 1960 году, менее чем в 1960 году. год спустя. Вполне вероятно, что штаммы MRSA уже существовали за много лет до появления метициллина. Это продемонстрировало, что новые лекарства, предназначенные для обхода известных механизмов резистентности, могут оказаться неэффективными из-за бактериальной адаптации, вызванной широким использованием других антибиотиков.

Патенты

Патенты на пенициллин стали предметом беспокойства и конфликтов. Чейн хотел подать заявку на патент, но Флори возражал, утверждая, что пенициллин должен принести пользу всем. Флори обратился за советом к сэру Генри Дейлу , председателю Wellcome Trust и члену Научно-консультативной группы при британском кабинете министров , и Джону Уильяму Тревану, директору исследовательской лаборатории Wellcome Trust. Оксфордского университета, 26 и 27 марта 1941 года Дейл и Треван встретились в Школе патологии сэра Уильяма Данна чтобы обсудить этот вопрос. Дейл заявил, что патентовать пенициллин было бы неэтично. Не испугавшись, Чейн обратился к сэру Эдварду Мелланби , тогдашнему секретарю Совета медицинских исследований, который также возражал по этическим соображениям. Как позже признался Чейн, у него было «много ожесточенных ссор» с Мелланби. но решение Мелланби было принято как окончательное.

В 1945 году Мойер запатентовал методы получения и выделения пенициллина. Он не мог получить патенты в США как сотрудник NRRL, но подал заявку на патенты в Британское патентное ведомство. Он передал лицензию американской компании Commercial Solvents Corporation . Когда Флеминг узнал об американских патентах на производство пенициллина, он возмутился и прокомментировал:

Я нашел пенициллин и бесплатно раздал его на благо человечества. Почему она должна стать прибыльной монополией производителей другой страны?

Патентование американскими компаниями технологий, связанных с пенициллином, породило в Великобритании миф о том, что британские ученые проделали эту работу, но американские ученые получили вознаграждение. Когда Фонд Рокфеллера опубликовал свой годовой отчет в 1944 году, The Evening News противопоставила щедрую поддержку Фондом работы оксфордской команды поддержке экономного MRC. В апреле 1945 года британская фирма Glaxo подписала соглашения со Squibb и Merck, по условиям которых она выплачивала 5-процентные гонорары от продаж пенициллина в течение пяти лет в обмен на использование их методов ферментации глубокого погружения. Glaxo выплатила почти 500 000 фунтов стерлингов (что эквивалентно 15 763 091 фунту стерлингов в 2023 году) в виде роялти в период с 1946 по 1956 год. Споры по поводу патентов привели к созданию в июне 1948 года Национальной корпорации исследований и разработок Великобритании (NRDC). Эта организация собирала правительственные патенты и взимала за них гонорары.

Нобелевская премия

После того как новость о лечебных свойствах пенициллина появилась в редакционной статье «Таймс» 27 августа 1942 года, Флемингу нравилась известность, а Говарду Флори — нет: он боялся, что это создаст спрос на пенициллин, который ему еще не пришлось удовлетворять. Когда пресса прибыла в школу сэра Уильяма Данна, он сказал своему секретарю «отправить их собирать вещи». Он также запретил своей команде общаться с прессой. Путаница возникла из-за того, что и сок плесени, и лекарство, полученное из него, назывались пенициллином . Искаженные и неточные отчеты были опубликованы и переданы по радио, в которых Флемингу приписывалась заслуга в разработке пенициллина, отчеты, которые Флеминг и Больница Святой Марии практически не пытались исправить. СМИ хотели рассказать знакомую историю об одиноком ученом и счастливом открытии. Британский историк медицины Билл Байнум позже писал:

Открытие и разработка пенициллина являются наглядным уроком современности: контраст между бдительным человеком (Флеминг), проводящим изолированное наблюдение, и использованием наблюдения посредством командной работы и научного разделения труда (Флори и его группа). Это открытие было старой наукой, но само лекарство требовало новых способов ведения науки.

Медаль Нобелевской премии по физиологии и медицине , врученная сэру Александру Флемингу , выставлена ​​в Национальном музее Шотландии.

В 1943 году Нобелевский комитет получил единственную номинацию на Нобелевскую премию по физиологии и медицине для Флеминга и Флори от британского биохимика Рудольфа Питерса . Секретарь Нобелевского комитета Йоран Лильестранд дал оценку Флемингу и Флори в том же году, но в то время о пенициллине в Швеции было мало что известно, и он пришел к выводу, что требуется дополнительная информация. В следующем году была одна номинация только для Флеминга и одна для Флеминга, Флори и Чейна. Лильестранд и Нанна Сварц , профессор медицины Каролинского института , рассмотрели свою работу, и хотя оба сочли Флеминга и Флори одинаково достойными Нобелевской премии, Нобелевский комитет разделился и решил в том же году присудить премию Йозефу Эрлангеру. и Герберт С. Гассер «за открытия, касающиеся высокодифференцированных функций одиночных нервных волокон».

В 1945 году было большое количество номинаций Флори и Флеминга или обоих, а также одна кандидатура Чейна от Лильестранда, который номинировал всех троих. Лильестранд отметил, что в тринадцати из первых шестнадцати поступивших номинаций упоминался Флеминг, но только в трех упоминался он один. На этот раз оценки дали Лильестранд, Свен Хеллерстрем и Андерс Кристенсон , которые поддержали всех троих.

Ходили слухи, что комитет вручит премию одному Флемингу или половину Флемингу и по четверти Флори и Чейну. Фултон и Дейл лоббировали вручение награды Флори. Нобелевская ассамблея Каролинского института действительно рассматривала возможность присудить половину премии Флемингу и по четверти Флори и Чейну, но в конце концов решила разделить ее поровну на три части. 25 октября 1945 года было объявлено, что Флеминг, Флори и Чейн в равных долях получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1945 года «за открытие пенициллина и его лечебного эффекта при различных инфекционных заболеваниях». Когда The New York Times объявила, что премию выиграли «Флеминг и двое коллег», Фултон потребовал – и получил – исправление в редакционной статье на следующий день.

Дороти Ходжкин получила Нобелевскую премию по химии 1964 года «за определение с помощью рентгеновских методов структур важных биохимических веществ». Она стала лишь третьей женщиной, получившей Нобелевскую премию по химии, после Марии Кюри в 1911 году и Ирен Жолио-Кюри в 1935 году.

Разработка

Узкий диапазон излечимых заболеваний или «спектр активности» пенициллинов, наряду с плохой активностью перорально активного пенициллина V, привели к поиску производных пенициллина, которые могли бы лечить более широкий спектр инфекций. Выделение 6-АРА , ядра пенициллина, позволило получить полусинтетические пенициллины с различными улучшениями по сравнению с бензилпенициллином . Ампициллин был разработан исследовательскими лабораториями Beecham в Лондоне. Когда он был введен в клиническое применение в 1961 году, это был первый полусинтетический пенициллин, который можно было принимать перорально и который был эффективен как против грамотрицательных, так и против грамположительных микроорганизмов. Он был более выгодным, чем оригинальный пенициллин, поскольку обладал более широким спектром активности как против грамположительных, так и против грамотрицательных бактерий, тогда как оригинал был эффективен только против грамположительных бактерий.

Амоксициллин

Дальнейшая разработка привела к появлению пенициллинов, устойчивых к β-лактамазам , включая флуклоксациллин , диклоксациллин и метициллин . Они были значимы по своей активности против видов бактерий, продуцирующих β-лактамазу, но были неэффективны против штаммов MRSA.

Еще одним развитием линии пенициллинов стали антипсевдомонадные пенициллины, такие как карбенициллин , тикарциллин и пиперациллин , полезные благодаря своей активности против грамотрицательных бактерий. Полезность β-лактамного кольца была такова, что родственные антибиотики, в том числе мециллинамы , карбапенемы и, что наиболее важно, цефалоспорины , все еще сохраняют его в центре своей структуры.

β-лактамные пенициллины стали наиболее широко используемыми антибиотиками в мире. Амоксициллин , полусинтетический пенициллин, разработанный Beecham Research Laboratories в 1970 году. был наиболее употребительным из всех. В начале 21 века предпочтения в отношении антибиотиков различались от страны к стране: в Европе амоксициллин широко использовался в Великобритании и Германии; Франция, Италия и Испания предпочитали комбинации широкого спектра действия, такие как коамоксиклав; а скандинавские страны полагались на пенициллин V узкого спектра действия.

Устойчивость к антибиотикам

Основная статья: Устойчивость к противомикробным препаратам

См. Также: Злоупотребление антибиотиками.

В 1940 году Эрнст Чейн и Эдвард Абрахам сообщили о первых признаках устойчивости к антибиотикам пенициллина, штамма E. coli , который продуцировал фермент пенициллиназу , способный расщеплять пенициллин и сводить на нет его антибактериальный эффект. Чейн и Абрахам определили химическую природу пенициллиназы, о которой они сообщили в журнале Nature следующим образом:

Вывод о том, что действующее вещество является ферментом, делается на основании того, что оно разрушается при нагревании при 90° в течение 5 минут и при инкубации с папаином, активированным цианидом калия при рН 6, и не поддается диализу через « целлофан ». мембраны.

В своей Нобелевской лекции Флеминг предупредил о возможности резистентности к пенициллину в клинических условиях:

Может наступить время, когда пенициллин сможет купить каждый в магазине. Тогда существует опасность, что невежественный человек может легко принять недостаточную дозу и, подвергая свои микробы несмертельным количествам препарата, сделать их устойчивыми.

Устойчивость к антибиотикам является растущей проблемой общественного здравоохранения.

В то время только яды требовали рецепта врача, и самолечение было реальной возможностью. В 1947 году в Великобритании был принят закон, требующий рецепта на антибиотики. США последовали этому примеру в 1951 году. В других странах мира экспорт западных фармацевтических препаратов распространялся быстрее, чем западные медицинские знания и практика, а пенициллин часто отпускали практикующие врачи традиционной медицины. Еще в 1999 году исследование, проведенное в Великобритании, показало, что 39 процентов респондентов ошибочно полагали, что антибиотики могут вылечить простуду и грипп, а 12 процентов полагали, что они являются лучшим лечением от них. Неуместная вера в антибиотики имела серьезные последствия. Это понизило статус врачей до поставщиков таблеток. Гораздо больше людей обращалось за медицинской помощью по поводу заболеваний, на которые раньше игнорировали, и им часто требовались антибиотики. Со своей стороны, перегруженные работой врачи все чаще были готовы предоставить их, даже если их об этом не просили.

К 1942 году некоторые штаммы Staphylococcus aureus развили сильную устойчивость к пенициллину, а многие штаммы стали устойчивыми к 1960-м годам. В 1946 году бактериолог Мэри Барбер начала исследование устойчивости к пенициллину посредством естественного отбора в больнице Хаммерсмит в Лондоне. Она обнаружила, что в 1946 году семь из восьми бактериальных инфекций были чувствительны к пенициллину, а два года спустя только три из восьми. Медсестры подвергались воздействию как бактерий, так и пенициллина, а также были переносчиками и переносчиками бактериальных инфекций. Миллер обнаружил, что три из десяти студенток-акушерок по прибытии были колонизированы бактериями; через три месяца семь из десяти были. Проблема заключалась в небрежном соблюдении гигиены медицинскими работниками, плохой медицинской практике, такой как профилактическое использование антибиотиков, и небрежной административной практике, такой как взятие младенцев от матерей в большие детские сады, где они могли заразить друг друга.

В 1952 году в Австралии были зарегистрированы устойчивые к антибиотикам инфекции. Во время пандемии гриппа 1957–1958 годов в Великобритании погибло 16 000 человек, а в США — 80 000 человек от бактериальных осложнений; 28 процентов заболевших пневмонией умерли. Большинство случаев пневмонии было зафиксировано в больницах, и многие из них представляли собой штаммы, устойчивые к антибиотикам, которые были выращены там. В 1965 году в Бостоне был зарегистрирован первый случай резистентности Streptococcus pneumoniae к пенициллину . С тех пор у других штаммов и видов бактерий развилась устойчивость.

Использование в сельском хозяйстве

Исследования, проведенные американскими лабораториями цианамидов в конце 1940-х и начале 1950-х годов, показали, что добавление пенициллина в корм цыплятам увеличивает прибавку веса на 10 процентов. Причины этого все еще были предметом дискуссий в XXI веке. Последующие исследования показали, что добавление пенициллина в корм для животных также повышает эффективность переработки корма , способствует более равномерному росту и облегчает борьбу с болезнями. После того, как в 1951 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов одобрило использование пенициллина в качестве кормовой добавки для птицы и скота, фармацевтические компании увеличили производство, чтобы удовлетворить спрос.

Использование антибиотиков в животноводстве

К 1954 году Соединенные Штаты производили 910 т (2 миллиона фунтов) антибиотиков ежегодно, из которых 220 т (490 000 фунтов) шли на корм животным; в 1990-х годах Соединенные Штаты производили 23 000 тонн (50 миллионов фунтов) антибиотиков в год, половина из которых предназначалась для животноводства. Крупнейшим потребителем оставалась птицеводческая промышленность, которая ежегодно потребляла 4800 т (10,5 миллиона фунтов) антибиотиков по сравнению с 4700 т (10,3 миллиона фунтов) для свиней и 1700 т (3,7 миллиона фунтов) для крупного рогатого скота. По оценкам исследования, проведенного в 1981 году Советом по сельскохозяйственной науке и технологиям, запрет на их использование в кормах для животных может стоить американским потребителям до 3,5 миллиардов долларов в год (что эквивалентно 11,73 миллиардам долларов в 2023 году) из-за роста цен на продукты питания. Похожая история произошла в Великобритании, где к 1963 году 44 процента производимых антибиотиков потреблялось животными.

К середине 1950-х годов в Соединенных Штатах появились сообщения о том, что молоко не свертывается для изготовления сыра. FDA обнаружило, что молоко было загрязнено пенициллином, который убивал бактерии, необходимые для производства сыра . В 1963 году Всемирная организация здравоохранения сообщила о высоком уровне содержания пенициллина в молоке во всем мире. Люди, у которых была аллергия на пенициллин, теперь могли получить реакцию от употребления молока. В 1960 году в Великобритании был создан комитет под председательством лорда Незерторпа для расследования использования антибиотиков в кормах для животных. В 1962 году комитет рекомендовал смягчить ограничения на применение антибиотиков у животных. В нем утверждалось, что преимущества были существенными и что даже если бактерии станут устойчивыми, вскоре будут разработаны новые антибиотики, и не было никаких доказательств того, что бактериальная устойчивость у животных влияет на здоровье человека.

Выводы комитета Нетерторпа были опровергнуты новыми исследованиями еще до того, как они были опубликованы, и комитет был отозван для повторного рассмотрения этого вопроса в 1965 году. Новые исследования показали, что бактерии не только способны наследовать гены устойчивости к антибиотикам, но и могут сообщить их друг другу. В 1967 году мультирезистентный штамм кишечной палочки убил пятнадцать детей в Великобритании. Использование антибиотиков у животных в нелечебных целях было запрещено там в 1971 году. Вскоре этому примеру последовали многие другие европейские страны.

Когда Швеция вступила в Европейский Союз (ЕС) в 1995 году, там в течение десяти лет действовал полный запрет на антибиотики-стимуляторы роста (AGP). На смену этому правилу придут более мягкие правила ЕС, если Швеция не сможет продемонстрировать научные доказательства в пользу запрета. два шведских учёных, Андерс Франклин и Кристина Греко, и два датских учёных, Франк Аареструп и Хенрик Вегенер В борьбу вступили . Казалось, шансы против них, но это совпало со вспышкой BSE в Соединенном Королевстве , что привело к сильному политическому давлению. В декабре 1996 года Постоянный комитет Европейского парламента по здравоохранению и социальному обеспечению проголосовал за запрет использования AGP. ЕС пошел еще дальше и рекомендовал ввести широкие ограничения на использование антибиотиков.

Ссылки

• Бакстер, Джеймс Финни (1968) [1946]. Ученые против времени (3-е изд.). Кембридж, Массачусетс: MIT Press. OCLC   239570 .
• Бикель, Леннард (1995) [1972]. Флори: Человек, который создал пенициллин . Издательство Мельбурнского университета «Австралийские жизни». Карлтон, Виктория: Издательство Мельбурнского университета. ISBN  978-0-522-84712-3 . OCLC   761193113 .
• Бойд, Уильям (октябрь 2001 г.). «Приготовление мяса: наука, технологии и американское производство птицы». Технологии и культура . 42 (4): 631–664. дои : 10.1353/tech.2001.0150 . ISSN   0040-165X . JSTOR   25147798 . S2CID   110894884 .
• Бад, Роберт (2007). Пенициллин: триумф и трагедия . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-925406-4 . OCLC   71807825 .
• Чейн, Э. (31 декабря 1971 г.). «Тридцать лет пенициллиновой терапии» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 179 (1, 057): 293–319. Бибкод : 1971РСПСБ.179..293С . дои : 10.1098/rspb.1971.0098 . ISSN   1471-2946 . ПМК   5366029 . ПМИД   4401412 .

• Эмери, Брайан В. (2023). История пенициллина, стрептомицина и витамина B12 в лабораториях Glaxo, 1940–1951 гг . Гордон Эмери. ISBN  978-1-872265-55-1 .

• Флеминг, Александр (1999). «Пенициллин: Нобелевская лекция, 11 декабря 1945 г.». В Самуэльссоне, Бенгте; Солман, Майкл; Линдстен, Ян Э. (ред.). Нобелевские лекции по физиологии и медицине, 1942–1962 гг. (PDF) . Сингапур: World Scientific. стр. 83–93. ISBN  978-981-02-3411-9 . OCLC   1291446203 .
• Гейнс, Роберт (2017). «Открытие пенициллина — новые идеи после более чем 75 лет клинического использования» . Новые инфекционные заболевания . 23 (5): 849–853. дои : 10.3201/eid2305.161556 . ISSN   1080-6040 . ПМК   5403050 .
• Гринвуд, Дэвид (2008). Противомикробные препараты: хроника медицинского триумфа двадцатого века . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-156007-1 . OCLC   801405589 .
• Джонас, Джеральд (1989). Гонщики по кругу: деньги Рокфеллера и развитие современной науки . Нью-Йорк: WW Norton & Company. ISBN  978-0-393-02640-5 . OCLC   17873576 .
• Хобби, Глэдис Л. (1985). Пенициллин: ответ на вызов . Нью-Хейвен и Лондон: Издательство Йельского университета. ISBN  978-0-300-03225-3 . OCLC   11157939 .
• Флори, Ховард В. (1946). «Использование микроорганизмов в терапевтических целях» . Йельский журнал биологии и медицины . 19 (1): 101–118. ISSN   0044-0086 . ПМК   2602034 . ПМИД   20275724 .
• Гаудсмит, Сэмюэл А. (1947). Алсос . Нью-Йорк: Генри Шуман. ISBN  978-0-938228-09-7 . OCLC   8805725 .
• Кирхелле, Клаас (лето 2018 г.). «Сванн Сонг: Регулирование использования антибиотиков в британском животноводстве (1953–2006)» . Бюллетень истории медицины . 92 (2): 317–350. дои : 10.1353/bhm.2018.0029 . ПМИД   29961717 . S2CID   49639055 .
• Круиф, Пол Де (1996) [1926]. Охотники за микробами . Сан-Диего: Хоутон Миффлин Харкорт. ISBN  978-0-15-602777-9 . OCLC   807359013 .
• Лакс, Эрик (2015). Плесень в пальто доктора Флори: история пенициллинового чуда . Нью-Йорк: Генри Холт и компания. ISBN  978-1-62779-644-6 . OCLC   910881004 .
• Макфарлейн, Гвин (1979). Говард Флори: Становление великого учёного . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-858161-1 . OCLC   4835043 .
• Мейсон, Бретт (2022). Волшебники страны Оз: Как Олифант и Флори помогли выиграть войну и сформировать современный мир . Кенсингтон, Новый Южный Уэльс: NewSouth Books. ISBN  978-1-74223-745-9 . OCLC   1334109106 .
• Мэтьюз, Джон А. (декабрь 2008 г.). «Рождение эры биотехнологии: пенициллин в Австралии 1943–80». Прометей . 26 (4): 317–333. дои : 10.1080/08109020802459306 . ISSN   1470-1030 . S2CID   143123783 .
• Норрби, Э. (2010). Нобелевские премии и науки о жизни: уникальный арбитр развития наук о жизни . Сингапур: Всемирная научная издательская компания. ISBN  978-981-4299-37-4 . OCLC   758961578 .
• Поммервилль, Джей Си (2014). Основы микробиологии (10-е изд.). Берлингтон, Массачусетс: Джонс и Бартлетт. ISBN  978-1-284-03968-9 . OCLC   1193951845 .
• Шнаерсон, Майкл ; Плоткин, Марк Дж. (2002). Убийцы внутри: смертоносный рост бактерий, устойчивых к лекарствам (1-е изд.). Бостон: ISBN Little, Brown and Co.  978-0-316-71331-3 . OCLC   49260511 .
• Шама, Гилберт; Рейнарц, Джонатан (2002). «Отчеты разведки союзников об исследованиях и производстве пенициллина в Германии во время войны». Исторические исследования в области физических и биологических наук . 32 (2): 347–367. дои : 10.1525/hsps.2002.32.2.347 . ISSN   1939-1811 .
• Шихан, Джей Си (1964). «Синтетические пенициллины». В Шулере, Ф.В. (ред.). Молекулярная модификация в разработке лекарств . Достижения химии. Том. 45. Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество. стр. 15–24. дои : 10.1021/ba-1964-0045.ch002 . ISBN  978-0-8412-0046-3 .
• Шиэн, Джон К. (1982). Зачарованное кольцо . Кембридж, Массачусетс, и Лондон, Англия: MIT Press. ISBN  978-0-262-19204-0 . OCLC   8170304 .
• Слинн, Джуди (2008). «Патенты и фармацевтическая промышленность Великобритании между 1945 и 1970-ми годами» . История и технологии . 24 (2): 191–205. дои : 10.1080/07341510701810963 . ISSN   0734-1512 . S2CID   154138258 .
• Уильямс, Тревор Дж. (1984). Говард Флори: Пенициллин и после него . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-858173-4 . OCLC   10696385 .
• Уилсон, Дэвид (1976). Пенициллин в перспективе . Лондон: Фабер и Фабер. ISBN  978-0-571-10839-8 . ОСЛК   3091743 .

Внешние ссылки

• Дебаты в Палате общин об истории и будущем открытия 11 мая 2009 года.