История пенициллина следует за наблюдениями и открытиями доказательств антибиотической активности плесени Penicillium , что привело к разработке пенициллинов , которые стали первыми широко используемыми антибиотиками . После получения 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 был первым, кто экспериментально определил, что плесень Penicillium выделяет антибактериальное вещество, которое он назвал «пенициллином». Было обнаружено, что плесень является вариантом Penicillium notatum (теперь называемого Penicillium rubens ), загрязнителем бактериальной культуры в его лаборатории. Работа над пенициллином в больнице Святой Марии завершилась в 1929 году.
В 1939 году группа ученых Школы патологии имени сэра Уильяма Данна Оксфордского университета под руководством Говарда Флори , в которую входили Эдвард Абрахам , Эрнст Чейн , Мэри Этель Флори , Норман Хитли и Маргарет Дженнингс , начала исследовать пенициллин. Они разработали метод выращивания плесени и извлечения, очистки и хранения пенициллина из нее, а также анализ для измерения его чистоты. Они проводили эксперименты на животных, чтобы определить безопасность и эффективность пенициллина, прежде чем проводить клинические испытания и полевые испытания. Они вывели химическую структуру пенициллина и определили, как он 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 усилий союзников , спасая тысячи жизней. Александр Флеминг, Говард Флори и Эрнст Чейн разделили 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 в 1964 году получила Нобелевскую премию по химии . Это привело к разработке полусинтетических пенициллинов, которые были более мощными и эффективными против более широкого спектра бактерий. Препарат был синтезирован в 1957 году, но выращивание плесени остается основным способом производства. Было обнаружено, что добавление пенициллина в корм для животных увеличивает прирост веса, улучшает эффективность преобразования корма, способствует более равномерному росту и облегчает борьбу с болезнями. Сельское хозяйство стало основным потребителем пенициллина. Вскоре после открытия пенициллина команда Оксфорда сообщила об устойчивости к пенициллину у многих бактерий. Исследования, направленные на то, чтобы обойти и понять механизмы устойчивости к антибиотикам, продолжаются и сегодня.
Многие древние культуры, в том числе в Австралии, Китае, Египте, Греции и Индии, независимо друг от друга открыли полезные свойства грибов и растений в лечении инфекций . Эти методы лечения часто работали, потому что многие организмы, включая многие виды плесени, естественным образом вырабатывают антибиотики . Однако древние врачи не могли точно определить или выделить активные компоненты в этих организмах. [1] [2]
.jpg/1280px-Penicillium_mould_on_Orange_(51821975804).jpg)
В Англии в 1640 году идея использования плесени в качестве формы медицинского лечения была зафиксирована аптекарями, такими как ботаник Джон Паркинсон , который задокументировал использование плесени для лечения инфекций в своей книге по фармакологии . [3] В Польше XVII века мокрый хлеб смешивали с паутиной (которая часто содержала споры грибков ) для лечения ран. Этот метод был упомянут Генриком Сенкевичем в его романе 1884 года «Огнем и мечом» . [4]
В 1871 году сэр Джон Скотт Бердон-Сандерсон сообщил, что культуральная жидкость, покрытая плесенью, не даст роста бактерий . [5] 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 свои результаты. [6] В 1875 году Джон Тиндаль продемонстрировал Королевскому обществу антибактериальное действие грибка Penicillium . [7]
В 1876 году немецкий биолог Роберт Кох открыл, что бактерия ( Bacillus anthracis ) является возбудителем сибирской язвы , что стало первой демонстрацией того, что конкретная бактерия вызывает конкретную болезнь, и первым прямым доказательством микробной теории болезней . [8] [9] В 1877 году французские биологи Луи Пастер и Жюль Франсуа Жубер заметили, что культуры бацилл сибирской язвы, зараженные другими бактериями, могут быть успешно подавлены. [10] В отчете Comptes Rendus de l'Académie des Sciences они пришли к выводу:
Нейтральная или слегка щелочная моча является прекрасной средой для бактерий. Если моча стерильна, а культура чистая, бактерии размножаются так быстро, что в течение нескольких часов их нити заполняют жидкость пушистым войлоком. Но если при инокуляции мочи этими бактериями одновременно посеять аэробный организм, например, одну из «обычных бактерий», бактерия сибирской язвы дает небольшой рост или вообще не растет и рано или поздно полностью погибает. Примечательно, что то же самое явление наблюдается в организме даже тех животных, которые наиболее восприимчивы к сибирской язве, что приводит к поразительному результату, что бактерии сибирской язвы могут быть введены в изобилии в животное, которое, тем не менее, не заболевает; необходимо только добавить немного «обычных бактерий» одновременно в жидкость, содержащую суспензию бактерий сибирской язвы. Эти факты, возможно, оправдывают самые высокие надежды на терапию. [11]
Это явление было описано Пастером и Кохом как антибактериальная активность и названо антибиозом французским биологом Жаном Полем Вюйеменом в 1877 году. [12] [13] (Термин антибиоз , означающий «против жизни», был принят в качестве антибиотика американским биологом и впоследствии лауреатом Нобелевской премии Сельманом Ваксманом в 1947 году. [14] ) Однако в книге Поля де Крюифа «Охотники за микробами» 1926 года отмечается, что Пастер считал, что это было загрязнение другими бактериями, а не плесенью. [15] В 1887 году швейцарский врач Карл Гарре разработал метод испытаний с использованием стеклянной пластины, чтобы увидеть ингибирование бактерий, и получил схожие результаты. [13] Используя свою культуральную пластину на основе желатина, он вырастил два разных вида бактерий и обнаружил, что их рост подавлялся по-разному, о чем он сообщил:
Я инокулировал на нетронутой охлажденной [желатиновой] пластине чередующиеся параллельные штрихи B. fluorescens [ Pseudomonas fluorescens ] и Staph. pyogenes [ Streptococcus pyogenes ]... B. fluorescens росли быстрее... [Это] не вопрос чрезмерного роста или вытеснения одного другим, более быстрорастущим видом, как в саду, где пышно растущие сорняки убивают нежные растения. Это также не из-за использования доступного продовольствия более быстрорастущими организмами, скорее, это антагонизм, вызванный секрецией специфических, легко диффундирующих веществ, которые подавляют рост некоторых видов, но совершенно неэффективны против других. [16]
В 1895 году итальянский врач из Неаполитанского университета Винченцо Тиберио опубликовал исследование плесени, первоначально обнаруженной в колодце в Арцано ; на основе своих наблюдений он пришел к выводу, что эта плесень содержала растворимые вещества, обладающие антибактериальным действием. [17] Два года спустя Эрнест Дюшен в Высшей школе медицинской службы в Лионе независимо открыл целебные свойства плесени P. glaucum , которая даже излечила зараженных морских свинок от брюшного тифа . Он опубликовал свои результаты в диссертации в 1897 году. [18] Дюшен использовал открытие, сделанное ранее арабскими конюхами, которые использовали плесень для лечения язв у лошадей. Он не утверждал, что плесень содержала какое-либо антибактериальное вещество, а лишь то, что плесень каким-то образом защищала животных. Пенициллин не лечит брюшной тиф, поэтому остается неизвестным, какое вещество могло быть ответственным. Ученый из Института Пастера , костарикец Клодомиро Пикадо Твайт , аналогичным образом зафиксировал антибиотический эффект Penicillium в 1923 году. На этих ранних этапах исследования пенициллина большинство видов Penicillium неспецифически назывались P. glaucum , поэтому невозможно узнать точный вид и то, что именно пенициллин предотвращал рост бактерий. [10]
Андре Гратиа и Сара Дат из Свободного университета Брюсселя изучали влияние образцов плесени на бактерии. В 1924 году они обнаружили, что мертвые культуры Staphylococcus aureus были загрязнены плесенью, стрептомицетом . После дальнейших экспериментов они показали, что экстракт плесени может убивать не только S. aureus , но и Pseudomonas aeruginosa , Mycobacterium tuberculosis и Escherichia coli . Гратиа назвал антибактериальное средство «миколизатом». В следующем году они нашли еще одну убийственную плесень, которая могла подавлять B. anthracis . В отчете в Comptes rendus des séances de la Société de Biologie et de ses filiales они идентифицировали плесень как P. glaucum . Но эти результаты получили мало внимания, поскольку антибактериальное средство и его медицинская ценность не были полностью поняты, а образцы Гратиа были утеряны. [19] [20]
Работая в больнице Святой Марии в Лондоне в 1928 году, шотландский врач Александр Флеминг исследовал вариации роста культур S. aureus . [21] В августе он провел летние каникулы со своей семьей в своем загородном доме The Dhoon в Бартон-Миллс , Саффолк. Перед тем как покинуть свою лабораторию, он инокулировал несколько культуральных чашек с S. aureus. Он держал чашки в стороне на одном углу стола, вдали от прямых солнечных лучей и чтобы освободить место для своего студента-исследователя Стюарта Крэддока, чтобы тот мог работать в его отсутствие. Он вернулся в свою лабораторию 3 сентября. [22] Когда он и Дэниел Мерлин Прайс, его бывший студент-исследователь, осматривали культуральные чашки, они обнаружили одну с открытой крышкой, а культура была заражена сине-зеленой плесенью. В зараженной чашке бактерии вокруг плесени не росли, в то время как те, что были дальше, росли нормально, что означало, что плесень убила бактерии. [23] Флеминг сфотографировал культуру и взял образец плесени для идентификации, прежде чем законсервировать культуру с помощью формальдегида . [24]
Флеминг возобновил свой отпуск и вернулся в сентябре. Он собрал исходную плесень и вырастил ее в чашках Петри. Через четыре дня он обнаружил, что на чашках образовались большие колонии плесени. Он повторил эксперимент с теми же результатами по уничтожению бактерий. [21] [24] [25] Он пришел к выводу, что плесень выделяет вещество, которое подавляет рост бактерий. [26] При тестировании против различных бактерий он обнаружил, что плесень может убивать только определенные грамположительные бактерии. [27] Стафилококки , стрептококки и дифтерийная палочка ( Corynebacterium diphtheriae ) были легко убиты, но не было никакого эффекта на тифозную бактерию ( Salmonella typhimurium ) и бактерию, которая когда-то считалась причиной гриппа ( Haemophilus influenzae ). Он разработал метод культивирования, с помощью которого он мог получить плесневой сок, который он назвал «пенициллином» 7 марта 1929 года, «чтобы избежать повторения довольно громоздкой фразы «фильтрат плесневого бульона»». [28] [22] 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, так же как много лет назад слово « Digitalin » было придумано для вещества, полученного из растения Digitalis . [29]
.JPG/1280px-Flemming_laboratory_(3).JPG)
После структурного сравнения с различными видами Penicillium Флеминг пришел к выводу, что его образец был Penicillium chrysogenum , видом, описанным американским микробиологом Чарльзом Томом в 1910 году. Чарльз Джон Патрик Ла Туш, ирландский ботаник, недавно присоединился к больнице Святой Марии в качестве миколога , и он идентифицировал образец как Penicillium rubrum , обозначение, использованное Флемингом в его публикации. [30] [31] В 1931 году Том повторно исследовал различные виды Penicillia , включая образец Флеминга, и пришел к выводу, что образец Флеминга был P. notatum , членом серии P. chrysogenum . [32] С тех пор плесень Флеминга стала синонимично называться P. notatum и P. chrysogenum . [33] [34] Чтобы разрешить путаницу, Семнадцатый Международный ботанический конгресс, состоявшийся в Вене, Австрия, в 2005 году, официально принял название P. chrysogenum . [35] Полногеномный и филогенетический анализ в 2011 году показали, что плесень Флеминга принадлежит к P. rubens , виду, описанному бельгийским микробиологом Филибером Биуржем в 1923 году. [33] [36]
Источник грибкового заражения в эксперименте Флеминга оставался домыслом в течение нескольких десятилетий. В 1945 году Флеминг предположил, что споры грибка попали через окно, выходящее на Прейд-стрит , [37], но его коллеги оспорили это, дав показания гораздо позже, что окно лаборатории Флеминга было закрыто, [38] и Флеминг не мог дотянуться до окна, чтобы открыть его. [39] Было достигнуто общее мнение, что плесень попала из лаборатории Ла Туша, этажом ниже лаборатории Флеминга, и что споры проникли через открытые двери. [40]
Для эффекта на культуры стафилококков, который наблюдал Флеминг, плесень должна была расти до того, как начали расти бактерии, потому что пенициллин эффективен только на бактерии, когда они размножаются. По счастливой случайности, температура в лаборатории в течение августа была оптимальной сначала для роста плесени, ниже 20°C, а позднее в этом месяце для бактерий, когда она достигла 25°C. Если бы Флеминг не оставил культуры на своем лабораторном столе и не поместил их в инкубатор, явление не произошло бы. [41]
Флеминг был бактериологом, а не химиком, поэтому он оставил большую часть химической работы Крэддоку. [21] В январе 1929 года Флеминг нанял Фредерика Ридли, своего бывшего студента-исследователя, который изучал биохимию, для изучения химических свойств плесени, [23] но Крэддок и Ридли не смогли выделить пенициллин, и до окончания экспериментов оба ушли на другую работу. Именно из-за этой неудачи в выделении соединения Флеминг отказался от дальнейших исследований химических аспектов пенициллина в 1929 году. [22]
Флеминг сообщил о своих открытиях в British Journal of Experimental Pathology 10 мая 1929 года и опубликовал их в выпуске следующего месяца, [42] [43], но статья не привлекла особого внимания. Сам Флеминг был совершенно не уверен в медицинском применении своей работы и был больше озабочен ее применением для выделения бактерий. [42] 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 бы решающее значение для его выделения — Флеминг ошибочно утверждал, что он растворим в спирте и нерастворим в эфире и хлороформе , что не было проверено. [44] На самом деле пенициллин растворим в этаноле , эфире и хлороформе. [45]
В 1939 году в Школе патологии сэра Уильяма Данна в Оксфордском университете Эрнст Борис Чейн нашел в значительной степени забытую работу Флеминга 1929 года и предположил профессору, отвечающему за школу, австралийскому ученому Говарду Флори , что изучение антибактериальных веществ, вырабатываемых микроорганизмами, может быть плодотворным направлением исследований. [46] 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. [47] [48] Каждый член группы занимался определенным аспектом проблемы по-своему, одновременно проводя исследования по разным направлениям, создавая полную картину. Такого рода сотрудничество было практически неизвестно в Соединенном Королевстве в то время. [49] Первоначально для исследования были выбраны три источника: Bacillus subtilis , Trueperella pyogenes и пенициллин . [50] «[Возможность] того, что пенициллин может иметь практическое применение в клинической медицине», — позже вспоминал Чейн, «не приходила нам в голову, когда мы начинали работу над пенициллином». [51]
Широкая тематическая область была намеренно выбрана как требующая долгосрочного финансирования. [46] Говард Флори обратился в MRC в сентябре 1939 года, и секретарь совета Эдвард Мелланби одобрил проект, выделив 250 фунтов стерлингов (что эквивалентно 20 000 фунтов стерлингов в 2023 году) на запуск проекта, 300 фунтов стерлингов на зарплаты (что эквивалентно 23 000 фунтов стерлингов в 2023 году) и 100 фунтов стерлингов на расходы (что эквивалентно 8 000 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 визит Флори. Миллер призвал Флори подать заявку на финансирование от фонда и поддержал его заявку. [52] [53] «Предлагаемая работа», — написал Флори в заявке, — «в дополнение к ее теоретической важности, может иметь практическую ценность для терапевтических целей». [54] Его заявка была одобрена, и фонд выделил 5000 долларов США (1250 фунтов стерлингов) в год в течение пяти лет. [52] [53]
Первой задачей команды Оксфорда было получение образца пенициллиновой плесени. Это оказалось легко. Жорж Дрейер , предшественник Флори, получил образец плесени в 1930 году для своей работы над бактериофагами , вирусами, которые заражают бактерии. Дрейер потерял интерес к пенициллину, когда обнаружил, что это не бактериофаг, но он продолжал его культивировать. [55] [56] Дрейер умер в 1934 году, но Кэмпбелл-Рентон продолжил культивировать плесень и смог поставлять ее команде Оксфорда. [57] [58] 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 она образовала желтую студенистую пленку, покрытую зелеными спорами. Под ней жидкость стала желтой и содержала пенициллин. Команда определила, что максимальный урожай достигается через десять-двадцать дней. [59]
Плесени нужен воздух для роста, поэтому для выращивания требовался контейнер с большой площадью поверхности. Первоначально использовались стеклянные бутылки, положенные на бок. Большинство лабораторных контейнеров не обеспечивали большой плоской поверхности, и поэтому были неэкономичным использованием пространства инкубатора . [59] Подкладное судно оказалось практичным и стало основой для специально изготовленных керамических контейнеров, изготовленных J. Macintyre and Company в Берслеме . Эти контейнеры имели прямоугольную форму и могли быть сложены друг на друга для экономии места. [60] MRC согласился на просьбу Флори о выплате 300 фунтов стерлингов (что эквивалентно 21 000 фунтов стерлингов в 2023 году) и 2 фунта стерлингов каждому в неделю (что эквивалентно 138 фунтам стерлингов в 2023 году) для двух (позднее) женщин-рабочих на фабрике. В 1943 году Флори попросила увеличить их заработную плату до 2 фунтов стерлингов 10 шиллингов каждому в неделю (что эквивалентно 142 фунтам стерлингов в 2023 году). [61] Хитли собрал первые 174 из заказанных 500 сосудов 22 декабря 1940 года, и через три дня они были засеяны спорами. [62]
Были предприняты попытки заставить плесень производить больше пенициллина. Хитли пробовал добавлять в среду различные вещества, включая сахара, соли, солод, спирт и даже мармит , но безуспешно. [63] По предложению Пола Филдса он попробовал добавить пивные дрожжи . Это также не улучшило выход, но сократило время инкубации на треть. [59] Команда также обнаружила, что если удалить пенициллинсодержащую жидкость и заменить ее свежей, можно приготовить вторую партию пенициллина, [59] но эта практика была прекращена через восемнадцать месяцев из-за опасности заражения. Плесень приходилось выращивать в стерильных условиях. [64] Абрахам и Чейн обнаружили, что некоторые бактерии, находящиеся в воздухе, вырабатывают пенициллиназу , фермент, разрушающий пенициллин. [65] Неизвестно, почему плесень вырабатывает пенициллин, поскольку бактерии, которые убивает пенициллин, не представляют угрозы для плесени; было высказано предположение, что это побочный продукт метаболических процессов, используемых для других целей. [64]
Следующим этапом процесса было извлечение пенициллина. Жидкость фильтровали через парашютный шелк, чтобы удалить мицелий , споры и другие твердые частицы. [66] Уровень pH снижали путем добавления фосфорной кислоты , а полученную жидкость охлаждали. [67] Чейн определил, что пенициллин стабилен только при уровне pH от 5 до 8, но для процесса требовался уровень ниже. Поддерживая смесь при 0 °C, он мог замедлить процесс распада. [68] В этой форме пенициллин можно было извлечь с помощью растворителя. Первоначально использовался эфир , так как это был единственный известный растворитель для растворения пенициллина, но он очень огнеопасен и токсичен. По предложению Чейна они попробовали использовать вместо него гораздо менее огнеопасный амилацетат и обнаружили, что он также работает. [66] [69] [70] [71]
Хитли смог разработать непрерывный процесс экстракции. Растворитель, содержащий пенициллин, легко отделялся от жидкости, поскольку он плавал на поверхности, но теперь они столкнулись с проблемой, которая загнала в тупик Крэддока и Ридли: извлечение пенициллина из растворителя. Хитли рассуждал, что если пенициллин может переходить из воды в растворитель, когда раствор кислый , возможно, он снова перейдет обратно, если раствор щелочной . Флори сказал ему попробовать. Был добавлен гидроксид натрия , и этот метод, который Хитли назвал «обратной экстракцией», оказался работоспособным. [66] [70] Следующая проблема заключалась в том, как извлечь пенициллин из воды. Обычные способы извлечения чего-либо из воды заключались в испарении или кипячении, но это разрушило бы пенициллин. Чейн натолкнулся на идею сублимационной сушки , технологии, недавно разработанной в Швеции. Это позволило удалить воду, в результате чего получился сухой коричневый порошок. [66] [68]
Хитли разработал анализ пенициллина с использованием агаровых питательных пластин, в которые были посеяны бактерии. Затем на них помещали короткие стеклянные цилиндры, содержащие пенициллинсодержащую жидкость для тестирования, и инкубировали в течение 12–16 часов при температуре 37 °C. К тому времени жидкость исчезала, а цилиндр окружался кольцом, свободным от бактерий. Диаметр кольца указывал на силу пенициллина. [67] Оксфордская единица была определена как чистота, необходимая для получения 25-миллиметрового кольца, свободного от бактерий. [57] 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 высокоочищенный пенициллин, было обнаружено, что он имеет 2000 Оксфордских единиц на миллиграмм. [72] Тем не менее, при тестировании неочищенного вещества они обнаружили, что оно эффективно против бактерий даже в концентрациях одна часть на миллион. Пенициллин был по крайней мере в двадцать раз активнее самого сильного сульфонамида . [68] Оксфордское подразделение оказалось очень маленьким: для лечения одного случая требовалось около миллиона единиц. [73]
Команда Оксфорда сообщила подробности метода изоляции в августе 1941 года, вместе со схемой крупномасштабной экстракции. [67] В марте 1942 года они сообщили, что смогли приготовить высокоочищенное соединение, [74] [75] и вывели химическую формулу C
24ЧАС
32О
10Н
2Ба . [76]
Команда Говарда Флори в Оксфорде показала, что экстракт пенициллина убивает различные бактерии. Гарднер и Орр-Юинг испытали его против гонококка (против которого он был наиболее эффективен), менингококка , стрептококка, стафилококка, бактерий сибирской язвы, актиномицетов , столбнячной бактерии ( Clostridium tetani ) и бактерий гангрены . Они наблюдали, как бактерии пытались расти в присутствии пенициллина, и отметили, что пенициллин не был ни ферментом, который разрушал бактерии, ни антисептиком, который убивал их; скорее, это было химическое вещество, которое мешало процессу деления клеток . [77] [78] Дженнингс заметила, что он не оказывал никакого влияния на лейкоциты и, следовательно, усиливал, а не препятствовал естественной защите организма от бактерий. Она также обнаружила, что в отличие от сульфаниламидов , первого и единственного эффективного антибиотика широкого спектра действия, доступного в то время, он не разрушался гноем . Медавар обнаружил, что это не повлияло на рост клеток тканей. [79]
К марту 1940 года у команды Оксфорда было достаточно неочищенного пенициллина, чтобы начать тестирование на его токсичность. В течение следующих двух месяцев Флори и Дженнингс провели серию экспериментов на крысах, мышах, кроликах и кошках, в которых пенициллин вводился различными способами. Их результаты показали, что пенициллин разрушался в желудке, но что все формы инъекций были эффективны, на что указывал анализ крови. Было обнаружено, что пенициллин в значительной степени и быстро выводился неизмененным с мочой. [80] Они не нашли никаких доказательств токсичности ни у одного из своих животных. Если бы они провели испытания на морских свинках, исследования могли бы остановиться на этом этапе, поскольку пенициллин токсичен для морских свинок. [81]
В 11:00 утра в субботу 25 мая 1940 года Флори ввел восьми мышам вирулентный штамм стрептококка , а затем четырем из них ввел раствор пенициллина. Эти четыре были разделены на две группы: две из них получили 10 миллиграммов один раз, а две другие получили 5 миллиграммов через равные промежутки времени. К 3:30 утра в воскресенье все четыре нелеченые мыши были мертвы. Все леченные были еще живы, хотя одна умерла два дня спустя. [82] [83] Флори описал результат Дженнингсу как «чудо». [84]
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 его с шестнадцатью мышами, вводя им разные дозы пенициллина. Все шесть контрольных мышей умерли в течение 24 часов, но обработанные мыши прожили несколько дней, хотя все они умерли через девятнадцать дней. [83] 1 июля эксперимент был проведен с пятьюдесятью мышами, половина из которых получила пенициллин. Все пятьдесят контрольных мышей умерли в течение шестнадцати часов, в то время как все, кроме одной обработанной мыши, были живы десять дней спустя. В течение следующих недель они проводили эксперименты с партиями из 50 или 75 мышей, но с использованием разных бактерий. Они обнаружили, что пенициллин также эффективен против стафилококка и газовой гангрены . [85] Флори напомнил своим сотрудникам, что, какими бы многообещающими ни были их результаты, человек весит в 3000 раз больше мыши. [86]
Оксфордская группа опубликовала свои результаты в номере престижного медицинского журнала The Lancet от 24 августа 1940 года под названием «Пенициллин как химиотерапевтический агент», указав имена семи соавторов в алфавитном порядке. [82] [87] Они пришли к следующему выводу:
Результаты четкие и показывают, что пенициллин активен in vivo по крайней мере против трех организмов, ингибируемых in vitro. Казалось бы, разумно надеяться, что все организмы в высокой концентрации in vitro будут обнаружены для борьбы in vivo. Пенициллин, по-видимому, не связан ни с одним химиотерапевтическим веществом, используемым в настоящее время, и особенно примечателен своей активностью против анаэробных организмов, связанных с газовой гангреной . [82]
Публикация привлекла мало внимания; Флори провел большую часть следующих двух лет, пытаясь убедить людей в значимости своих результатов. Одним из читателей был Флеминг, который нанес им визит 2 сентября 1940 года. Флори и Чейн провели для него экскурсию по лабораториям производства, экстракции и тестирования, но он не сделал никаких комментариев и не поздравил их с проделанной работой. Некоторые члены команды Оксфорда подозревали, что он пытался присвоить себе некоторые заслуги за это. [88] [89]
Команда из Оксфорда не знала, что их статью в Lancet прочитали Мартин Генри Доусон , Глэдис Хобби и Карл Мейер из Колумбийского университета, и они вдохновились на повторение результатов команды из Оксфорда. Они получили культуру плесени пенициллиума 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 проверили ее против зеленящих стрептококков и подтвердили результаты команды из Оксфорда. Мейер повторил процессы Чейна, и они получили небольшое количество пенициллина. 15 октября 1940 года дозы пенициллина были введены двум пациентам в пресвитерианской больнице 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 . [90] [91] 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. Их доклад был опубликован Уильямом Л. Лоуренсом в The New York Times и вызвал большой общественный интерес. [91] [92] [93]
В Оксфорде Чарльз Флетчер вызвался найти тестовые случаи для испытаний на людях. Элва Акерс, женщина из Оксфорда, умирающая от неизлечимого рака, согласилась стать подопытной на токсичность пенициллина. 17 января 1941 года он внутривенно ввел ей 100 мг пенициллина. Ее температура ненадолго поднялась, но в остальном у нее не было никаких побочных эффектов. Флори считал, что лихорадка была вызвана пирогенами в пенициллине; они были удалены с помощью улучшенной хроматографии . [94] Затем Флетчер идентифицировал полицейского из Оксфорда, Альберта Александра , у которого была тяжелая инфекция лица, связанная со стрептококками и стафилококками, которая развилась из небольшой язвы в углу его рта. Все его лицо, глаза и кожа головы были опухшими до такой степени, что ему удалили глаз, чтобы облегчить боль. [94] [95]
12 февраля Флетчер ввел 200 мг пенициллина, а затем дозы по 100 мг каждые три часа. В течение дня после введения пенициллина Александр начал выздоравливать; его температура упала, а выделения из гноящихся ран уменьшились. К 17 февраля его правый глаз стал нормальным. Однако у исследователей не было достаточного количества пенициллина, чтобы помочь ему полностью выздороветь. Пенициллин был извлечен из его мочи, но этого было недостаточно. В начале марта у него случился рецидив, и он умер 15 марта. Из-за этого опыта и трудностей с получением пенициллина Флори изменил фокус на лечение детей, которых можно было лечить меньшими количествами пенициллина. [94] [95]
Впоследствии несколько пациентов были успешно вылечены. Вторым был Артур Джонс, 15-летний мальчик со стрептококковой инфекцией после операции на бедре. Ему давали 100 мг каждые три часа в течение пяти дней, и он выздоровел. У Перси Хокина, 42-летнего рабочего, был 100-миллиметровый (4 дюйма) карбункул на спине. Ему дали начальную дозу 200 мг 3 мая, а затем 100 мг каждый час. Карбункул полностью исчез. Джона Кокса, полукоматозного 4-летнего мальчика, лечили с 16 мая. Он умер 31 мая, но вскрытие показало, что это было из-за разрыва артерии в мозге, и не было никаких признаков инфекции. Пятый случай, 16 июня, был у 14-летнего мальчика с инфекцией после операции на бедре, который полностью выздоровел. [96]
В дополнение к расширению производства в школе Данна, коммерческое производство на пилотном заводе, созданном Imperial Chemical Industries, стало доступно в январе 1942 года, и Kembel, Bishop and Company поставила свою первую партию в 910 литров (200 имп галлонов) 11 сентября. Флори решил, что пришло время провести вторую серию клинических испытаний. Этель Флори была назначена ответственной, но в то время как Говард Флори был консультирующим патологом в больницах Оксфорда и, следовательно, имел право пользоваться их палатами и услугами, Этель, к его досаде, была аккредитована только как его ассистент. Врачи имели тенденцию направлять на испытание пациентов, которые находились в отчаянном положении, а не в наиболее подходящих, но когда пенициллин преуспел, уверенность в его эффективности возросла. [97]
Этель и Говард Флори опубликовали результаты клинических испытаний пенициллина в журнале The Lancet 27 марта 1943 года, сообщив о лечении 187 случаев сепсиса пенициллином. [98] Именно на основании этих медицинских доказательств британский военный кабинет 5 апреля 1943 года создал Комитет по пенициллину. В состав комитета вошли: Сесил Вейр , генеральный директор по оборудованию, в качестве председателя; Александр Флеминг; Говард Флори; В. Д. Эллисон, еще один бывший научный сотрудник Флеминга; сэр Персиваль Хартли , глава MRC; и представители фармацевтических компаний. [99] Это привело к массовому производству пенициллина к следующему году. [100]
Зная, что крупномасштабное производство для медицинских целей бесполезно в лабораторных условиях, команда Оксфорда попыталась убедить разоренное войной британское правительство и частные компании начать массовое производство, но первоначальный ответ был сдержанным. Доктор Блаунт, директор по исследованиям в Glaxo Laboratories , написал Флори в Оксфорд в сентябре 1940 года, но не получил ответа. Оказалось, что Флори уже обращался за помощью к двум британским фармацевтическим компаниям, но получил от них отказ, и разочаровался в британской фармацевтической промышленности. [101]
В апреле 1941 года Уоррен Уивер встретился с Флори, и они обсудили трудности производства достаточного количества пенициллина для проведения клинических испытаний. Уивер организовал для Фонда Рокфеллера финансирование трехмесячного визита в Соединенные Штаты для Флори и его коллеги, чтобы изучить возможность производства пенициллина там. [102] Флори и Хитли вылетели в Соединенные Штаты 27 июня 1941 года. [103] Зная, что образцы плесени, хранящиеся во флаконах, могут быть легко потеряны, они вымазали карманы своих пальто плесенью. [78]
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 , на встречу с Перси Уэллсом, исполняющим обязанности помощника начальника Бюро сельскохозяйственной и промышленной химии USDA и, как таковой, главой четырех лабораторий USDA. Уэллс отправил вступительную телеграмму Орвиллу Мэю, директору Северной региональной исследовательской лаборатории UDSA (NRRL) в Пеории, штат Иллинойс . Они встретились с Мэем 14 июля, и он организовал для них встречу с Робертом Д. Когхиллом, руководителем отдела ферментации NRRL , который высказал предположение, что ферментация в больших емкостях может стать ключом к крупномасштабному производству. [104] [105] [106]
17 августа Флори встретился с Альфредом Ньютоном Ричардсом , председателем Комитета по медицинским исследованиям (CMR) Управления научных исследований и разработок (OSRD), который пообещал ему свою поддержку. [107] 8 октября Ричардс провел встречу с представителями четырех крупных фармацевтических компаний: Squibb , Merck , Pfizer и Lederle . На ней присутствовали Ванневар Буш , директор OSRD, а также Том, представлявший NRRL. Ричардс сообщил им, что действие антимонопольных законов будет приостановлено, что позволит им обмениваться информацией о пенициллине. Это не было легализовано до 7 декабря 1943 года и распространялось только на пенициллин и ни на какие другие препараты. [108] [109] OSRD договорился с Управлением по военному производству (WPB), чтобы они имели приоритет на оборудование для лабораторий и опытных заводов. [110]
Когхилл предоставил Эндрю Дж. Мойеру возможность работать над пенициллином с Хитли, в то время как Флори ушел, чтобы посмотреть, сможет ли он организовать фармацевтическую компанию для производства пенициллина. В качестве первого шага к увеличению выхода Мойер заменил сахарозу в питательной среде на лактозу . Еще большее увеличение произошло, когда Мойер добавил кукурузный экстракт , побочный продукт кукурузной промышленности, который NRRL регулярно пробовала в надежде найти для него больше применений. Эффект на пенициллин был драматичным; Хитли и Мойер обнаружили, что он увеличил выход в десять раз. [103]
В марте 1942 года в госпитале Йельского университета в Нью-Хейвене Энн Шиф Миллер, жена директора спортивной подготовки Йельского университета Огдена Д. Миллера, скончалась от стрептококковой септицемии, полученной после выкидыша . Ее врач Джон Бамстед в то время также лечил Джона Фултона от инфекции. Он знал, что Фултон знает Флори и что дети Флори живут с ним. Он отправился в Фултон, чтобы просить немного пенициллина. Флори вернулся в Великобританию, но Хитли все еще был в Соединенных Штатах, работая с Merck. Телефонный звонок Ричардсу выделил 5,5 грамма пенициллина, предназначенного для клинических испытаний, который был отправлен из Вашингтона, округ Колумбия, по воздуху. Эффект был драматичным: в течение 48 часов ее температура в 41 °C (106 °F) спала, и она снова могла есть. Количество бактерий в ее крови снизилось со 100 до 150 колоний на миллилитр до одной. Бамстед предложил уменьшить дозу пенициллина с 200 миллиграммов; Хитли сказал ему не делать этого. Хитли впоследствии приехал в Нью-Хейвен, где он собрал ее мочу; было извлечено около 3 граммов пенициллина. Миллер полностью выздоровела и прожила до 1999 года. [111] [112] [113]
До мая 1943 года почти весь пенициллин производился с использованием метода мелководного чана, впервые разработанного командой Оксфорда [114] , но миколог NRRL Кеннет Брайан Рапер экспериментировал с производством глубокого погружения, при котором пенициллиновая плесень выращивалась в чане вместо мелкой чашки. Первоначальные результаты были разочаровывающими; пенициллин, культивируемый таким образом, давал всего три-четыре единицы Оксфорда на кубический сантиметр по сравнению с двадцатью для поверхностных культур. [115] Он получил помощь от Командования воздушного транспорта армии США для поиска похожей плесени в разных частях света. Лучшими оказались плесневые грибы из Чунцина , Бомбея и Кейптауна . Однако лучшим образцом была дыня, проданная на фруктовом рынке Пеории в 1943 году. Плесень была идентифицирована как Penicillium chrysogenum и обозначена как NRRL 1951 или штамм дыни . [106] [116] Споры могли вырваться из NRRL. [117] [a] [b]
Между 1941 и 1943 годами Мойер, Когхилл и Рапер разработали методы промышленного производства пенициллина и выделили высокопродуктивные штаммы грибка Penicillium . Чтобы улучшить этот штамм, исследователи из Института Карнеги в Вашингтоне подвергли NRRL 1951 рентгеновскому облучению , чтобы получить мутантный штамм, обозначенный X-1612, который производил 300 миллиграммов пенициллина на литр плесени, в два раза больше, чем NRRL 1951. В свою очередь, исследователи из Университета Висконсина использовали ультрафиолетовое излучение на X-1612, чтобы получить штамм, обозначенный Q-176. Это дало в два раза больше пенициллина, чем X-1612, но в форме менее желательного пенициллина K. [c] Для переключения на производство высокоэффективного пенициллина G была добавлена фенилуксусная кислота. Этот штамм мог производить до 550 миллиграммов пенициллина на литр. [122] [116]
Pfizer была небольшой компанией из Бруклина , которая специализировалась на производстве лимонной кислоты , для чего она разработала методы глубокого погружения . Это включало преобразование патоки в лимонную кислоту путем ее ферментации в большом резервуаре, в котором она перемешивалась, а pH тщательно контролировался. [123] Вице-президент Pfizer Джон Л. Смит , чья дочь умерла от инфекции, вложил все ресурсы Pfizer в разработку практической техники глубокого погружения. [124] Компания инвестировала 2,98 миллиона долларов в пенициллин в 1943 и 1944 годах (что эквивалентно 52 миллионам долларов в 2023 году). Ученые Pfizer Джаспер Х. Кейн , GM Шулл, EM Вебер, AC Финлей и EJ Ратаяк работали над процессом ферментации, в то время как R. Пастернак, WJ Смит, V. Богерт и P. Регна разрабатывали методы экстракции. [125]
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. Это было решено с помощью аэратора , но аэрация вызвала сильное пенообразование кукурузного настоя. Проблема пенообразования была решена путем введения антивспенивающего агента, глицерилмонорицинолеата. Метод также включал охлаждение и перемешивание. [126]
Pfizer открыла пилотный завод с ферментером на 7600 литров (2000 галлонов США) в августе 1943 года, а Ратаяк доставила из него первую пенициллиновую жидкость 27 августа. Вскоре один резервуар производил половину продукции компании. Затем Смит решил построить полномасштабный производственный завод. Соседний завод Rubel Ice был приобретен 20 сентября 1943 года и преобразован в первый глубоководный производственный завод с четырнадцатью 130 000-литровыми (34 000 галлонов США) резервуарами. Работа была выполнена за пять месяцев под руководством Джона Э. Маккина и Эдварда Дж. Гетта, и завод открылся 1 марта 1944 года. [124] [125] [127]
В середине 1943 года австралийский военный кабинет принял решение производить пенициллин в Австралии. Полковник Э. В. (Билл) Кио , директор по гигиене и патологии австралийской армии, был назначен ответственным за эти усилия. Кио вызвал капитана Персиваля Базели , с которым он работал в Commonwealth Serum Laboratories (CSL) до войны, и лейтенанта Х. Х. Кретчмара, химика, и поручил им создать производственный объект к Рождеству. Они отправились с ознакомительной миссией в Соединенные Штаты, где посетили NRRL и получили культуры пенициллина из Когхилла. Они также осмотрели завод Pfizer в Бруклине и завод Merck в Рауэй, штат Нью-Джерси . На базе CSL в Парквилле, штат Виктория , был создан производственный завод , и первый пенициллин австралийского производства начал поступать в войска в Новой Гвинее в декабре 1943 года. К 1944 году CSL производила 400 миллионов единиц Оксфорда в неделю, и было достаточно производства пенициллина, чтобы выделить часть для гражданского использования. [128] [129]
Военное производство в Австралии осуществлялось в бутылках и колбах, но Базели совершил вторую поездку по предприятиям в Соединенных Штатах между сентябрем 1944 и мартом 1945 года и был впечатлен прогрессом, достигнутым в технологии глубокого погружения. В 1946 и 1947 годах он создал пилотный глубоководный завод в CSL, используя небольшие 45-литровые (10 имп галлонов) резервуары, чтобы получить опыт работы с этой техникой. Два 23 000-литровых (5000 имп галлонов) резервуара были введены в эксплуатацию в 1948 году, а затем еще восемь. В 1950-х и 1960-х годах CSL также производила полусинтетический пенициллин. Пенициллин также производили FH Faulding в Южной Австралии, Abbott Laboratories в Новом Южном Уэльсе и Glaxo в Виктории. К 1970-м годам во всем мире образовался избыток пенициллина, и Glaxo прекратила его производство в 1975 году, а CSL — в 1980 году. [130]
Во время своего визита в Северную Америку в августе 1941 года Говард Флори обратился в лаборатории Connaught в Университете Торонто , где встретился с директором Р. Д. Дефрисом и Рональдом Хэром. Флори получил отказ; Дефрис утверждал, что в лабораториях нет места, и выразил убеждение, что строительство объектов для выращивания пенициллина будет пустой тратой, поскольку вскоре его синтезируют. Результаты клинических испытаний изменили мнение, и в августе 1943 года канадское правительство обратилось к лабораториям Connaught с просьбой начать массовое производство пенициллина. Здание Spadina было куплено Университетом Торонто для этой цели и отремонтировано за 1,2 миллиона канадских долларов (что эквивалентно 21 миллиону канадских долларов в 2023 году), поровну разделенных между университетом и правительством. Первоначально пенициллин выращивался в 200 000 флаконах, занимавших 740 квадратных метров (8000 квадратных футов) кондиционируемого лабораторного пространства. В ноябре 1945 года производство было переведено на метод глубоководного погружения. [131] [132]
Перевод отчета Оксфордской группы 1941 года прибыл в Германию через Швецию в следующем году. [133] Как и большинство исследований в Германии военного времени, исследования пенициллина проводились фрагментарно и без должной координации. [133] 6 декабря 1943 года Министерство здравоохранения Рейха приказало медицинскому сообществу провести исследования пенициллина и других антибиотиков. [134] Три флакона пенициллина, захваченные Африканским корпусом, прибыли в Германию в 1943 году, и один был отправлен Хайнцу Эппингеру в Хёхст во Франкфурте , и он начал проводить эксперименты с плесенью. Там пенициллин производился партиями по 300 литров, и Эппингер разработал вращающийся барабан для процесса ферментации в глубоком резервуаре. [133] [135]
Исследования также проводились Шерингом в Берлине с использованием образца плесени Флеминга, которую им не удалось культивировать; их попытки определить химическую структуру пенициллина также не увенчались успехом. [136] Мария Броммельхьюз в бактериологической лаборатории IG Farben в Эльберфельде каталогизировала различные виды пенициллина. [137] Личный врач Гитлера, Теодор Морелль , лечил Гитлера пенициллином от травм, полученных во время покушения 20 июля 1944 года . [134] Информация об исследованиях пенициллина в Германии была собрана миссией Алсос Манхэттенского проекта и отправлена Флори в Великобританию. [138] [d]
Большая часть немецкого пенициллина поступала из Чехословакии, где исследования проводились в Карловом университете в Праге и фармацевтической компании Fragner Pharmaceutical Company группой, в которую входил химик Карел Визнер . Работа также велась тайно во Франции и в Делфтском технологическом университете в Нидерландах. [140] В 1946 и 1947 годах фабрики по производству пенициллина были созданы в Белоруссии, Украине, Польше, Италии и Югославии с заводом и экспертизой из Канады через Администрацию помощи и восстановления ООН (UNRRA), в которой канадец Лестер Б. Пирсон был главой ее комитета по поставкам. UNRRA была ликвидирована в 1948 году, и ее обязанности по пенициллину были переданы Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). [141]
В Италии Доменико Маротта вел переговоры с UNRRA о строительстве завода по производству пенициллина в Риме недалеко от Римского университета Ла 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 строительства института по исследованию пенициллина. Он стал крупнейшим в своем роде в мире, насчитывая более сотни химиков, биохимиков, микробиологов и техников, и вскоре оказался на переднем крае исследований полусинтетического пенициллина. [142]
Манфред Кизе из Фармакологического института в Берлине опубликовал обзор литературы по антибиотикам в выпуске Klinische Wochenschrift от 7 августа 1943 года , в который вошли публикации команды Оксфорда. Копия была приобретена японским посольством в Берлине и доставлена в Японию на японской подводной лодке I-8 , которая пришвартовалась в Куре, Хиросима , 21 декабря 1943 года. Статья была переведена на японский язык, и производство пенициллина было начато к 1 февраля 1944 года. К середине мая исследовательская группа под руководством Хамао Умедзавы протестировала 750 различных штаммов плесени и обнаружила, что 75 из них проявляют антибиотическую активность. Эксперименты проводились на мышах для определения эффективности и токсичности. К концу года компания Morinaga Milk имела небольшой завод по производству пенициллина в Мисиме, Сидзуока, а Banyu Pharmaceutical Company [ яп . ] небольшой завод в Окадзаки, Айти , в январе 1945 года. Пенициллин назывался «Хекисо» из-за его синего цвета. К 1948 году Япония стала третьей страной после США и Великобритании, которая стала самодостаточной в пенициллине, а экспорт в Китай и Корею начался в следующем году. [143] [144]
В Великобритании фирма Kemball, Bishop & Co. в начале 1941 года получила запрос на производство 45 000 литров (10 000 имп галлонов) сырого пенициллинового отвара. [145] Как и Pfizer, с которой у нее были коммерческие отношения, это была небольшая фирма, но имеющая опыт в технологиях ферментации в качестве производителя лимонной кислоты. [146] В то время она не могла этого сделать, [145] но 23 февраля 1942 года Флори получила предложение от Kemball, Bishop & Co. о более скромном объеме производства в 910 литров (200 имп галлонов) каждые десять дней. [147] Работа на заводе в Бромли-бай-Боу началась 5 марта 1942 года, а первые поддоны с плесенью были посеяны 25 марта. [146]
Условия военного времени, включая немецкие бомбардировки, затрудняли продвижение. 55-литровые (12 имп галлонов) молочные бидоны, необходимые для перевозки, были в дефиците, и были достигнуты специальные договоренности с Министерством снабжения . Первоначально пиво отправлялось по железной дороге, чтобы свести к минимуму использование нормированного бензина. [147] Первые 680 литров (150 имп галлонов) пива, содержащие 6,1 миллиона единиц по 9 единиц на мл, были доставлены во Флори 28 октября 1942 года. [146] Kemball, Bishop & Co. построили экстракционный завод, который начал работать 24 ноября 1943 года. [147]
Тем временем Imperial Chemical Industries (ICI) создала небольшое производственное подразделение на своем заводе в Блэкли и начала поставки в декабре 1941 года. В мае 1942 года производство было перемещено на специально построенный завод в Траффорд-парке , который изначально производил два миллиона единиц пенициллина Oxford в неделю. Производство было увеличено до шестидесяти миллионов единиц в неделю к моменту закрытия завода в марте 1944 года; после этого производство было переведено на новый завод, который производил 300 миллионов единиц в неделю. [147] [148] В 1947 году ICI решила построить новый завод для производства 32 000 литров (7 000 имп галлонов) пенициллина в день методом глубокого погружения. [149]
Glaxo Laboratories открыла небольшой производственный завод в Гринфорде в декабре 1942 года, который производил 70 литров пенициллинового бульона в неделю. В феврале 1943 года она открыла второй завод в Эйлсбери . Первоначально она использовала технологии, разработанные в Оксфорде, но в сентябре 1943 года она перешла на использование кукурузного экстракта в качестве среды и перешла на использование штамма плесени NRRL 1249.B21, предоставленного Coghill. В 1943 году Glaxo была ответственна за 2570 миллионов из 3500 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. Компания отвечала за 80 процентов производства Великобритании до июня 1944 года. [150]
В 1944 году Министерство снабжения организовало для Commercial Solvents Company установку первого глубоководного завода в Спике , и попросило Glaxo построить еще один. Этот новый завод Glaxo открылся в Барнард-Касл в январе 1946 года и произвел больше пенициллина за следующие девять месяцев, чем его поверхностные заводы произвели за весь 1945 год. Все поверхностные заводы были закрыты в 1946 году. [151] Производство пенициллина в Великобритании увеличилось с 25 миллионов единиц в неделю в марте 1943 года до 30 миллиардов в неделю в 1946 году. [152]
WPB поместил пенициллин в систему распределения военного времени 16 июля 1943 года. Все поставки были предназначены для использования вооруженными силами и Службой общественного здравоохранения . [153] Производство пенициллина в Соединенных Штатах возросло с 800 миллионов единиц Oxford в первой половине 1943 года до 20 миллиардов единиц во второй половине. [154] Правительство США построило шесть производственных заводов 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 миллиона долларов (что эквивалентно 391 миллиону долларов в 2023 году), хотя 14,5 миллиона долларов (что эквивалентно 251 миллиону долларов в 2023 году) были одобрены для ускоренной амортизации , в соответствии с которой стоимость могла быть списана через пять лет вместо обычных двенадцати-пятнадцати лет. [155]
Производство пенициллина в США выросло с 21,192 млрд единиц в 1943 году до 1663 млрд единиц в 1944 году и, по оценкам, до 6852 млрд единиц в 1945 году. [156] К июню 1944 года только Pfizer производила 70 млрд единиц в месяц. [157] Ежемесячное производство упало после июля 1945 года из-за нехватки кукурузного экстракта. Цена, предлагаемая CMR за миллион единиц, упала с 200 долларов в 1943 году (что эквивалентно 4000 долларам в 2023 году), что было ниже себестоимости производства, до 6 долларов в 1945 году (что эквивалентно 102 долларам в 2023 году). [154] [153]
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 приходилось иметь дело с большим объемом запросов на препарат. Поставки для гражданского использования изначально были небольшими, и пенициллин изначально предоставлялся только для случаев с высоким уровнем смертности, которые не поддавались другим формам лечения. [158] [159] [73] В январе 1943 года он доложил OSRD о результатах лечения первых 100 пациентов; к августу было вылечено 500 пациентов. [153] Военные потребности потребляли 85 процентов производства в 1944 году. Этот показатель снизился до 30 процентов в 1945 году, но гражданские потребности в пенициллине превышали ассигнования. [73]
К апрелю 1944 года спрос и предложение превысили возможности одного человека, и эта задача была передана Консультативному комитету производителей пенициллина, который распределял поставки через сеть больниц-депо. К 1945 году насчитывалось 2700 больниц-депо, хранящих запасы пенициллина, и еще 5000 больниц получали поставки через них. Пенициллин стал коммерчески доступным к концу года, и к тому времени Соединенные Штаты экспортировали 200 миллиардов единиц в месяц. [73] К 1956 году только двенадцать из двадцати одной фирмы, производившей пенициллин во время войны, все еще занимались его производством. [160]
В 1943 году Медицинский исследовательский совет решил, что пришло время для полевых испытаний пенициллина. Местоположение центров, где принимали препарат, держалось в секрете, чтобы не спровоцировать спрос на препарат, когда его все еще не хватало. [161] Говард Флори был отправлен в Северную Африку, где шла североафриканская кампания . 29 июня к нему присоединился Хью Кейрнс , еще один стипендиат Родса из Аделаиды, который теперь имел звание бригадного генерала в британской армии и отвечал за военный госпиталь для лечения черепно-мозговых травм в Оксфорде, который привез с собой запас в 40 миллионов единиц пенициллина. [162] [163]
В течение следующих двух месяцев Флори и Кейрнс лечили более ста случаев и составили отчет, который занял более ста страниц. Флори читал лекции о пенициллине, и его отчет содержал рекомендации по обучению офицеров-медиков его использованию. Бои в Северной Африке закончились в мае 1943 года, поэтому большинство случаев, которые видел Флори, были связаны не с недавно ранеными солдатами, а со старыми ранами, которые не зажили; боевые потери начали снова прибывать после вторжения союзников на Сицилию в июле. [164]
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 очищать и запечатывать быстро. Это была радикальная идея; обычно это привело бы к газовой гангрене, но он предложил оставить это пенициллину. Рекомендации Флори были выполнены; Военное министерство организовало учебный курс для патологоанатомов и врачей в Королевском госпитале Герберта , где использовалась пленка, которую Флори отснял в Северной Африке. [164]
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. Ситуация с поставками улучшилась, и 20 миллионов единиц в день были доступны для вторжения союзников в Италию в сентябре. [164] [165]
Во время кампании в Западной Европе в 1944–1945 годах пенициллин широко использовался как для лечения инфицированных ран, так и в качестве профилактического средства для предотвращения инфицирования ран. Газовая гангрена убила 150 из каждых 1000 жертв Первой мировой войны, но теперь эта болезнь почти полностью исчезла. Открытые переломы теперь имели показатель выздоровления более 94 процентов, а выздоровление от ожогов одной пятой части тела или меньше составляло 100 процентов. [166]
.jpg/1280px-Molecular_model_of_Penicillin_by_Dorothy_Hodgkin_(9663803982).jpg)
Химическая структура пенициллина была впервые предложена Абрахамом в 1942 году. [167] Дороти Ходжкин определила правильную химическую структуру пенициллина с помощью рентгеновской кристаллографии в Оксфорде в 1945 году. [168] [169] В 1945 году Комитет по медицинским исследованиям США и Британский совет по медицинским исследованиям совместно опубликовали в журнале Science химические анализы, проведенные в разных университетах, фармацевтических компаниях и государственных исследовательских департаментах. В отчете было объявлено о существовании различных форм соединений пенициллина, которые все имеют один и тот же структурный компонент, называемый β-лактамом . [170] Пенициллины были обозначены римскими цифрами в Великобритании (пенициллин I, II, III и IV) в порядке их открытия и известны по буквам (F, G, X и K), указывающим на их происхождение или источники в США, как показано ниже:
Химические названия были основаны на боковых цепях соединений. В 1948 году Чейн ввел химические названия в качестве стандартной номенклатуры, отметив, что это «сделает номенклатуру максимально недвусмысленной». [171]
В Кундле , Тироль , Австрия , в 1952 году Ганс Маргрейтер и Эрнст Брандл из Biochemie разработали первый кислотоустойчивый пенициллин для перорального применения, пенициллин V. [ 172] Американский химик Джон К. Шихан из Массачусетского технологического института (MIT) завершил первый химический синтез пенициллина в 1957 году. [173] [174] [175] Шихан начал свои исследования по синтезу 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. [175] [176] Хотя первоначальный синтез, разработанный Шиханом, не подходил для массового производства пенициллинов, одним из промежуточных соединений в синтезе Шихана была 6-аминопенициллановая кислота (6-APA), ядро пенициллина. [177] [178]
Важным событием стало открытие самого 6-АПК. В 1957 году исследователи из Beecham Research Laboratories в Суррее выделили 6-АПК из культуральной среды P. chrysogenum . Было обнаружено, что 6-АПК составляет ядро пенициллина (и впоследствии многих β-лактамных антибиотиков) и легко химически модифицируется путем присоединения боковых цепей посредством химических реакций. [179] [180] Открытие было опубликовано в Nature в 1959 году. [181] Это проложило путь для новых и улучшенных лекарств, поскольку все полусинтетические пенициллины производятся путем химической манипуляции 6-АПК. [182]
Полусинтетический β-лактамный антибиотик второго поколения метициллин , разработанный для борьбы с устойчивыми пенициллиназами первого поколения, был представлен в Великобритании в 1959 году. Метициллин-устойчивые формы S. aureus впервые были обнаружены в Великобритании в 1960 году, менее чем через год. Вероятно, что штаммы MRSA уже существовали за много лет до появления метициллина. Это показало, что новые препараты, предназначенные для обхода известных механизмов резистентности, могут оказаться неэффективными из-за бактериальной адаптации, вызванной широким применением других антибиотиков. [183]
Патенты на пенициллин стали предметом беспокойства и конфликта. Чейн хотел подать заявку на патент, но Флори возражал, утверждая, что пенициллин должен принести пользу всем. [78] Флори обратился за советом к сэру Генри Дейлу , председателю Wellcome Trust и члену Научной консультативной группы британского кабинета министров , и Джону Уильяму Тревану, директору исследовательской лаборатории Wellcome Trust. 26 и 27 марта 1941 года Дейл и Треван встретились в Школе патологии сэра Уильяма Данна Оксфордского университета , чтобы обсудить этот вопрос. Дейл сообщил, что патентование пенициллина было бы неэтичным. Не смутившись, Чейн обратился к сэру Эдварду Мелланби , тогдашнему секретарю Совета по медицинским исследованиям, который также возражал по этическим соображениям. Как позже признался Чейн, у него было «много ожесточенных сражений» с Мелланби, [184] [185] но решение Мелланби было принято как окончательное. [186]
В 1945 году Мойер запатентовал методы производства и выделения пенициллина. [187] [188] Он не мог получить патенты в США как сотрудник NRRL, но подал заявку на патент в Британское патентное ведомство. Он передал лицензию американской компании Commercial Solvents Corporation . [187] Когда Флеминг узнал об американских патентах на производство пенициллина, он был возмущен и прокомментировал:
Я нашел пенициллин и отдал его бесплатно на благо человечества. Почему он должен стать прибыльной монополией производителей в другой стране? [189]
Патентование технологий, связанных с пенициллином, американскими компаниями породило миф в Великобритании о том, что британские ученые выполнили работу, а американские получили награды. [187] Когда Фонд Рокфеллера опубликовал свой годовой отчет в 1944 году, The Evening News сопоставила щедрую поддержку фонда работе оксфордской группы с бережливой поддержкой MRC. [190] [191] В апреле 1945 года британская фирма Glaxo подписала соглашения со Squibb и Merck, по которым она выплачивала 5 процентов роялти с продаж пенициллина в течение пяти лет в обмен на использование их методов глубокой ферментации. Glaxo выплатила почти 500 000 фунтов стерлингов (что эквивалентно 15 763 091 фунту стерлингов в 2023 году) в качестве роялти в период с 1946 по 1956 год. [186] [187] Разногласия по поводу патентов привели к созданию Национальной корпорации исследований и разработок Великобритании (NRDC) в июне 1948 года. Эта организация собирала государственные патенты и взимала с них роялти. [192]
После того, как 27 августа 1942 года в редакционной статье The Times появились новости о лечебных свойствах пенициллина , [193] Флеминг наслаждался публичностью, а Говард Флори — нет: он боялся, что это создаст спрос на пенициллин, который он еще не успел предоставить. [194] Когда пресса прибыла в школу сэра Уильяма Данна, он сказал своему секретарю «выгнать их». [195] Он также запретил своей команде общаться с прессой. [78] Путаница возникла из-за того, что и сок плесени, и лекарство, произведенное из него, назывались пенициллином . [194] Были опубликованы и переданы искаженные и неточные отчеты, приписывающие Флемингу заслугу в разработке пенициллина, отчеты, которые Флеминг и больница Святой Марии не предприняли практически никаких усилий для исправления. [195] [196] История, которую хотели рассказать СМИ, была знакомой историей об ученом-одиночке и счастливом открытии. Британский историк медицины Билл Байнум позже писал:
Открытие и разработка пенициллина — это предметный урок современности: контраст между внимательным индивидуумом (Флемингом), делающим изолированное наблюдение, и эксплуатацией наблюдения посредством командной работы и научного разделения труда (Флори и его группа). Открытие было старой наукой, но само лекарство требовало новых способов ведения науки. [197]
_who_discovered_Penicillin._On_display_at_the_National_Museum_of_Scotland.jpg/1280px-Nobel_prize_medal_for_medicine,_Sweden,_1945,_to_Sir_Alexander_Fleming_(1881-1955)_who_discovered_Penicillin._On_display_at_the_National_Museum_of_Scotland.jpg)
В 1943 году Нобелевский комитет получил единственную номинацию на Нобелевскую премию по физиологии и медицине для Флеминга и Флори от британского биохимика Рудольфа Петерса . Секретарь Нобелевского комитета, Йоран Лильестранд , дал оценку Флемингу и Флори в том же году, но в то время в Швеции о пенициллине было мало что известно, и он пришел к выводу, что требуется больше информации. В следующем году была одна номинация только для Флеминга и одна для Флеминга, Флори и Чейна. Лильестранд и Нанна Сварц , профессор медицины в Каролинском институте , рассмотрели их работу, и хотя оба сочли Флеминга и Флори одинаково достойными Нобелевской премии, Нобелевский комитет разделился и решил присудить премию в том году вместо Йозефа Эрлангера и Герберта С. Гассера «за их открытия, касающиеся высокодифференцированных функций отдельных нервных волокон». [198] [199]
Было много номинаций на Флори и Флеминга или на обоих в 1945 году, и одна на Чейна от Лильестранда, который номинировал всех троих. [200] Лильестранд отметил, что тринадцать из первых шестнадцати поступивших номинаций упоминали Флеминга, но только три упоминали его одного. [201] На этот раз оценки были сделаны Лильестрандом, Свеном Хеллерстрёмом и Андерсом Кристенсоном , который одобрил всех троих. [199]
Ходили слухи, что комитет присудит премию только Флемингу или половину Флемингу и по четверти Флори и Чейну. Фултон и Дейл лоббировали вручение премии Флори. [201] Нобелевская ассамблея в Каролинском институте рассматривала возможность присуждения половины Флемингу и по четверти Флори и Чейну, но в итоге решила разделить ее поровну на троих. [199] 25 октября 1945 года было объявлено, что Флеминг, Флори и Чейн поровну разделили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1945 года «за открытие пенициллина и его лечебного эффекта при различных инфекционных заболеваниях». [202] [203] Когда The New York Times объявила, что «Флеминг и двое его коллег» получили премию, Фултон потребовал — и получил — исправление в редакционной статье на следующий день. [204] [205] [206]
Дороти Ходжкин получила Нобелевскую премию по химии 1964 года «за ее определение структур важных биохимических веществ с помощью рентгеновских методов». Она стала всего лишь третьей женщиной, получившей Нобелевскую премию по химии, после Марии Кюри в 1911 году и Ирен Жолио-Кюри в 1935 году. [207]
Узкий спектр 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-APA , ядра пенициллина, позволило приготовить полусинтетические пенициллины с различными улучшениями по сравнению с бензилпенициллином . Ампициллин был разработан исследовательскими лабораториями Beecham в Лондоне. Когда он был введен в клиническую практику в 1961 году, это был первый полусинтетический пенициллин, который можно было принимать перорально, который был эффективен как против грамотрицательных, так и против грамположительных организмов. [208] Он был более выгоден, чем оригинальный пенициллин, поскольку он предлагал более широкий спектр активности как против грамположительных, так и против грамотрицательных бактерий, тогда как оригинал был эффективен только против грамположительных. [208]
Дальнейшее развитие дало β-лактамазо-устойчивые пенициллины , включая флуклоксациллин , диклоксациллин и метициллин . Они были значимы для их активности против β-лактамазо-продуцирующих бактериальных видов, но были неэффективны против штаммов MRSA. [209]
Другим развитием линии пенициллинов стали антипсевдомонадные пенициллины, такие как карбенициллин , тикарциллин и пиперациллин , полезные своей активностью против грамотрицательных бактерий. Полезность β-лактамного кольца была такова, что родственные антибиотики, включая мециллинамы , карбапенемы и, что наиболее важно, цефалоспорины , все еще сохраняют его в центре своих структур. [180] [210]
β-лактамные пенициллины стали наиболее широко используемыми антибиотиками в мире. [211] Амоксициллин , полусинтетический пенициллин, разработанный Beecham Research Laboratories в 1970 году, [212] [213] был наиболее часто используемым из всех. [214] [215] 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 ко-амоксиклав; а скандинавские страны полагались на пенициллин узкого спектра действия V. [216]
В 1940 году Эрнст Чейн и Эдвард Абрахам сообщили о первом указании на устойчивость к антибиотику пенициллину, штамму E. coli , который вырабатывал фермент пенициллиназу , способный расщеплять пенициллин и нейтрализовать его антибактериальный эффект. [217] [43] [218] Чейн и Абрахам разработали химическую природу пенициллиназы, о которой они сообщили в журнале Nature как:
Вывод о том, что активное вещество является ферментом, сделан на основании того факта, что оно разрушается при нагревании при 90° в течение 5 минут и при инкубации с папаином, активированным цианидом калия при pH 6, и что оно не поддается диализу через « целлофановые » мембраны. [219]
В своей Нобелевской лекции Флеминг предупреждал о возможности возникновения устойчивости к пенициллину в клинических условиях:
Может наступить время, когда пенициллин сможет купить любой в магазине. Тогда есть опасность, что невежественный человек может легко недодозать себя и, подвергая свои микробы нелетальным количествам препарата, сделать их устойчивыми. [220]
В то время только яды требовали рецепта врача, и самолечение было реальной возможностью. В Великобритании в 1947 году был принят закон, требующий рецепта на антибиотики. Соединенные Штаты последовали его примеру в 1951 году. [221] В других странах мира экспорт западных фармацевтических препаратов распространялся быстрее, чем западные медицинские знания и практики, и пенициллин часто отпускался практикующими врачами традиционной медицины. [222] Еще в 1999 году исследование в Великобритании показало, что 39 процентов респондентов ошибочно полагали, что антибиотики могут вылечить простуду и грипп, а 12 процентов считали, что они являются лучшим средством для них. [223] Неуместная вера в антибиотики имела серьезные последствия. Она понизила статус врачей до поставщиков таблеток. Гораздо больше людей обращались за медицинской помощью по поводу болезней, которые они раньше игнорировали бы, и они часто требовали антибиотики. Со своей стороны, перегруженные работой врачи все чаще были готовы предоставить их, даже если их об этом не просили. [224]
К 1942 году некоторые штаммы золотистого стафилококка выработали сильную устойчивость к пенициллину, и многие штаммы стали устойчивыми к 1960-м годам. [225] 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 восприимчивы к пенициллину, но два года спустя только три из восьми были восприимчивы к пенициллину. Медсестры подвергались воздействию как бактерий, так и пенициллина и переносили и передавали бактериальные инфекции. Миллер обнаружила, что три из десяти студентов-акушерок были колонизированы бактериями по прибытии; через три месяца семь из десяти были колонизированы. Проблема заключалась в небрежной гигиене со стороны работников здравоохранения, плохой медицинской практике, такой как профилактическое использование антибиотиков, и небрежной административной практике, такой как передача младенцев от матерей в большие больничные ясли, где они могли заразить друг друга. [226]
Инфекции, устойчивые к антибиотикам, были зарегистрированы в Австралии в 1952 году. [226] Во время пандемии гриппа 1957–1958 годов в Великобритании было 16 000 смертей, а в США — 80 000 от бактериальных осложнений; 28 процентов заболевших пневмонией умерли. Большинство случаев пневмонии были зарегистрированы в больницах, и многие из них были вызваны штаммами, устойчивыми к антибиотикам, которые выращивались там. [227] В 1965 году в Бостоне был зарегистрирован первый случай устойчивости к пенициллину у Streptococcus pneumoniae . [228] [229] С тех пор другие штаммы и виды бактерий развили устойчивость. [217]
Исследования, проведенные американскими лабораториями Cyanamid в конце 1940-х и начале 1950-х годов, показали, что добавление пенициллина в корм для цыплят увеличило их прирост веса на 10 процентов. Причины этого все еще были предметом споров в двадцать первом веке. Последующие исследования показали, что добавление пенициллина в корм для животных также повысило эффективность конверсии корма , способствовало более равномерному росту и облегчило борьбу с болезнями. После того, как Управление по контролю за продуктами и лекарствами одобрило использование пенициллина в качестве кормовой добавки для птицы и скота в 1951 году, фармацевтические компании увеличили производство, чтобы удовлетворить спрос. [230]
К 1954 году Соединенные Штаты производили 910 тонн (2 миллиона фунтов) антибиотиков в год, из которых 220 тонн (490 000 фунтов) шло в корм для животных; в 1990-х годах Соединенные Штаты производили 23 000 тонн (50 миллионов фунтов) антибиотиков в год, из которых половина шла на скот. Крупнейшим потребителем оставалась птицеводческая промышленность, которая потребляла 4800 тонн (10,5 миллиона фунтов) антибиотиков в год, по сравнению с 4700 тоннами (10,3 миллиона фунтов) для свиней и 1700 тоннами (3,7 миллиона фунтов) для крупного рогатого скота. Исследование, проведенное в 1981 году Советом по сельскохозяйственной науке и технологиям, подсчитало, что запрет их использования в кормах для животных может обойтись американским потребителям до 3,5 миллиардов долларов в год (что эквивалентно 11,73 миллиардам долларов в 2023 году) в виде роста цен на продукты питания. [230] Похожая история была в Великобритании, где к 1963 году 44 процента производимых антибиотиков потреблялось животными. [231]
К середине 1950-х годов в Соединенных Штатах появились сообщения о том, что молоко не сворачивается для производства 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 пенициллина в молоке по всему миру. Люди, страдающие аллергией на пенициллин, теперь могли получить реакцию, употребляя молоко. [232] В 1960 году в Великобритании был создан комитет под председательством лорда Нетерторпа для расследования использования антибиотиков в кормах для животных. В 1962 году комитет рекомендовал смягчить ограничения на использование антибиотиков у животных. Он утверждал, что преимущества были существенными и что даже если бактерии станут устойчивыми, вскоре будут разработаны новые антибиотики, и не было никаких доказательств того, что устойчивость бактерий у животных влияет на здоровье человека. [233] [234]
Выводы комитета Нетерторпа были подорваны новыми исследованиями еще до их публикации, и комитет был отозван для повторного рассмотрения вопроса в 1965 году. Новые исследования показали, что бактерии не только способны наследовать гены устойчивости к антибиотикам, но и могут передавать их друг другу. [235] В 1967 году мультирезистентный штамм E. coli убил пятнадцать детей в Великобритании. Использование антибиотиков у животных в нетерапевтических целях было запрещено там в 1971 году. Вскоре последовали и многие другие европейские страны. [236]
Когда Швеция вступила в Европейский союз (ЕС) в 1995 году, там в течение десяти лет действовал полный запрет на антибиотики-стимуляторы роста (AGP). Он был бы заменен более мягкими правилами ЕС, если бы Швеция не смогла предоставить научные доказательства в пользу запрета. Двое шведских ученых, Андерс Франклин и Кристина Греко, и двое датских ученых, Франк Аареструп и Хенрик Вегенер , начали борьбу. Казалось, шансы были не на их стороне, но это совпало со вспышкой губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота (ГЭКРС) в Великобритании , что привело к интенсивному политическому давлению. В декабре 1996 года Постоянный комитет Европейского парламента по здравоохранению и социальному обеспечению проголосовал за запрет использования AGP. ЕС пошел дальше и рекомендовал широкие ограничения на использование антибиотиков. [237] [238]