Mirakelmiddelet penicillin
Den første behandlet pasienten døde, men i sivilisasjonens lange historie har ikke noe legemiddel medført en så drastisk endring i sykdomsbehandlingen som penicillin. Vidunderstoffet stammer fra muggsopp, og i begynnelse tok det måneder å lage bare en teskje.
Da penicillin i 1944 endelig kunne produseres industrielt ble det straks kalt et «eventyr» og et «mirakelmiddel» i både norske og utenlandske aviser. Det var faktisk behov for de største overskriftene når borgerne skulle informeres om dette nye vidunderstoffet som stammet fra muggsopp.
Penicillinpreparater endret med ett en rekke vanlige og farlige sykdommer til kun å bli noen irriterende lidelser som kunne behandles med en enkelt penicillinkur. Pasienter med adgang til en kur ble befridd for den ellers vanlige dødsangsten som lurte ved infeksjonssykdommer som f.eks. lungebetennelse, barselfeber, difteri og bakteriell hjernehinnebetennelse. Det er derfor lett å forstå begeistringen i helsestellet og hos den norske pressen da penicillin på nærmest magisk vis helbredet pasienter som året før hadde havnet i graven.
Men hvordan kom man fram til masseproduksjonen av penicillin i 1944? Den historien følger her.
Oppdagelsen av bakteriene på slutten av 1800-tallet avfødte en veritabel jakt på bakteriedrepende kjemiske substanser. Karbolsyre, som Joseph Lister i 1867 innførte til desinfeksjon på operasjonssalene, var et kjent middel på linje med f.eks. eter, klorkalk, jod og kvikksølvforbindelser. Det var bare den haken ved dem at de var giftige å innta. I 1910 vekket den tyske legen Paul Ehrlich (1854-1915) stor oppsikt ved å lansere det første antibakterielle legemidlet Salvarsan til innvortes bruk. Stoffet var en kjemisk modifikasjon av en giftig arsenikkforbindelse og ble også kalt for nr. 606 fordi det var det sjette stoffet i den sjette gruppen av kjemiske substanser som Ehrlich hadde prøvd mot bakterielle infeksjoner.
Med andre ord hadde det vært en nokså lang prosess å komme til dette legemidlet. Men det virket med stor suksess mot syfilis selv om det hadde en del bivirkninger. Så vitenskapen hadde fått et stoff som virket mot noen få sykdommer, men den sto fremdeles med en uforløst drøm om å nedkjempe bakterielle folkesykdommer med et enkelt legemiddel.
Denne drømmen begynte så smått å bli til virkelighet da legen Alexander Fleming (1881-1955) i 1928 kom på sporet av penicillin. Fleming var bakteriolog og var involvert i utviklingen av vaksiner på St. Marys Hospital i London. Under 1. Verdenskrig hadde han arbeidet på et militærsykehus i Boulogne i Frankrike hvor han så bakterienes herjinger når skudd- og operasjonssår ble betente, røde og hevde og deretter ganske ofte utviklet seg til livsfarlige blodforgiftninger.
På sykehusets laboratorium undersøkte Fleming de anvendte desinfeksjonsmidlene og konkluderte at flere av væskene var skadelige fordi de ødela de hvite blodlegemene som skulle beskytte såret mot bakterier. Etter krigen, nærmere bestemt i 1921, gjorde Fleming den tilfeldige, men bemerkelsesverdige oppdagelse at nesesekret var bakteriedrepende når det ble dryppet på bakteriekulturer. Etter å ha gjort den forbausende oppdagelsen med et tilfelle gikk han systematisk til verks og fant at tårer, spytt, sekret fra hoste, blod og flere andre kroppsvæsker hadde lignende virkninger. Da han var sikker i saken sin navnga han stoffet «lysozym» og publiserte oppdagelsen som imidlertid ikke ble møtt med særlig stor interesse.
Igjen i 1928 nærmest falt Fleming over enda et betydningsfullt fenomen da han, etter en sommerferie, kom over en etterlatt beholder med en bakteriekultur hvor en muggsopp hadde drept en del av bakteriekulturen. Muggsoppen skilte tilsynelatende ut en væske som kunne drepe bakteriene i nærheten. Det var interessant. Han tok nå en prøve av muggsoppen og lot den gro på et næringssubstrat, hvor den ble til en grønn filtagtig masse. Herfra samlet opp han soppens utskilte saft og begynte å eksperimentere. Saften dryppet han på forskjellige sykdomsfremkallende bakterier og det viste seg at flere ble dreptl. Virkningen besto selv om Fleming fortynnet væsken opp mot 800 ganger.
Muggsaften skulle raskt vise seg å være det sterkeste antibakterielle stoffet man kjente. Stoffet gjorde ikke dyr syke når Fleming f.eks. injiserte stoffet i blodbanen på en kanin eller i bukhulen på en mus. En kollega som var soppeforsker identifiserte soppen som tilhørende Penicillium notatum-familien. Fleming gjorde enkelte pasientforsøk og helbredet blant annet en øyenbetennelse med saften fra penicilliumsoppen.
Utfordringen for Fleming var å isolere den aktive substansen. Han satte to yngre leger til å forsøke å isolere stoffet – uten hell. Fleming gikk ikke videre med den kjemiske siden av arbeidet. I 1929 skrev han en tidsskriftsartikkel om eksperimentene sine, men igjen var det svært smått med interesse i fenomenet, og noen år senere opphørte han med å forske i penicillin.
Vi skal 10 år lengre frem til slutten av 1930-tallet, hvor en gruppe vitenskapsmenn i Oxford ble interessert i forsøkene med penicilliumsoppen. Gruppen studerte i første omgang cellers biokjemi, men da de så penicillinets potensielle muligheter i pasientbehandlingen fikk det raskt hovedrollen. Akkurat som Fleming hadde de vansker med å utvinne den aktive substansen fra muggsoppen, som ble dyrket i lange rekker av leirkrukker i laboratoriet. Men i 1940 klarte laget, ledet av legen Howard Walter Florey (1898-1968) og kjemikeren Ernst B. Chain (1906-1979), å utkrystallisere en brunlig penicillinholdig og ytterst potent substans. Fortynnet en million ganger kunne stoffet fremdeles hemme bakterievekst og var ikke giftig for forsøksdyrene mus, rotter og katter.
I mars 1940 fulgte så et dyreforsøk som siden er blitt legendarisk. Her brukte de femti mus som alle fikk sprøytet livsfarlige streptokokkbakterier i blodbanen. 24 timer senere var alle ubehandlede mus døde mens 24 av 25 behandlede mus levde i beste velgående.
Nå manglet bare de første pasientforsøkene, og det var en utfordring, fordi mennesker er 3000 ganger større enn mus og derfor krevde 3000 ganger så mye stoff. Laboratoriet ble nå omdannet til en mindre penicillinfabrikk og det tok måneder å produsere en strøken teskje av det brunlige stoffet. Et år senere hadde de produsert stoff til behandling av en pasient. Det ble en politibetjent, hans kropp var infisert med den samme bakterien, Streptococcus pyogenes, som hadde tatt livet av de ubehandlede musene. Penicillinet drepte infeksjonen og etter fem dager var politimannen feberfri. Ironisk nok gikk de tom for penicillin og betjenten døde. Florey reiste nå til USA for å få løst de store produksjonsvanskelighetene og han fikk den amerikanske staten og mer enn ti farmasøytisk bedrifter til å engasjere seg i en masseproduksjon. Tre år senere, på D-dagen, var produksjonen så høy at alle allierte soldater kunne behandles med det nye vidunderstoffet.
I boken The Story of Penicillin (1945) kalte den amerikanske journalisten John D. Ratcliff (1903-1973) Flemings oppdagelse for en «vitenskapelig kuriositet», uten entreprenøren Howard Florey og en amerikansk farmasøytisk industri ville det ikke blitt til en av historiens aller største medisinske landevinninger. Penicillinets historie er et godt eksempel på at moderne forskning ofte er lagarbeid, ikke et enkeltsmannprosjekt. Flemings gode iakttagelsesevne og hans store nysgjerrighet var avgjørende for at han gjorde den epokegjørende oppdagelsen i stedet for bare å kassere den forurensede bakteriekulturen. Fleming, Florey og Chain fikk også i fellesskap Nobelprisen i 1945.
Linker om penicillin: Penicillin sensitive children | Danger of Penicillin Injection | Penicillin Side Effects | Myter om antibiotika | Farlige superbakterier
Spørsmål og svar om penicilliets utvikling
Da mugg ble til livgivende medisin
Det var litt av en tilfeldighet at forskningen fant fram til penicillin. Men ikke desto mindre er det en oppdagelse som siden har reddet millioner av menneskeliv.
Oxford-betjenten Albert Alexander var på mange måter en uheldig mann. Etter å ha skåret seg i munnen på en rosentorn fikk han en infeksjon av både stafylokokker og streptokokker. Han fikk høy feber og måtte fjerne øye sitt på sykehuset i Oxford.
Albert Alexander var døende uten at legene i praksis kunne gjøre noe. Men på samme tid var forskere på universitetet i Oxford på utkikk etter den første forsøkspersonen man kunne prøve det nye mirakelmiddelet penicillin på. Det hadde hittil bare vært prøvd på mus.
Albert Alexander ble valgt ut og 12. februar 1941 fikk han den første dosen. Umiddelbart sank feberen, infeksjonen var på tilbaketog, og Alexander fikk appetitten tilbake. Dessverre for Alexander hadde forskerne på det tidspunktet bare penicillin nok til å behandle ham i fem dager og han døde 15. mars samme år.
Hadde Albert Alexander blitt syk bare noen år senere hadde han sannsynligvis overlevd sykdommen sin for det tok ikke mange år før penicillins fulle potensial ble forløst gjennom masseproduksjon.
Hvis vi tar menneskehetens historie er det ikke noen medisinsk behandling som har vært så epokegjørende, enestående og fantastisk. I avisene ble det brukt ordene «eventyr» og «mirakel». Det er fullstendig berettiget. En rekke folkesykdommer med høy dødelighet på 10, 20 og 30 prosent som f.eks. ungebetennelse og barselfeber kunne plutselig behandles, slik at folk overlevde. Opp til 1900-tallet var epidemiene menneskehetens største trussel. Infeksjonssykdommer kunne inntil da ramme et helt land eller område og skape død og ødeleggelse i alle aldersklasser.
Men oppdagelsen av penicillin ble i sin tid også kalt for en kuriositet. Hvorfor?
En amerikansk journalist skrev det slik litt provoserende fordi mannen bak oppdagelsen, Alexander Fleming så å si ikke fikk den utenfor døren. Fleming endte med å beskrive oppdagelsen i en vitenskapelig artikkel. Først 10 år senere gjorde forskere fra universitetet i Oxford, med Howard Florey og Ernest Chain i spissen, den brukbar til behandling av mennesker.
Hvorfor lyktes det ikke for Fleming?
Fleming var litt av den gamle skolen. Han var bakteriolog og hadde laboratoriet sitt. Her fant han ut at det var et spennende stoff i sekretet fra muggsoppen, og så satte han noen av sine vitenskapelige assistenter som var yngre leger til å isolere det. Men det lyktes ikke og så ebbet det ut. Fleming gjorde ikke mer med det, nok fordi han ikke var en entreprenørtype som de to forskerne i Oxford.»
Så det kuriøse består i at Fleming ikke fikk gjort oppdagelsen kjent?
Ja, det forble hos ham basisforskning og ikke noe som forløste det medisinske potensialet.
Hvorfor ble det slik?
Fleming blir beskrevet som en litt beskjeden mann som ikke gjorde mye ut av seg selv. Han har kanskje hatt visjonen, men han har ikke vært typen som gikk ut og solgte idéene sine, som man jo kan si at moderne naturvitenskapsmenn i høy grad er nødt til å gjøre i dag. Det gjorde ikke Fleming, selv om han kanskje visste at det var et potensial. Han forsøkte ikke å reise penger og engasjere omverdenen.»
Men det er jo fantastisk å stå med en oppdagelse som kanskje kan redde millioner av menneskeliv, og så skjer det ikke noe?
Ja, det er mystisk. Om årsaken var uhell eller noe psykologisk, skal man ikke si. Men han valgte noen yngre leger til å forsøke å isolere stoffet. Der skulle han kanskje i stedet ha valgt noen profesjonelle kjemikere. Han hadde nok ikke tilstrekkelig drive og var ikke visjonær nok.»
Senere tok han jo revansje?
Ja, han kom raskt på banen igjen og ble ambassadør for prosjektet da han oppdaget at Oxford-forskerne hadde suksess. Fleming var svært imøtekommende overfor pressen og reiste rundt i verden og holdt foredrag. Det var Oxford-forskerne kanskje litt misfornøyde med. Han skulle jo heller ikke ta hele æren? Man kan føle at det var litt konkurranse om hvem som hadde æren for oppdagelsen.
Utover at det var en kuriositet, så var det også litt tilfeldig at Fleming fant denne livgivende muggsaften?
Det er jo det som gjør historien så fantastisk. Han lot noen vekstplater med bakterier stå i sitt lille laboratorium og da han kom hjem fra ferie var det i mellomtiden falt en muggsopp gjennom vinduet og ned på vekstplaten. Han kunne se at bakterier i nærheten av muggsoppen var døde. Det skjønte han øyeblikkelig, han dyrket muggsoppen og fant ut at den drepte en rekke bakterier. Gjennom dyreforsøk fant han også ut at den ikke er farlig for dyr. Han utførte helt korrekte forsøk og gikk nesten hele veien. Men det var en tilfeldighet at han oppdaget potensialet.
Det at penicillin ikke er farlig for dyr er jo det essensielle i denne oppdagelsen?
Ja, man hadde innen bakteriologien i mange år lett etter et bakteriedrepende stoff. Man fant en rekke stoffer som kunne drepe bakterier på huden – f.eks. jod. Men de var alle sammen giftige å spise. Den tyske legen Paul Ehrlich lanserte i 1910 stoffet Salvarsan som kunne behandle syfilis – men det var bare for èn sykdom. Først på 1920-tallet forløste man med penicillin den drømmen som oppsto med bakteriologien 50 år tidligere.
Den konklusjonen nærmet Fleming seg tross alt?
Han hadde en legestudent som hadde øyenbetennelse. Han dryppet muggsaften i øynene på ham og behandlet sykdommen, men det var jo ikke noe som man kunne sprøyte inn i blodbanen. Det etterfølgende arbeidet ble aldri til annet enn en karakteristikk av stoffet. Han sto med det biologiske materialet, men han kunne ikke isolere den aktive substansen.
Det kunne de i Oxford?
Det var et enormt arbeid. Det neste store skrittet ble å lage tilstrekkelig aktivt stoff til det første forsøket. Her skal også amerikanerne ha en stor del av æren for det var de som fikk penicillin inn i industriell produksjon.
Penicillins suksess skal altså ikke bare skrives til Fleming?
«Nei, det er ikke èn manns verk. Fleming oppdaget muggsoppens naturlige helbredende egenskaper. Senere var det et større forskerteam som i Oxford målrettet isolerte substansen over en årrekke. Det er klassisk «one man-forskning» kombinert med innsatsen fra et moderne forskerteam som gjorde at vi fikk penicillin.
Og det som begynte som en kuriositet, endte med å redde massevis av menneskeliv?
Og gjør det den dag i dag. Vi bruker fortsatt penicillin i Norge som livreddende behandling.»