A tudományos témájú ismeretterjesztő cikkek jó része kezdődik azzal, hogy „már az ókori görögök is” Ez sok esetben érthető, na de az antibiotikumok felfedezésével és hatásával foglalkozó írásnál! Pedig ez esetben sincs másképp. Bizony az ókori gyógyítók Fleming tudománytörténeti felismerését majd kétezer évvel megelőzően is jó helyen kapizsgáltak. Az akkori ismeretektől a koronavírus járványig vezet a történet.
Antibiotikumon köznapi értelemben olyan anyagot értünk, amely elpusztítja a sok esetben súlyos, sőt akár halálos betegséget okozó baktériumokat. E gyógyszerek még a mostani koronavírus járványban is előkerülnek, mert sok esetben a kórházban fekvő betegek kezelésénél a vírus okozta bajokat felülfertőző, azokhoz járuló baktériumos gyulladások enyhítésénél vetik be őket. Gyakran hiába, a COVID-19 áldozatainak jelentős része például másodlagos bakteriális fertőzésben hal meg, méghozzá úgy, hogy az orvosok nem bírnak a gyógyszernek ellenálló baktériumokkal.
A baktériumok, ezek a néhány mikrométeres (a méter milliomodrészét jelentő) sejtes szervezetek ugyanis mindenütt ott vannak körülöttünk és a legyengült szervezetet azonnal megtámadják. Na de baktériumokról csak 1674 óta tudunk, amikor Anton van Leeuwenhoek először pillantotta meg őket saját készítésű, kétszázszoros nagyításra képes mikroszkópján. Ezen a néven pedig, ami kis pálcát jelent alakjuk után, 1828 óta hívjuk őket, „keresztapjuk” Christian Gottfried Ehrenberg német biológus javaslatára. Azt pedig, hogy valamilyen kapcsolatban vannak bizonyos fertőzésekkel, a XIX. század második felében a francia mikrobiológusnak, Louis Pasteurnak köszönhetjük.
Azt, hogy a mára becenevet is kapott lényeket, vagyis a bacikat, penészgombából nyert kivonattal, a Fleming által valamikor a múlt században regénybe illően felfedezett penicillinnel gyógyíthatjuk, szinte minden, a hajdani biológia órákat nem végigszunnyadó felnőtt tudja. Ennél sokkal többre az átlagember persze nem emlékszik. Ehhez képest szinte hihetetlen, hogy már az ókori Egyiptomban és az antik görögöknél penésszel, és különböző növényi részekkel és ezek levével kezeltek fertőzéses sebeket, gyulladásokat. Hiába, az emberiség kultúrtörténetében sok az olyan felismerés, mely egyszer már a hétköznapok része volt, de később elfeledték és csak jóval később, más ismeretek megszerzésével kombinálva épült be az egyetemes tudás épületébe.
Ez történt a mikrobaölő szerekkel is. Már Pasteur és a másik legendás mikrobavadász, a német Robert Koch a hetvenes években észrevette, hogy valamiféle másik baktérium gátolja a lépfene bacillusának szaporodását. Az ilyen hatást a francia gombakutató Paul Vuillemin nevezte el antibiózisnak. A XIX. század végének laboratóriumi megfigyelései egyre szaporodtak, Egy olasz kutatóorvos, Bartolomeo Gosio 1893-ban mikofenolsavat izolált és kristályosított egy Penicillium penészgombából, majd megfigyelte, hogy az általa előállított anyag gátolja a lépfenebacilus növekedését. A felfedezésről szóló olasz nyelvű tudományos közleményei 1893-ban és 1896-ban jelentek meg, de a világ nem figyelt fel rájuk, a kirakós nem állt még össze.
Őt követte Ernest Duchesne, a jószemű francia katonaorvos, aki konkrétan felfedezte egyes gombafajok baktériumölő képességét, sőt doktori értekezését is erről írta. Észrevette, hogy a katonai kórházban az arab lovászfiúk a nyergeket sötét és nedves helyen tartják, hogy azok megpenészedjenek. Lám, hová vezet a kíváncsiság! Amikor ugyanis rákérdezett az oktalannak tűnő szokásra, megtudta, hogy így gyorsabban gyógyulnak a nyereg által kidörzsölt sebek. Duchesne szagot fogott. Beteg tengerimalacokba fecskendezte a penészgombák kivonatát és láss csodát, a kísérleti rágcsálók gyorsan felépültek. A tudós „rárepült a témára” és 1897-re készen is lett a penészgombák terápiás hasznosításáról írt doktori értekezése, melyet azonban a Pasteur Intézet később elutasított. Kutatásait a nagyhatalmú francia orvosi akadémia, az Académie de Médecine csak szerencsésebb utódja, Fleming Nobel-Díja után öt évvel ismerte el. Kár, hogy ezt ő már nem érte meg.
A legismertebb antibiotikumot, a penicillint Alexander Fleming brit orvoskutató az azóta már ezerszer citált legendás körülmények között 1928-ban fedezte fel. Előtt azonban már jó nyomon volt, mivel a londoni St. Mary kórház oltóanyag laboratóriumában, a tífusz elleni vakcina kidolgozása révén híressé vált Almroth Wright munkatársaként a különböző testnedvek baktériumoldó hatását kutatta. Már itt is a véletlen segítette. Rátüsszentett egy bacitenyészetre s az orrváladék a baktériumtelepet feloldotta. Elsősorban könnyel kísérletezett s az ebben lévő mikrobaoldó enzimet lizozimnek nevezte el. S mivel nem volt elég könny, a munkatársak citrommal csiholtak ki még többet saját szemükből.
Világhírű felfedezésére hat év múlva került sor. Szeptemberben három hetes szabadságáról visszatérve észrevette, hogy az asztalán felejtett Petri-csészében lévő gennykeltő bacik tenyészetén egy ritka gomba, a Penicillium notatum telepe emelkedett, s körülötte nagy körben kipusztultak a baktériumok. Kiderült, hogy a korábban hűvös, penészedésnek kedvező napok után melegebbé vált az idő, ami amúgy ideális körülményeket teremthetett volna a baktériumok szaporodásának. Azt is megtudta, hogy a gombaspórák egy emelettel lejjebb lévő laboratóriumból jöhettek, ahol allergiakutató kollégája vizsgált ritka gombákat.
Fleming kivonta a gombatenyészetből szivárgó hatóanyagot, jellemezte biológiai hatásait, és azt találta, hogy alkalmas lehet gyógyszernek, végül a gomba nevéről penicillinnek nevezte el. Amikor tovább tanulmányozta az anyagot, kiderült, hogy több más, súlyos betegséget okozó baktériumot is kinyír. S bár megállapította, hogy az anyagnak állatokra nincs mérgező hatása, s nem zavarja a fehérvérsejtek működését sem, ráadásul 1930-32 között sikeresen kezelt külsőleg olyan betegeket, akiknek az arcán bakteriális eredetű gyulladások voltak, végül 1929-ben közölte írásban eredményeit és megfigyeléseit, ezek mégsem találtak komoly visszhangra. Flemingnek és munkatársainak ugyanis nem sikerült a penicillint tisztán előállítani, gyógyszerként való alkalmazásához pedig az kellett volna, hogy kémiai módszerekkel lehessen gyártani. Felfedezései így tíz évre a feledés homályába merültek.
Egy évtized múltán Oxfordban egy ausztrál és egy német származású kutató, H. W. Florey és E. B. Chain baktériumölő hatású anyagokat keresve bukkantak Fleming közleményeire. És lám, ekkora már megvolt a technika, sikerült az anyagot tisztán és akkora mennyiségben előállítani, hogy megállapíthatták kémiai szerkezetét. Ezután létrehozták az embereken való kipróbálást végző kutatócsoportot és 1941-ben sikerült olyan betegeket meggyógyítaniuk, akiket más szerekkel addig nem sikerült.
Egy év múlva az ilyen anyagok névadására is sor került, Selman Waksman amerikai mikrobiológusnak köszönhetően 1942 óta nevezzük ezeket a – sokszor nem is gombák, hanem baktériumok által más baktériumok ellen termelt – szereket antibiotikumoknak.
Az oxfordi kísérletek nyomán elkezdődhetett volna a penicillin nagybani gyártása, de a hadban álló Nagy-Britanniában nem volt ehhez elegendő pénz, így az egyre nagyobb hírnevet kapó anyagot az USA-ban kezdték gyártani. Amerika 1941-es hadba szállása után egyre nagyobb igény mutatkozott a penicillin tömegtermelésére, melyre végül három nagy gyógyszergyár közös vállalkozásában került sor. A briteknél két év múlva indult be a termelés és Florey az észak afrikai fronton próbálta ki a hatását a sebesülteken. A D-day során így már a partraszállás minden katonája számára elegendő penicillin állt rendelkezésre.
Fleming végül elkerülte Duchesne balsorsát, a háború utáni első éremosztáskor 64 évesen Florey-vel és Chain-nal megosztva megkapta a tudományos kutatás Szent Grálját, elnyerte az 1945-ös orvosi Nobel-Díjat.
Ezzel megkezdődött az antibiotikumok fénykora: a következő évtizedekben sok különféle antibiotikumot fedeztek fel, legtöbbjük természetes anyagokon alapul. Ma az antibiotikumok számítanak a leggyakrabban felírt gyógyszereknek, világszerte 13 százalékos részesedést hasítanak a globális gyógyszerpiacból, bár az ismert 8000 antibiotikus hatású anyag közül csak mintegy nyolcvanat használnak gyógyszerként.
Az utóbbi években az antibiotikumokhoz sajnos legtöbbször a rezisztencia szó társul. E szerek túlzott és sokszor felesleges használata ugyanis egyre több, antibiotikumoknak ellenálló mutáns baktériumtörzs kifejlődéséhez vezetett. De nemcsak az emberek rossz gyógyszerhasználata okolható ezért. Az állattenyésztők részben gyógyszerként, részben táplálékkiegészítőként a jószágok növekedésének serkentésére mind több antibiotikumot kezdtek alkalmazni. Különösen az Egyesült Államokban vált ez a szokás általánossá, olyannyira, hogy 2015-ben az antibiotikumok 80 százalékát az állattenyésztésben használták fel és az alkalmazott szerek 70 százaléka humángyógyászatban használt antibiotikum volt. A rezisztens törzsek pedig állatról emberre nemcsak közvetlen érintkezés útján juthatnak át, de a nem megfelelően kezelt hús, vagy az állati ürülékkel szennyezett haszonnövények elfogyasztásával is. Az Európai Unió országaiban 2016-tól jogszabály tiltja az antibiotikumok hozamfokozásra való használatát, de sok helyen, ahol ezeket a szereket recept nélkül lehet kiváltani, a helyzet nagyon súlyos. India például az antibiotikum-rezisztencia kialakulásának és terjedésének egyik gócpontja.
A folyamat eredményeképp, melyre már Fleming is felfigyelt, a korábban jól gyógyítható kórok makacsul elkezdtek ellenállni a gyógyszereknek. Tizenöt éve például hárommillióan fertőződtek meg Európában olyan baktériumokkal, melyek ellen addig jók voltak a gyógyszerek. Félszázezren életüket is vesztették minden kezelés ellenére. Egyre több az olyan baktérium, mely többféle antibiotikumon is kifog, ezek a multirezisztens törzsek. Egy nevadai nőnek olyan fertőzés okozta a halálát, amely az Amerikai Egyesült Államokban elfogadott összes, 26-féle antibiotikummal szemben rezisztens volt. Az ilyen baktériumtörzseket egyenesen pánrezisztensnek nevezik, mivel jóformán az összes antibiotikummal szemben ellenállók. A WHO szerint évente több mint félmillió beteg írható rezisztens tuberkulózisos kórokozók számlájára. Ma világszerte 700 ezer ember hal meg évente antibiotikum-rezisztens fertőzések következtében, közülük több mint 30 ezer Európában. Ha nem történik változás, pesszimista becslések szerint ez a szám 2050-re 10 millióra emelkedhet, ami a világ vezető halálokai közé emelheti az antibiotikum-rezisztenciát. A legtöbb ilyen fertőzés kétharmada kórházakban éri a betegeket. Itt használják a legtöbb antibiotikumot, sok esetben legyengült immunrendszerű beteg között, ráadásul sokan tartózkodnak egy helyen, ami elősegíti a fertőzések terjedését. Sajnálatos módon ez a folyamat éppen akkor nő, amikor az új antibiotikumok fejlesztése lelassult, és a nagy gyógyszercégek sorra szállnak ki az antibiotikum-iparból. Ebbe a trendbe robbant bele a koronavírus. A Stanford Egyetem infektológusa attól tart, a jelenlegi járvány erősítheti a globális antibiotikum-rezisztenciát, hiszen például a sok kórházban használt azitromicin-szerű gyógyszereknek a baktériumok 30-40 százaléka már a járvány előtt ellenálló volt, a gyógyszer mostani túlzott használata ezt a helyzetet csak súlyosbíthatja.
Az antibiotikumok kutatásának legújabb fejezete érthető módon olyan típusok kifejlesztéséről szól, melyek letörhetik a szuperbaktériumokat. Egy idei hír például kanadai kutatók olyan eredményéről szólt, mely szerint egyes talajbaktériumok által termelt antibiotikumok teljesen más módon gátolják a mikrobák szaporodását. Nem az új baktériumsejtek falának felépülését akadályozzák meg, hanem épp ellenkezőleg, lehetetlenné teszik az osztódó mikroba sejtfalának lebomlását. Enélkül pedig a baktériumok nem képesek szaporodni, így terjedni sem, s ezek az új anyagok állítólag épp a gyógyszereknek ellenálló baktériumok által okozott fertőzéseknek állják útját. Remélhetőleg.