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11 ペニシリンの偶然の発見

 一九二八年に、ロンドンのセント・メリー病院医学校のアレグザンダー・フレミング教授(一八八〜一九五五)は、ある病気の病原菌について実験をした。
 実験のために彼はペトリ皿とよばれる平たい円形の皿の中に細菌を育て、コロニー(集落)をつくらせた。
 ペトリ皿は直径が十センチくらいのガラス皿で、ぴっちりはまるふたがあり、科学者はこの中に細菌の食料になる物質――「培養基」とよぱれる――を入れて、それに細菌を植えつけ、繁殖させる。
 培養基はあたたかい液状のうちにペトリ皿の中へつぎ入れるが、冷えると固まってゼリー状になる。
 フレミングはふつうの細菌培養法を使った。はれものから細菌をとって培養するときには、まずプラチナの針金でつくった輪を炎に入れて熱し、それについている「迷いこんだ」細菌をのこらず殺してしまう。
 つぎにその針金ではれものの中のうみにさわり、すぐその針金を培養器の表面におしつけて、ジグザグ模様に引っかく。
 これでうみの細菌の一部が培養基にうつる。
 細菌は培養基の上でグングンふえ、何千、何万という培養菌をつくりだす。

 1 培養基にまぎれこむカピ top

 科学者は注意の上にも注意をして、ペトリ皿のふたをきちっとしめておかなければならない(もちろん、培養基をしらべたいときは別だが)
 多種多様の細菌がたえず空中にただよっているから、ふたをとったときそれが培養基の上へおちるかもしれない。
 そうなれば、まぎれこんだ雑菌はぐんぐん繁殖し、研究のため特別に準備した培養基をだいなしにしてしまうだろう。
 しかしゼリーに厳重にふたをしておかなければならない理由がもう一つある。
 それはペニシリンの発見に重要な関係がある。
 カビをみたことのない人はまずいないだろう。たとえば古くなったパン、チーズ、ジャム、皮革などによくはえる。
 カビはごく小さな植物で、おそろしくたくさんの種類がある。
 ごくふつうにみられるのは青緑色のアオカビで、ペニシリウムとよばれる種族に属する。
 このカビは顕微鏡で見るとなかなかきれいで、ブラシの柄のような短い太い軸をもち、それからたくさんの細い枝がブラシの毛のようにはえている。
 ブラシをラテン語でペニキルスというが、このカビの種族名ベニシリウムはそれからきている。
 畑や庭にはえているふつうの植物とちがって、カビには花も咲かなければ実もならない。
 だがカビが成熟すると、一部の枝の端に丸いこぶができてくる。
 このこぶはやがてはじけ、中から粉のようなものが出る。
 この粉は胞子(ほうし)とよばれ、大変に軽いので、空気の流れにのって散らばり、遠くへ運ばれる。
 胞子がカビの食物になるものの上におちると、温度や湿気が適当なら、成長して新しい植物になる。
 カビにとって好適な食物の一つが、いろいろな細菌を育てる培養基として使われる肉スープのゼリーだ。
 だから科学者は用心の上にも用心して、培養基にきっちりふたをしておかなければならない。
 しかしいくら用心しても、ペトリ皿の中のゼリーにカビがはえるのは、大変よくあることだ。
 空気中にただよっているたくさんの胞子から、少数がゼリーの上にまぎれこむのを防ぐのは、本当にむずかしいことなのだ。

 2 フレミング、カビの抗菌性を発見 top

 ある日、フレミング教授ができもののうみからとった細菌について実験していたとき、おどろくべき発見をした。@
 ゼリーにカビがつき、細菌が皿いっぱいに繁殖するかわりに、カビのまわりに、何もない空間ができていたのだ。
 前にはよく育った細菌のコロニーだったものか、今は彼自身の言葉を使えば「以前の自分自身の淡い影」にかわってしまっていた。A
 フレミングは、そのカビが特別な物質をつくりだし、それがまわりにしみ広がって細菌の成長を阻止しだのではないかと推理した。
 彼はほんとにそうなのかどうか、つきとめようと決意した。
 彼はそれ以前、どんなカビでもまわりにそんな何もない空間ができたのを見たことがなかったので、それが稀なカビなのかどうか、つきとめなければならなかった。
 しらべた結果、それがぺニシリウムという大変大きな種族に属する、稀な変種だということがわかった。
 フレミングは偶然におこったその出来事を、今度は計画的に実現させた。
 まずはじめに、手にはいったペニシリウムのこの稀な変種を栽培した。
 そのため、そのカビがとりついたペトリ皿から、胞子を少しとって、肉スープのゼリーを入れた別の皿に移した。
 ここでカビはぐんぐん繁殖し、実験に必要な量のカビが用意できた。


実験室のフレミング。右下に発見時の培養皿を示す。
こまかい白点は菌のコロニーだが、大きい白斑つまり
カビのまわりには、菌のコロニーが存在しない。

 3 ペニシリンの性質を追求 top

 彼の次の仕事は、そのカビがいろいろな種類の細菌に対してどんな効果を及ぼすかをつきとめることだった。
 彼はある病気の細菌を肉スープのゼリーにのせ、カビの胞子を加えるという簡単な方法を用いた。
 カビがはえた場所のまわりに何もない空間ができれば、カビがその病原菌に対して積極的に作用しているのがわかる。
 多くの種類の細菌について実験を繰返すことにより、彼はある細菌はカビに攻撃されるが、ある細菌は何の作用も受けないことを見い出した。
 カビはこういう効果を示す物質を含んでいるか、または作りだすのにちがいないと彼は考えた。
 もしもこの物質をカビから抽出できれば、それを使ってたぶん動物のからだの中で病原菌の成長を阻止することができるだろうと彼は思案した。
 そこで彼はそれをやりとげよう、つまり科学者の言葉でいえば、その物質をカビから「単離」しようと、一生懸命努力した。
 フレミングはそのカビをゼリーでなく液体の肉スープの中で育ててから、こしてスープだけ分けた。
 次にそのスープを数滴、培養した細菌のコロニーに加えた。
 スープはカビそのものと同じように細菌に作用した。
 それで彼はカビが生産する活動物質は肉スープの液にとけることを知った。
 これは大変な発見だった。なぜなら彼は細菌の繁殖を妨げる液体を手に入れたのだから。
 そういう液を今では抗生物質とよんでいる(英語ではアンチビオチックで、これはアンチ(対抗する)とビオス(生物)の二語からきている)
 この特別な溶液を彼はペニシリン溶液と名づけた。
 ペニシリンという名を選んだのは、カビのペニシリウムからこの物質がとれたからで、植物からとれるくすりには「イン」で終わる名をつけるのか慣例である。
 フレミング教授はペニシリンを含む溶液を使って多くの実験を行なった。
 これが人間の血流中に注射しても危険がないことを発見してからは、いっそう張り切って研究をすすめた。
 たとえば、いろいろな皮膚の伝染病に対してためし、その効果は効能のある薬品を入れた膏薬よりもまさっていることを発見した。B
 これらの実験がやれるように、フレミングははじめ手に入れたカビを生きたまま保存し、使うたびごとにそれから必要な分量を繁殖させた。
 これがまことに賢い、有益なやり方だったことは、後の説明からわかるだろう。

 4 フローリーら、ペニシリンの単離に成功 top

 その次の課題は、溶液からペニシリンを分離することだった。不幸なことに、フレミングはこれに成功しなかった。
 ペニシリンは特殊な物質で、これに対して何か処理を加えるとすぐに別のものにかわってしまう。
 この性質がじゃまをして、ペニシリンの研究は長いあいだなかなか進まなかった。C
 けれども一九三八年になって、オクスフォード大学の(ワード・W・フローリー教授(一八九八〜一九六八)がペニシリン溶液を慎重に研究することにした。
 一九三九年に第二次世界大戦がぼっ発したとき、彼はすでにこの研究をはじめていたが、そうなると病原菌の成長を阻止するような物質を急いで研究することがさしせまって必要になった。
 戦場では傷口に細菌が感染して死亡する率がいつも高かったからである。
 フローリーは助手たち(とくにエルンスト・ポリス・チェーン、一九〇六生)とともに、肉スープからわずかのペニシリンを分離することに成功し、一九四一年の六月にそれを入院中の六人の患者にためした。
 この治療は大変うまくいったが、不幸なことにそのうちの二人は、用意したペニシリンを使いきったあと死亡した。
 これを大量に製造するため、緊急に、大きな努力を払わなければならないことが、明白になった。
 その年の終わりごろフローリーはアメリカへ行き、ここで多くの科学者が協力してペニシリンを単離する方法を追求した。 アメリカの製薬業者が自分の研究所をこれらの科学者に使わせたので、仕事は大いにはかどった。
 数年にわたる活発な集中的な研究のおかげで、ペニシリンをかなり大量に分離する方法が発見され、まもなく広く利用されるようになった。D
 ペニシリンはジフテリア、肺炎、敗血症、咽喉カタルなどの病気や、瘍(よう)や疔(ちょう)などの悪性の腫物(はれもの)、重いけがなどをした人々の血流に注射するとすばらしいききめを表わす。
 とくに外科医は手術のとき感染や化膿(かのう)を防ぐため患者にあたえる。
 ペニシリンがこのような効果を示すのは、多くの種類の細菌の成長をとめ、広がったり繁殖したりするのを防ぐからだ。

 5 幸運を生んだ三つの要素 top

 フレミングによるペニシリンの偶然の発見は、サー・ヘンリー・テールにより分析された。
 彼は、ペトリ皿のふたをはずしたすきに細菌の培養基にカビの胞子がおち、カビに育つことは、ちっともめずらしいことではないと指摘する。ただしこの場合は三つの特別な事情があった。第一に、ゼリーの上におちた胞子はペニシリウム・ノタツムとよばれるカビの胞子だった。
 ペニシリウムとよばれるカビには何百という種類があって、それぞれ互いに少しずつちがっている。
 しかしペニシリンを生産するのはただ一つの種類だけである。
 もしもペニシリウムのほかの種類のカビか、それとも何千種とあるほかの族のカビのどれか一つの胞子が、フレミングの使っていた培養基におちたのだったら、何の発見も生まれなかっただろう。
 だが、まれな偶然によって、ペニシリンを生産するただ一種類のカビの胞子が、直径十センチのペトリ皿の中に、たまたまふたがしてないわずかの機会をぬすんでまぎれこんだのだった。(原注)

 (原注) これは一九四八年にテールかのべたことだが、今となっては多少修正しなければならない。
 それ以後の研究により、ペニシリンを生産するごく縁の近いカビがほかにもいくつかあることがわかっている。

 第二の幸運な事情は、フレミングが実験のため培養していた細菌が、ペニシリンの作用を受けるようなものだったことだ。――ペニシリンはどんな種類の細菌にも作用するわけではない。
 第三は、研究していた人がアレグザンダー・フレミング教授だったことだ。
 カビがはえれば、その細菌の培養は失敗で、カビのはえた培養基はまず例外なく捨てられてしまう。
 たまたま「異常なものをゆだんなく見つけだす、医学的博物学者の目をもった」フレミング教授だったからこそ、カビのはえた場所のまわりに、できものの細菌が存在しない空間が、後光のようにとりまいているのを見たのだった。E
 彼がこの百万に一つのチャンスをとらえ、追求したおかげで、後にペニシリンの使用により何万、何十万の生命か救われることになったのだった。

 出典
  @ A・フレミング『ペニシリンの偶然の発見』(『アメリカ医学会雑誌』(1944)第二一六巻所収)。
    A・フレミング『ペニシリンの抗菌作用その他について』(『イギリス実験病理学雑誌』(1929)第10巻所収)。
  ABC A・フレミング『ペニシリンの発見』(『イギリス医学会報』(1944)第二巻所収)。
  D R・D・コグヒル『ペニシリン――科学のシンデレラ』(『化学・工学ニュース』(1944)第22巻所収)。
  E サー・ヘンリー・テール『偶然と機会主義』(『イギリス医学雑誌』(1948)所収)。

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