BM: Thuốc kháng sinh và các chất chống nhiễm trùng

Trong khi các nhà nghiên cứu y học hiện đại nhận được nhiều giải thưởng cho những phát minh về thuốc kháng sinh, người cổ đại từ lâu đã am tường về công dụng trị liệu của loại thuốc này.

Mặc dù nhiều người tin rằng penicillin là thuốc kháng sinh đầu tiên, nhưng họ đã sai lầm. Nhiều loại nấm mốc và chất chiết xuất từ thực vật đã được sử dụng làm “thuốc kháng sinh” cách đó vài nghìn năm trong suốt các thời kỳ lịch sử.

Người Ai Cập cổ đại đã bôi bánh mì mốc lên các vết thương bị nhiễm trùng. Các cuộc kiểm tra bộ xương từ người Nubia Sudan cổ đại có niên đại từ năm 350 sau Công nguyên cho thấy dấu vết của tetracycline. Những người này chắc chắn đã sử dụng thực phẩm có tetracycline trong chế độ ăn uống vì tetracycline sẽ được hấp thụ vào xương sau khi ăn vào. Bia ủ được cho là thức uống chứa tetracycline lúc bấy giờ. Điều tương tự cũng được tìm thấy khi kiểm tra các bộ xương từ thời La Mã, tuy nhiên không đề cập đến bia.

Kháng sinh Tetracycline vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, nhưng được tránh dùng cho trẻ nhỏ vì có thể làm hỏng răng vĩnh viễn và lắng đọng vào xương. Tetracycline lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1948. Các xạ khuẩn streptomyces thuộc ngành Actinobacteria đã sản xuất ra loại kháng sinh này. Tuy nhiên nguồn gốc lịch sử của tetracyclin vẫn còn là một bí ẩn.

Từ thời cổ đại, mật ong từ lâu đã được biết đến với đặc tính kháng khuẩn và được sử dụng phổ biến trong y học và chăm sóc vết thương. Các đặc tính kháng khuẩn của mật ong liên quan đến quá trình sản xuất hydrogen peroxide của enzym. Một số loại mật ong không tạo ra hydrogen peroxide nhưng vẫn có tác dụng kháng khuẩn do hàm lượng đường cao và độ pH thấp. Cả hai yếu tố này đều cản trở sự phát triển của vi khuẩn.

Đông y đã sử dụng các chất kháng khuẩn trong hàng thiên niên kỷ. Artemisinin (qinghaosu) là một loại thuốc trị sốt rét hiệu quả, có nguồn gốc từ chi artemisia được sử dụng trong Đông y để điều trị bệnh sốt rét trong hàng nghìn năm.

Pyocyanase, một hỗn hợp “kháng sinh” thu được từ trực khuẩn mủ xanh, có lẽ là “kháng sinh” đầu tiên được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm trùng ở người. Vào những năm 1890, Tiến sĩ Rudolf Emmerich và Oscar Löw đã phát hiện ra rằng chất dịch màu xanh lá cây được phân lập từ băng vết thương của bệnh nhân đã ức chế sự phát triển của các vi khuẩn khác. Họ đã sử dụng hỗn hợp thuốc này để dán lên các vết thương nhiễm trùng và đạt được hiệu quả phần nào.

Cho đến đầu thế kỷ 20, nhiễm trùng là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn thế giới. Các bệnh nhiễm trùng như viêm phổi, cúm, và bệnh lao đã cướp đi sinh mạng của rất nhiều người.

Năm 1904, người ta đã sử dụng muối thủy ngân vô cơ để điều trị bệnh giang mai. Phương pháp điều trị này có các tác dụng phụ nghiêm trọng giống như các triệu chứng của bệnh giang mai, chẳng hạn: phát ban, rối loạn tâm thần, mất trí nhớ và suy nhược. Phương pháp điều trị này cũng không mang lại hiệu quả cao.

Năm 1907, một bác sĩ người Đức, Tiến sĩ Paul Ehrlich đã phát hiện ra một chất hóa học với tên gọi là arsphenamine. Arsphenamine được sử dụng thành công trong điều trị bệnh giang mai. Tiến sĩ Ehrlich không gọi đây là thuốc kháng sinh mà là hóa trị, phương pháp sử dụng chất hóa học như một liệu pháp.

Tiến sĩ Erlich muốn tìm ra phương pháp điều trị đặc hiệu cho từng bệnh nhiễm trùng cụ thể. Ông đã thử nghiệm trên một dẫn xuất từ một loại thuốc có độc tính cao Atoxyl. Và sau 600 lần thử nghiệm, ông cũng tìm ra một phương pháp điều trị hiệu quả chống lại bệnh giang mai. Đó là neosalvarsan, một dạng hòa tan hơn và ít độc tính hơn.

Neosalvarsan cũng là loại thuốc được kê đơn nhiều nhất cho đến khi penicillin ra đời.

Tiến sĩ Selman Waksman, một người Nga di cư sang Mỹ, đã trở nên nổi danh với thuật ngữ kháng sinh khoảng 30 năm sau đó. Ông đã phát hiện ra khoảng 15 loại kháng sinh, bao gồm streptomycin là phương pháp điều trị bệnh lao hiệu quả đầu tiên. Trước lúc đó, rất nhiều người đã tử vong vì dịch lao. Với phát hiện này, ông đã được trao giải thưởng Nobel vào năm 1952.

Vì thế mà chúng ta đã có phần hơi sai lầm khi vinh danh Tiến sĩ người Anh, Alexander Fleming là người đầu tiên tìm ra kháng sinh.

Tiến sĩ Fleming, một nhà khoa học không được ngăn nắp cho lắm, đã nhận thấy phòng thí nghiệm của mình hoàn toàn lộn xộn sau khi trở về từ một chuyến nghỉ dưỡng ở Scotland. Trước lúc đi, ông có một vài đĩa petri chứa các khuẩn lạc tụ cầu vàng. Ông đã kiểm tra lại đám vi khuẩn này dưới kính hiển vi và thấy rằng nấm mốc penicillium đã nhiễm vào các đĩa petri. Đồng thời ông cũng rất ngạc nhiên khi thấy rằng không có bằng chứng về bất kỳ loại tụ cầu nào ở tất cả những nơi có nấm mốc penicillium.

Ông đủ tinh tế để nhận ra tầm quan trọng của hiện tượng này và đã viết một bức thư về ngày hôm đó. Ngày 28/09/1928 là ngày ông phát hiện ra thứ mà ông gọi là loại thuốc kháng sinh đầu tiên. Mặc dù ông đã ngừng nghiên cứu penicillin vào năm 1935, nhưng hai nhà khoa học khác, Tiến sĩ Howard Florey và Tiến sĩ Ernst Chain đã tiếp tục công việc của ông vào năm 1929. Tiến sĩ Florey và Ernst Chain đã phải mất 14 năm nghiên cứu để phân lập và giúp sản xuất hàng loạt penicillin nguyên chất.

Đến năm 1945, cả ba đã cùng nhận giải thưởng Nobel cho những cống hiến của họ.

Vào tháng 03/1942, Anne Miller 33 tuổi ở Connecticut là người dân thường đầu tiên được điều trị thành công bằng penicillin sau khi bị nhiễm trùng huyết đe dọa tính mạng do sảy thai. Bác sĩ của cô có mối quan hệ với một người đi đầu trong việc sản xuất hàng loạt thuốc kháng sinh penicillin. Anh ta đã lấy 5,5g penicilin từ công ty dược phẩm Merck ở New Jersey và gửi cho bác sĩ của cô ở Connecticut. Cô bắt đầu hồi phục trong vòng 24 giờ sau khi nhận được penicillin. Cuối cùng cô qua đời vào năm 1990 ở tuổi 90.

Một lưu ý thú vị là mặc dù Fleming không phải là người đầu tiên phát hiện ra lợi ích của nấm mốc penicillium, nhưng ông đã giúp phân lập loại penicillin tinh khiết hơn. Năm 1870, Sir John Scott Burdon Sanderson đã mô tả cách thức chất lỏng bao phủ quanh nấm mốc ngăn ngừa vi khuẩn phát triển. Một thời gian người ta cũng biết rằng những chàng trai chăn bò Ả Rập đã điều trị vết loét do yên xe bằng nấm mốc hình thành trên yên xe của họ.

Penicillin được sản xuất hàng loạt trong Đệ nhị Thế chiến đã cứu sống hàng nghìn người, đặc biệt là quân Đồng minh, những người có nhiều kháng sinh trong khi quân Đức thì không. Người Đức phải dựa vào các dẫn xuất sulfonamide kém hiệu quả hơn. Nhà vi sinh học Gerhard Domagk, người đang làm việc tại Bayer AG đã lần đầu tiên công nhận sulfonamide là chất kháng khuẩn vào những năm 1930. Ông đã sử dụng loại thuốc này để cứu con gái mình khỏi bị cắt cụt cánh tay do nhiễm trùng tụ cầu nghiêm trọng.

Ông nhận thấy rằng thuốc nhuộm sulfonamide và prontosil có thể tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả bằng cách chuyển thành dạng kháng khuẩn sulfanilamide. Năm 1938, sulfonamide đã được sử dụng để điều trị bệnh viêm phổi, và sau đó là nhiễm trùng bàng quang. Các dạng bào chế tiên tiến hơn của sulfonamide vẫn được sử dụng cho đến tận ngày nay. Sulfonamide là một loại thuốc kỳ diệu cho đến khi penicillin với khả năng điều trị tốt hơn và ít tác dụng phụ hơn ra đời.