पेन्सिलिन: संयोगवश भएको एउटा महान आविष्कार !

पेन्सिलिनको आविष्कार आधुनिक चिकित्सा विज्ञानको इतिहासमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण घटनामध्ये एक हो। यसले लाखौं मानिसको जीवन बचाउन मद्दत गरेको छ। पेन्सिलिन एक प्रकारको एन्टिबायोटिक हो, जसले जीवाणु संक्रमणको उपचार गर्न मद्दत गर्छ। यसको आविष्कार सन् १९२८ मा सर अलेक्जेन्डर फ्लेमिङले गरेका थिए।

रमाइलो कुरा के छ भने पेन्सिलिनको आविष्कार त्यही औषधीको खोज वा अनुसन्धानको क्रममा भएको थिएन । यो जीवनदायिनी ‌औषधीको आविष्कार त संयोगवश भएको थियो ।

पेन्सिलिनको पृष्ठभूमि

पेन्सिलिन आविष्कार हुनु अघि, जीवाणुको संक्रमणले धेरै मानिसको मृत्यु हुन्थ्यो। सामान्य चोटपटक, संक्रमण, तथा शल्यक्रियाका क्रममा हुने घाउहरुमा पनि जटिलता पैदा भएर त्यो मृत्युको कारण बन्न सक्थ्यो। त्यस समय एन्टिसेप्टिक (रोगाणुरोधी) औषधिहरूको प्रयोग गरिन्थ्यो, तर यी औषधिहरू घाउ चोटपटकहरुमा हुने संक्रमणलाई रोक्नका लागि पर्याप्त प्रभावकारी थिएनन्। सामान्य घाउ पनि संक्रमणाका कारण सड्ने घाउमा परिणत भई शरीरभरि विष फैलाएर समयभन्दा अघि नै मृत्यु गराउन सक्थ्यो। त्यसैले संसारभरि नै संक्रमणका विरुद्ध प्रभावकारी औषधीको खोज तथा अनुसन्धानहरु भइरहेका थिए ।

आविष्कारको सुरुवात

सन् १९२८ को सेप्टेम्बरमा । लण्डनको सेन्ट मेरी अस्पतालमा कार्यरत रहँदा  अलेक्जेन्डर फ्लेमिङले पेन्सिलिनको आविष्कार गरेका थिए ।

फ्लेमिङ आफ्नो प्रयोगशालामा स्टाफिलोकोकस (Staphylococcus aureus) नामक ब्याक्टेरियामाथि अध्ययन गरिरहेका थिए। उनको त्यो अध्ययन एन्टिबायोटिक खोज्ने प्रयासस्वरुप भएको थिएनन्।  उक्त अध्ययनका बीच एक दिन उनी आफ्ना कामहरु अधुरै छाडेर छुट्टीमा गए । त्यसक्रममा उनले पेट्री डिशहरू (ब्याक्टेरिया हुर्काउन प्रयोग गरिने भाँडो) सफा नगरी छाडेका थिए।

जसरी भए पनि, फ्लेमिङले ती ब्याक्टेरिया भएका प्लेटहरू राखे र बिदामा गए। जब उनी फर्किए, उनले आफ्नो एउटा ब्याक्टेरियाको प्लेट ढुसीले ढाकिएको देखे । त्यो देखेर शुरुमा फ्लेमिङ निराश भए। सामान्यतया, यस्तो अवस्थामा प्लेट फालिदिने र पुनः काम सुरु गर्ने गरिन्छ । तर फ्लेमिङले त्यसलाई ध्यानपूर्वक हेरे र  तीनछक्क परे । उनको मुखमा हठात निस्कियो–  "यो त अचम्म भयो !"

अचम्मको कुरा त के भएको थियो भने पेट्री डिशमा लागेको  त्यस ढुसीले ब्याक्टेरियाको वृद्धि रोकिदिएको थियो।

उक्त ढुसी Penicillium notatum थियो। फ्लेमिङले ढुसी परेको प्लेटलाई उत्सुकतापूर्वक अवलोकन गर्दा के फेला परे भने प्लेटको बाँकी भागमा ब्याक्टेरिया व्यापक रुपमा फैलिएको थियो तर ढुसी भएको ठाउँको वरिपरिका क्षेत्रहरुमा भने ब्याक्टेरिया हुर्किन सकेका थिएनन्। यस्तो देखिन्थ्यो, मानौं ढुसीले कुनै यस्तो पदार्थ उत्पादन गरिरहेको थियो जसले ब्याक्टेरियालाई नष्ट गरिरहेको थियो। राम्रो वैज्ञानिकको रूपमा, उनले यो अद्भुत प्रभाव पैदा गर्ने ढुसी Penicillium को संस्कृति गर्न थाले र आफ्नो प्रयोग दोहोर्याए।

https://i.ytimg.com

उक्त ढुसी Penicillium notatum थियो। फ्लेमिङले ढुसी परेको प्लेटलाई उत्सुकतापूर्वक अवलोकन गर्दा के फेला परे भने प्लेटको बाँकी भागमा ब्याक्टेरिया व्यापक रुपमा फैलिएको थियो तर ढुसी भएको ठाउँको वरिपरिका क्षेत्रहरुमा भने ब्याक्टेरिया हुर्किन सकेका थिएनन्।

फ्लेमिङले उक्त ढुसीबाट निकालिएको पदार्थलाई, जसलाई उनले ‘मोल्ड जुस’ भनेका थिए, एन्टिब्याक्टेरियलको रूपमा प्रयोग गर्न सके। यस सक्रिय यौगिकलाई ‘पेन्सिलिन’ नाम दिइयो।

भनिन्छ, फ्लेमिङले काम गर्दा झ्याल खुला राख्ने गर्थे । त्यही कारण माथिल्लो तल्लाको प्रयोगशालाबाट आएको ढुसीको स्पोर उडेर उनको प्लेटमा बसेको थियो। कतिपयको भनाइमा चाहिँ झ्यालबाट नभई खुला ढोकाबाट स्पोर आएको हुनसक्छ। भनिन्छ, फ्लेमिङले जहिले पनि आफ्नो ढोका खुला राख्ने नीति अपनाएका थिए, चाहे उनी कत्तिसुकै खतरनाक ब्याक्टेरियासँग काम गरिरहेका हुन्।

फ्लेमिङको प्रारम्भिक परीक्षण

फ्लेमिङले ढुसीबाट निस्कने तरल पदार्थलाई अलग गरे र यसको नाम ‘पेन्सिलिन’ राखे। उनले पटक पटक परीक्षण गरी के पाए भने  उक्त पदार्थ ब्याक्टेरियालाई नष्ट गर्न सक्षम छ ।  उनको त्यो खोज प्रारम्भिक चरणमा थियो । त्यसबेलाको प्रविधिका आधारमा त्यसलाई तत्कालै ठूलो परिमाणमा उत्पादन गर्न र व्यावहारिक रूपमा प्रयोग गर्न सम्भव थिएन। पेन्सिलिनलाई एन्टिबायोटिकको रूपमा प्रयोग गर्न पनि कठिनाइहरू थिए। यो अस्थिर अणु थियो र फ्लेमिङले तयार गरेको ‘मोल्ड जुस’ बाट यसलाई अलग गर्न गाह्रो थियो। उनी रसायनशास्त्री थिएनन् र जैविक यौगिकहरूको शुद्धिकरणमा कम अनुभव राख्थे।

हावर्ड फ्लोरे र अर्नेस्ट चेनको योगदान

दोस्रो विश्वयुद्ध चलिरहेको समयमा, ब्याक्टेरियाका कारण हुने रोगहरूको उपचार गर्न सक्ने औषधि विकास गर्नु प्राथमिकता बन्यो। सन् १९३९ मा, हावर्ड फ्लोरी, अर्न्स्ट चेन, एडवर्ड अब्राहम, नर्मन हिट्ली र अन्यले अक्सफोर्डको प्रयोगशालामा गम्भीर रूपमा काम गर्दै एउटा वैज्ञानिक जिज्ञासालाई औषधिमा रूपान्तरण गर्ने प्रयास गरे।

केही महिनाभित्रै, उक्त टोलीले अनुसन्धानबाट के फेला पारे भने ब्याक्टेरियाले संक्रमित मुसाहरूलाई पेन्सिलिनले उपचार गर्दा उनीहरू बाँच्न सक्थे, जबकि उपचार नगरेका मुसाहरू मर्थे।

उनीहरूको प्रयोगशाला पेन्सिलिनको उत्पादन गर्ने सानो कारखाना जस्तै बन्यो। त्यहाँ छजना महिलाहरूको टोलीले ठूलो मात्रामा ब्याक्टेरिया हुर्काउने काम गरिरहेका थिए, जसलाई ‘पेन्सिलिन गर्ल्स’ भनिन्थ्यो।

केही महिनाभित्रै, उक्त टोलीले अनुसन्धानबाट के फेला पारे भने ब्याक्टेरियाले संक्रमित मुसाहरूलाई पेन्सिलिनले उपचार गर्दा उनीहरू बाँच्न सक्थे, जबकि उपचार नगरेका मुसाहरू मर्थे।

छिट्टै, पेन्सिलिन विश्वभरका अस्पतालहरू र युद्धभूमिमा प्रयोग गरिन थाल्यो।

सन् १९४५ मा, फ्लेमिङ, फ्लोरी, र चेनलाई संयुक्त रूपमा फिजियोलोजी र चिकित्सा क्षेत्रको नोबेल पुरस्कार प्रदान गरियो। यो विषयमा केही विवाद पनि रह्यो । खासगरी, एकाथरिको मत फ्लेमिङ उक्त पुरस्कारको हिस्सेदा बन्न योग्य छैन भन्ने थियो । उनीहरुको विचारमा पेन्सिलिनको प्रभावकारिताको खोज र व्यवसायिक उत्पादन अक्सफोर्ड टोलीका अन्य सदस्यहरूको योगदानको मूल्यमा सम्भव भएको थियो।

हुन पनि फ्लेमिङले पेन्सिलिनको सम्भावना देखे पनि यसलाई औद्योगिक उत्पादनमा रूपान्तरण गर्न सकिरहेका थिएनन्। सन् १९३९ मा, अक्सफोर्ड विश्वविद्यालयका हावर्ड फ्लोरे, अर्नेस्ट चेन, र नोर्मन हिट्लीले फ्लेमिङको अनुसन्धानलाई अघि बढाएपछि मात्रै यसको व्यवसायिक उत्पादन सम्भव भएको थियो ।उनीहरूको गहन खोज र अनुसन्धानकै कारण पेन्सिलिनलाई शुद्ध बनाउन, यसको संरचना अध्ययन गर्न, र ठूलो परिमाणमा उत्पादन गर्न नयाँ प्रविधि विकास हुन सम्भव भएको थियो। सन् १९४१ मा, उनीहरूले नै पहिलो पटक मानिसमा पेन्सिलिनको सफल प्रयोग गरेका थिए ।

दोस्रो विश्वयुद्ध र पेन्सिलिनको उत्पादन

संक्रमणका विरुद्ध पेन्सिलन निक्कै प्रभावकारी औषधी साबित भयो । अझ दोस्रो विश्वयुद्धको समयमा युद्धमा घाइते भएका सैनिकहरूमा हुने संक्रमण, घाउ, र रोगको उपचारका लागि  पेन्सिलिनलाई ठूलो मात्रामा उत्पादन गर्ने आवश्यकता भयो।  अमेरिकाले सरकारी स्तरमै ठूलो परिमाणमा उत्पादन गर्न पहल गर्‍यो ।

फर्मेन्टेसन (fermentation) विधिको प्रयोग गरी व्यापक रुपमा पेन्सिलिन उत्पादन गर्न  थालियो । यसले पेन्सिलिनलाई सस्तो, प्रभावकारी, र ठूलो परिमाणमा उत्पादन गर्न सम्भव बनायो।

पेन्सिलिनले औषधि क्षेत्रमै क्रान्ति ल्यायो। यसले युद्धमा घाइते भएका सैनिकहरुमा संक्रमण हुन नदिएर व्यापक रुपमा जनक्षति हुनबाट बचायो नै, यो औषधि   निमोनिया, गोनोरिया, सिफिलिस, र अन्य धेरै घातक रोगहरूको उपचार सम्भव बनायो। यसको आविष्कारले लाखौं मानिसको जीवन बचायो। फलत: सन् १९४५ सम्ममा, पेन्सिलिनलाई "चमत्कारी औषधि" मानिन थालियो ।

एन्टिबायोटिक प्रतिरोध

पेन्सिलिनको अत्यधिक र अनियन्त्रित प्रयोगले केही ब्याक्टेरिया यसप्रति प्रतिरोधी बने। यसले अन्य एन्टिबायोटिकहरूको विकासको आवश्यकता बढायो।

एलेक्जेन्डर फ्लेमिङले नै एन्टिबायोटिक प्रतिरोधको खतरालाई पहिले नै देखेका थिए। आफ्नो नोबेल पुरस्कार भाषणका क्रममा उनले श्रोताहरूलाई भनेका थिए, ‘यस्तो समय आउन सक्छ जब मानिसले पेन्सिलिन पसलहरुमा सजिलै किन्न सक्नेछ। त्यसपछि, अज्ञानी व्यक्तिले सजिलै कम मात्रा सेवन गर्न सक्छ, जसले गर्दा उसले आफ्ना सूक्ष्मजीवहरूलाई औषधिको गैरघातक मात्रासँग सामना गराई तिनीहरूलाई प्रतिरोधी बनाइदिन सक्छ।’

आधुनिक समयको महत्त्व

बीसौँ शताब्दीको सुरुवातमा, वैज्ञानिकहरूले केही ब्याक्टेरियल संक्रमणहरूको उपचार गर्न सक्ने यौगिकहरू संश्लेषण गर्न केही सफलता प्राप्त गरे। तर, १९१० मा सुरू गरिएको साल्भार्सन (एक आर्सेनिक यौगिक) सिफिलिसको उपचारमा प्रभावकारी भए पनि, यसलाई नाइट्रोजनको संरक्षणमा राख्नुपर्ने र यसका नकारात्मक साइड इफेक्टहरू थिए।

एन्टिबायोटिकहरूको स्वर्ण युग वास्तवमा १९२८ मा सुरु भयो, जब ब्याक्टेरियालाई मार्न सक्ने पहिलो प्राकृतिक रासायनिक पदार्थ, पेन्सिलिन, पत्ता लाग्यो। सम्भवतः चिकित्सा इतिहासकै सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण खोज, यो एक प्रकारको दुर्घटना र असफलताको मिश्रणबाट भएको थियो।

आज पनि पेन्सिलिन एन्टिबायोटिकको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यसले आधारभूत स्वास्थ्य सेवामा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेलिरहेको छ।

Main Image: https://cdn.britannica.com