カビ胞子とペニシリンの発見：医学の革命

概要

本記事では、感染症の治療を革命化した微生物防御システムであるペニシリンの発見について探究します。アレクサンダー・フレミングが感染症原因菌の特性を調べていた際に抗菌化合物ペニシリンを偶然発見した経緯や、ペニシリンが細胞壁の合成を妨げることで多くの種類の細菌を破壊する方法、ペニシリンの有効成分を分離し大量生産する方法が研究者によって見出された後、商業的に利用可能になったことなどを検討します。しかし、抗生物質耐性の問題や、抗生物質の過剰処方を避けることの重要性、そしてペニシリンアレルギーの問題や、実際にはペニシリンアレルギーではない多くの人々についても検討します。

カビ胞子とペニシリンの発見

1928年、アレクサンダー・フレミングの研究室にカビ胞子の群れがペトリ皿に漂着しました。休暇から戻ったフレミングは、ペトリ皿にカビのコロニーが生えており、その周りには完全に細菌がいないゾーンがあることに気付きました。フレミングは、カビが細菌を殺す何らかの化合物を分泌していることに気づきました。カビはペニシリウム属の一種であったため、フレミングはこの抗菌化合物をペニシリンと名付けました。彼が偶然発見したものは、ペニシリウムカビが、その資源を消費する近くの細菌コロニーなどから自身を守るために、常にペニシリンを生成している微生物防御システムであることが判明しました。

ペニシリンが細菌を破壊する方法

ペニシリンは、細胞壁の合成を妨げることで多くの種類の細菌を破壊します。細胞壁は、厚い保護メッシュ状の糖分子とアミノ酸から構成され、常に分解され再構築されています。ペニシリンは、このメッシュを編み上げる化合物の1つに結合し、壁が再構築される重要な段階で妨害します。一方、ペニシリンは高反応分子の放出を促進し、さらなるダメージを引き起こします。最終的に、細胞の構造が完全に崩壊します。この二つの攻撃は、ペトリ皿、私たちの体、あるいは他の場所で広範囲の細菌に対して致命的です。私たち自身の細胞には細胞壁がないため、ペニシリンは有害ではありません。

ペニシリンの商業的利用

フレミングの発見から10年程度は、ペニシリンは研究室の好奇心の対象にとどまりました。しかし、第二次世界大戦中、研究者たちは有効成分を分離し、大量生産する方法を見出しました。そして、彼らはその功績によってノーベル賞を受賞しました。オックスフォード大学のチームや、アメリカのいくつかの製薬会社も、ペニシリンの開発を続け、数年のうちにペニシリンは商業的に利用可能になりました。ペニシリンや類似の化合物は、感染症の治療を急速に変革し、医療において最も重要な命を救う抗生物質の一部として今も使用されています。