مقال
تاريخ أزرق الميثيلين: من صبغة إلى دواء وأداة بحثية
وصل أزرق الميثيلين إلى مريض قبل أن يصل إلى صيدلية.
يتضمن تقرير عام 1891 لبول غوتّمان وبول إرليخ عن استخدام الصبغة في الملاريا مخططين لدرجة الحرارة. يمتد الثاني من 13 July إلى 5 August، مع تدوين العلاج على الهامش يومًا بيوم. وتقرأ المدخلات في 18 و19 July: "1 × 0,05 Methylenblau". وتسجّل الأيام التالية خمس وسبع جرعات من الكمية نفسها، وبحلول 22 July تظهر في السجل أيضًا كمية صغيرة من الكينين. خط الحمى، الذي يتأرجح بين 37 °C و39.5 °C خلال النصف الأول من المخطط، يستوي بعد ظهور الصبغة ويبقى بين نحو 36 °C و37.5 °C طوال الأسابيع الثلاثة المتبقية.
كان المريض واحدًا من اثنين، وُصفا في الورقة بأنهما خادم منزلي وبحّار. وكان المركّب الذي تلقياه صبغة نسيج تجارية منذ خمسة عشر عامًا، ويُعد الرجلان من أوائل الأشخاص المسجَّل علاجهم بدواء اصطناعي بالكامل موجَّه إلى كائن محدد.
جاءت الصبغة أولًا
ابتكر ويليام هنري بيركن أول صبغة اصطناعية ناجحة تجاريًا عام 1856. كان بيركن في الثامنة عشرة، يعمل في مختبر منزلي خلال عطلة عيد الفصح ويحاول تصنيع الكينين. لكنه حصل بدلًا من ذلك على راسب أسود، فأذابه ووجد لونًا يثبت ببريق على الحرير. حصل على براءة اختراعه في August 1856، وبحلول نهاية 1857 كان لديه مصنع يورّد الصبغة إلى منشأة لصباغة الحرير في لندن.
في 1875 صنّع أدولف فون باير صبغة حمراء وسمّاها إيوسين، نسبةً إلى Eos، الكلمة اليونانية للفجر. وفي 1876 طوّر هاينريش كارو، وكان آنذاك مدير المختبر في Badische Anilin- und Soda-Fabrik، أزرق الميثيلين مع باير بوصفه صبغة قائمة على الأنيلين للقطن. ولم تُحسم بنيته الكيميائية إلا بعد نحو تسع سنوات.
ولا يزال ذلك الأصل ظاهرًا في تسمية المادة. "أزرق الميثيلين" اسم تجاري مأخوذ من دليل الصبغات، وليس وصفًا كيميائيًا. والمركّب الذي يشير إليه هو كلوريد الميثيلثيونيوم، وتصبح الفروق بين الاسم والملح وهيدراته مهمة بمجرد أن يزن أحد المادة أو يقرأ مواصفاتها.
كان التلوين هو الجسر
مرّ الطريق من مصانع الصباغة إلى المستشفى عبر المجهر، وبدأ قبل وجود أزرق الميثيلين. كان فيلهلم إرب أول من طبّق صبغة اصطناعية على الدم، مستخدمًا حمض البيكريك عام 1865، ولاحظ نمطًا شبكيًا داخل بعض خلايا الدم الحمراء.
قارنت أطروحة الدكتوراه لبول إرليخ عام 1878 بين التلوين النسيجي وصباغة المنسوجات، وذهبت إلى أن كليهما تفاعلات كيميائية. وأثناء عمله تحت إشراف روبرت كوخ على عصية السل، صنّف أصباغ الأنيلين إلى فئات حمضية وقاعدية، وأثبت أن كل فئة تلوّن أجزاء مختلفة من الخلية. وفي 1880 مزج النوعين معًا: محلولًا مشبعًا من أزرق الميثيلين صُبّ في الفوشين الحمضي حتى أصبح السائل الفوقاني صافيًا. والنتيجة، التي سماها neutralen Farbkörper أو الصبغة المتعادلة، أنتجت ثلاثة ألوان بدلًا من لون واحد، وكشفت حبيبات في الخلايا متعددة النوى لم تكن مرئية من قبل، وأتاحت أول عدّ تفريقي للكريات البيضاء. ولأن تلك الحبيبات امتصت كلا مكوّني الخليط، صاغ إرليخ كلمة العدلات لوصف الخلايا التي تحملها.
بعد عامين استخدم كوخ أزرق الميثيلين للعثور على عصية السل، وفي 1883 حسّن إرليخ الطريقة. وفي 1886 نشر ملاحظة من نوع مختلف: حقن الصبغة في حيوانات حية وقارن مدى امتصاص كل عضو لها، وخلص إلى أن لها ألفة ملحوظة تجاه أنسجة الدماغ والأعصاب. وعزا تلك الألفة إلى دورة الأكسدة والاختزال للصبغة، التي كان قد لاحظها في العام السابق. وهذه الدورة هي أيضًا سبب فقدان محلول أزرق الميثيلين لونه عند استهلاك الأكسجين واستعادته عندما يعود الهواء. أما التجارب التي قاست للمرة الأولى عواقب تلك الدورة فتنتمي إلى عقد لاحق، والآلية نفسها موضوع منفصل عن التاريخ.
الطفيلي والنواة الأرجوانية
اكتشف ألفونس لافيران طفيلي الملاريا عام 1880 بفحص دم طازج غير ملوّن. أما رؤيته بصورة روتينية في لطاخة مجففة فكانت تتطلب صبغة، وكانت أصباغ ذلك الوقت لا تنتج سوى الأحمر والأزرق.
في 1888 استبدل اختصاصي علم الأمراض البولندي تشيسواف تشيتشينسكي الفوشين الحمضي بالإيوسين، منتجًا مزيجًا من أزرق الميثيلين والإيوسين. وكانت الحالة التي استندت إليها طريقته لجندي توفي بالملاريا في 30 September 1887. وفي أفلام الدم رأى تشيتشينسكي أشكالًا زرقاء شبيهة بالأقحوان، تُعرف الآن بأنها Plasmodium malariae، وأشكالًا منجلية، تُعرف الآن بأنها الخلايا المشيجية لـPlasmodium falciparum. وأنهت النتيجة تفسيرين متنافسين للمرض في آن واحد: نظرية الميازما، وادعاء إدوين كليبس وكورادو توماسي-كروديلي أن الملاريا تسببها بكتيريا.
كان الطفيلي مرئيًا. أما نواته فلم تكن كذلك، ما أبقى طبيعته موضع تساؤل. حل إرنست مالاخوفسكي، وهو طبيب في بريسلاو، هذه المشكلة أولًا بالمصادفة ثم عن قصد. لاحظ في 1889 تلوينًا تفريقيًا لنواة البلازموديوم في مستحضر، لكنه لم يستطع إعادة إنتاجه. لم يُجدِ تحميض أزرق الميثيلين نفعًا. أما جعله قلويًا بالبوراكس فأنتج التأثير في كل مرة. عرض التقنية علنًا في 15 June 1890 ونشرها في العام نفسه، ثم نشر طريقة أكثر تفصيلًا في August 1891.
نشر دميتري رومانوفسكي نسخته الخاصة في September 1891. وجاءت أفضل نتائجه من زجاجة مهملة ومتعفنة من محلول أزرق الميثيلين يزيد عمرها على شهرين. كانت طريقة مالاخوفسكي مقصودة، وبحسب وصفه، سهلة الاستنساخ؛ أما طريقة رومانوفسكي فكانت طريقًا مسدودًا نجح مرة واحدة. ومع ذلك، التصق الاسم برومانوفسكي، ويمثل الخلاف حول من أنتج اللون الأرجواني الذي جعل النواة مرئية قصة منفصلة لها وثائقها الخاصة.
الشكل: مخطط درجة الحرارة الثاني من تقرير غوتّمان وإرليخ لعام 1891. تغطي اللوحة العلوية الفترة من 13 إلى 24 July والسفلية من 25 July إلى 5 August؛ وتذكر مدخلات الهامش الجرعات المعطاة، وتبقى درجة الحرارة قريبة من الطبيعي طوال الأسابيع الثلاثة الأخيرة من السجل. أُعيد إنتاجه من التقرير كما مُسح ضوئيًا لصالح Krafts وHempelmann وSkórska-Stania، Parasitology Research* 111:1–6 (2012)، PMID 22411634.
تبيّن أن الإنضاج كان نزعًا لمجموعات الميثيل
لم يكن أيٌّ من المشاركين في تسعينيات القرن التاسع عشر يعرف ما الذي يفعله "الإنضاج" بأزرق الميثيلين. وجاءت الإجابة من الكيمياء الصناعية. كان هاينريش أوغست برنتسن قد صنّع المركّب الأم فينوثيازين عام 1883، وأثبت في 1885 أن أزرق الميثيلين ينتمي إلى تلك العائلة، وأظهر في الفترة نفسها أن الظروف القلوية تنزع مجموعات الميثيل من الصبغة، منتجة المركّبات التي تُسمى اليوم الأزورات.
استخلص برنارد نوخت الجزء النشط في 1898 و1899، ولم يتمكن إلا من تسميته Rot aus Methylenblau، أي الأحمر من أزرق الميثيلين. وحدده ميكايليس باعتباره azure I في 1901. وأدخل جينر الميثانول المطلق بوصفه مذيبًا لراسب الصبغة في 1899، ما ألغى الحاجة إلى تثبيت أفلام الدم بالحرارة؛ وجمع ليشمان ورويتر بين التقدمين؛ ونشر رايت طريقة مبسطة في 1902. وكانت مساهمة غيمزا، في 1902 أيضًا، هي التوقف عن الاعتماد على محلول أُنضج عشوائيًا واستخدام كميات مقاسة من أصباغ معروفة بدلًا منه. ثم رفض نشر كيفية صنعه لأزور الميثيلين النقي وباع الطريقة إلى مختبر Dr. Grübler، الذي سوّق المنتج باسم azure I وادعى أن نسخته وحدها هي صبغة غيمزا الأصلية.
أكملت حربان عالميتان المهمة بالمصادفة. فعندما تعذر الحصول على الأصباغ الألمانية، عمل Lillie وRoe وWilcox على البدائل الأمريكية ووجدوا أن أفضل تلوين ينتج من ثلاثة مكونات منفصلة: أزرق الميثيلين النقي، وناتج تحلله Azure B، والإيوسين. ولا تزال هذه الثلاثة المكونات الرئيسية للصبغة المستخدمة في تشخيص الملاريا اليوم، تحت اسم يجمع الآن مالاخوفسكي ورايت وغيمزا.
الشكل: أشكال حلقية لـPlasmodium falciparum* داخل خلايا الدم الحمراء البشرية، مصبوغة بطريقة من نوع رومانوفسكي. البنية الأرجوانية داخل الحلقة هي الكروماتين الذي أتاح أزرق الميثيلين المعالج بالبوراكس لدى مالاخوفسكي رؤيته للمرة الأولى. الصورة لإرنست هيمبلمان، وأُتيحت للملكية العامة.
اسم واحد، ومواد متعددة
خلّفت السنوات التي استغرقتها عملية فصل تلك المكونات مشكلة استمرت بعد حسم الكيمياء. رسم رالف ليلي الحد الفاصل في 1969 بين الأصباغ البيولوجية، "المصنَّعة وفق مواصفات صارمة تتناسب مع استخداماتها الدقيقة والمتطلبة"، والأصباغ غير البيولوجية المخصصة لتلوين المنسوجات، التي "تتطلب معايير تصنيع أقل صرامة وتشددًا". حمل كلا النوعين من المنتجات الاسم نفسه، ولم يكن الفرق بينهما يومًا مجرد فرق في الدرجة. فالمواصفة الموضوعة للقطن والمواصفة الموضوعة لكاشف تشخيصي غير قابلتين للتبادل، والمادة المصنّعة وفق مواصفة النسيج لم تكن مخصصة للابتلاع.
يُعد Azure B أوضح مثال على ذلك. فهو الشكل أحادي نزع الميثيل من أزرق الميثيلين، وله نشاط دوائي قابل للقياس خاص به، وظل موجودًا بوصفه مكوّنًا غير مضبوط في مستحضرات أزرق الميثيلين السريرية لأكثر من قرن قبل أن يفصل أحدهما عن الآخر. ووجدت إحدى المجموعات أن أنسجة بشرية أُخذت عند التشريح بعد إعطاء أزرق الميثيلين احتوت على 5 إلى 14 per cent من أزرق الميثيلين دون تغيير و86 إلى 95 per cent من Azure B. أما ما إذا كان ينبغي لمستحضر معين أن يحتوي على Azure B، وما الحد المقبول لذلك، فهو سؤال يتعلق بالمواصفات، وتتناول الأبحاث حول Azure B بوصفه شوائب ومستقلبًا هذا الموضوع من هناك.
وفي المواصفات أيضًا تكمن النتيجة العملية. الامتثال لـUSP هو الطريق إلى أعلى درجة نقاء يقدمها السوق، لأنه معيار اختبار منشور متكامل وليس قياسًا منفردًا. فهو يغطي الهوية، والمقايسة، والشوائب العضوية بما فيها أصباغ الأزور، والمذيبات المتبقية، والشوائب العنصرية، والمتبقي بعد الإشعال، والحدود الميكروبية، والذيفانات الداخلية البكتيرية. والشهادة التي تعرض نتيجة للمعادن الثقيلة وتصفها بأنها امتثال لـUSP لا تكون قد أبلغت إلا عن بند واحد من تلك القائمة.
تحصل Blupreme على أزرق الميثيلين من مُصنّع دوائي وتنشر شهادة التحليل كاملة، مع اختبار كامل مواصفات USP بدلًا من المعادن الثقيلة وحدها. ويوضح دليل قراءة شهادة التحليل وما الذي يثبته تصنيف USP وما الذي لا يثبته كيفية مطابقة الوثيقة مع الادعاء.
ما الذي يجيزه التاريخ، وما الذي لا يجيزه
السلسلة التاريخية حقيقية، وهي أطول مما توحي به معظم صفحات المنتجات. استُخدم أزرق الميثيلين لعلاج الملاريا في 1891، وأُبلغ عن استخدامه كمهدئ في الذهان المصحوب بالهياج في 1899، ويمتد خط مشتقاته الجانبية عبر الكيناكرين والكلوروكين والبروميثازين والكلوربرومازين. ووصفت ورقة إرليخ لعام 1890 مع آرثر ليبمان تخفيفًا للألم العصبي والروماتيزمي، ثم ناقشت اختبار الصبغة في المرض العقلي وقررت عدم القيام بذلك.
لا يثبت شيء من ذلك استخدامًا حديثًا. كانت نتيجة الملاريا في 1891 قائمة على مريضين ومخطط لدرجة الحرارة. الألفة الطويلة مع جزيء سبب لدراسته، وليست نتيجة بحد ذاتها. ويجيب تاريخ المركّب بوصفه دواءً والتجارب الحديثة في الملاريا عن أسئلة مختلفة عن تلك التي كان إرليخ يطرحها، ويجب قراءة نقاط النهاية وفق شروطها الخاصة.
ثمة تفصيل واحد في السجل ينتمي إلى الحاضر أكثر مما ينتمي إلى الماضي. عندما أجرى الباحثون تجارب لأزرق الميثيلين في الملاريا في بوركينا فاسو خلال 2000s، وجدوا أنفسهم يتنافسون للحصول على مادة بدرجة دوائية، وأفادوا بأن سعر المادة الخام ارتفع بنحو مئة ضعف بمجرد حصولها على اعتماد GMP. كان من الممكن استبدال صبغة. ولم يكن من الممكن استبدال دواء. والتمييز الذي رسمه ليلي في 1969 هو نفسه الذي يحدد ما تحتويه الزجاجة اليوم.