მეთილენის ლურჯის ისტორია: საღებავიდან მედიცინასა და კვლევამდე

მეთილენის ლურჯი პაციენტამდე უფრო ადრე მივიდა, ვიდრე აფთიაქამდე.

პაულ გუტმანისა და პაულ ერლიხის 1891 წლის ანგარიშში, რომელიც მალარიის დროს საღებავის გამოყენებას ეხებოდა, ტემპერატურის ორი გრაფიკია. მეორე გრაფიკი 13 ივლისიდან 5 აგვისტომდე პერიოდს მოიცავს, ხოლო კიდეზე მკურნალობა დღიურადაა ჩაწერილი. 18 და 19 ივლისის ჩანაწერებში წერია „1 × 0,05 Methylenblau“. მომდევნო დღეებში იმავე რაოდენობის ხუთი და შვიდი დოზაა მითითებული, ხოლო 22 ივლისისთვის ჩანაწერს ქინინის მცირე რაოდენობაც ემატება. სიცხის ხაზი, რომელიც გრაფიკის პირველ ნახევარში 37 °C-სა და 39.5 °C-ს შორის მერყეობს, საღებავის გამოჩენის შემდეგ სწორდება და დარჩენილი სამი კვირის განმავლობაში დაახლოებით 36 °C-სა და 37.5 °C-ს შორის რჩება.

პაციენტი ერთ-ერთი იყო იმ ორიდან, რომლებიც ნაშრომში შინამოსამსახურედ და მეზღვაურად არიან აღწერილი. მათ მიერ მიღებული ნაერთი მანამდე თხუთმეტი წლის განმავლობაში კომერციული ტექსტილის საღებავი იყო, და ეს ორი მამაკაცი იმ პირველ ადამიანთა შორის არიან, რომელთა მკურნალობაც კონკრეტულ ორგანიზმზე მიმართული სრულად სინთეზური პრეპარატით დოკუმენტურადაა დაფიქსირებული.

ჯერ საღებავი გაჩნდა

პირველი კომერციულად წარმატებული სინთეზური საღებავი უილიამ ჰენრი პერკინმა 1856 წელს შექმნა. პერკინი თვრამეტი წლის იყო, აღდგომის არდადეგებზე სახლის ლაბორატორიაში მუშაობდა და ქინინის სინთეზირებას ცდილობდა. ამის ნაცვლად მან შავი ნარჩენი მიიღო, გახსნა და აღმოაჩინა ფერი, რომელიც აბრეშუმზე შესანიშნავად ფიქსირდებოდა. მან გამოგონება 1856 წლის აგვისტოში დააპატენტა, ხოლო 1857 წლის ბოლოს უკვე ჰქონდა ქარხანა, რომელიც ლონდონის აბრეშუმის საღებავ საწარმოს ამარაგებდა.

1875 წელს ადოლფ ფონ ბაიერმა წითელი საღებავი სინთეზირა და მას ეოზინი უწოდა, Eos-ის — განთიადის აღმნიშვნელი ბერძნული სიტყვის — მიხედვით. 1876 წელს ჰაინრიხ კარომ, რომელიც იმ დროს Badische Anilin- und Soda-Fabrik-ის ლაბორატორიის დირექტორი იყო, ბაიერთან ერთად მეთილენის ლურჯი შექმნა, როგორც ბამბისთვის განკუთვნილი ანილინზე დაფუძნებული საღებავი. მისი ქიმიური სტრუქტურა საბოლოოდ მხოლოდ დაახლოებით ცხრა წლის შემდეგ განისაზღვრა.

ეს წარმოშობა დღემდე ჩანს ნივთიერების სახელშიც. „მეთილენის ლურჯი“ საღებავების კატალოგიდან მომდინარე სავაჭრო სახელწოდებაა და არა ქიმიური აღწერა. ნაერთი, რომელსაც ეს სახელი აღნიშნავს, მეთილთიონინიუმის ქლორიდია, ხოლო სახელს, მარილსა და მის ჰიდრატებს შორის განსხვავებები მნიშვნელოვანი ხდება მაშინვე, როგორც კი ვინმე მასალას წონის ან სპეციფიკაციას კითხულობს.

შეღებვა ხიდად იქცა

საღებავების წარმოებიდან საავადმყოფომდე გზა მიკროსკოპზე გადიოდა და ის მეთილენის ლურჯის არსებობამდე დაიწყო. ვილჰელმ ერბი პირველი იყო, ვინც სისხლზე სინთეზური საღებავი გამოიყენა — 1865 წელს პიკრინის მჟავით — და ზოგიერთ ერითროციტში ბადისებრი სტრუქტურა დაინახა.

პაულ ერლიხის 1878 წლის სადოქტორო დისერტაცია ჰისტოლოგიურ შეღებვას ტექსტილის შეღებვას ადარებდა და ამტკიცებდა, რომ ორივე ქიმიური რეაქცია იყო. რობერტ კოხთან ტუბერკულოზის ბაცილაზე მუშაობისას მან ანილინის საღებავები მჟავე და ძირითად კლასებად დაყო და დაადგინა, რომ თითოეული კლასი უჯრედის განსხვავებულ ნაწილებს ღებავდა. 1880 წელს მან ორივე ერთმანეთში აურია: მეთილენის ლურჯის გაჯერებულ ხსნარს მჟავა ფუქსინს ამატებდა, სანამ ზედა სითხე არ გამჭვირვალდებოდა. შედეგი, რომელსაც მან neutralen Farbkörper ანუ ნეიტრალური საღებავი უწოდა, ერთის ნაცვლად სამ ფერს წარმოქმნიდა, პოლიმორფბირთვიან უჯრედებში მანამდე უხილავ გრანულებს აჩენდა და ლეიკოციტების პირველი დიფერენციული დათვლა შესაძლებელი გახადა. რადგან ეს გრანულები ნარევის ორივე კომპონენტს ითვისებდა, ერლიხმა მათ მატარებელ უჯრედებს ნეიტროფილები უწოდა.

ორი წლის შემდეგ კოხმა ტუბერკულოზის ბაცილის აღმოსაჩენად მეთილენის ლურჯი გამოიყენა, ხოლო 1883 წელს ერლიხმა მეთოდი გააუმჯობესა. 1886 წელს მან სხვა ტიპის დაკვირვება გამოაქვეყნა: საღებავი ცოცხალ ცხოველებში შეიყვანა, შეადარა, რამდენად ძლიერად ითვისებდა მას თითოეული ორგანო, და დაასკვნა, რომ მას ტვინისა და ნერვული ქსოვილის მიმართ გამოხატული მიდრეკილება ჰქონდა. ეს მიდრეკილება მან საღებავის ჟანგვა-აღდგენის ციკლს დაუკავშირა, რომელიც წინა წელს ჰქონდა დაკვირვებული. სწორედ ამ ციკლის გამო კარგავს მეთილენის ლურჯის ხსნარი ფერს, როდესაც მასში ჟანგბადი იწურება, და ჰაერის დაბრუნებისას კვლავ იძენს მას. ექსპერიმენტები, რომლებმაც პირველად გაზომეს ამ ციკლის შედეგები უფრო გვიანდელ ათწლეულს ეკუთვნის, ხოლო თავად მექანიზმი ისტორიისგან განსხვავებული თემაა.

პარაზიტი და იისფერი ბირთვი

ალფონს ლავერანმა მალარიის პარაზიტი 1880 წელს ახალი, შეუღებავი სისხლის გამოკვლევით აღმოაჩინა. გამომშრალ ნაცხში მისი რეგულარულად დანახვისთვის საღებავი იყო საჭირო, ხოლო იმ დროის საღებავები მხოლოდ წითელ და ლურჯ ფერებს იძლეოდა.

1888 წელს პოლონელმა პათოლოგმა ჩესლავ ჩეჩინსკიმ მჟავა ფუქსინი ეოზინით ჩაანაცვლა და მეთილენის ლურჯისა და ეოზინის ნარევი მიიღო. მისი მეთოდის საფუძველი იყო ჯარისკაცი, რომელიც 1887 წლის 30 სექტემბერს მალარიით გარდაიცვალა. სისხლის პრეპარატებში ჩეჩინსკიმ დაინახა ლურჯი, გვირილის მსგავსი ფორმები, რომლებიც დღეს Plasmodium malariae-დ არის აღიარებული, და ნამგლისებრი ფორმები, რომლებიც დღეს Plasmodium falciparum-ის გამეტოციტებად არის ცნობილი. ამ შედეგმა დაავადების ორი კონკურენტული ახსნა ერთდროულად უარყო: მიაზმის თეორია და ედვინ კლებზისა და კორადო ტომაზი-კრუდელის მტკიცება, რომ მალარიას ბაქტერია იწვევდა.

პარაზიტი ხილული იყო. მისი ბირთვი — არა, რაც მისი ბუნების საკითხს ღიად ტოვებდა. ბრესლაუში მოღვაწე ექიმმა ერნსტ მალახოვსკიმ ეს პრობლემა ჯერ შემთხვევით, შემდეგ კი მიზანმიმართულად გადაჭრა. 1889 წელს მან ერთ პრეპარატში პლაზმოდიუმის ბირთვის დიფერენციული შეღებვა შენიშნა, თუმცა შედეგის გამეორება ვერ შეძლო. მეთილენის ლურჯის დამჟავებამ არ უშველა. ბორაქსით გატუტიანება კი ყოველ ჯერზე იმავე ეფექტს იძლეოდა. მან ტექნიკა საჯაროდ 1890 წლის 15 ივნისს აჩვენა და იმავე წელს გამოაქვეყნა, უფრო სრული მეთოდი კი 1891 წლის აგვისტოში აღწერა.

დმიტრი რომანოვსკიმ საკუთარი ვერსია 1891 წლის სექტემბერში გამოაქვეყნა. საუკეთესო შედეგი მან მეთილენის ლურჯის ორ თვეზე მეტი ხნის, მიტოვებული და დაობებული ხსნარის ბოთლით მიიღო. მალახოვსკის მეთოდი მიზანმიმართული იყო და, მისივე სიტყვებით, ადვილად გამეორებადი; რომანოვსკის შემთხვევა კი ჩიხი აღმოჩნდა, რომელმაც ერთხელ იმუშავა. ამის მიუხედავად, ეპონიმი რომანოვსკის ერგო, ხოლო დავა იმის შესახებ, ვინ მიიღო პირველად ბირთვის ხილვადობისთვის საჭირო იისფერი ფერი ცალკე ისტორიაა საკუთარი დოკუმენტებით.

სურათი: გუტმანისა და ერლიხის 1891 წლის ანგარიშის ტემპერატურის მეორე გრაფიკი. ზედა პანელი 13-დან 24 ივლისამდე პერიოდს მოიცავს, ქვედა კი 25 ივლისიდან 5 აგვისტომდე; კიდეზე ჩაწერილია გამოყენებული დოზები, ხოლო ჩანაწერის ბოლო სამი კვირის განმავლობაში ტემპერატურა ნორმალურთან ახლოს რჩება. გადმოტანილია ანგარიშიდან, რომლის სკანირებული ვერსიაც გამოიყენეს Krafts-მა, Hempelmann-მა და Skórska-Stania-მ, Parasitology Research 111:1–6 (2012), PMID 22411634.

აღმოჩნდა, რომ „დამწიფება“ დემეთილირება იყო

1890-იან წლებში პროცესში ჩართულმა არავინ იცოდა, რას უკეთებდა მეთილენის ლურჯს „დამწიფება“. პასუხი სამრეწველო ქიმიიდან მოვიდა. ჰაინრიხ ავგუსტ ბერნთსენმა 1883 წელს საწყისი ნაერთი ფენოთიაზინი სინთეზირა, 1885 წელს დაადგინა, რომ მეთილენის ლურჯი ამ ოჯახს ეკუთვნოდა, და იმავე პერიოდში აჩვენა, რომ ტუტე პირობები საღებავს მეთილის ჯგუფებს აცლის, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ნაერთები, რომლებსაც დღეს აზურებს უწოდებენ.

ბერნარდ ნოხტმა აქტიური ფრაქცია 1898 და 1899 წლებში გამოყო და მას მხოლოდ Rot aus Methylenblau — მეთილენის ლურჯიდან მიღებული წითელი — უწოდა. მიხაელისმა 1901 წელს ის azure I-ად განსაზღვრა. ჯენერმა 1899 წელს საღებავის ნალექის გამხსნელად აბსოლუტური მეთანოლი შემოიღო, რამაც სისხლის პრეპარატების სითბოთი ფიქსაციის საჭიროება მოხსნა; ლეიშმანმა და როიტერმა ორივე გაუმჯობესება გააერთიანეს; რაიტმა კი 1902 წელს გამარტივებული მეთოდი გამოაქვეყნა. გიმზას წვლილი, ასევე 1902 წელს, იყო ის, რომ მან შემთხვევით „დამწიფებულ“ ხსნარზე დამოკიდებულება შეწყვიტა და მის ნაცვლად ცნობილი საღებავების გაზომილი რაოდენობები გამოიყენა. შემდეგ მან უარი თქვა გაემჟღავნებინა, როგორ ამზადებდა სუფთა მეთილენის azure-ს, და მეთოდი Dr. Grübler-ის ლაბორატორიას მიჰყიდა, რომელმაც პროდუქტი azure I-ის სახელით გაყიდა და ამტკიცებდა, რომ მხოლოდ მისი ვერსია იყო ნამდვილი Giemsa-ს საღებავი.

ორმა მსოფლიო ომმა საქმე უნებლიეთ დაასრულა. როდესაც გერმანული საღებავების მოპოვება შეუძლებელი გახდა, ლილიმ, რომ და უილკოქსმა ამერიკულ შემცვლელებზე მუშაობისას აღმოაჩინეს, რომ საუკეთესო შეღებვას სამი ცალკეული კომპონენტი იძლეოდა: სუფთა მეთილენის ლურჯი, მისი დაშლის პროდუქტი Azure B და ეოზინი. ეს სამი დღემდე რჩება მალარიის დიაგნოსტიკაში გამოყენებული საღებავის ძირითად კომპონენტებად, რომლის სახელშიც ახლა მალახოვსკი, რაიტი და გიმზა ერთად მოიაზრებიან.

სურათი: Plasmodium falciparum-ის რგოლისებრი ფორმები ადამიანის ერითროციტებში, შეღებილი Romanowsky-ს ტიპის მეთოდით. რგოლის შიგნით იისფერი სტრუქტურა არის ქრომატინი, რომელიც მალახოვსკის მიერ ბორაქსით დამუშავებულმა მეთილენის ლურჯმა პირველად გახადა ხილული. სურათის ავტორია ერნსტ ჰემპელმანი; სურათი საზოგადოებრივ დომენშია გამოქვეყნებული.

ერთი სახელი, რამდენიმე სხვადასხვა მასალა

წლებმა, რომლებმაც ეს კომპონენტები ერთმანეთისგან გამიჯნა, დატოვა პრობლემა, რომელმაც თავად ქიმიაზე მეტხანს იარსება. რალფ ლილიმ 1969 წელს მკაფიო ზღვარი გაავლო ბიოლოგიურ საღებავებს შორის, რომლებიც „მკაცრი სპეციფიკაციების შესაბამისად მზადდებოდა მათი დელიკატური და ზუსტი გამოყენების მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად“, და ტექსტილის შესაღებად განკუთვნილ არაბიოლოგიურ საღებავებს შორის, რომლებსაც „ნაკლებად მკაცრი და მომთხოვნი საწარმოო სტანდარტები სჭირდება“. ორივე ტიპის პროდუქტს ერთი და იგივე სახელი ჰქონდა, თუმცა მათ შორის განსხვავება არასოდეს ყოფილა მხოლოდ ხარისხის დონე. ბამბისთვის დაწერილი სპეციფიკაცია და დიაგნოსტიკური რეაგენტისთვის დაწერილი სპეციფიკაცია ურთიერთშემცვლელი არ არის, ხოლო ტექსტილის სპეციფიკაციით დამზადებული მასალა გადაყლაპვისთვის არ იყო განკუთვნილი.

Azure B ამის ყველაზე ნათელი მაგალითია. ის მეთილენის ლურჯის მონოდემეთილირებული ფორმაა, საკუთარი გაზომვადი ფარმაკოლოგიური აქტივობით, და საუკუნეზე მეტი ხნის განმავლობაში კლინიკური მეთილენის ლურჯის პრეპარატებში არაკონტროლირებად კომპონენტად იყო წარმოდგენილი, სანამ ამ ორს ერთმანეთისგან გამოყოფდნენ. ერთმა ჯგუფმა დაადგინა, რომ მეთილენის ლურჯის მიღების შემდეგ აუტოფსიისას აღებული ადამიანის ქსოვილი შეიცავდა 5 to 14 per cent უცვლელ მეთილენის ლურჯს და 86 to 95 per cent Azure B-ს. უნდა შეიცავდეს თუ არა კონკრეტული პრეპარატი Azure B-ს და რა ზღვრამდე — ეს სპეციფიკაციის საკითხია, ხოლო კვლევა Azure B-ზე, როგორც მინარევსა და მეტაბოლიტზე თემას იქიდან აგრძელებს.

პრაქტიკული შედეგიც სწორედ სპეციფიკაციაში ჩანს. USP-თან შესაბამისობა არის ბაზარზე ხელმისაწვდომი უმაღლესი სისუფთავისკენ მიმავალი გზა, რადგან ეს სრულად გამოქვეყნებული ტესტირების სტანდარტია და არა ერთი ცალკეული გაზომვა. ის მოიცავს იდენტობას, შემცველობის განსაზღვრას, ორგანულ მინარევებს, მათ შორის აზურის საღებავებს, ნარჩენ გამხსნელებს, ელემენტურ მინარევებს, დანაცრების შემდეგ ნარჩენს, მიკრობულ ზღვრულ მაჩვენებლებს და ბაქტერიულ ენდოტოქსინებს. სერტიფიკატი, რომელშიც მხოლოდ მძიმე მეტალების შედეგია მითითებული და ეს USP-თან შესაბამისობადაა წარმოდგენილი, ამ ჩამონათვალიდან მხოლოდ ერთ პუნქტს ასახავს.

Blupreme მეთილენის ლურჯს ფარმაცევტული მწარმოებლისგან იღებს და ანალიზის სრულ სერტიფიკატს აქვეყნებს, სადაც მხოლოდ მძიმე მეტალების ნაცვლად მთელი USP სპეციფიკაცია მოწმდება. ანალიზის სერტიფიკატის წაკითხვის გზამკვლევი და რას ადასტურებს და რას არ ადასტურებს USP აღნიშვნა განმარტავს, როგორ უნდა შედარდეს დოკუმენტი შესაბამის მტკიცებასთან.

რას გვაძლევს ისტორია დასკვნის საფუძვლად და რას — არა

ისტორიული მემკვიდრეობა რეალურია და ბევრად გრძელია, ვიდრე პროდუქტის გვერდების უმეტესობა წარმოაჩენს. მეთილენის ლურჯი 1891 წელს მალარიის სამკურნალოდ გამოიყენეს, 1899 წელს აღგზნებული ფსიქოზის დროს სედატიურ საშუალებად აღწერეს, ხოლო მისი სტრუქტურული ხაზი ქინაკრინს, ქლოროქინს, პრომეთაზინსა და ქლორპრომაზინს უკავშირდება. ერლიხისა და არტურ ლეპმანის 1890 წლის ნაშრომში აღწერილი იყო ნევრალგიური და რევმატული ტკივილის შემსუბუქება, რის შემდეგაც ავტორებმა განიხილეს, მაგრამ არ გამოსცადეს საღებავი ფსიქიკური დაავადებების დროს.

არცერთი ეს ფაქტი თანამედროვე გამოყენებას არ ამტკიცებს. 1891 წლის მალარიის შედეგი ორ პაციენტსა და ტემპერატურის გრაფიკს ეფუძნებოდა. მოლეკულის ხანგრძლივი ისტორია მისი შესწავლის მიზეზია და არა კვლევის შედეგი. ნაერთის, როგორც პრეპარატის ისტორია და მალარიაზე ჩატარებული თანამედროვე კვლევები განსხვავებულ კითხვებს პასუხობს იმ კითხვებისგან, რომლებსაც ერლიხი სვამდა, და მათი საბოლოო მაჩვენებლები საკუთარი პირობების მიხედვით უნდა შეფასდეს.

ჩანაწერებში არის ერთი დეტალი, რომელიც უფრო აწმყოს ეკუთვნის, ვიდრე წარსულს. როდესაც მკვლევრებმა 2000-იან წლებში ბურკინა-ფასოში მეთილენის ლურჯის მალარიის კვლევები ჩაატარეს, მათ ფარმაცევტული ხარისხის მასალის მოსაპოვებლად კონკურენცია მოუწიათ და აღნიშნეს, რომ ნედლეულის ფასი დაახლოებით ასჯერ გაიზარდა მას შემდეგ, რაც მას GMP ვალიდაცია მიენიჭა. საღებავის ჩანაცვლება შეიძლებოდა. პრეპარატის — არა. განსხვავება, რომელიც ლილიმ 1969 წელს გაავლო, იგივე განსხვავებაა, რომელიც დღესაც განსაზღვრავს, რას შეიცავს კონკრეტული ბოთლი.