Метилен көгінің тарихы: бояудан дәріге және зерттеуге дейін

Метилен көгі дәріханаға жетпей тұрып-ақ пациентке жетті.

Paul Guttmann мен Paul Ehrlich-тің 1891 жылы бояғышты безгекке қолдану туралы есебінде екі температура графигі бар. Екіншісі 13 July-ден 5 August-қа дейінгі кезеңді қамтиды, ал емдеу күн сайын графиктің жиегіне жазылған. 18 және 19 July күндеріндегі жазбаларда "1 × 0,05 Methylenblau" деп көрсетілген. Одан кейінгі күндерде дәл сол мөлшердің бес және жеті дозасы жазылған, ал 22 July-ге қарай жазбаға аз мөлшердегі хинин қосылған. Графиктің бірінші жартысында 37 °C пен 39.5 °C арасында ауытқитын қызба сызығы бояғыш енгізілгеннен кейін тегістеліп, қалған үш апта бойы шамамен 36 °C пен 37.5 °C аралығында қалады.

Пациент сол мақалада үй қызметшісі және теңізші деп сипатталған екі адамның бірі еді. Олар алған қосылыс бұған дейін он бес жыл бойы коммерциялық тоқыма бояғышы болған, ал бұл екі ер адам белгілі бір организмге бағытталған толық синтетикалық дәрімен емделгені жазбада көрсетілген алғашқы адамдардың қатарына жатады.

Алдымен бояғыш пайда болды

Коммерциялық тұрғыдан табысты алғашқы синтетикалық бояғышты William Henry Perkin 1856 жылы жасады. Perkin он сегіз жаста еді, Пасха демалысында үй зертханасында жұмыс істеп, хининді синтездеуге тырысты. Оның орнына қара қалдық алды, оны ерітіп, жібекке өте жақсы бекитін түсті тапты. Ол оны 1856 жылдың August айында патенттеп, 1857 жылдың соңына қарай Лондондағы жібек бояу кәсіпорнын қамтамасыз ететін фабрика ашты.

1875 жылы Adolf von Baeyer қызыл бояғыш синтездеп, оны таң шапағы деген грек сөзі Eos құрметіне eosin деп атады. 1876 жылы сол кезде Badische Anilin- und Soda-Fabrik зертханасының директоры болған Heinrich Caro Baeyer-мен бірге метилен көгін мақтаға арналған анилин негізіндегі бояғыш ретінде әзірледі. Оның химиялық құрылымы шамамен тоғыз жылдан кейін ғана толық анықталды.

Бұл шығу тегі заттың атауынан әлі де көрінеді. "Methylene blue" — химиялық сипаттама емес, бояғыштар каталогынан шыққан сауда атауы. Ол methylthioninium chloride қосылысын білдіреді, ал біреу материалды өлшей бастағанда немесе спецификацияны оқығанда атау, тұз және оның гидраттары арасындағы айырмашылықтар маңызды болады.

Бояу микроскопия мен медицинаны жалғаған көпір болды

Бояу өндірісінен ауруханаға апаратын жол микроскоп арқылы өтті және ол метилен көгі пайда болғанға дейін басталған. Wilhelm Erb 1865 жылы пикрин қышқылын қолданып, қанға синтетикалық бояғыш қолданған алғашқы адам болды және кейбір эритроциттердің ішінде торлы өрнекті көрді.

Paul Ehrlich-тің 1878 жылғы докторлық диссертациясында гистологиялық бояу тоқыма материалдарын бояумен салыстырылып, екеуі де химиялық реакциялар екені айтылды. Robert Koch қол астында туберкулез бацилласымен жұмыс істеген Ehrlich анилин бояғыштарын қышқыл және негіздік санаттарға бөліп, әр санат жасушаның әртүрлі бөліктерін бояйтынын анықтады. 1880 жылы ол екеуін араластырды: қаныққан метилен көгі ерітіндісі үстіңгі сұйықтық мөлдірленгенше қышқыл фуксинге құйылды. Ол neutralen Farbkörper, яғни бейтарап бояу деп атаған нәтиже бір түстің орнына үш түс берді, бұрын көрінбеген полиморфты ядролы жасушалардағы түйіршіктерді көрсетті және лейкоциттердің алғашқы дифференциалды санағын жасауға мүмкіндік берді. Бұл түйіршіктер қоспаның екі компонентін де сіңіргендіктен, Ehrlich оларды алып жүретін жасушаларға нейтрофил атауын енгізді.

Екі жылдан кейін Koch метилен көгін туберкулез бацилласын табуға пайдаланды, ал 1883 жылы Ehrlich әдісті жетілдірді. 1886 жылы ол басқа сипаттағы бақылауын жариялады: бояғышты тірі жануарларға енгізіп, әр мүшенің оны қаншалықты қарқынды сіңіретінін салыстырды және оның ми мен жүйке тініне айқын жақындығы бар деген қорытынды жасады. Ол бұл жақындықты бір жыл бұрын байқаған бояғыштың тотығу-тотықсыздану циклімен байланыстырды. Осы циклге байланысты метилен көгінің ерітіндісі оттегі таусылғанда түсін жоғалтып, ауа қайта түскенде түсін қалпына келтіреді. Осы цикл салдарын алғаш өлшеген тәжірибелер кейінгі онжылдыққа жатады, ал механизмнің өзі тарихтан бөлек тақырып.

Паразит және күлгін ядро

Alphonse Laveran 1880 жылы жаңа алынған, боялмаған қанды зерттеу арқылы безгек паразитін тапты. Оны кептірілген жағындыда тұрақты түрде көру үшін бояу қажет болды, ал сол кездегі бояулар тек қызыл және көк түс беретін.

1888 жылы поляк патологы Czesław Cheçinski қышқыл фуксинді эозинмен алмастырып, метилен көгі мен эозин қоспасын жасады. Оның әдісіне негіз болған жағдай 30 September 1887 күні безгектен қайтыс болған сарбазға қатысты еді. Қан жағындыларында Cheçinski қазір Plasmodium malariae деп танылатын көк, түймедақ тәрізді пішіндерді және қазір Plasmodium falciparum гаметоциттері деп танылатын орақ тәрізді пішіндерді көрді. Бұл нәтиже ауруды түсіндіретін екі бәсекелес болжамды бірден жоққа шығарды: миазма теориясын және Edwin Klebs пен Corrado Tommasi-Crudeli-дің безгекті бактерия тудырады деген тұжырымын.

Паразит көрінді. Бірақ оның ядросы көрінбеді, сондықтан оның табиғаты анықталмай қалды. Breslau қаласындағы дәрігер Ernst Malachowski бұл мәселені алдымен кездейсоқ, кейін әдейі шешті. Ол 1889 жылғы бір препараттан плазмодий ядросының өзгеше боялғанын байқап, нәтижені қайта шығара алмады. Метилен көгін қышқылдандыру көмектеспеді. Оны боракспен сілтілендіргенде әсер әр жолы қайталанды. Ол әдісті 15 June 1890 күні көпшілік алдында көрсетті және сол жылы жариялады, ал толығырақ әдіс August 1891 жылы шықты.

Dmitri Romanowsky өз нұсқасын September 1891 жылы жариялады. Оның ең жақсы нәтижелері екі айдан астам уақыт қараусыз қалған, көгерген метилен көгі ерітіндісінің бөтелкесінен алынған. Malachowski сипаттаған әдіс әдейі жасалған және, өзінің айтуынша, оңай қайталанатын еді; Romanowsky әдісі бір рет жұмыс істеген тұйық жол болды. Соған қарамастан эпоним Romanowsky-ге берілді, ал ядроны көрінетін еткен күлгін түсті кім жасағаны туралы дау — өз құжаттары бар бөлек тарих.

Сурет: Guttmann мен Ehrlich-тің 1891 жылғы есебіндегі екінші температура графигі. Жоғарғы панель 13-24 July аралығын, ал төменгі панель 25 July-ден 5 August-қа дейінгі кезеңді қамтиды; жиектегі жазбалар берілген дозаларды көрсетеді, ал температура жазбаның соңғы үш аптасында қалыпты деңгейге жақын қалады. Krafts, Hempelmann және Skórska-Stania үшін сканерленген есептен қайта берілген, Parasitology Research 111:1–6 (2012), PMID 22411634.

«Пісіп-жетілу» шын мәнінде деметилдену болып шықты

1890 жылдары қатысушылардың ешқайсысы "пісіп-жетілу" метилен көгіне нақты не істейтінін білмеді. Жауап өнеркәсіптік химиядан шықты. Heinrich August Bernthsen 1883 жылы бастапқы қосылыс phenothiazine-ді синтездеді, 1885 жылы метилен көгінің осы отбасына жататынын анықтады және сол кезеңде сілтілі жағдайлар бояғыштан метил топтарын ажыратып, қазір азурлар деп аталатын қосылыстар түзетінін көрсетті.

Bernard Nocht белсенді фракцияны 1898 және 1899 жылдары бөліп алып, оны тек Rot aus Methylenblau, яғни метилен көгінен алынған қызыл зат деп атай алды. Michaelis оны 1901 жылы azure I деп анықтады. Jenner 1899 жылы бояғыш тұнбасына еріткіш ретінде абсолютті метанолды енгізді, бұл қан жағындыларын қыздырып бекіту қажеттілігін жойды; Leishman мен Reuter екі жетістікті біріктірді; Wright 1902 жылы жеңілдетілген әдісті жариялады. Giemsa-ның да 1902 жылғы үлесі — кездейсоқ пісіп-жетілген ерітіндіге тәуелділікті тоқтатып, оның орнына құрамы белгілі бояғыштардың өлшенген мөлшерін қолдану болды. Кейін ол таза methylene azure-ді қалай дайындайтынын жариялаудан бас тартып, әдісті Dr. Grübler зертханасына сатты. Зертхана өнімді azure I ретінде нарыққа шығарып, тек өз нұсқасы ғана түпнұсқа Giemsa бояуы деп мәлімдеді.

Екі дүниежүзілік соғыс бұл жұмысты кездейсоқ аяқтады. Неміс бояғыштарын алу мүмкін болмай қалғанда, Lillie, Roe және Wilcox америкалық баламаларды зерттеп, ең жақсы бояу үш бөлек компоненттен алынатынын анықтады: таза метилен көгі, оның ыдырау өнімі Azure B және эозин. Бұл үшеуі бүгінде безгекті диагностикалау үшін қолданылатын бояудың негізгі компоненттері болып қала береді, ал оның атауы қазір Malachowski, Wright және Giemsa есімдерін біріктіреді.

Сурет: адам эритроциттеріндегі Plasmodium falciparum сақина тәрізді пішіндері, Romanowsky типті әдіспен боялған. Сақинаның ішіндегі күлгін құрылым — Malachowski-дің боракспен өңделген метилен көгі алғаш рет көрінетін еткен хроматин. Сурет Ernst Hempelmann-ға тиесілі, қоғамдық игілікке берілген.

Бір атау, бірнеше материал

Бұл компоненттерді ажыратуға кеткен жылдар химияның өзінен де ұзақ сақталған мәселе қалдырды. Ralph Lillie 1969 жылы биологиялық бояуларды "олардың нәзік әрі дәл қолданылуына сай қатаң спецификациялар бойынша өндірілетін" өнімдер деп, ал тоқыма материалдарын бояуға арналған биологиялық емес бояуларды "өндіріс стандарттарына қойылатын талаптары азырақ қатаң" өнімдер деп ажыратты. Екі өнім түрі де бір атаумен сатылды, бірақ олардың айырмашылығы ешқашан жай ғана сапа деңгейінің айырмасы болған жоқ. Мақтаға арналған спецификация мен диагностикалық реагентке арналған спецификация бірін-бірі алмастыра алмайды, ал тоқымаға арналған талап бойынша өндірілген материал жұтуға арналмаған.

Azure B — мұның ең анық мысалы. Ол метилен көгінің бір метил тобы алынып тасталған түрі, өзінің өлшенетін фармакологиялық белсенділігі бар және екеуі арнайы ажыратылғанға дейін жүз жылдан астам уақыт бойы клиникалық метилен көгі препараттарында бақыланбайтын құрамдас ретінде болған. Бір зерттеу тобы метилен көгі енгізілгеннен кейін аутопсия кезінде алынған адам тінінде өзгермеген метилен көгінің 5 to 14 per cent және Azure B-нің 86 to 95 per cent болғанын анықтады. Белгілі бір препаратта Azure B болуы керек пе және оның шегі қандай болуы тиіс деген мәселе — спецификация мәселесі; әрі қарай оны Azure B-нің қоспа және метаболит ретіндегі зерттеулері қарастырады.

Практикалық салдар да спецификацияда көрінеді. USP талаптарына сәйкестік — нарық ұсынатын ең жоғары тазалыққа апаратын жол, өйткені ол бір ғана өлшем емес, толық жарияланған сынақ стандарты. Ол сәйкестендіруді, сандық талдауды, азур бояғыштарын қоса алғанда органикалық қоспаларды, қалдық еріткіштерді, элементтік қоспаларды, өртеу қалдығын, микробиологиялық шектерді және бактериялық эндотоксиндерді қамтиды. Ауыр металдар нәтижесін ғана көрсетіп, оны USP сәйкестігі деп атаған сертификат осы тізімнің бір ғана тармағын хабарлаған болады.

Blupreme метилен көгін фармацевтикалық өндірушіден алады және тек ауыр металдарды емес, бүкіл USP спецификациясын сынақтан өткізіп, толық талдау сертификатын жариялайды. Талдау сертификатын оқу жөніндегі нұсқаулық және USP белгіленімі нені дәлелдейтіні және нені дәлелдемейтіні құжаттағы мәлімдемені қалай тексеру керегін түсіндіреді.

Тарих нені негіздейді және нені негіздемейді

Бұл тарихи сабақтастық шынайы және көп өнім беттерінде көрсетілгеннен әлдеқайда ұзақ. Метилен көгі 1891 жылы безгекті емдеуге қолданылды, 1899 жылы қозулы психоз кезінде тыныштандырғыш ретінде сипатталды, ал оның бүйірлік тізбегі quinacrine, chloroquine, promethazine және chlorpromazine қосылыстарының тарихымен жалғасады. Ehrlich-тің Arthur Leppmann-мен бірге жазған 1890 жылғы мақаласында невралгиялық және ревматикалық ауырсынудың жеңілдегені сипатталды, содан кейін бояғышты психикалық ауруларда сынау мүмкіндігі қарастырылып, одан бас тартылды.

Бұлардың ешқайсысы қазіргі заманғы қолдануды өздігінен негіздемейді. 1891 жылғы безгек нәтижесі екі пациент пен бір температура графигіне негізделді. Молекуламен ұзақ уақыт таныс болу — оны зерттеуге себеп, бірақ нәтиженің өзі емес. Қосылыстың дәрі ретіндегі тарихы мен безгекке қатысты қазіргі сынақтар Ehrlich қойған сұрақтардан басқа сұрақтарға жауап береді, сондықтан олардың соңғы көрсеткіштерін өз контекстінде бағалау қажет.

Жазбада өткенге емес, бүгінге қатысты бір дерек бар. Зерттеушілер 2000 жылдары Burkina Faso-да метилен көгімен безгекке арналған сынақтар жүргізгенде, фармацевтикалық сападағы материал үшін бәсекеге түсуге мәжбүр болған және шикізат GMP валидациясын алғаннан кейін оның бағасы шамамен жүз есе өскенін хабарлаған. Бояғышты алмастыруға болатын еді. Дәріні алмастыруға болмайтын. Lillie 1969 жылы жасаған айырмашылық — бүгін бөтелкенің ішінде не барын анықтайтын сол айырмашылық.