Penicillin được phát hiện khi nhà vi khuẩn học người Scotland Alexander Fleming để ý một đĩa nuôi vi khuẩn bị nhiễm một loại nấm mốc, và quanh vết mốc, vi khuẩn chết sạch thành một vòng trong. Nhưng phát hiện đó chỉ là nửa câu chuyện. Phải hơn mười năm sau, một nhóm nhà khoa học ở Oxford mới tinh chế được chất đó thành thuốc, và cần thêm nỗ lực của rất nhiều người để sản xuất nó hàng loạt.
Chào bạn, đây là Nhà Khoa Học. Chuyện Fleming và đĩa mốc là một trong những giai thoại nổi tiếng nhất của khoa học, thường được kể như một phép màu tình cờ. Tập này mình kể trọn câu chuyện, gồm cả những con người ít được nhắc tên, vì chính họ mới biến một quan sát thành thứ cứu hàng triệu mạng người.
Một đĩa thạch bị bỏ quên
Cuối những năm hai mươi của thế kỷ trước, Fleming làm việc ở một bệnh viện tại London, nghiên cứu vi khuẩn tụ cầu, loại gây mụn nhọt, nhiễm trùng vết thương. Ông nổi tiếng là người không quá gọn gàng, bàn làm việc thường bày nhiều đĩa nuôi cấy.
Theo câu chuyện được kể lại, sau một kỳ nghỉ, ông trở lại phòng thí nghiệm và xem những đĩa cũ. Một đĩa bị nhiễm nấm mốc, có lẽ bào tử bay vào từ đâu đó. Điều khiến ông chú ý là quanh vết mốc có một vùng trong, nơi vi khuẩn đã bị tan đi.
Nhiều người khác có thể đã vứt đĩa đó đi như một mẻ hỏng. Fleming thì giữ lại, nuôi riêng loại nấm, thấy dịch lọc từ nó giết được nhiều loại vi khuẩn gây bệnh. Ông đặt tên cho chất đó là penicillin, theo tên loại nấm Penicillium.
Câu nói nổi tiếng về khoa học rằng cơ hội chỉ đến với những người đã chuẩn bị sẵn rất hợp với khoảnh khắc này. Tình cờ là có thật, nhưng phải có một con mắt biết nhìn.
Vì sao phải chờ hơn mười năm?
Fleming công bố phát hiện của mình, nhưng penicillin khi đó rất khó dùng. Lượng tạo ra ít, chất này kém bền, khó tách ra ở dạng tinh khiết. Ông và các cộng sự thử một thời gian rồi chuyển sang những việc khác. Bài báo của ông nằm im khá lâu.
Cuối những năm ba mươi, nhóm nghiên cứu ở Đại học Oxford do Howard Florey dẫn dắt, cùng nhà hoá sinh Ernst Chain, đọc lại bài báo đó khi đang tìm những chất kháng khuẩn tự nhiên. Họ quyết tâm tinh chế penicillin. Một thành viên của nhóm là Norman Heatley đã nghĩ ra nhiều cách chiết xuất và tăng sản lượng rất khéo, với những dụng cụ tự chế từ đồ dùng thường ngày.
Thí nghiệm trên chuột bị nhiễm khuẩn cho kết quả ngoạn mục: chuột được tiêm penicillin sống, chuột không được tiêm chết.
Những năm đầu, penicillin quý tới mức có lúc nhóm Oxford phải thu hồi thuốc từ nước tiểu của bệnh nhân để dùng lại. Câu chuyện đó cho thấy khoảng cách giữa một phát hiện và một loại thuốc dùng được lớn đến mức nào.
Quả dưa mốc ở chợ và cuộc chạy đua sản xuất
Chiến tranh thế giới thứ hai đang diễn ra, và nhu cầu thuốc chữa vết thương nhiễm trùng rất lớn. Việc sản xuất penicillin hàng loạt được đẩy mạnh, đặc biệt ở Mỹ, với sự tham gia của các phòng thí nghiệm nhà nước và công ty dược.
Một câu chuyện hay được kể: các nhà khoa học tìm kiếm những chủng nấm cho nhiều penicillin hơn, và một chủng rất tốt được tìm thấy trên một quả dưa bị mốc mua ở chợ. Qua chọn lọc và cải tiến, những chủng nấm dùng trong công nghiệp cho sản lượng cao hơn chủng ban đầu của Fleming rất nhiều lần.
Người ta cũng tìm ra cách nuôi nấm trong những bồn lên men lớn thay vì trên khay nông. Nhờ những cải tiến đó, penicillin từ chỗ cực kỳ khan hiếm trở thành thuốc được dùng rộng rãi trong vài năm.
Đây là phần câu chuyện ít được kể nhất: không phải một thiên tài một khoảnh khắc, mà là hàng trăm kỹ sư, nhà hoá học, nhà vi sinh cùng giải những bài toán rất đời thường như làm sao cho nấm mọc nhiều hơn.
Giải Nobel và một lời cảnh báo rất sớm
Giải Nobel y học được trao chung cho Fleming, Florey và Chain. Cái tên Fleming được công chúng nhớ đến nhiều nhất, một phần vì câu chuyện đĩa mốc rất dễ kể, trong khi những người như Heatley gần như vô danh với đại chúng.
Trong bài phát biểu nhận giải, Fleming đã cảnh báo một điều mà ngày nay nghe như lời tiên tri: dùng penicillin không đủ liều hay không đúng cách có thể khiến vi khuẩn trở nên kháng thuốc. Ông đã quan sát được hiện tượng này trong phòng thí nghiệm.
Chỉ trong vài năm sau khi penicillin được dùng rộng rãi, các chủng tụ cầu kháng penicillin đã xuất hiện trong bệnh viện. Cuộc chạy đua giữa kháng sinh mới và vi khuẩn kháng thuốc bắt đầu từ đó và kéo dài tới hôm nay.
Như mình đã kể ở tập về kháng sinh, lời cảnh báo của Fleming vẫn là lời khuyên cho mỗi người: chỉ dùng kháng sinh khi có chỉ định của bác sĩ.
Bài học từ đĩa thạch bị mốc
Câu chuyện penicillin thường được dùng để ca ngợi sự tình cờ. Nhưng nhìn kỹ, nó dạy nhiều hơn thế. Tình cờ cần một người đủ tò mò để không vứt đi cái đĩa hỏng. Rồi cần những người đủ kiên trì để đọc lại một bài báo cũ và biến nó thành thuốc. Rồi cần cả một hệ thống để sản xuất và phân phối.
Nó cũng nhắc rằng khoa học hiếm khi là thành tích của một người. Cái tên trên bìa sách giáo khoa thường chỉ là đỉnh của một ngọn núi, phần chân núi là rất nhiều người ít ai biết tên.
Và nó cho thấy một quan sát tưởng như nhỏ nhặt có thể đổi hướng lịch sử. Trước kháng sinh, một vết xước nhiễm trùng hay một ca viêm phổi có thể là án tử. Ông bà chúng ta còn sống trong thời đó.
Lần tới bạn thấy một mẩu bánh mì mốc xanh trong góc bếp, hãy vứt nó đi, đừng thử ăn, nhưng có thể dành một giây nghĩ tới đĩa thạch của Fleming. Có quan sát nhỏ nào trong công việc của bạn mà bạn đã vội bỏ qua không?
Câu hỏi thường gặp
Penicillin được phát hiện năm nào?
Fleming quan sát hiện tượng này vào năm một nghìn chín trăm hai mươi tám và công bố năm sau đó. Penicillin chỉ được dùng rộng rãi làm thuốc từ những năm bốn mươi, sau khi nhóm Oxford tinh chế thành công và việc sản xuất hàng loạt được triển khai.
Ăn bánh mì mốc có được penicillin không?
Không. Mốc trên bánh mì có thể là nhiều loại nấm khác nhau, một số sinh độc tố có hại. Penicillin dùng làm thuốc được sản xuất từ những chủng chọn lọc trong điều kiện kiểm soát chặt chẽ.
Penicillin còn được dùng ngày nay không?
Có. Penicillin và các kháng sinh cùng họ vẫn được dùng rộng rãi cho nhiều loại nhiễm khuẩn, tuy một số vi khuẩn đã kháng thuốc. Việc chọn kháng sinh nào là do bác sĩ quyết định.
Dị ứng penicillin là gì?
Một số người có phản ứng dị ứng với penicillin, từ nổi mẩn tới phản ứng nặng nguy hiểm tính mạng. Nếu từng bị dị ứng, cần báo cho bác sĩ và dược sĩ mỗi lần được kê thuốc.
Vì sao Florey và Chain ít được biết đến hơn Fleming?
Câu chuyện đĩa mốc tình cờ rất dễ kể và được báo chí thời đó lan truyền mạnh. Công việc tinh chế và thử nghiệm của nhóm Oxford khó kể thành giai thoại hơn, dù vai trò của nó quyết định việc penicillin trở thành thuốc.
