إرنست تشين: الكيميائي الذي جعل البنسلين حقيقة

في 25 مايو 1940، تم حقن ثمانية فئران في أكسفورد ببكتيريا عقدية، وحصلت أربعة منها على مسحوق بني قضى لاجئ ألماني عامين في تعلم كيفية استخلاصه. في صباح اليوم التالي، كانت الفئران الأربعة المعالجة على قيد الحياة، بينما كانت الأربعة غير المعالجة ميتة. كان ألكسندر فليمنج (Alexander Fleming) قد لاحظ العفن قبل اثني عشر عاماً وتركه. أما إرنست تشين فقد حوله إلى دواء.

برلين، وابن الكيميائي

وُلد تشين في برلين في 19 يونيو 1906. كان والده الدكتور مايكل تشين (Dr Michael Chain) كيميائياً وصناعياً هاجر من موغيلوف في الإمبراطورية الروسية لدراسة الكيمياء في الخارج؛ وكانت والدته مارغريت أيسنر (Margarete Eisner) من مواليد برلين. كانت العائلة يهودية. تلقى تعليمه في مدرسة لويزين (Luisengymnasium) وحصل على درجته العلمية في الكيمياء من جامعة فريدريش فيلهلم (Friedrich-Wilhelm University) في عام 1930، ثم قضى ثلاث سنوات في أبحاث الإنزيمات في مستشفى شاريتيه (Charité hospital).

لقد قرأ صعود النازية بشكل صحيح ومبكر. في 2 أبريل 1933 وصل إلى إنجلترا ومعه 10 جنيهات إسترلينية. وجد له عالم الوراثة ج. ب. س. هالدين (J.B.S. Haldane) مكاناً في مستشفى كلية الجامعة (University College Hospital) في لندن، ومن هناك ذهب إلى كامبريدج، إلى كلية فيتزويليام (Fitzwilliam College)، حيث عمل على الفسفوليبيدات تحت إشراف السير فريدريك غولاند هوبكنز (Sir Frederick Gowland Hopkins). حصل على الجنسية البريطانية في أبريل 1939، قبل أشهر من الحرب.

أكسفورد والبحث المنهجي

في عام 1935 دعته مدرسة ويليام دان لعلم الأمراض (Sir William Dunn School of Pathology) في أكسفورد؛ وبحلول عام 1936 كان يعمل مدرساً في علم الأمراض الكيميائي. تنوعت أعماله المبكرة في أكسفورد بشكل كبير - سموم الثعابين، استقلاب الأورام، آلية الليزوزيم - وكان عمل الليزوزيم هو الذي أشار إلى ما سيأتي بعد ذلك.

في عام 1938، قرر تشين ومدير المدرسة الأسترالي هوارد فلوري (Howard Florey) التحقيق في الخصائص الكيميائية والحيوية لمواد مضادة للبكتيريا مختارة تنتجها الكائنات الحية الدقيقة. كان البنسلين عنصراً واحداً في قائمة. كانت فرضيتهم العملية خاطئة بطريقة مثيرة للاهتمام: فقد اعتقدوا أن هذه العوامل ستتحول إلى إنزيمات مثل الليزوزيم. ما كان مهماً هو القرار بمعالجة المشكلة ككيمياء بدلاً من كونها فضولاً ميكروبيولوجياً.

كان الاستخلاص بائساً. قام تشين، مع إدوارد بينلي أبراهام (Edward Penley Abraham)، ببناء مسار تنقية يعتمد على التحكم الدقيق في درجة الحموضة (pH)، ودرجات الحرارة المنخفضة، والتبخير المتكرر - التجفيف بالتجميد في الأساس - وكانت النواتج مخجلة. أنتجت جالونات كثيرة من مرق العفن كمية تكفي فقط لتغطية ظفر الإصبع. قام نورمان هيتلي (Norman Heatley) لاحقاً بتحسين العملية إلى شيء يمكن توسيع نطاقه على الإطلاق. تسببت تجربة الفئران في 25 مايو 1940 في إثارة كبيرة في القسم، وكانت أول دليل قاطع على أن المادة تعمل في حيوان حي ضد عدوى قاتلة.

في فبراير 1941، عالج الفريق أول مريض بشري مصاب، وهو شرطي في أكسفورد. تحسنت حالته بشكل ملحوظ ثم انتكست عندما نفد البنسلين، وتوفي. اتخذ فلوري من ذلك الفشل عهداً بأنه سيمتلك دائماً ما يكفي من البنسلين لإكمال العلاج. في يوليو 1941، ذهب فلوري وهيتلي إلى الولايات المتحدة وأقاما اتصالات مع مختبرات البحوث الإقليمية الشمالية (Northern Regional Research Laboratories) التابعة لوزارة الزراعة في بيوريا، إلينوي، مما بدأ جهداً إنتاجياً جذب في النهاية آلاف الأشخاص وحوالي خمسة وثلاثين مؤسسة.

براءة الاختراع التي لم يحصل عليها

أراد تشين الحصول على براءة اختراع للبنسلين. في المعاهد الألمانية التي تدرب فيها، كانت براءات الاختراع ممارسة عادية والطريقة الواضحة لتمويل المزيد من العمل. رفض فلوري، معتبراً أن الاكتشاف يجب أن يفيد البشرية جمعاء. ظل هذا القرار يثير استياء تشين لفترة طويلة، ولم يكن مجرد كبرياء مجروح: فقد اشترت الطب البريطاني لاحقاً البنسلين من الشركات المصنعة الأمريكية التي حصلت على براءات اختراع لعمليات الإنتاج.

استمر في إجراء الكيمياء. في عام 1942، اقترح تشين مع أبراهام حلقة بيتا لاكتام (beta-lactam ring) في قلب جزيء البنسلين - وهو هيكل كان متنازعاً عليه في ذلك الوقت وتم تأكيده في عام 1945 بواسطة تصوير البلورات بالأشعة السينية لدورثي هودجكين (Dorothy Hodgkin). تلك الحلقة هي السبب في وجود عائلة كاملة من المضادات الحيوية بدلاً من دواء واحد.

قرب نهاية الحرب علم أن النازيين قتلوا والدته وأخته.

روما، إمبريال، واليهودية العامة

ذهب جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب لعام 1945 إلى فليمنج وفلوري وتشين "لاكتشاف البنسلين وتأثيره العلاجي في العديد من الأمراض المعدية". تبعت ذلك تكريمات: ميدالية برزيليوس الفضية (Silver Berzelius Medal) في عام 1946، وانتخابه زميلاً للجمعية الملكية (Royal Society)، وجائزة بول إيرليخ (Paul Ehrlich Prize) في عام 1954، والميدالية الذهبية للعلاجات في عام 1957، ولقب فارس في تكريمات عيد الميلاد عام 1969.

لم يجعله التقدير مرحباً به في كل مكان. منعت الولايات المتحدة دخوله بموجب قانون ماكاران للأمن الداخلي (McCarran Internal Security Act) لعام 1950 ورفضت منحه تأشيرة مرتين في عام 1951. في عام 1948 غادر أكسفورد إلى روما، كمدير علمي للمركز الدولي لأبحاث الكيمياء الميكروبيولوجية في المعهد العالي للصحة (Istituto Superiore di Sanità)، حيث بنى عملاً حول التخمير - البيولوجيا الصناعية التي يعتمد عليها تصنيع المضادات الحيوية فعلياً. في عام 1961 عاد إلى لندن كأستاذ للكيمياء الحيوية في كلية إمبريال (Imperial College)، وأسس قسم الكيمياء الحيوية فيها.

تزوج من عالمة الكيمياء الحيوية آن بيلوف (Anne Beloff) في عام 1948؛ وأنجبا ثلاثة أطفال، بنيامين (Benjamin)، ودانييل (Daniel)، وجوديث (Judith)، ونشأوا على العقيدة اليهودية. أصبحت هويته اليهودية أكثر مركزية وأكثر علنية مع تقدم العمر. انضم إلى مجلس محافظي معهد وايزمان للعلوم (Weizmann Institute of Science) في عام 1954، وكان صهيونياً صريحاً، وفي عام 1965 ألقى خطاباً بعنوان "لماذا أنا يهودي" في مؤتمر المثقفين التابع للمؤتمر اليهودي العالمي.

لماذا يُدعى إرنست بالعبقري

تستند مطالبة تشين إلى نوع خاص من الذكاء: القدرة على رؤية أن الملاحظة البيولوجية هي في الواقع مشكلة كيميائية، ثم حل الكيمياء عندما لا يعرف أحد ما إذا كان الجزيء المستهدف سينجو من المناولة أصلاً. كان فليمنج يمتلك البنسلين في عام 1928 ولم يستطع استقراره أو تركيزه؛ كانت المادة مشهورة وغير مجدية. كانت بصيرة تشين في عام 1938 هي أن العوامل المضادة للبكتيريا في العفن تستحق هجوماً كيميائياً حيوياً منهجياً بدلاً من جولة أخرى من الملاحظة المعجبة، وكانت مهارته في ابتكار عملية استخلاص - درجة الحموضة، البرودة، التبخير المتكرر - رقيقة بما يكفي لعدم تدمير ما كان يعزله. اقتراح بيتا لاكتام لعام 1942، المصنوع من التفكير الكيميائي قبل سنوات من تمكن علم البلورات من تأكيده، هو العرض الأكثر حدة لعقله.

القضية المضادة حقيقية. لم يكتشف البنسلين، وقال ذلك؛ النسخة الشعبية التي تعزو الفضل إلى فليمنج أزعجته لبقية حياته، لكن النسخة المصححة التي تعزو الفضل إلى تشين وحده ستكون خاطئة بنفس القدر. كان بنسلين أكسفورد نتيجة فريق: قدم فلوري التوجيه والأعصاب والاتصال الأمريكي، وقدم هيتلي هندسة الإنتاج التي لم يكن من الممكن توسيع نطاق أي شيء بدونها، وقدم أبراهام الكثير من الكيمياء بجانبه، وقدمت هودجكين الإثبات الهيكلي. كان تشين أيضاً، وفقاً للرواية الشائعة، صعب المراس ومشاكس، سريع الشعور بالإهانة بشأن الائتمان - وفي مسألة براءة الاختراع، على الأقل، تبين أنه كان على حق. ما كان يمتلكه لم يكن عبقرية وحيدة بل حكماً كيميائياً استثنائياً تم تطبيقه في اللحظة الدقيقة التي تحول فيها الفضول إلى دواء.

الإرث

توفي تشين في 12 أغسطس 1979 في مستشفى مايو العام (Mayo General Hospital) في كاسلبار، مقاطعة مايو، عن عمر يناهز ثلاثة وسبعين عاماً. يحمل مبنى الكيمياء الحيوية في كلية إمبريال اسمه، وكذلك طريق في كاسلبار. النصب التذكاري الأكبر هو هيكلي: تظل حلقة بيتا لاكتام التي جادل من أجلها في عام 1942 سقالة الفئة الأكثر استخداماً من المضادات الحيوية في العالم، وكل بنسلين شبه اصطناعي هو تباين لجزيء ساعد في تثبيته عندما كان لا يزال مجرد بقعة على طبق مختبري.