ארנסט צ'יין: הכימאי שהפך את הפניצילין למציאות
ב-25 במאי 1940, הוזרקו לשמונה עכברים באוקספורד חיידקי סטרפטוקוקוס, ולארבעה מהם ניתנה אבקה חומה שפליט גרמני בילה שנתיים בלימוד הדרך להפיקתה. למחרת בבוקר היו ארבעת העכברים המטופלים בחיים וארבעת הבלתי מטופלים מתו. אלכסנדר פלמינג (Alexander Fleming) הבחין בעובש שתים-עשרה שנים קודם לכן והניח לו. ארנסט צ'יין הפך אותו לתרופה.
ברלין ובנו של הכימאי
צ'יין נולד בברלין ב-19 ביוני 1906. אביו, ד"ר מיכאל צ'יין, היה כימאי ותעשיין שהיגר ממוהילב שבאימפריה הרוסית כדי ללמוד כימיה בחו"ל; אמו, מרגרטה אייזנר, הייתה ילידת ברלין. המשפחה הייתה יהודית. הוא למד בגימנסיית לואיזן (Luisengymnasium) והשלים את לימודי הכימיה שלו באוניברסיטת פרידריך וילהלם ב-1930, ולאחר מכן בילה שלוש שנים במחקר אנזימים בבית החולים שריטה (Charité).
הוא קרא נכונה ובאופן מוקדם את עליית הנאצים. ב-2 באפריל 1933 הגיע לאנגליה עם 10 ליש"ט. הגנטיקאי ג'.ב.ס. הלדיין (J.B.S. Haldane) מצא לו מקום בבית החולים יוניברסיטי קולג' בלונדון, ומשם עבר לקיימברידג', לקולג' פיצויליאם, שם עבד על פוספוליפידים תחת סר פרדריק גאולנד הופקינס (Sir Frederick Gowland Hopkins). הוא קיבל אזרחות בריטית באפריל 1939, חודשים לפני המלחמה.
אוקספורד והחיפוש השיטתי
ב-1935 הזמין אותו בית הספר לפתולוגיה על שם סר ויליאם דאן (Sir William Dunn School of Pathology) באוקספורד; עד 1936 הוא היה מדריך ומרצה לפתולוגיה כימית. עבודתו המוקדמת באוקספורד עסקה בתחומים רבים – ארסי נחשים, חילוף חומרים בגידולים, מנגנון הליזוזים – ועבודת הליזוזים היא שהצביעה על מה שיבוא לאחר מכן.
ב-1938 החליטו צ'יין והמנהל האוסטרלי של בית הספר, הווארד פלורי (Howard Florey), לחקור את התכונות הביוכימיות והביולוגיות של חומרים אנטי-בקטריאליים נבחרים המיוצרים על ידי מיקרואורגניזמים. פניצילין היה פריט אחד ברשימה. הנחת העבודה שלהם הייתה שגויה באופן מעניין: הם חשבו שסוכנים אלו יתגלו כאנזימים בדומה לליזוזים. מה שהיה חשוב היה ההחלטה להתייחס לבעיה כאל כימיה ולא כאל סקרנות מיקרוביולוגית.
תהליך ההפקה היה מפרך. צ'יין, יחד עם אדוארד פנלי אברהם (Edward Penley Abraham), בנה מסלול טיהור המבוסס על בקרת pH קפדנית, טמפרטורות נמוכות ואידוי חוזר – בעיקרו של דבר ייבוש בהקפאה – והתפוקות היו משפילות. גלונים רבים של מרק עובש הניבו כמות גדולה מספיק בקושי כדי לכסות ציפורן. נורמן היטלי (Norman Heatley) שיפר מאוחר יותר את התהליך למשהו שניתן להרחבה. ניסוי העכברים ב-25 במאי 1940 עורר התרגשות רבה במחלקה, וזו הייתה ההוכחה המוצקה הראשונה לכך שהחומר פעל בבעל חיים חי נגד זיהום קטלני.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →בפברואר 1941 טיפל הצוות בחולה האנושי הראשון שלו, שוטר מאוקספורד. מצבו השתפר משמעותית אך אז חלה נסיגה כאשר אזל הפניצילין, והוא מת. פלורי הפיק מאותו כישלון נדר לכך שתמיד יהיה ברשותו מספיק פניצילין להשלמת טיפול. ביולי 1941 נסעו פלורי והיטלי לארצות הברית ויצרו קשר עם המעבדות האזוריות הצפוניות של משרד החקלאות בפאוריה, אילינוי, והחלו במאמץ ייצור שבסופו של דבר משך אלפי אנשים וכשלושים וחמישה מוסדות.
הפטנט שלא קיבל
צ'יין רצה לרשום פטנט על הפניצילין. במכונים הגרמניים שבהם התאמן, רישום פטנטים היה נוהג מקובל והדרך הברורה לממן עבודה נוספת. פלורי סירב, מתוך תפיסה שהתגלית צריכה להועיל לכל האנושות. ההחלטה העיקה על צ'יין זמן רב, ולא רק בשל פגיעה בגאווה: הרפואה הבריטית רכשה לאחר מכן את הפניצילין בחזרה מיצרנים אמריקאים שרשמו פטנט על תהליכי הייצור.
הוא המשיך לעסוק בכימיה. ב-1942, יחד עם אברהם, הציע צ'יין את טבעת הבטא-לקטם בלב מולקולת הפניצילין – מבנה שהיה שנוי במחלוקת באותה עת ואושר ב-1945 על ידי הקריסטלוגרפיה בקרני רנטגן של דורותי הודג'קין (Dorothy Hodgkin). טבעת זו היא הסיבה לכך שיש משפחה שלמה של אנטיביוטיקה ולא תרופה בודדת.
לקראת סוף המלחמה נודע לו כי הנאצים רצחו את אמו ואחותו.
רומא, אימפריאל ויהדות ציבורית
פרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה לשנת 1945 הוענק לפלמינג, לפלורי ולצ'יין "על גילוי הפניצילין והשפעתו המרפאה במחלות זיהומיות שונות". הגיעו תארים נוספים: מדליית ברצליוס הכסופה ב-1946, בחירה כעמית החברה המלכותית, פרס פאול ארליך (Paul Ehrlich) ב-1954, מדליית הזהב לטיפול תרופתי ב1957, ותואר אבירות בטקס יום ההולדת המלכותי ב-1969.
ההכרה לא הפכה אותו לרצוי בכל מקום. ארצות הברית אסרה עליו כניסה במסגרת חוק הביטחון הפנימי של מק'קארן (McCarran) משנת 1950 וסירבה לתת לו ויזה פעמיים ב-1951. ב-1948 עזב את אוקספורד לרומא, כמנהל מדעי של המרכז הבינלאומי למחקר במיקרוביולוגיה כימית במכון העליון לבריאות (Istituto Superiore di Sanità), שם בנה עבודה על תסיסה – הביולוגיה התעשייתית שעליה מתבסס למעשה ייצור האנטיביוטיקה. ב-1961 חזר ללונדון כפרופסור לביוכימיה באימפריאל קולג', והקים את המחלקה לביוכימיה שלו.
הוא התחתן עם הביוכימאית אן בלוף (Anne Beloff) ב-1948; נולדו להם שלושה ילדים, בנג'מין, דניאל וג'ודית, שחונכו בדת היהודית. זהותו היהודית הפכה למרכזית וציבורית יותר עם הגיל. הוא הצטרף לחבר הנאמנים של מכון ויצמן למדע ב-1954, היה ציוני גלוי, וב-1965 נשא דברים תחת הכותרת "מדוע אני יהודי" בוועידת האינטלקטואלים של הקונגרס היהודי העולמי.
מדוע ארנסט מכונה גאון
טענתו של צ'יין נשענת על סוג מסוים של אינטליגנציה: היכולת לראות שתצפית ביולוגית היא למעשה בעיה כימית, ואז לפתור את הכימיה כשאיש אינו יודע אם מולקולת המטרה בכלל שורדת טיפול. לפלמינג היה פניצילין ב-1928 והוא לא הצליח לייצב או לרכז אותו; החומר היה מפורסם וחסר תועלת. התובנה של צ'יין ב-1938 הייתה שהסוכנים האנטי-בקטריאליים של עובשים ראויים למתקפה ביוכימית שיטתית ולא לעוד סבב של תצפית מעריצה, וכישוריו היו בפיתוח הפקה – pH, קור, אידוי חוזר – עדין מספיק כדי לא להרוס את מה שהוא בודד. הצעת הבטא-לקטם מ-1942, שנעשתה מתוך נימוקים כימיים שנים לפני שקריסטלוגרפיה יכלה לאשר זאת, היא התצוגה החדה ביותר של מוחו.
הטיעון הנגדי הוא אמיתי. הוא לא גילה את הפניצילין, והוא אמר זאת בעצמו; הגרסה הפופולרית המייחסת את התגלית לפלמינג עוררה את רוגזו לשארית חייו, אך הגרסה המתוקנת המייחסת את התגלית לצ'יין לבדו תהיה שגויה באותה מידה. הפניצילין של אוקספורד היה תוצאה של צוות: פלורי סיפק את הכיוון, את העצבים ואת הקשר האמריקאי, היטלי את הנדסת הייצור שבלעדיה שום דבר לא היה מגיע לקנה מידה תעשייתי, אברהם חלק גדול מהכימיה לצדו, והודג'קין את ההוכחה המבנית. צ'יין היה גם, לפי דיווחים רבים, קשה ולוחמני, ממהר להיפגע בנוגע לקרדיט – ובסוגיית הפטנט, לפחות, התברר שהוא צדק. מה שהיה לו לא היה הברקה בודדת אלא שיקול דעת כימי יוצא דופן שיושם בנקודה המדויקת שבה סקרנות הפכה לתרופה.
מורשת
צ'יין מת ב-12 באוגוסט 1979 בבית החולים הכללי מאיו בקאסלבר, מחוז מאיו, בגיל שבעים ושלוש. בניין הביוכימיה באימפריאל קולג' נושא את שמו, וכך גם רחוב בקאסלבר. האנדרטה הגדולה יותר היא מבנית: טבעת הבטא-לקטם שעליה הגן ב-1942 נותרה הפיגום של סוג האנטיביוטיקה הנפוץ ביותר בעולם, וכל פניצילין חצי-סינתטי הוא וריאציה על מולקולה שהוא סייע לקבע כשהייתה עדיין כתם על צלחת מעבדה.