प्रतिजैव पदार्थ

प्रतिजैव पदार्थ : (अँटिबायॉटिक्स). सूक्ष्मजीवांपासून मिळणाऱ्या व अत्यल्प प्रमाणात असतानाही इतर सूक्ष्मजीवांची वाढ रोखू शकणाऱ्या किंवा त्यांना मारक ठरणाऱ्या रासायनिक पदार्थांना ‘प्रतिजैव प्रदार्थ’ किंवा ‘प्रतिजैविके’ म्हणतात. ‘अँटिबायॉसिस’ या मूळ ग्रीक शब्दाच्या ‘प्रतिजीविता’ या अर्थावरून ‘अँटिबायॉटिक’ (प्रतिजैव) हा शब्द तयार झाला आहे. प्रतिजीविता ही संकल्पना पी. ह्युलेमीन या शास्त्रज्ञांनी १८८९ मध्ये ‘एक सजीव प्राणी इतर सजीवांचा स्वजीवरक्षणार्थ नाश करतो’ या शब्दात मांडली होती व या नाशास कारणीभूत असणाऱ्या पदार्थाला त्यांनी अँटिबायॉट अशी संज्ञा वापरली होती. १८९९ मध्ये मार्शल वॉर्ड यांनी सूक्ष्मजीवामधील विरोधाचे वर्णन करताना ‘अँटिबायॉसिस’ हा शब्द वापरला. सुरुवातीस दिलेल्या, ⇨ सेल्मन आब्राहम वेक्समन या नोबेल पारितोषिक विजेत्या शास्त्रज्ञांनी केलेल्या व्याख्येनंतर १९४४ पासून अँटिबायॉटिक्स हा शब्द रूढ झाला आहे. आधुनिक परिभाषाशास्त्राप्रमाणे प्रतिजैव पदार्थाची व्याख्या अशीही करतात : ‘जिवंत कोशिका (पेशी) तयार करीत असलेला किंवा त्यापासून मिळणारा रासायनिक पदार्थ, विशेषेकरून जिवंत सूक्ष्मजंतू, किरणकवके [ॲक्टिनोमायसीज ⟶ ॲक्टिनोमायसीटेलीझ], यीस्ट, बुरशी व इतर वनस्पती तयार करीत असलेला व सूक्ष्मजीवांना मारक किंवा त्यांची वाढ रोखाणारा पदार्थ’.

इतिहास : एका सूक्ष्मजीवापासून मिळणारा पदार्थ दुसऱ्या सूक्ष्मजीवांची वाढ रोखण्याकरिता किंवा नाश करण्याकरिता वापरण्याचा प्रयत्न कमीत कमी २,५०० वर्षांपूर्वी प्रथम केला गेला असावा. त्या सुमारास चिन्यांनी सोयाबिनापासून बनविलेल्या बुरशीयुक्त दह्याचा काळपुळीसारख्या [⟶ काळपुळी, संसर्गजन्य] संसर्गजन्य विकृतींवर बाह्योपचार म्हणून उपयोग केला होता व तो गुणकारी ठरला होता.

सूक्षजंतूंच्या एकमेकांस विरोध करण्याच्या गुणधर्मांचा औषधी उपयोग होऊ शकेल ही कल्पना ⇨लुई पाश्चर आणि  जे. एफ्. झूबेअर या दोन फ्रेंच शास्त्रज्ञांना सुचली. प्रयोगशाळेतील प्रयोगात संसर्गजन्य काळपुळी या रोगाचे सूक्ष्मजंतू जंतुरहित मूत्रमाध्यमात उत्तम वाढतात परंतु ते त्याच माध्यमात इतर ऑक्सिजीवी (मुक्त ऑक्सिजनाच्या उपस्थितीतच जगू शकणाऱ्या व वाढू शकणाऱ्या) सूक्ष्मजंतूंच्या सान्निध्यात नाश पावतात, हे त्यांच्या लक्षात आले. त्यांनी प्राण्यांवर प्रयोग केल्यावर त्यांना असे आढळले की, काळपुळी उत्पन्न करणारे सूक्ष्मजंतू एकटेच प्राण्यांत अंतःक्षेपणाने (इंजेक्शनाने) टोचल्यास जसा रोग उद्‌भवतो तसाच तेच जंतू इतर सूक्ष्मजंतूंबरोबर मिश्रित करून  अंतःक्षेपण केल्यास उद्‌भवत नाही. प्रतिजैव परिणामाचे हे पहिलेच प्रात्यक्षिक म्हणता येईल.

काही प्रतिजैव पदार्थ त्यांच्या गुणधर्मांची कल्पना येण्यापूर्वीच अलग मिळविण्यात आले होते. १८६० मध्ये फोरडॉस यांनी स्यूडोमोनस वंशाच्या सूक्ष्मजंतूपासून पायोसायानीन हे निळ्या रंगाचे रंगद्रव्य स्फटिक स्वरूपात मिळविले होते. पुढे कित्येक वर्षांनंतर त्याचा प्रतिजैव गुणधर्म समजला. १८९६ मध्ये गोसिओ यांनी संवर्धित कवकापासून मायक्रोफिनॉलिक अम्ल स्फटिक स्वरूपात मिळविले होते. १८९९ मध्ये एमरिख व लो या शास्त्रज्ञांनी स्यूडोमोनस एरुजिनोझा या सूक्ष्मजंतूपासून पायोसायनेझ हा प्रतिजैव पदार्थ तयार करण्याची पद्धती शोधली होती. ऐतिहासिक दृष्ट्या हा एक महत्त्वाचा शोध होता, कारण हा पदार्थ प्रयोगशाळांतून मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो.

इ. स. १९३६ मध्ये वनस्पति-विकृतिवैज्ञानिकांना जमिनीतील विशिष्ट कवकापासून ग्लायोटॉक्सीन हा प्रतिजैव पदार्थ मिळविता आला व तो रोपे कोलमडून पाडणाऱ्या रोगास प्रतिबंध करतो, असे दिसून आले. प्रतिजैव पदार्थ मिळविण्याचीच एकमेव दृष्टी ठेवून संशोधन करणारे पहिले शास्त्रज्ञ म्हणून ⇨रने झ्यूल द्यूबॉस यांचे नाव घ्यावे लागते.१९३९ मध्ये त्यांनी बॅसिलस ब्रेव्हिस या संवर्धित सूक्ष्मजंतूपासून मिळविलेला टायरोथ्रिसीन (ग्रामिसिडीन आणि टायरोसिडीन यांचे मिश्रण असलेला) हा नवा प्रतिजैव पदार्थ औषधी वापरानंतर यशस्वी ठरल्यामुळे इतर शास्त्रज्ञांना जोरदार प्रोत्साहन मिळाले आणि नव्या अधिक औषधी उपयोग असणाऱ्या प्रतिजैव पदार्थांचे शोध लागत गेले.

वरील घटनांपूर्वी १९२९ मध्ये ⇨सर ॲलेक्झांडर फ्लेमिंग यांना ⇨पेनिसिलीन या प्रतिजैव पदार्थाचा शोध लागला होता परंतु ⇨सर एर्न्स्ट बोरिस चेन व ⇨सर हॉवर्ड वॉल्टर फ्लोरी या शास्त्रज्ञांनी १९४१ मध्ये त्याची औषधी उपयुक्तता सिद्ध करून दाखवीपर्यत या शोधाचे महत्त्व पटलेले नव्हते. यानंतरही निसर्गातील इतर प्रतिजैव पदार्थांचे महत्त्व लक्षात आले नव्हते. वेक्समन व त्यांच्या सहकाऱ्यांनी १९४४ मध्ये स्ट्रेप्टोमायसीन या प्रतिजैव पदार्थाचा शोध लावल्यानंतर’प्रतिजैव युगा’ची सुरुवात झाली. विसाव्या शतकाच्या चौथ्या दशकानंतर मानवी वैद्यकात व पशुवैद्यकात प्रतिजैव पदार्थांच्या उपयोगास प्रारंभ झाला. आतापर्यंत शोधलेल्या प्रतिजैव पदार्थांपैकी ३४० पदार्थ महत्त्वाचे ठरले असून त्यांपैकी ५० हून अधिक पदार्थ जास्त प्रमाणात वापरात आहेत. त्यांपैकी बहुतेकांचे औषधी उपयोग एवढे प्रभावी व विस्मयजनक ठरले आहेत की, ‘अद्‌भुत औषधे’ म्हणूनच ते ओळखले जातात. आज एकट्या अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांतच प्रतिवर्ष १,००० टन वजनाचे प्रतिजैव पदार्थ तयार होतात.

वर्गीकरण : प्रतिजैव पदार्थांचे वर्गीकरण पुढील निरनिराळ्या प्रकारांनी करता येते : (१) उपयुक्ततेनुसार, उदा., सूक्ष्मजंतुविरोधी, कवकविरोधी वगैरे (२) उत्पादक सूक्ष्मजीवानुसार, उदा., पेनिसिलियमजन्य, स्ट्रेप्टोमायसीजजन्य, कवकजन्य वगैरे (३) समान रासायनिक संरचनेनुसार, उदा., शर्करायुक्त, पॉलिपेप्टाइडयुक्त वगैरे (४) सूक्ष्मजंतूच्या ज्या विशिष्ट भागावर दुष्परिणाम होतो त्यानुसार म्हणजेच क्रियापद्धतीनुसार, उदा., सूक्ष्मजंतूच्या भित्ती संश्लेषणात (कोशिकेभोवतील भित्ती तयार करण्याच्या प्रक्रियेत) बिघाड उत्पन्न करणारे, परिकलीय आवरणावर (कोशिका भित्तीच्या आत असणाऱ्या परिकलावरील म्हणजे जीवद्रव्यांवरील आवरणावर) परिणाम करणारे वगैरे (५) परिणाम होणाऱ्या सूक्ष्मजंतूंच्या संख्येनुसार, उदा., बहुजीवरोधी व अल्पजीवरोधी (६) सूक्ष्मजंतूवरील प्रमुख परिणामाप्रमाणे, उदा., सूक्ष्मजंतुरोधक आणि सूक्ष्मजंतुनाशक.

क्रियाशीलता : बहुसंख्य प्रतिजैव पदार्थ प्रामुख्याने सूक्ष्मजंतुरोधक असून काही सूक्ष्मजंतुनाशक व काही सूक्ष्मजंतुविलयकही (सूक्ष्मजंतूंच्या कोशिका विरघळवून टाकणारेही) आहेत. प्रत्येक सूक्ष्मजंतूची रचना विशिष्ट प्रकारची असते [⟶ सूक्ष्मजंतुविज्ञान]. या रचनेतील चार भागांवर प्रतिजैव पदार्थ दुष्परिणाम करू शकतात : (१) कोशिका भित्ती, (२) परिकलीय आवरण, (३) रिबोसोम्स [ विविध प्रथिने व रिबोन्यूक्लिइक अम्ल यांनी बनलेले सूक्ष्म जटिल कण ⟶ कोशिका] आणि (४) जननिक वृत्ताचे संदेशक असलेले रिबोन्यूक्लिइक अम्लाचे रेणू [⟶ न्यूक्लिइक अम्ले]. कोष्टक क्र. १ मध्ये वर दिलेल्या क्रियास्थानावर क्रियाशील असलेल्या व मानवी वैद्यकात वापरात असलेल्या महत्त्वाच्या प्रतिजैव औषधांची नावे दिली आहेत.

कोणताही एकच प्रतिजैव पदार्थ सर्व प्रकारच्या सूक्ष्मजंतुंविरुद्ध क्रियाशील असल्याचे आढळलेले नाही. विशिष्ट पदार्थ सूक्ष्मजंतुविरुद्ध प्रभावी असल्याचेच आढळते. उदा., स्ट्रेप्टोमायसीन क्षयरोगाच्या जंतुविरुद्ध गुणकारी आहे, तर पेनिसिलिनाचा त्यांच्यावर अल्पसाही परिणाम होत नाही. संसर्गजन्य रोग केवळ योग्य त्या प्रभावी प्रतिजैव औषधामुळेच बरे होतात हा समज चुकीचा आहे. रोग्याच्या शरीरातील कोशिकीय आणि देहद्रवीय (शरीरातील कोशिकाबाह्य रक्त व लसीका यांसारख्या द्रवातील लसीका म्हणजे रक्तद्रवाशी साम्य असणारा द्रव पदार्थ) संरक्षणात्मक यंत्रणाही महत्त्वाचा भाग घेते. कणकोशिकान्यूनत्व (रक्तातील पांढऱ्या कोशिकांपैकी विशिष्ट लहान कणांनी युक्त असलेल्या कोशिकांची संख्या नेहमीपेक्षा बरीच कमी असणारी विकृती), श्वेतकोशिकार्बुद (रक्तोत्पादक ऊतकांची – कोशिकासमूहांची-श्वेतकोशिकांचे अनियंत्रित उत्पादन होणारी मारक विकृती) आणि लसीका मांसार्बुद (लसीकाभ ऊतकांची अनियंत्रित वाढ होणारी मारक विकृती) यांसारख्या रोगांमध्ये शरीराची प्रतिरक्षात्मक (रोगप्रतिकार करणारी) यंत्रणा बिघडलेली असते. या कारणामुळे अशा रोग्यांना जंतुसंक्रामणाला कारणीभूत असलेले जंतू, संवेदी असूनही तसेच मोठ्या मात्रेत देऊनही, पेनिसिलिनासारखे प्रतिजैव औषध निष्प्रभ ठरते. शस्त्रक्रिया जरूर असणाऱ्या रोगामध्ये शस्त्रक्रिया टाळून केवळ प्रतिजैव औषधे देण्याने तो बरा होत नाही, उदा., मोठे विद्रधी (गळू).

प्रत्येक प्रतिजैव पदार्थाची क्रियाशीलता मर्यादित स्वरूपाची असते. सूक्ष्मजंतूच्या आवश्यक जीवनक्रियांवर ज्या मानाने प्रतिजैव पदार्थ परिणाम करू शकतो, त्यावर त्याची क्रियाशीलता अवलंबून असते. याशिवाय प्रतिजैव पदार्थाची क्रियाशीलता पूर्णपणे नाहीशी करू शकतील असे काही पदार्थ सूक्ष्मजंतू तयार करतात. उदा., स्टॅफिलोकॉकस ऑरियस नावाचे सूक्ष्मजंतू पेनिसिलिनेज हा पदार्थ तयार करतात ज्यामुळे ते पेनिसिलिनास प्रतिरोध करतात [⟶ पेनिसिलीन] अशाच प्रकारचा प्रतिरोध निरनिराळ्या प्रतिजैव औषधांबद्दलही तयार होतो. टेट्रासायक्लिने, क्लोरँफिनिकॉल, एरिथ्रोमायसीन यांना प्रतिरोध करणारे अधिकाधिक सूक्ष्मजंतू आढळू लागले आहेत. अनुभवांती असेही दिसून आले आहे की, स्ट्रेप्टोमायसिनाबरोबरच पॅरा-ॲमिनो सॅलिसिलिक अम्ल किंवा आयसोनियाझीड ही औषधे दिल्यास क्षयरोगाच्या सूक्ष्मजंतूंमध्ये स्ट्रेप्टोमायसिनाला प्रतिरोध तयार होण्यास पुष्कळ विलंब लागतो.

आदर्श प्रतिजैव औषध : आदर्श प्रतिजैव औषधामध्ये पुढील गुणधर्म असावेत : (१) त्याची क्रियाशीलता वेचक आणि प्रभावी असून ते बहुजीवरोधी असावे. (२) ते सूक्ष्मजंतुरोधकापेक्षा सूक्ष्मजंतुनाशक असावे. (३) सूक्ष्मजंतूमध्ये प्रतिरोध उत्पन्न करणारे नसावे. (४) मोठी मात्रा दीर्घकाळपर्यंत देऊनही आनुषंगिक दुष्परिणाम निर्माण होऊ नयेत. (५) संवेदीकारक नसावे. (६) अंतस्त्यक्रियेत (हृदय, यकृत इ. अंतर्गत इंद्रियांच्या क्रियेत) बिघाड उत्पन्न करणारे, तसेच शरीरक्रिया बिघडविणारे नसावे. (७) देहद्रव्ये, नि:स्राव (ऊतकांनी बाहेर टाकून दिलेली आगंतुक द्रव्ये), रक्तरसातील प्रथिने व ऊतकातील एंझाइमे (जीवरासायनिक विक्रिया घडवून आणणारे प्रथिन पदार्थ) यांच्या सान्निध्यात त्याची क्रियाशीलता कमी होता कामा नये. (८) जलविद्राव्य (पाण्यात विरघळणारे) असून शुष्क किंवा विद्राव्य अवस्थेत कोठी तापमानात (सर्वसाधारण तापमानात) टिकून राहण्याची क्षमता असावी. (९) ते कोणत्याही प्रकाराने (उदा., तोंडाने, अंतःक्षेपणाने वगैरे) वापरता येण्याजोगे असावे. (१०) त्याचे शरीरांतर्गत अभिशोषण, वितरण व उत्सर्जन असे असावे की, ज्यामुळे योग्य ती सूक्ष्मजंतुनाशक पातळी देहद्रव्यामध्ये, विशेषेकरून मस्तिष्कमेरू द्रव्यामध्ये [मेंदू व मेरुरज्जू यांना यांत्रिक आधार म्हणून उपयोगी असणाऱ्या द्रवामध्ये ⟶ तंत्रिका तंत्र] लवकर तयार होईल व दीर्घकाळ टिकून राहील. (११) त्याचे उत्पादन पुरेसे सहज व अल्पखर्चिक असावे. 

रासायनिक स्वरूप : रासायनिक विश्लेषणाने बहुतेक प्रतिजैव पदार्थांची संरचना माहित झाली आहे. त्यावरून त्यांचे वर्गीकरण लिपॉइडे, रंगद्रव्ये, पॉलिपेप्टाइडे, सल्फरयुक्त संयुगे, क्किनोने, कीटोने,लॅक्टोने, न्यूक्लिओसायडे व ग्लायकोसायडे असे करता येते. काही प्रतिजैव पदार्थ संश्लेषणाने (साध्या संयुगांच्या वा मूलद्रव्यांच्या संयोगाने जटिल संयुगे तयार करण्याच्या प्रक्रियेने) किंवा अर्ध-संश्लेषणाने तयार करता येतात, उदा., पेनिसिलीने, पायोसायानिन व सायक्लोसेरीन. जैव व रासायनिक संश्लेषण या दोहोंचा उपयोग करून नवे प्रतिजैव पदार्थ बनविता येतात. काही वेळा केवळ रासायनिक रूपांतर करून नवा पदार्थ मिळू शकतो.

उपयोग : प्रतिजैव पदार्थांचा निरनिराळ्या क्षेत्रांत उपयोग करतात. मानवी वैद्यकातील त्यांचा उपयोग क्रांतिकारक ठरला आहे. बहुसंख्य संक्रामक (सांसर्गिक) रोगांवर प्रतिजैव औषधे गुणकारी ठरली असून त्यांच्या वापरानंतर या रोगांनी मरणारांच्या संख्येत मोठी घट झाली आहे, हे कोष्टक क्र. २ वरून स्पष्ट होते. (कोष्टकातील आकडेवारी अमेरिकन सरकारच्या जन्ममृत्यू आकडेवारीवरून घेतलेली आहे कोष्टकात उल्लेखिलेल्या सर्व रोगांवर स्वतंत्र नोंदी आहेत).

मानवी वैद्यकात अधिक उपयोगात असलेल्या प्रतिजैव औषधांची माहिती कोष्टक क्र. ३ मध्ये दिली आहे.

मानवी वैद्यकाखेरीज पशुवैद्यकातही प्रतिजैव औषधांचा मोठ्या प्रमाणात उपयोग करतात. गुरे, मेंढ्या, डुकरे यांना होणाऱ्या अतिसार, न्यूमोनिया, खूरखूत (खुराच्या दोन गेळ्यांमधील व मागील मांसल भागास सूज येणारा विकार), लेप्टोस्पायरोसिस (लेप्टोस्पायराया वंशातील सूक्ष्मजीवांमुळे होणारा विकार),स्तनशोथ, जनन व मूत्रोत्सर्जक तंत्रांचे विकार यांवर ही औषधे उपयुक्त ठरली आहेत. मांजर व कुत्रा यांच्या काही रोगांवर ही औषधे गुणकारी आहेत. मानवाप्रमाणेच ती या प्राण्यांना तोंडाने, अंतःक्षेपणाने व मलमासारखा बाह्योपचार म्हणून वापरतात. प्रतिजैव पदार्थांचा अल्पप्रमाणात पशुखाद्यात वा कोंबडीच्या खुराकात घालून उपयोग करतात.[⟶ पशुखाद्य]. काही तज्ञांच्या मताप्रमाणे अशा वापरामुळे सार्वजनिक आरोग्य बिघडण्याचा धोका असल्यामुळे मानवाला औषधी म्हणून उपयोगी असणारे पदार्थ पशुखाद्यात वापरू नयेत. कृत्रिम वीर्यसेचनात वापरावयाच्या रेताच्या परिरक्षणाकरिता (अधिक काळ चांगल्या स्थितीत टिकविण्याकरिता) प्रतिजैव पदार्थ वापरतात. 

खाद्यपदार्थांच्या परिरक्षणाकरिता काही प्रतिजैव पदार्थ (उदा., टेट्रासायक्लिने, स्ट्रेप्टोमायसीन इ.) वापरतात. कोंबडीचे मांस, मासे, भाज्या सडू नयेत म्हणून काही देशांतून प्रतिजैव पदार्थांचा उपयोग करतात. काही देशांत अशा वापरास कायदेशीर बंदी आहे. प्रतिजैव पदार्थांचा वापर खाद्यपदार्थावरील प्रक्रियेत केल्यास, त्यात उरलेल्या अल्पांशामुळे भावी संभाव्य संसर्गावर प्रतिजैव पदार्थ निरुपयोगी ठरतात. याकरिता बिनऔषधी प्रतिजैव पदार्थांचाच वापर करण्याकडे कटाक्ष ठेवतात.

काही औद्योगिक प्रक्रियांतून अनिष्ट सूक्ष्मजीवांचा नाश करण्याकरिता, तसेच तयार होणाऱ्या पदार्थांच्या परिरक्षणाकरिता हे पदार्थ वापरतात. काही पदार्थ प्रयोगशाळांतून अनावश्यक व संसर्गित सूक्ष्मजीवांपासून आवश्यक सूक्ष्मजीवांच्या बचावाकरिता वापरतात. आनुवंशिकी, प्रथिन संश्लेषण, न्यूक्लिइक अम्लनिर्मिती, सूक्ष्मजैव चयापचय (शरीरात सतत होणाऱ्या एकूण रासायनिक-भौतिक घडामोडी) इ. मूलभूत संशोधनात प्रतिजैव पदार्थ उपयुक्त ठरले आहेत.

वनस्पतींच्या रोगास कारणीभूत असणाऱ्या पुष्कळ सूक्ष्मजीवांविरुद्ध प्रतिजैव पदार्थ परिणामकारक असल्याचे आढळले आहे परंतु पिके व वनस्पतींच्या रोगावर प्रतिबंधक म्हणून त्यांचा वापर अत्यल्प प्रमाणातच करतात [⟶ कवकनाशके]. प्रतिजैव पदार्थांचे शेतामधील परिस्थितीतील अस्थैर्य, हानिकारक शेष राहण्याची शक्यता, अल्पखर्चिक उत्पादनाची आवश्यकता इ. कारणांमुळे त्यांचा वापर मर्यादित प्रमाणातच होत आहे, तरीही काही पदार्थ वापरण्यात आहेत, उदा., स्ट्रेप्टोमायसीन, ॲक्टिडायोन वगैरे. प्रतिजैव पदार्थ वनस्पतींच्या पृष्ठभागातून व मुळ्यांतून शोषले जाऊन विविध भागांत पसरतात व रोगाची वाढ रोखून तो नष्ट करतात. जपानमध्ये भातावरील एका कवकजन्य करपा रोगावर प्रतिबंधात्मक उपायाकरिता प्रतिजैव पदार्थांचा उपयोग करतात.

प्रतिजैव पदार्थांच्या अर्बुदरोधी (ऊतकातील कोशिकांची अत्यधिक नवोत्पत्ती झाल्यामुळे उत्पन्न होणाऱ्या गाठीला रोध करण्याच्या) क्रियाशीलतेकडे १९५२ पासून लक्ष वेधले गेले. या सुमारास ॲक्टिनोमायसीन नावाच्या पदार्थांचा हा गुणधर्म लक्षात येताच अर्बुदरोधी प्रतिजैविकांच्या शोधाकरिता जोरदार प्रयत्न सुरू झाले. ड्युॲनोमायसीन, मिटोमायसीन सी, क्रोमोमायसीन ए_३, व सार्कोमायसीन या पदार्थांमध्ये कर्करोगाच्या काही प्रकारांवर मर्यादित स्वरूपाचा उपयोग होतो असे आढळले परंतु त्याच वेळी हे पदार्थ हानिकारक विषबाधा उत्पन्न करीत असल्याचेही दिसून आल्यामुळे त्यांचा वापर अतिशय काळजीपूर्वकच करणे शक्य आहे.

उत्पादन : क्लोरँफिनिकॉल, सायक्लोसेरीन यांसारखे प्रतिजैव पदार्थ वगळता बहुतेक सर्व प्रतिजैव पदार्थ ⇨किण्वनाने तयार करतात. किण्वनक्रिया ही तत्त्वतः एकच असल्यामुळे ती थोड्याफार फरकाने बऱ्याच प्रतिजैव पदार्थांच्या निर्मितीचे प्रमुख अंग असते. ज्या सूक्ष्मजीवापासून प्रतिजैव पदार्थ तयार करावयाचा असतो, त्या सूक्ष्मजीवाचा वाण तयार करून त्याचे संवर्धन करतात. संवर्धन माध्यमात वाढीस उपयुक्त असे तेलबियांची पेंड, साखर, स्टार्च यांसारखे पदार्थ असतात. अशा निर्जुंतक माध्यमात योग्य त्या वाणाची वाढ करतात. नंतर किण्वन टाकीत योग्य असा संवर्धक द्रव स्थितीत घालतात. इतर संपर्क टाळण्याकरिता टाकी हवाबंद करतात. ऑक्सिजीवी माध्यम निर्माण करण्याकरिता निर्जंतुक हवा बुडबुड्यांच्या स्वरूपात माध्यमातून खेळवतात. सूक्ष्मजीवांची वाढ होण्यासाठी व प्रतिजैव पदार्थ तयार होण्याकरिता सर्व मिश्रण जोरदारपणे काही दिवस सतत ढवळतात. तापमान व इतर बाबींचे काटेकोरपणे नियंत्रण करतात. किण्वन माध्यमापासून प्रतिजैव पदार्थ शुद्ध स्वरूपात मिळविण्यासाठी, पदार्थांच्या स्वरूप व गुणधर्मांनुसार गाळणे, निष्कर्षण, अवक्षेपण, अधिशोषण, आयन-विनिमय, वर्णलेखन व स्फटिकीकरण या प्रक्रिया करतात (या सर्व प्रक्रियांसंबंधीच्या स्पष्टीकरणांसाठी त्यांवरील स्वतंत्र नोंदी पहाव्यात). एक लिटर माध्यमातून काही ग्रॅम शुद्ध पदार्थ मिळतो. काही वेळा हे प्रमाण वाढते. किण्वनाने मिळणाऱ्या या शुद्ध पदार्थांपासून रासायनिक विक्रिया करून प्रतिजैव पदार्थांचे व्यापारी उत्पादन केले जाते.

क्लोरँफिनिकॉल, सायक्लोसेरीन यांसारखी काही प्रतिजैव औषधे फक्त रासायनिक संश्लेषणाने, तर काही जैव व रासायनिक अशा दोन्ही प्रकारच्या  संश्लेषणाने तयार करतात. 

सूक्ष्मजीवापासून किण्वनाने मिळणाऱ्या प्रतिजैव पदार्थाची सर्वंकष चाचणी झाल्यानंतरच व्यापारी उत्पादनाकडे लक्ष दिले जाते. किण्वनाने हे पदार्थ तयार होण्यास वेळ लागतो व उत्पादन खर्चही अधिक होतो. या कारणाकरिता रासायनिक विश्लेषण करून संश्लेषण पद्धतीने व्यापारी उत्पादन करणे शक्य आहे किंवा नाही यासंबंधी सतत संशोधन करण्यात येते.

प्रतिजैव पदार्थ तयार करण्याची क्षमता सूक्ष्मजंतूंच्या कोणत्याही विशिष्ट वंशावर अवलंबून नसते, तसेच ती ठराविक वाणावरही अवलंबून नसून एकाच जातीतील वाण व त्यांचे रूपांतरित प्रकार यांवर अवलंबून असते. याशिवाय निरनिराळ्या वाणांच्या उत्पादनक्षमतेत गुणात्मक व संख्यात्मक फरकही असतात. सारख्याच परिस्थितीत एक वाण दुसऱ्यापेक्षा अधिक उत्पादन करू शकतो. काही सूक्ष्मजंतू एकापेक्षा अधिक प्रतिजैव पदार्थ तयार करू शकतात. उदा., पेनिसिलियम नोटॅटमपासून पेनिसिलिन व पेनॅटिन अशी निरनिराळी प्रतिजैविके मिळतात. यांशिवाय निरनिराळे सूक्ष्मजंतू त्याच प्रतिजैव पदार्थांपासून निरनिराळे रूपांतरित पदार्थ बनवू शकतात. उदा., पेनिसिलिनांचे व टेट्रासायक्लिनांचे प्रकार.

हानिकारक प्रतिक्रिया : पेनिसिलिनांच्या प्रतिक्रियांची माहिती ‘पेनिसिलीन’ या नोंदीत दिली आहे. आजपर्यंत तयार करण्यात आलेल्या प्रतिजैव औषधांमध्ये एकही औषध असे नाही की, जे संभाव्य हानिकारक प्रतिक्रियांपासून मुक्त आहे. अशा प्रतिक्रियांची संख्या बरीच असून त्यांचे प्रकारही पुष्कळ आहेत. प्रतिजैव औषधांच्या वाढत्या उपयोगाबरोबरच वैयक्तिक प्रतिक्रिया व एकूण प्रतिक्रिया यांच्या प्रमाणात बरीच वाढ झाली आहे. याला तीन प्रमुख कारणे आहेत : (१) प्रतिजैव औषधांच्या संख्येतील वाढ, (२) त्यांच्या जादा प्रमाणात वापर आणि (३) एकाच रोग्यात त्याच प्रतिजैव औषधाचा पुनःपुन्हा वापर व त्यामुळे उत्पन्न होणारी अधिहृषता.

हानिकारक प्रतिक्रियांचे वर्गीकरण तीन प्रकारांत करता येते : (१) विषबाधा, (२) अधिहृषताजन्य प्रतिक्रिया आणि (३) रोग्याच्या शरीरातील जैव व चयापचयात्मक बदल.

(१) विषबाधा : मळमळणे, उलट्या, अधिजठर भागातील अस्वस्थता आणि अतिसार ही लक्षणे उद्‌भवतात.

(२) अधिहृषताजन्य : या प्रतिक्रियांसंबंधीची माहिती ‘ॲलर्जी’ या नोंदीत दिली आहे.

(३) रोग्याच्या शरीरातील जैव व चयापचयात्मक बदल : जे रोगी प्रतिजैव औषधे घेतात त्यांच्या शरीरातील आंत्रमार्ग, श्वसनमार्ग व जनन-मूत्रोत्सर्जक मार्ग या ठिकाणी निरोगी अवस्थेतही कायम वास्तव्य करणाऱ्या सूक्ष्मजंतूंमध्ये काही बदल होतात. नेहमी सहभोजी (दुसऱ्या सजीवाच्या आश्रयाने जगणारे पण त्यास हानी न करणारे) म्हणून जीवन जगणारे हे सूक्ष्मजंतू रोगोत्पादक नसतात परंतु बदलामुळे ते नवीन रोग उत्पन्न करतात. याला ‘अधिसंक्रामण’ म्हणतात. मूळ संक्रामणावर उपचार चालू असताना सूक्ष्मजैव आणि दैहिक दृष्ट्या उद्‌भवणाऱ्या नव्या लक्षणांना हे नाव दिले आहे. पुष्कळ वेळा आढळणारी ही प्रतिक्रिया गंभीर असण्याचा धोका असतो. अधिसंक्रामणाची अनेक कारणे आहेत. त्यांपैकी पुढील प्रमुख आहेत : (१) रोग्याचे वय ३ वर्षांपेक्षा कमी असणे, (२) त्यास क्षयाव्यतिरिक्त कोणती तरी तीव्र किंवा चिरकारी (दीर्घकालीन) फुप्फुस विकृती असणे आणि (३) कार्यशीलतेची मर्यादा अधिक असणे, उदा., बहुजीवरोधी प्रतिजैव औषधापासून हा धोका अधिक संभवतो.

संभाव्य हानिकारक प्रतिक्रियांची शक्यता लक्षात घेऊन प्रतिजैव औषधांचा उपयोग अजिबात टाळणे केव्हाही समर्थनीय ठरणार नाही. जरूर तेव्हा ती वापरलीच पाहिजेत. मात्र ती वापरताना सर्व प्रकारची काळजी घेणे आवश्यक आहे.

उत्पादन उद्योग :१९४० सालानंतर प्रतिजैव पदार्थांच्या उत्पादनास सुरुवात झाली. अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने, कॅनडा, अर्जेंटिना, ब्राझील, रशिया, चीन, जपान, फ्रान्स, जर्मनी, स्पेन, इटली, भारत, पाकिस्तान, ऑस्ट्रेलिया, द. आफ्रिका इ. देशांत प्रतिजैव पदार्थांचे उत्पादन करण्यात येते. त्यांच्या उत्पादनास विशिष्ट तांत्रिक शिक्षण, विशिष्ट उपकरणे, प्रशिक्षित कर्मचारी, दीर्घ संशोधन, मोठा खर्च व काही सवलती यांची आवश्यकता असल्यामुळे बहुसंख्य देशांत सरकारी किंवा खाजगी क्षेत्रातही कमीतकमी एकच प्रतिजैव पदार्थ तयार करण्यात येतो. क्वचित एखादाच देश ५-६ पदार्थांचे उत्पादन करू शकतो. सामान्यतः इतर पदार्थांची गरज इतर देशांतून आयात करून भागवण्यात येते.

बहुतेक सर्वच देशांत प्रतिजैव पदार्थांची शुद्धता व क्रियाशीलता यांवरील नियंत्रणाकरिता कायदेशीर योजना अमलात आहेत.  अमेरिकेत फूड अँड ड्रग ॲडमिनिस्ट्रेशन विभागाची प्रतिजैव पदार्थ नियंत्रण शाखा व्यापारी उत्पादनाचे नियंत्रण करते. या शाखेने ठरवून दिलेल्या मानकांप्रमाणेच (प्रमाणभूत गुणवत्तेप्रमाणेच) उत्पादन झाले पाहिजे असा दंडक आहे. उत्पादकाने प्रभावी गुणवत्ता (एकक) आवेष्टनावर दर्शविलीच पाहिजे, शिवाय संभाव्य हानिकारक प्रतिक्रियांची माहितीही दिली पाहिजे. 

भारतीय उद्योग : १९५४ मध्ये महाराष्ट्रात पुण्याजवळील पिंपरी-चिंचवड औद्योगिक परिसरात भारत सरकारने युनिसेफ आणि जागतिक आरोग्य संघटना यांच्या तांत्रिक व आर्थिक मदतीने मूळ प्रतिजैव पदार्थांच्या उत्पादनाकरिता सार्वजनिक क्षेत्रातील हिंदुस्थान अँटिबायॉटिक्स, लिमिटेड नावाचा पहिला प्रकल्प सुरू केला. सुरुवातीस या कारखान्यात फक्त पेनिसिलीन उत्पादन करण्यात येत होते व त्या वेळी त्याची उत्पादनक्षमता प्रतिवर्षी ९० लक्ष मेगॅ एकके होती, ती१९६६-६७ मध्ये ८·४ कोटी मेगॅ एककांपर्यंत वाढविण्यात आली. (१९७७-७८ मध्येही ही उत्पादनक्षमता तेवढीच होती). या कारखान्यात मार्च १९६२ मध्ये स्ट्रेप्टोमायसिनाचे उत्पादन सुरू करण्यात आले व मार्च १९६५ पर्यंत सुरुवातीच्या प्रतिवर्षी ४०-४५ टन उत्पादनक्षमतेवरून दुप्पट म्हणजे ८०-९० टनांपर्यंत जी वाढवण्यात आली. या कारखान्यातील संशोधक शास्त्रज्ञांनी स्ट्रेप्टोमायसीज वंशातील पिंप्रीना या नाव दिलेल्या खास वाणापासून ‘हामायसीन’ हा नवा प्रतिजैव पदार्थ शोधून काढून त्याच्या उत्पादनास नोव्हेंबर १९६८ पासून सुरुवात केली (उत्पादनक्षमता प्रतिवर्षी २५० किग्रॅ.). निओमायसीन उत्पादनास १९७०-७१ मध्ये प्रारंभ झाला (उत्पादनक्षमता प्रतिवर्षी ५०० किग्रॅ.). अर्ध-संश्लेषित पेनिसिलिनांच्या निर्मितीस ऑक्टोबर १९७६ मध्ये सुरुवात झाली (उत्पादनक्षमता प्रतिवर्षी ५,००० किग्रॅ.). जेन्टामायसीन उत्पादन प्रकल्प हाती घेण्यात आला असून मे १९८० पासून उत्पादनास सुरुवात करण्याची योजना होती व तेव्हा हा प्रतिजैव पदार्थ तयार करणारा जगातील सहावाच कारखाना ठरेल.

या कारखान्यात १९७९ मध्ये पुढील प्रतिजैव औषधांचे उत्पादन करण्यात येत होते : (१) पेनिसिलीन जी (प्रथम स्फटिकीय रूपात) (२) पेनिसिलीन व्ही (प्रथम स्फटिकीय रूपात) (३) तयार पेनिसिलिने (राशिरूपात) : पेनिसिलीन जी प्रोकेन, पेनिसिलीन जी सोडियम, पेनिसिलीन जी पोटॅशियम, बेंझाथिन पेनिसिलीन, पेनिसिलीन व्ही पोटॅशियम (४) स्ट्रेप्टोमायसीन सल्फेट, (५) अँपिसिलीन (राशिरूपात) (६) अंतःक्षेपणे : बेंझिल पेनिसिलीन, प्रोकेन बेंझिल पेनिसिलीन, स्ट्रेप्टोपेनिसिलीन, स्ट्रेप्टोमायसीन सल्फेट, बेंझाथिन पेनिसिलीन जी (कृषी उपयोगाकरिता) (७) गोळ्या : पेनिसिलीन व्ही, एरिथ्रोमायसीन स्टिअरेट (८) जिलेटीनवेष्ट (कॅपसूल्स) : टेट्रासायक्लीन, अँपिसिलीन, क्लोरँफिनिकॉल स्ट्रेप्टोमायसीन, क्लोरँफिनिकॉल (९) सायरप : पेनिसिलीन व्ही (दाणेरूपात), अँपिसिलीन (दाणेरूपात) कृषी उपयोगाकरिता : स्ट्रेप्टोसायक्लीन.

खाजगी क्षेत्रात बडोदा येथील ॲलेंबिक केमिकल्स लिमिटेड आणि कलकत्ता येथील स्टँडर्ड फार्मास्युटिकल्स या कंपन्या प्रतिजैव पदार्थांचे उत्पादन करतात. यांशिवाय हृषिकेश येथील इंडियन ड्रग्ज अँड फार्मास्युटिकल्स लिमिटेड या सरकारी कारखान्यातही प्रतिजैव पदार्थांचे उत्पादन होते.

पिंपरी येथील कारखान्याचे वैशिष्ट्य म्हणून दोन महत्त्वाच्या विभागांचा उल्लेख करावा लागेल : (१) संशोधन केंद्र व (२) गुणवत्ता नियंत्रण केंद्र.

(१) संशोधन केंद्र : निरनिराळ्या प्रतिजैव पदार्थांच्या उत्पादनातील शास्त्रीय व तांत्रिक समस्यांवर इलाज शोधणे, नवीन प्रक्रिया शोधणे व निर्मितीबाबतचे अद्ययावत ज्ञान प्राप्त करून घेण्याकरिता संशोधन करणे, हे या केंद्राचे प्रमुख कार्य आहे. ज्या सूक्ष्मजंतूपासून प्रतिजैव पदार्थ मिळतात त्यांची कार्यक्षमता वाढविणे, प्रतिजैव औषधे अधिक काळपर्यंत टिकविण्याकरिता प्रयोग करणे, कच्च्या मालाकरिता परदेशावर विसंबून न राहता तो येथेच शोधून काढणे इ. प्रमुख कामे येथे केली जातात. वनस्पतींच्या रोगावर उपयुक्त अशी ‘ऑरिओफंजीन’ व ‘स्ट्रेप्टोसायक्लीन’ ही औषधे शोधून या केंद्राने ‘हामायसीन’ या नव्या प्रतिजैव औषधाची मानवी वैद्यकात भर घातली आहे.

पदव्युत्तर उच्च शिक्षणाकरिता भारतातील व परदेशांतील अनेक विद्यापीठांनी या केंद्रास मान्यता दिली आहे.

(२) गुणवत्ता नियंत्रण केंद्र : या कारखान्यामधील गुणवत्ता नियंत्रण केंद्र हा आवश्यक व महत्त्वाचा विभाग असून त्याची जबाबदारी मोठी असते. प्रतिजैव औषधांसारख्या प्रभावी औषधांच्या बाबतीत गुणवत्तेबद्दल विशेष काळजी घेणे महत्त्वाचे असते.  औषधाची गुणवत्ता ठरविण्याचे जे राष्ट्रीय व आंतरराष्ट्रीय संकेत आहेत त्यांना अनुसरून नेहमी गुणवत्ता उच्च ठेवावी लागते. या कामाकरिता लागणारी प्रयोगशाळा, अत्याधुनिक उपकरणे व शास्त्रज्ञ यांची आवश्यकता असते आणि या सर्व बाबी या केंद्रात उपलब्ध आहेत. म्हणूनच या कारखान्यात तयार होणाऱ्या प्रतिजैव औषधांची गुणवत्ता जगातील इतर प्रमुख उत्पादकांएवढीच उत्कृष्ट आहे.

पहा : औद्योगिक सूक्ष्मजीवशास्त्र औषधनिर्मिती पेनिसिलीन.

संदर्भ : 1. Barber, M. Garrod, L. P. Antibiotic and Chemotherapy, London, 1963.

            2. Bottcher, H. M. Trans. Kawerau, E. Wonder Drugs : History of Antibiotics, Philadelphia, 1964.

            3. C. S. I. R. Antibiotics : Their Production, Utilization and Mode of Action, New Delhi, 1958.

            4. Florey, M. E. The Clinical Applications of Antibiotics, 4 Vols., London, 1952-60.

            5. Goldberg, H. S., Ed. Antibiotics : Their Chemistry and Non-Medical Uses, Princeton, 1959.

            6. Goodman, L. S. Gilman, A. The Pharmacological Basis of Therapeutics, New York, 1968.

            7. Umezawa, H. Recent Advances in Chemistry and Biochemistry of Antibiotics, Tokyo, 1964.

लवाटे, वा. वि. मिठारी, भू. चिं. भालेराव, य. त्र्यं. 

“