Antyseptycy
podczas I wojny światowej Fleming wraz z Leonardem Colebrookiem i Sir Almrothem Wrightem przyłączyli się do działań wojennych i praktycznie przenieśli cały oddział szczepień St Mary ' s do brytyjskiego szpitala wojskowego w Boulogne-sur-Mer. Służył jako tymczasowy porucznik Korpusu Medycznego Armii Królewskiej, był świadkiem śmierci wielu żołnierzy z powodu sepsy wynikającej z zakażonych ran. Antyseptyki, które były używane w tym czasie do leczenia zakażonych ran, zaobserwował, często pogarszały obrażenia., W artykule opublikowanym w czasopiśmie medycznym The Lancet w 1917 roku opisał genialny eksperyment, który był w stanie przeprowadzić w wyniku własnych umiejętności dmuchania szkła, w którym wyjaśnił, dlaczego antyseptycy zabijali więcej żołnierzy niż sama infekcja podczas wojny., Antyseptyki działały dobrze na powierzchni, ale głębokie rany miały tendencję do schronienia bakterii beztlenowych od środka antyseptycznego, a antyseptyki wydawały się usuwać korzystne środki produkowane, które chroniły pacjentów w tych przypadkach przynajmniej tak dobrze, jak usuwali bakterie, i nie zrobił nic, aby usunąć bakterie, które były poza zasięgiem. Wright zdecydowanie poparł ustalenia Fleminga, ale mimo to większość lekarzy wojskowych w trakcie wojny nadal stosowała antyseptyki, nawet w przypadkach, gdy pogorszyło to stan pacjentów.,
odkrycie lizozymu
w St Mary ' s Hospital Fleming kontynuował badania nad hodowlą bakterii i substancjami antybakteryjnymi. Jak przypomniał jego badacz V. D. Allison, Fleming nie był schludnym badaczem i zwykle oczekiwał niezwykłych przyrostów bakterii w swoich płytkach kulturowych. Fleming dokuczał Allison o swojej „nadmiernej czystości w laboratorium”, a Allison słusznie przypisywał taką niechlujność jako sukces eksperymentów Fleminga i powiedział: „był tak schludny, jak myślał, że jestem, nie dokonałby swoich dwóch wielkich odkryć.,”
pod koniec 1921 roku, podczas konserwacji płyt agarowych dla bakterii, odkrył, że jedna z płyt była zanieczyszczona bakteriami z powietrza. Kiedy dodał śluz z nosa, odkrył, że śluz hamuje wzrost bakterii. Otaczający obszar śluzu był przezroczysty, przezroczysty okrąg (1 cm od śluzu), wskazujący strefę zabijania bakterii, a następnie szklisty i półprzezroczysty pierścień, poza którym znajdował się nieprzezroczysty obszar wskazujący na prawidłowy wzrost bakterii. W kolejnym teście użył bakterii utrzymywanych w soli fizjologicznej, które utworzyły żółtą zawiesinę., W ciągu dwóch minut od dodania świeżego śluzu żółta sól fizjologiczna stała się całkowicie czysta. Rozszerzał testy używając łez, do których przyczynili się jego współpracownicy. Jak wspominała Allison, mówiąc: „przez następne pięć lub sześć tygodni nasze łzy były źródłem zaopatrzenia dla tego niezwykłego zjawiska. Wiele z nich było cytrynami, których użyliśmy (po braku cebuli), aby wytworzyć przepływ łez… Żądanie przez nas łez było tak wielkie, że pracownicy laboratorium zostali zmuszeni do służby, otrzymując po trzy pensy za każdy wkład.,”
jego dalsze badania z plwociny, chrząstki, krwi, nasienia, płynu jajnika torbieli, ropy i białka jaja wykazały, że środek bakteriobójczy był obecny we wszystkich tych. Opisał swoje odkrycie przed Medical Research Club w grudniu i przed Royal Society w następnym roku, ale nie wzbudził żadnego zainteresowania, jak wspominał Allison:
byłem obecny na tym spotkaniu jako gość Fleminga. Jego praca opisująca jego odkrycie została przyjęta bez zadawania pytań i bez dyskusji, co było najbardziej niezwykłe i wskazywało na to, że zostało uznane za nieistotne., W następnym roku przeczytał referat na ten temat przed Royal Society, Burlington House, Piccadilly i on i ja daliśmy demonstrację naszej pracy. Ponownie z jednym wyjątkiem niewiele uwagi lub uwagi poświęcono temu.,
Reporting in the 1 May 1922 issue of the Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences under title „On a remarkable bacteriolytic element found in tkanki i wydzieliny”, Fleming wrote:
w tym komunikacie chciałbym zwrócić uwagę na substancję obecną w tkankach i wydzielinach organizmu, która jest zdolna do szybko rozpuszczających się niektórych bakterii. Ponieważ substancja ta ma właściwości podobne do właściwości fermentacji, nazwałem ją „lizozymem” i będę się do niej odnosił tą nazwą w całym komunikacie., Lizozym został po raz pierwszy zauważony podczas niektórych badań przeprowadzonych na pacjencie cierpiącym na ostrą coryzę.
było to pierwsze odnotowane odkrycie lizozymu. Wraz z Allison opublikował dalsze badania nad lizozymem w październikowym wydaniu British Journal of Experimental Pathology w tym samym roku. Chociaż był w stanie uzyskać większe ilości lizozymu z białek jaj, enzym był skuteczny tylko przeciwko małej liczbie nieszkodliwych bakterii, a zatem miał niewielki potencjał terapeutyczny., Wskazuje to na jedną z głównych różnic między patogennymi i nieszkodliwymi bakteriami. Opisany w oryginalnej publikacji „pacjent cierpiący na ostrą coryzę” został później zidentyfikowany jako Sam Fleming. Jego notatnik badawczy z 21 listopada 1921 roku wykazał szkic płyty hodowlanej z małą notatką: „Staphyloid coccus from A. F.' s nose.”Zidentyfikował również bakterię obecną w śluzie nosa jako Micrococcus Lysodeikticus, nadając nazwę gatunkową (oznaczającą „wskaźnik lizy” dla jej podatności na aktywność lizozymalną). Gatunek został opisany w 1972 roku jako Micrococcus luteus., „Szczep Fleminga” (NCTC2665) tej bakterii stał się modelem w różnych badaniach biologicznych. Znaczenie lizozymu nie zostało uznane, a Fleming był tego świadomy, w swoim przemówieniu Prezydenckim na spotkaniu Royal Society of Medicine w dniu 18 października 1932 r. powiedział:
wybieram lizozym jako temat tego wystąpienia z dwóch powodów, po pierwsze dlatego, że mam ojcowskie zainteresowanie nazwą, a po drugie dlatego, że jej znaczenie w związku z naturalną odpornością nie wydaje się być ogólnie doceniane.,
w swoim wykładzie Noblowskim z 11 grudnia 1945 r.krótko wspomniał o lizozymie, mówiąc: „penicylina nie była pierwszym antybiotykiem, który przypadkiem odkryłem.”Dopiero pod koniec XX wieku uświadomiono sobie prawdziwe znaczenie odkrycia Fleminga w immunologii, ponieważ lizozym stał się pierwszym odkrytym białkiem przeciwdrobnoustrojowym, które stanowi część naszej wrodzonej odporności.,
odkrycie penicyliny
Reklama reklamująca „cudowne lekarstwo”na penicylinę.
czasami znajdujemy to, czego nie szukamy. Kiedy obudziłem się tuż po świcie 28 września 1928 roku, z pewnością nie planowałem zrewolucjonizować całej medycyny, odkrywając pierwszy na świecie antybiotyk, czyli bakteriobójcę. Ale przypuszczam, że to było dokładnie to, co zrobiłem.,
— Alexander Fleming
eksperyment
do 1927 roku Fleming badał właściwości gronkowców. Był już dobrze znany ze swoich wcześniejszych prac i zyskał reputację genialnego badacza. W 1928 roku badał odmianę Staphylococcus aureus uprawianą w warunkach naturalnych, po pracy Josepha Warwicka, który odkrył, że bakteria może rozwijać się w różne typy (szczepy). 3 września 1928 roku Fleming wrócił do swojego laboratorium, spędzając wakacje z rodziną w Suffolk., Przed wyjazdem na wakacje zaszczepił gronkowce na talerzach kulturowych i zostawił je na ławce w rogu swojego laboratorium. Po powrocie Fleming zauważył, że jedna kultura została skażona grzybem i że kolonie gronkowców bezpośrednio otaczających grzyb zostały zniszczone, podczas gdy inne kolonie gronkowców dalej były normalne, słynnie zauważając „to zabawne”. Fleming pokazał skażoną kulturę swojemu byłemu asystentowi Merlinowi Pryce ' owi, który przypomniał mu: „w ten sposób odkryłeś lizozym.”Zidentyfikował pleśń jako pochodzącą z rodzaju Penicillium., Podejrzewał, że jest to P. chrysogenum, ale kolega Charles J. La Touche zidentyfikował go jako P. rubrum. (Został później poprawiony jako P. notatum, a następnie oficjalnie przyjęty jako P. chrysogenum; ostatecznie jednak w 2011 roku został rozwiązany jako P. rubens.)
laboratorium, w którym Fleming odkrył i przetestował penicylinę, jest zachowane jako Alexander Fleming Laboratory Museum w St.Mary ' s Hospital w Paddington. Źródło grzyba zostało ustalone w 1966 roku jako pochodzące z pokoju La Touche, który znajdował się bezpośrednio pod Flemingiem.,
Badał jego działanie antybakteryjne na wiele organizmów i zauważył, że wpływa na bakterie, takie jak gronkowce i wiele innych Gram-dodatnich patogenów, które powodują szkarlatynę, zapalenie płuc, zapalenie opon mózgowych i błonicę, ale nie dur brzuszny lub gorączkę paratyfoidalną, które są spowodowane przez bakterie Gram-ujemne, na które szukał lekarstwa w tym czasie. Dotyka również Neisseria gonorrhoeae, która powoduje rzeżączkę, chociaż ta bakteria jest Gram-ujemna., Po kilku miesiącach nazwania go „sokiem pleśniowym” lub „inhibitorem”, 7 marca 1929 roku nadał nazwę penicylina dla substancji przeciwbakteryjnej obecnej w pleśni.
odbiór i publikacja
Jego rozmowa na temat „medium do izolacji bakterii Pfeiffera” nie spotkała się ze szczególną uwagą ani komentarzem., Henry Dale, ówczesny dyrektor Narodowego Instytutu Badań Medycznych i przewodniczący spotkania, znacznie później przypomniał, że nie wyczuł nawet żadnego uderzającego punktu ważności w przemówieniu Fleminga. Fleming opublikował swoje odkrycie w 1929 roku w British Journal of Experimental Pathology, ale niewiele uwagi poświęcono temu artykułowi. Jego problemem była trudność wytwarzania penicyliny w dużych ilościach, a ponadto izolacja Głównego Związku., Nawet z Pomocą Harolda Raistricka i jego zespołu biochemików Z London School of Hygiene and Tropical Medicine, oczyszczanie chemiczne było daremne. „W rezultacie penicylina zanikła w dużej mierze zapomniana w latach trzydziestych”, jak opisał Milton Wainwright.
jeszcze w 1936 roku nie było uznania dla penicyliny. Kiedy Fleming mówił o jego znaczeniu medycznym na II Międzynarodowym Kongresie Mikrobiologii, który odbył się w Londynie, nikt mu nie uwierzył., Jako Allison, jego towarzysz zarówno w Medical Research Club i International Congress meeting, zauważył dwie okazje:
zasugerował możliwą wartość penicyliny w leczeniu infekcji u człowieka. Znowu był całkowity brak zainteresowania i żadnej dyskusji. Fleming był mocno rozczarowany, ale gorzej było pójść za nim. Przeczytał referat na temat swojej pracy nad penicyliną na spotkaniu Międzynarodowego Kongresu mikrobiologii, w którym uczestniczyli czołowi bakteriolodzy z całego świata., Nie było poparcia dla jego poglądów na temat jego ewentualnej przyszłej wartości dla zapobiegania i leczenia zakażeń u ludzi, a dyskusja była minimalna. Fleming znosił te rozczarowania stoicko, ale nie zmieniły one jego poglądów ani nie zniechęciły go do kontynuowania śledztwa w sprawie penicyliny.
,”
Oczyszczanie i stabilizacja
w Oksfordzie Ernst Boris Chain i Edward Abraham badali strukturę molekularną antybiotyku. Abraham jako pierwszy zaproponował prawidłową strukturę penicyliny. Krótko po tym, jak zespół opublikował swoje pierwsze wyniki w 1940 roku, Fleming zadzwonił do Howarda Floreya, szefa departamentu Chain, aby powiedzieć, że odwiedzi go w ciągu najbliższych kilku dni. Kiedy Chain usłyszał, że Fleming nadchodzi, zauważył ” dobry Boże! Myślałem, że nie żyje.,”
Norman Heatley zasugerował przeniesienie aktywnego składnika penicyliny z powrotem do wody poprzez zmianę jej kwasowości. To wyprodukowało wystarczająco dużo leku, aby rozpocząć testy na zwierzętach. W zespole Oksfordzkim zaangażowanych było wiele innych osób, a w pewnym momencie cała szkoła patologii Sir Williama Dunna zaangażowana była w jej produkcję. Po tym, jak zespół opracował metodę oczyszczania penicyliny do skutecznej pierwszej stabilnej formy w 1940 roku, kilka badań klinicznych, a ich niesamowity sukces zainspirował zespół do opracowania metod masowej produkcji i masowej dystrybucji w 1945 roku.,
Fleming był skromny, jeśli chodzi o swój udział w rozwoju penicyliny, opisując swoją sławę jako „mit Fleminga” i chwalił Floreya i Chain za przekształcenie laboratoryjnej ciekawości w praktyczny lek. Fleming jako pierwszy odkrył właściwości substancji czynnej, dając mu przywilej nazwania jej: penicyliny. Przez dwanaście lat utrzymywał, hodował i rozprowadzał pierwotną pleśń i kontynuował ją do 1940 roku, próbując uzyskać pomoc od każdego chemika, który miał wystarczająco dużo umiejętności, aby wyprodukować penicylinę., Ale Sir Henry Harris powiedział w 1998 roku: „bez Fleminga, Bez Łańcucha; Bez Łańcucha, bez Florey; bez Florey, bez Heatley; bez Heatley, bez penicyliny.”Odkrycie penicyliny i jej późniejszy rozwój jako leku na receptę oznacza początek nowoczesnych antybiotyków.
zastosowanie medyczne i masowa produkcja
w swoim pierwszym badaniu klinicznym Fleming leczył swojego badacza Stuarta Craddocka, u którego rozwinęło się ciężkie zakażenie przedsionka nosa (zapalenie zatok). Leczenie rozpoczęto 9 stycznia 1929 roku, ale bez skutku., Prawdopodobnie było to spowodowane faktem, że zakażenie było Bacillus grypy (Haemophilus influenzae), bakteria, którą uznał za niezauważalną dla penicyliny. Fleming dał niektóre ze swoich oryginalnych próbek penicyliny swojemu koledze-chirurgowi Arthurowi Dicksonowi Wrightowi do testu klinicznego w 1928 roku. Chociaż Wright podobno powiedział, że „wydawało się działać zadowalająco”, nie ma żadnych zapisów o jego konkretnym zastosowaniu. Cecil George Paine, patolog w Royal Infirmary w Sheffield i były student Fleminga, był pierwszym, który z powodzeniem stosował penicylinę w leczeniu., 25 listopada 1930 wyleczył infekcje oczu (zapalenie spojówek) jednej osoby dorosłej i trojga niemowląt (zapalenie spojówek noworodków).
Fleming z powodzeniem leczył również ciężkie zapalenie spojówek w 1932 roku. Keith Bernard Rogers, który wstąpił do St Mary ' s jako student medycyny w 1929 roku, był kapitanem drużyny strzeleckiej Uniwersytetu Londyńskiego i miał wziąć udział w zawodach strzeleckich między szpitalami, gdy zachorował na zapalenie spojówek. Fleming zastosował penicylinę i wyleczył Rogersa przed zawodami. Mówi się, że ” penicylina zadziałała i mecz został wygrany.,”Jednak raport, że” Keith był prawdopodobnie pierwszym pacjentem leczonym klinicznie maścią penicylinową”, nie jest już prawdziwy, ponieważ pojawiły się dane Medyczne Paine ' a.
istnieje popularne stwierdzenie zarówno w literaturze popularnej, jak i naukowej, że Fleming w dużej mierze porzucił pracę z penicyliną we wczesnych latach 30. w swojej recenzji życia Sir Alexandra Fleminga, Odkrywcy penicyliny, William L. Kissick posunął się tak daleko, że powiedział, że „Fleming porzucił penicylinę w 1932 roku…, Chociaż laureat wielu wyróżnień i autor wielu prac naukowych, Sir Alexander Fleming nie wydaje się być idealnym tematem do biografii.”Jest to fałszywa informacja, ponieważ Fleming kontynuował badania nad penicyliną. Już w 1939 roku notatnik Fleminga pokazuje próby lepszej produkcji penicyliny przy użyciu różnych mediów. W 1941 opublikował metodę oceny skuteczności penicyliny., Jeśli chodzi o izolację chemiczną i oczyszczanie, Howard Florey i Ernst Boris Chain z ambulatorium Radcliffe ' a w Oksfordzie podjęli badania w celu masowej produkcji i osiągnęli je dzięki wsparciu z projektów wojskowych II Wojny Światowej pod rządami USA i Wielkiej Brytanii.
w połowie 1942 roku zespół Oksfordzki wyprodukował czysty związek penicyliny w postaci żółtego proszku. W sierpniu 1942 Harry Lambert (współpracownik brata Fleminga, Roberta) został przyjęty do szpitala St Mary ' s Hospital z powodu zagrażającej życiu infekcji układu nerwowego (paciorkowcowe zapalenie opon mózgowych)., Fleming leczył go sulfonamidami, ale stan Lamberta pogorszył się. Zbadał wrażliwość na antybiotyki i odkrył, że jego penicylina może zabić bakterie. Poprosił Florey o odizolowaną próbkę. Kiedy Florey wysłał niekompletnie oczyszczoną próbkę, którą Fleming natychmiast podał do kanału kręgowego Lamberta. Lambert wykazał oznaki poprawy już następnego dnia i całkowicie wyzdrowiał w ciągu tygodnia. Fleming opublikował przypadek kliniczny w „The Lancet” w 1943 roku.,
Po tym medycznym przełomie Allison poinformowała brytyjskie Ministerstwo Zdrowia o znaczeniu penicyliny i potrzebie masowej produkcji. Gabinet wojenny był przekonany o przydatności, na której Sir Cecil Weir, Dyrektor Generalny sprzętu, zwołał posiedzenie w sprawie sposobu działania 28 września 1942 roku. Komitet penitencjarny został utworzony 5 kwietnia 1943 roku. W skład komitetu wchodzili Weir jako przewodniczący, Fleming, Florey, Sir Percival Hartley, Allison oraz przedstawiciele firm farmaceutycznych jako członkowie., Głównym celem było szybkie wytwarzanie penicyliny w dużych ilościach we współpracy z amerykańskimi firmami oraz dostarczanie leku wyłącznie dla alianckich sił zbrojnych. Do D-Day w 1944 r. wyprodukowano wystarczającą ilość penicyliny, aby leczyć wszystkich rannych żołnierzy alianckich.
odporność na antybiotyki
Współczesne antybiotyki są badane metodą podobną do odkrycia Fleminga.,
Fleming odkrył również bardzo wcześnie, że bakterie rozwijały oporność na antybiotyki, gdy stosowano zbyt mało penicyliny lub gdy była stosowana zbyt krótko. Almroth Wright przewidział oporność na antybiotyki jeszcze zanim została zauważona podczas eksperymentów. Fleming ostrzegał o stosowaniu penicyliny w swoich wielu przemówieniach na całym świecie. W dniu 26 czerwca 1945 r. wydał następujące ostrzeżenia: „mikroby są wykształcone, aby oprzeć się penicylinie i wiele organizmów szybko penicylinowych zostaje wyhodowanych …, W takich przypadkach bezmyślna osoba bawiąca się penicyliną jest moralnie odpowiedzialna za śmierć człowieka, który ostatecznie ulega infekcji organizmem odpornym na penicylinę. Mam nadzieję, że uda się temu złu zapobiec.”Ostrzegł, aby nie stosować penicyliny, chyba że istnieje prawidłowo zdiagnozowany powód jej stosowania, a jeśli są używane, nigdy nie używać zbyt mało lub zbyt krótki okres, ponieważ są to okoliczności, w których rozwija się oporność bakterii na antybiotyki.
w 1942 roku eksperymentalnie wykazano, że S., aureus może rozwinąć oporność na penicylinę przy długotrwałym narażeniu. Opisując możliwość oporności na penicylinę w warunkach klinicznych w swoim wykładzie Nobel, Fleming powiedział:
może nadejść czas, kiedy penicylina może być kupiona przez każdego w sklepach. Następnie istnieje niebezpieczeństwo, że ignorant człowiek może łatwo zaniżyć sobie i wystawiając swoje drobnoustroje na nieśmiercionośne ilości leku uczynić je odpornymi.
mniej więcej w tym czasie odnotowano pierwszy przypadek kliniczny oporności na penicylinę.