antiseptika

under första världskriget gick Fleming med Leonard Colebrook och Sir Almroth Wright med i krigsinsatserna och flyttade praktiskt taget hela Inokulationsavdelningen i St Marys till det brittiska militärsjukhuset vid Boulogne-sur-Mer. Som tillfällig löjtnant i Royal Army Medical Corps bevittnade han många soldaters död från sepsis till följd av infekterade sår. Antiseptika, som användes vid den tiden för att behandla infekterade sår, observerade han, förvärrade ofta skadorna., I en artikel som publicerades i den medicinska tidskriften The Lancet 1917 beskrev han ett genialt experiment, som han kunde utföra som ett resultat av sina egna glasblåsningsförmåga, där han förklarade varför antiseptika dödade fler soldater än infektion i sig under kriget., Antiseptika fungerade bra på ytan, men djupa sår tenderade att skydda anaeroba bakterier från det antiseptiska medlet, och antiseptiska medel verkade ta bort nyttiga medel som produceras som skyddade patienterna i dessa fall åtminstone liksom de bort bakterier, och gjorde ingenting för att ta bort de bakterier som var utom räckhåll. Wright stödde starkt Flemings resultat, men trots detta fortsatte de flesta arméläkare under krigets gång att använda antiseptika även i fall där detta förvärrade patienternas tillstånd.,

upptäckten av lysozym

på St Marys sjukhus fortsatte Fleming sina undersökningar av bakteriekultur och antibakteriella ämnen. Som hans forskare vid tiden V. D. Allison påminde om var Fleming inte en snygg forskare och förväntade sig vanligtvis ovanliga bakterietillväxter i hans kulturplattor. Fleming hade retat Allison av sin ”överdrivna tid i laboratoriet”, och Allison med rätta tillskrivs sådan otydlighet som framgången med Flemings experiment, och sade: ”han hade varit så snygg som han trodde att jag var, han skulle inte ha gjort sina två stora upptäckter.,”

i slutet av 1921, medan han behöll agarplattor för bakterier, fann han att en av plattorna var förorenad med bakterier från luften. När han tillsatte nasal slem fann han att slem hämmade bakterietillväxten. Runt slemområdet var en klar transparent cirkel (1 cm från slem), vilket indikerar bakteriens dödningszon, följt av en glasartad och genomskinlig ring bortom vilken var ett ogenomskinligt område som indikerar normal bakteriell tillväxt. I nästa test använde han bakterier som upprätthölls i saltlösning som bildade en gul suspension., Inom två minuter efter tillsats av färsk slem blev den gula saltlösningen helt klar. Han utökade sina tester med tårar, som bidrog med sina medarbetare. Som Allison påminde och sade: ”under de kommande fem eller sex veckorna var våra tårar källan till försörjningen för detta extraordinära fenomen. Många var citroner vi använde (efter misslyckandet av lök) för att producera ett flöde av tårar… Efterfrågan från oss för tårar var så stor, att laboratorievakter trycktes i bruk och fick trepenser för varje bidrag.,”

hans ytterligare tester med sputum, brosk, blod, sperma, ovariecystvätska, pus och äggvita visade att bakteriedödande medel var närvarande i alla dessa. Han rapporterade sin upptäckt inför Medical Research Club i December och före Royal Society nästa år men misslyckades med att väcka intresse, eftersom Allison minns:

jag var närvarande vid detta möte som Flemings gäst. Hans papper som beskriver hans upptäckt mottogs utan frågor och ingen diskussion, vilket var mest ovanligt och en indikation på att det ansågs vara av ingen betydelse., Följande år läste han en uppsats om ämnet inför Royal Society, Burlington House, Piccadilly och han och jag gav en demonstration av vårt arbete. Återigen med ett undantag var liten kommentar eller uppmärksamhet ägnad åt det.,

rapportering i den 1 maj 1922 frågan om Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences under titeln ”på ett anmärkningsvärt bakteriolytiskt element som finns i vävnader och sekret”, skrev Fleming:

i detta meddelande vill jag uppmärksamma ett ämne som finns i kroppens vävnader och sekret, vilket kan snabbt lösa vissa bakterier. Eftersom detta ämne har egenskaper som liknar fermenternas egenskaper har jag kallat det ett ”lysozym” och ska hänvisa till det med detta namn under hela kommunikationen., Lysozymet noterades först under vissa undersökningar som gjorts på en patient som lider av akut coryza.

detta var den första inspelade upptäckten av lysozym. Med Allison publicerade han ytterligare studier om lysozym i oktober nummer av British Journal of Experimental Pathology samma år. Även om han kunde få större mängder lysozym från äggvita, var enzymet endast effektivt mot små antal ofarliga bakterier och hade därför liten terapeutisk potential., Detta indikerar en av de stora skillnaderna mellan patogena och ofarliga bakterier. Beskrivs i den ursprungliga publikationen,” en patient som lider av akut coryza ” identifierades senare som Fleming själv. Hans forskningsbok daterad 21 November 1921 visade en skiss av kulturplattan med en liten anteckning: ”Staphyloid coccus från A. F. näsa.”Han identifierade också bakterien som finns i nässlemhinnan som Micrococcus Lysodeikticus, vilket ger artens namn (vilket betyder ”lysindikator” för dess mottaglighet för lysozymal aktivitet). Arten omplacerades 1972 som Micrococcus luteus., ”Fleming stam” (nctc2665) av denna bakterie har blivit en modell i olika biologiska studier. Betydelsen av lysozym erkändes inte, och Fleming var väl medveten om detta, i sitt Presidenttal vid Royal Society of Medicine meeting den 18 oktober 1932, sa han:

Jag väljer lysozym som ämne för denna adress av två skäl, för det första för att jag har ett faderligt intresse för namnet och för det andra för att dess betydelse i samband med naturlig immunitet inte verkar vara allmänt uppskattad.,

i sin Nobelföreläsning den 11 December 1945 nämnde han kort lysozym och sa: ”Penicillin var inte det första antibiotikumet jag råkade upptäcka.”Det var först i slutet av 1900-talet som den sanna betydelsen av Flemings upptäckt i immunologi realiserades eftersom lysozym blev det första antimikrobiella proteinet som upptäcktes som utgör en del av vår medfödda immunitet.,

upptäckten av penicillin

man hittar ibland, vad man inte letar efter. När jag vaknade strax efter gryningen den 28 September 1928 planerade jag verkligen inte att revolutionera all medicin genom att upptäcka världens första antibiotikum eller bakteriemördare. Men jag antar att det var precis vad jag gjorde.,

— Alexander Fleming

Experiment

1927 hade Fleming undersökt egenskaperna hos stafylokocker. Han var redan känd från sitt tidigare arbete och hade utvecklat ett rykte som en lysande forskare. År 1928 studerade han variationen av Staphylococcus aureus som odlas under naturligt tillstånd, efter Joseph Warwick Biggers arbete, som upptäckte att bakterien kunde växa till en mängd olika typer (stammar). Den 3 September 1928 återvände Fleming till sitt laboratorium efter att ha tillbringat en semester med sin familj i Suffolk., Innan han lämnade för sin semester inokulerade han stafylokocker på kulturplattor och lämnade dem på en bänk i ett hörn av sitt laboratorium. Vid sin återkomst märkte Fleming att en kultur var förorenad med en svamp, och att kolonierna av stafylokocker omedelbart kring svampen hade förstörts, medan andra stafylokockkolonier längre bort var normala, kända påminnelser”det är roligt”. Fleming visade den förorenade kulturen till sin tidigare assistent Merlin Pryce, som påminde honom, ” det var så du upptäckte lysozym.”Han identifierade formen som från släktet Penicillium., Han misstänkte att det var P. chrysogenum, men en kollega Charles J. La Touche identifierade det som P. rubrum. (Det var senare korrigeras som P. notatum och sedan officiellt accepterat som P. chrysogenum; men slutligen i 2011, det löstes som P. rubens.)

laboratoriet där Fleming upptäckte och testade penicillin bevaras som Alexander Fleming Laboratory Museum i St. Mary ’ s Hospital, Paddington. Källan till svampföroreningen grundades 1966 som kommer från La touches rum, som var direkt under Flemings.,

Fleming växte mögel i en ren kultur och fann att kulturbuljongen innehöll en antibakteriell substans. Han undersökte dess anti-bakteriell effekt på många organismer, och märkte att det påverkade bakterier såsom stafylokocker och många andra grampositiva patogener som orsakar scharlakansfeber, lunginflammation, meningit och difteri, men inte tyfus eller paratyfoidfeber, som orsakas av gramnegativa bakterier, som han sökte ett botemedel vid den tiden. Det påverkade också Neisseria gonorrhoeae, vilket orsakar gonorré, även om denna bakterie är gramnegativ., Efter några månader av att kalla det ”mögeljuice” eller ”hämmaren” gav han namnet penicillin den 7 mars 1929 för den antibakteriella substansen som finns i formen.

mottagning och publicering

Fleming presenterade sin upptäckt den 13 februari 1929 före Medical Research Club. Hans tal om ”ett medium för isolering av Pfeiffers bacillus” fick ingen särskild uppmärksamhet eller kommentar., Henry Dale, den dåvarande direktören för National Institute for Medical Research och ordförande för mötet, påminde mycket senare om att han inte ens kände någon slående betydelse i Flemings tal. Fleming publicerade sin upptäckt 1929 i British Journal of Experimental Pathology, men lite uppmärksamhet ägnades åt artikeln. Hans problem var svårigheten att producera penicillin i stora mängder, och dessutom isolering av huvudföreningen., Även med hjälp av Harold Raistrick och hans team biokemister vid London School of Hygiene and Tropical Medicine, kemisk rening var meningslöst. ”Som ett resultat, penicillin tynade till stor del bortglömd på 1930-talet,” som Milton Wainwright beskrev.

så sent som 1936 fanns det ingen uppskattning för penicillin. När Fleming talade om sin medicinska betydelse vid den andra internationella mikrobiologiska kongressen i London, trodde ingen honom., Som Allison påpekade hans följeslagare i både Medical Research Club och international congress meeting de två tillfällena:

föreslog det möjliga värdet av penicillin för behandling av infektion hos människan. Återigen var det en total brist på intresse och ingen diskussion. Fleming blev mycket besviken, men värre var att följa. Han läste en uppsats om sitt arbete med penicillin vid ett möte i International Congress of Microbiology, där de främsta bakteriologerna från hela världen deltog., Det fanns inget stöd för hans åsikter om dess möjliga framtida värde för förebyggande och behandling av mänskliga infektioner och diskussionen var minimal. Fleming Bar dessa besvikelser stoiskt, men de ändrade inte hans åsikter eller avskräcker honom från att fortsätta sin undersökning av penicillin.

1941 rapporterade British Medical Journal att ” inte verkar ha ansetts vara användbar ur någon annan synvinkel.,”

rening och stabilisering

i Oxford studerade Ernst Boris Chain och Edward Abraham antibiotikans molekylära struktur. Abraham var den första som föreslog den korrekta strukturen av penicillin. Strax efter att laget publicerade sina första resultat 1940 ringde Fleming Howard Florey, Chains avdelningschef, för att säga att han skulle besöka inom de närmaste dagarna. När Chain hörde att Fleming skulle komma, sa han ” gode Gud! Jag trodde att han var död.,”

Norman Heatley föreslog att den aktiva substansen i penicillin skulle överföras tillbaka till vatten genom att ändra dess surhet. Detta producerade tillräckligt med drogen för att börja testa på djur. Det fanns många fler människor inblandade i Oxford-laget, och vid ett tillfälle var hela Sir William Dunn School of Pathology involverad i sin produktion. Efter att laget hade utvecklat en metod för att rena penicillin till en effektiv första stabil form i 1940, följde flera kliniska prövningar, och deras fantastiska framgång inspirerade laget att utveckla metoder för massproduktion och massdistribution 1945.,

Fleming var blygsam om sin del i utvecklingen av penicillin, som beskriver hans berömmelse som” Fleming myten ” och han berömde Florey och kedjan för att omvandla laboratoriets nyfikenhet till ett praktiskt läkemedel. Fleming var den första som upptäckte egenskaperna hos den aktiva substansen, vilket gav honom privilegiet att namnge det: penicillin. Han höll också, växte och distribuerade den ursprungliga formen i tolv år och fortsatte fram till 1940 för att försöka få hjälp från någon kemist som hade tillräckligt med skicklighet för att göra penicillin., Men Sir Henry Harris sade i 1998: ”utan Fleming, ingen kedja; utan kedja, ingen Florey; utan Florey, ingen Heatley; utan Heatley, ingen penicillin.”Upptäckten av penicillin och dess efterföljande utveckling som receptbelagda läkemedel markerar början på moderna antibiotika.

medicinsk användning och massproduktion

i sin första kliniska prövning behandlade Fleming sin forskningsforskare Stuart Craddock som hade utvecklat allvarlig infektion i nasal antrum (bihåleinflammation). Behandlingen inleddes den 9 januari 1929 men utan någon effekt., Det berodde förmodligen på att infektionen var med influensabacillus (Haemophilus influenzae), bakterien som han hade funnit oduglig för penicillin. Fleming gav några av sina ursprungliga penicillinprover till sin kollega-kirurg Arthur Dickson Wright för kliniskt test 1928. Även om Wright enligt uppgift sa att det ”verkade fungera tillfredsställande”, finns det inga register över dess specifika användning. Cecil George Paine, en patolog vid Royal Infirmary i Sheffield och tidigare student i Fleming, var den första som använde penicillin framgångsrikt för medicinsk behandling., Han botade ögoninfektioner (konjunktivit) hos en vuxen och tre spädbarn (neonatal konjunktivit) den 25 November 1930.

Fleming behandlade också framgångsrikt svår konjunktivit 1932. Keith Bernard Rogers, som hade anslutit sig till St Mary ’ s som medicinsk student 1929, var kapten i London University rifle team och var på väg att delta i Inter-hospital rifle shooting competition när han utvecklade konjunktivit. Fleming applicerade sitt penicillin och botade Rogers före tävlingen. Det sägs att ” penicillinet fungerade och matchen vunnits.,”Men rapporten att” Keith var förmodligen den första patienten som behandlades kliniskt med penicillinsalva ” är inte längre sant som Paines journaler visade upp.

det finns ett populärt påstående både i populär och vetenskaplig litteratur att Fleming i stor utsträckning övergav penicillinarbetet i början av 1930-talet. i sin recension av André Maurois liv Sir Alexander Fleming, upptäckare av Penicillin, William L. Kissick gick så långt att säga att ” Fleming hade övergett penicillin 1932…, Även om mottagaren av många utmärkelser och författaren till mycket vetenskapligt arbete, verkar Sir Alexander Fleming inte vara ett idealiskt ämne för en biografi.”Detta är en falsk information, eftersom Fleming fortsatte att bedriva penicillinforskning. Så sent som 1939 visar Flemings anteckningsbok försök att göra bättre penicillinproduktion med olika medier. År 1941 publicerade han en metod för bedömning av penicillineffektiviteten., När det gäller kemisk isolering och rening tog Howard Florey och Ernst Boris Chain på Radcliffe Infirmary i Oxford upp forskningen för att massproducera den och uppnåddes med stöd från andra världskriget militära projekt under amerikanska och brittiska regeringar.

i mitten av 1942 producerade Oxford-teamet den rena penicillinföreningen som gult pulver. I augusti 1942 togs Harry Lambert (en medarbetare till Flemings bror Robert) in på St Marys sjukhus på grund av livshotande infektion i nervsystemet (streptokock meningit)., Fleming behandlade honom med sulfonamider, men Lamberts tillstånd försämrades. Han testade antibiotikans känslighet och fann att hans penicillin kunde döda bakterierna. Han bad Florey om det isolerade provet. När Florey skickade det ofullständigt renade provet, som Fleming omedelbart administrerade i Lamberts ryggradskanal. Lambert visade tecken på förbättring nästa dag och återhämtade sig helt inom en vecka. Fleming publicerade det kliniska fallet i Lancet 1943.,

Vid detta medicinska genombrott informerade Allison det brittiska hälsoministeriet om vikten av penicillin och behovet av massproduktion. Krigsförbundet var övertygat om användbarheten som Sir Cecil Weir, generaldirektör för utrustning, krävde ett möte om handlingssättet den 28 September 1942. Penicillinkommittén inrättades den 5 April 1943. Kommittén bestod av Weir som ordförande, Fleming, Florey, Sir Percival Hartley, Allison och företrädare för läkemedelsföretag som medlemmar., De viktigaste målen var att producera penicillin snabbt i stora mängder med samarbete mellan amerikanska företag och att leverera läkemedlet uteslutande för allierade väpnade styrkor. Vid D-dagen 1944 hade tillräckligt med penicillin producerats för att behandla alla sårade av de allierade trupperna.

antibiotikaresistens

Fleming upptäckte också mycket tidigt att bakterier utvecklade antibiotikaresistens när för lite penicillin användes eller när det användes för kort tid. Almroth Wright hade förutspått antibiotikaresistens redan innan det märktes under experiment. Fleming varnade för användningen av penicillin i sina många tal runt om i världen. Den 26 juni 1945 gjorde han följande varnande uttalanden: ”mikroberna är utbildade för att motstå penicillin och en mängd penicillin-snabba organismer odlas ut …, I sådana fall är den tanklösa personen som leker med penicillin moraliskt ansvarig för döden hos mannen som äntligen ger efter för infektion med den penicillinresistenta organismen. Jag hoppas att denna ondska kan avvärjas.”Han varnade för att inte använda penicillin om det inte fanns en korrekt diagnostiserad anledning till att den ska användas, och att om den användes, aldrig att använda för lite eller för kort tid, eftersom det här är de omständigheter under vilka bakteriell resistens mot antibiotika utvecklas.

det hade experimentellt visats 1942 att S., aureus kan utveckla penicillinresistens under långvarig exponering. Utveckla möjligheten till penicillinresistens under kliniska förhållanden i sin Nobelföreläsning, sade Fleming:

tiden kan komma när penicillin kan köpas av någon i butikerna. Då finns det risk för att den okunniga mannen lätt kan underdosera sig själv och genom att utsätta sina mikrober för icke-dödliga mängder av läkemedlet gör dem resistenta.

det var runt den tiden som det första kliniska fallet av penicillinresistens rapporterades.