Sir Alexander Fleming (6. August 1881 – 11. März 1955), ein angesehener schottischer Arzt und Mikrobiologe, war 1945 Mitempfänger des Nobelpreises für Physiologie oder Medizin. Er teilte sich diese prestigeträchtige Auszeichnung mit Howard Florey und Ernst Chain für ihre wegweisenden Beiträge zur „Entdeckung von Penicillin und seiner heilenden Wirkung bei verschiedenen Infektionskrankheiten“. Diese Substanz war das erste jemals identifizierte Antibiotikum. Seine Entdeckung des später als Benzylpenicillin (oder Penicillin G) bezeichneten Stoffes im Jahr 1928, der aus dem Schimmelpilz Penicillium rubens isoliert wurde, wurde als „der größte Sieg, der jemals über Krankheiten errungen wurde“ gelobt.
Sir Alexander Fleming (6. August 1881 – 11. März 1955) war ein schottischer Arzt und Mikrobiologe. Er teilte sich 1945 mit Howard Florey und Ernst Chain den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin „für die Entdeckung des Penicillins und seiner heilenden Wirkung bei verschiedenen Infektionskrankheiten“. Dies war die erste antibiotische Substanz, die entdeckt wurde. Seine Entdeckung des später als Benzylpenicillin (oder Penicillin G) bezeichneten Stoffes aus dem Schimmelpilz Penicillium rubens im Jahr 1928 wurde als der „größte Sieg, der jemals über Krankheiten errungen wurde“ beschrieben.
Im Jahr 1922 identifizierte er auch das Enzym Lysozym, das aus seinem eigenen Nasenausfluss isoliert wurde. Gleichzeitig nannte er ein assoziiertes Bakterium Micrococcus lysodeikticus, das später in Micrococcus luteus umklassifiziert wurde.
Fleming wurde 1944 für seine tiefgreifenden wissenschaftlichen Leistungen zum Ritter geschlagen. Sein Vermächtnis wurde 1999 noch mehr gewürdigt, als das Magazin Time ihn zu den 100 wichtigsten Menschen des 20. Jahrhunderts zählte. Im Jahr 2002 wurde er in die Fernsehumfrage der BBC „100 Greatest Britons“ aufgenommen und 2009 wurde er in einer STV-Meinungsumfrage als drittgrößter Schotte anerkannt, nur übertroffen von Robert Burns und William Wallace.
Frühes Leben und Bildung
Alexander Fleming wurde am 6. August 1881 auf der Lochfield Farm in der Nähe von Darvel, Ayrshire, Schottland, geboren. Er war das dritte von vier Kindern des Bauern Hugh Fleming und Grace Stirling Morton, der Tochter eines benachbarten Bauern. Hugh Fleming hatte vier überlebende Kinder aus seiner ersten Ehe. Zum Zeitpunkt seiner zweiten Ehe mit Grace war er 59 Jahre alt und starb, als Alexander sieben Jahre alt war.
Fleming besuchte die Loudoun Moor School und die Darvel School und erhielt anschließend ein zweijähriges Stipendium an der Kilmarnock Academy. Anschließend zog er nach London, wo er sich an der Royal Polytechnic Institution einschrieb. Nachdem er vier Jahre lang in einem Versandbüro gearbeitet hatte, erbte der zwanzigjährige Alexander Fleming Gelder von seinem Onkel John Fleming. Sein älterer Bruder Tom, bereits Arzt, schlug ihm vor, eine ähnliche Karriere einzuschlagen. So immatrikulierte sich Alexander 1903 an der St. Mary's Hospital Medical School in Paddington (heute Teil des Imperial College London), die er 1906 mit einem MBBS-Abschluss mit Auszeichnung abschloss.
Von 1900 bis 1914 diente Fleming als Privatmann im London Scottish Regiment der Volunteer Force und war aktives Mitglied des Schützenvereins der medizinischen Fakultät. Der Kapitän des Clubs, der Fleming unbedingt behalten wollte, schlug ihm vor, in die Forschungsabteilung von St. Mary's einzusteigen. Dort wurde er Assistenzbakteriologe von Sir Almroth Wright, einem Pionier auf dem Gebiet der Impftherapie und Immunologie. Im Jahr 1908 erwarb Fleming einen BSc-Abschluss mit einer Goldmedaille in Bakteriologie und hielt anschließend bis 1914 Vorlesungen am St. Mary's.
Fleming wurde 1914 zum Leutnant ernannt und 1917 zum Hauptmann befördert. Er diente während des Ersten Weltkriegs beim Royal Army Medical Corps und erhielt eine Erwähnung in Dispatches. Er und viele seiner Kollegen waren in Kriegskrankenhäusern an der Westfront in Frankreich stationiert.
1918 kehrte er an das St. Mary's Hospital zurück und 1928 wurde er zum Professor für Bakteriologie an der University of London ernannt.
Wissenschaftliche Beiträge
Antiseptika
Während des Ersten Weltkriegs trug Fleming in Zusammenarbeit mit Leonard Colebrook und Sir Almroth Wright zu den Kriegsanstrengungen bei, indem er die gesamte Impfabteilung von St. Mary's in das britische Militärkrankenhaus in Boulogne-sur-Mer verlegte. Als vorübergehender Leutnant im Royal Army Medical Corps beobachtete er zahlreiche Todesfälle von Soldaten aufgrund von Sepsis in infizierten Wunden. Er stellte fest, dass Antiseptika, die damals üblicherweise zur Wundbehandlung eingesetzt wurden, diese Verletzungen häufig verschlimmerten. In einem 1917 in der medizinischen Fachzeitschrift The Lancet veröffentlichten Artikel beschrieb Fleming ein geniales Experiment, das durch seine Glasbläserfähigkeiten ermöglicht wurde und das erklärte, warum Antiseptika während des Krieges mehr Todesopfer forderten als die Infektionen selbst. Er ging davon aus, dass Antiseptika zwar bei oberflächlichen Wunden wirksam seien, tiefe Wunden jedoch häufig anaerobe Bakterien vor dem Antiseptikum schützten. Darüber hinaus schienen Antiseptika die vom Körper produzierten nützlichen Schutzstoffe mindestens genauso effektiv zu eliminieren wie Bakterien und waren gegen Bakterien außerhalb ihrer Reichweite wirkungslos. Obwohl Wright Flemings Erkenntnisse nachdrücklich unterstützte, setzten die meisten Armeeärzte während des gesamten Krieges weiterhin Antiseptika ein, selbst als diese Praxis den Zustand der Patienten verschlechterte.
Entdeckung von Lysozym
Im St. Mary's Hospital setzte Fleming seine Forschungen zu Bakterienkulturen und antimikrobiellen Wirkstoffen fort. Sein zeitgenössischer Forschungswissenschaftler, V. D. Allison, bemerkte Flemings unkonventionelle Forschungsgewohnheiten, bei denen er oft mit unerwarteten Bakterienformationen auf seinen Kulturplatten rechnete. Fleming scherzte häufig über Allisons „übermäßige Ordnung im Labor“, eine Eigenschaft, die Allison später als maßgeblich für Flemings experimentelle Durchbrüche ansah, und erklärte: „Wäre er so akribisch gewesen, wie er mich einschätzte, hätte er seine beiden monumentalen Entdeckungen nicht gemacht.“
Ende 1921 beobachtete Fleming bei der Wartung von Bakterienagarplatten eine bakterielle Kontamination durch die Luft auf einer bestimmten Platte. Beim Auftragen von Nasenschleim stellte er eine deutliche Hemmung der Bakterienvermehrung fest. Ein deutlicher, transparenter Lichthof, etwa 1 cm von der Schleimanwendung entfernt, umgab den Bereich und deutete auf eine Zone zum Abtöten von Bakterien hin. Darauf folgte ein glasiger, durchscheinender Ring, hinter dem in einem undurchsichtigen Bereich normales Bakterienwachstum erkennbar war. Nachfolgende Experimente umfassten Bakterien, die in Kochsalzlösung suspendiert waren und eine gelbe Lösung bildeten. Durch die Zugabe von frischem Schleim wurde die gelbe Kochsalzlösung innerhalb von zwei Minuten schnell klarer. Fleming erweiterte seine Ermittlungen um Tränen, die von seinen Kollegen geliefert wurden. Allison berichtete über die umfangreichen Bemühungen, Proben zu erhalten: „In den darauffolgenden fünf bis sechs Wochen dienten unsere Tränen als Hauptquelle für dieses bemerkenswerte Phänomen. Zahlreiche Zitronen wurden verwendet (nachdem Zwiebeln wirkungslos waren), um die Tränenproduktion zu stimulieren … Die große Nachfrage nach Tränen führte sogar dazu, dass Laboranten eingestellt wurden, die für jede Spende drei Pence erhielten.“
Weitere Analysen von Sputum, Knorpel, Blut, Sperma, Eierstockzystenflüssigkeit, Eiter und Eiweiß bestätigten das allgegenwärtige Vorhandensein dieses bakteriziden Mittels. Obwohl er seine Ergebnisse im Dezember dem Medical Research Club und anschließend im darauffolgenden Jahr der Royal Society vorstellte, erregte die Entdeckung nur minimale Aufmerksamkeit, wie Allison sich später erinnerte:
Allison, der als Flemings Gast beim Treffen des Medical Research Club anwesend war, bemerkte, dass Flemings Präsentation, in der er seine Entdeckung detailliert darlegte, keine Fragen oder Diskussionen hervorrief, eine ungewöhnliche Resonanz, die darauf hindeutete, dass sie als unbedeutend empfunden wurde. Im folgenden Jahr hielt Fleming einen Vortrag zu diesem Thema in der Royal Society, Burlington House, Piccadilly, wo er und Allison auch ihre Forschung vorführten. Mit nur einer Ausnahme erhielt das Werk jedoch erneut kaum Kommentare oder Aufmerksamkeit.
In der Ausgabe der Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences vom 1. Mai 1922 veröffentlichte Fleming seine Erkenntnisse unter dem Titel „Über ein bemerkenswertes bakteriolytisches Element, das in Geweben und Sekreten gefunden wurde“ und erklärte:
In dieser Mitteilung möchte ich eine Substanz hervorheben, die in Körpergeweben und -sekreten vorkommt und die Fähigkeit besitzt, bestimmte Bakterien schnell aufzulösen. Aufgrund seiner Eigenschaften, die denen von Fermenten ähneln, habe ich diese Substanz „Lysozym“ genannt und werde sie in diesem Artikel mit dieser Nomenklatur bezeichnen. Die erste Entdeckung von Lysozym erfolgte bei Untersuchungen an einem Patienten mit akutem Schnupfen.
Dies war die erste dokumentierte Entdeckung von Lysozym. In Zusammenarbeit mit Allison veröffentlichte Fleming im selben Jahr in der Oktoberausgabe des British Journal of Experimental Pathology weitere Forschungsergebnisse zu Lysozym. Trotz der erfolgreichen Extraktion erheblicher Mengen Lysozym aus Eiweiß zeigte das Enzym nur Wirksamkeit gegen begrenzte Populationen nicht pathogener Bakterien und besaß daher nur einen minimalen therapeutischen Nutzen. Diese Beobachtung verdeutlichte einen grundlegenden Unterschied zwischen pathogenen und nicht pathogenen Bakterienarten. Der „an akutem Schnupfen leidende Patient“, wie in der Originalveröffentlichung erwähnt, wurde später als Fleming selbst identifiziert. Sein Forschungstagebuch vom 21. November 1921 enthielt eine Skizze der Kulturplatte und den Vermerk: „Staphyloidkokken aus A.F.s Nase.“ Fleming identifizierte das Bakterium im Nasenschleim außerdem als Micrococcus Lysodeikticus, ein Artname, der aufgrund seiner Anfälligkeit für lysozymale Wirkung „Lyseindikator“ bedeutet. Im Jahr 1972 wurde die Art in Micrococcus luteus umklassifiziert. Der „Fleming-Stamm“ (NCTC2665) dieses Bakteriums ist inzwischen zu einem bedeutenden Modellorganismus in verschiedenen biologischen Untersuchungen geworden. Die umfassendere Bedeutung von Lysozym blieb unbestätigt, eine Tatsache, die Fleming selbst erkannte, wie aus seiner Ansprache als Präsident auf der Tagung der Royal Society of Medicine am 18. Oktober 1932 hervorgeht, in der er erklärte:
Der Redner wählte Lysozym für diese Ansprache aufgrund einer persönlichen Affinität zu dem Namen und der wahrgenommenen Unterschätzung seiner Bedeutung für die natürliche Immunität.
Während seiner Nobelvorlesung am 11. Dezember 1945 erwähnte Fleming kurz Lysozym und erklärte: „Penicillin war nicht das erste Antibiotikum, das ich zufällig entdeckte.“ Die tiefgreifende immunologische Bedeutung von Flemings Entdeckung wurde erst im späten 20. Jahrhundert vollständig erkannt, als Lysozym als das erste antimikrobielle Protein identifiziert wurde, das zur angeborenen Immunität beiträgt.
Entdeckung von Penicillin
Es kommt häufig zu zufälligen Entdeckungen. Als ich am 28. September 1928 kurz nach Tagesanbruch erwachte, hatte ich nicht die Absicht, die Medizin zu revolutionieren, indem ich das erste Antibiotikum oder bakterizide Mittel der Welt identifizierte. Dieses Ergebnis ist jedoch genau eingetreten.
Experimentelle Vorgehensweise
Bis 1927 beschäftigte sich Fleming mit der Erforschung der Eigenschaften von Staphylokokken und hatte sich durch seine früheren Arbeiten bereits einen hervorragenden Ruf als außergewöhnlicher Forscher erworben. Im Jahr 1928 untersuchte er die phänotypischen Variationen von Staphylococcus aureus, der unter natürlichen Bedingungen kultiviert wurde, und baute dabei auf den Erkenntnissen von Joseph Warwick Bigger auf, der die Fähigkeit des Bakteriums, sich zu verschiedenen Stämmen zu entwickeln, nachgewiesen hatte. Am 3. September 1928 kehrte Fleming nach einem Familienurlaub in Suffolk in sein Labor zurück. Vor seiner Abreise hatte er Kulturplatten mit Staphylokokken beimpft und diese auf einem Labortisch stehen lassen. Bei seiner Rückkehr stellte Fleming fest, dass eine Kulturplatte mit einem Pilz kontaminiert war und die Staphylokokkenkolonien direkt neben dem Pilz lysiert worden waren, während weiter entfernte Kolonien unbeeinträchtigt blieben. Sein berühmter Kommentar war: „Das ist lustig.“ Fleming präsentierte die kontaminierte Kultur seinem ehemaligen Assistenten Merlin Pryce, der bemerkte: „So haben Sie Lysozym entdeckt.“ Fleming identifizierte den Schimmelpilz als zur Gattung Penicillium gehörend. Zunächst vermutete er, dass es sich um P. chrysogenum, aber sein Kollege Charles J. La Touche identifizierte es als P. rubrum. (Spätere Neuklassifizierungen identifizierten es als P. notatum und dann offiziell als P. chrysogenum; im Jahr 2011 wurde es endgültig als P. rubens. aufgelöst)
Das Labor, in dem Fleming Penicillin entdeckte und erste Tests durchführte, ist heute als Alexander Fleming Laboratory Museum im St. Mary's Hospital in Paddington erhalten. Im Jahr 1966 wurde festgestellt, dass der Ursprung der Pilzkontamination La Touches Zimmer war, das sich direkt unter Flemings Labor befand.
Fleming kultivierte den Schimmelpilz in einer Reinkultur und stellte anschließend fest, dass die resultierende Brühe eine antibakterielle Verbindung enthielt. Er untersuchte seine antimikrobielle Wirksamkeit gegen zahlreiche Organismen und beobachtete seine hemmende Wirkung auf Bakterien wie Staphylokokken und verschiedene andere grampositive Krankheitserreger, die für Erkrankungen wie Scharlach, Lungenentzündung, Meningitis und Diphtherie verantwortlich sind. Bemerkenswerterweise hatte es keine Auswirkungen auf Typhus oder Paratyphus, die durch gramnegative Bakterien verursacht werden und für die er aktiv nach einer Behandlung suchte. Es zeigte jedoch Aktivität gegen Neisseria gonorrhoeae, den Erreger von Gonorrhoe, obwohl dieses Bakterium gramnegativ ist. Nachdem er es mehrere Monate lang als „Schimmelpilzsaft“ oder „der Hemmstoff“ bezeichnet hatte, nannte Fleming die antibakterielle Substanz am 7. März 1929 offiziell „Penicillin“.
Erster Empfang und Veröffentlichung
Fleming präsentierte seine Entdeckung offiziell am 13. Februar 1929 dem Medical Research Club. Sein Vortrag mit dem Titel „Ein Medium zur Isolierung des Pfeiffer-Bazillus“ erregte keine nennenswerte Aufmerksamkeit oder Kommentare. Henry Dale, damals Direktor des National Institute for Medical Research und Vorsitzender des Treffens, erinnerte sich später, dass er in Flemings Ansprache keinen besonders auffälligen Aspekt von Bedeutung wahrgenommen hatte. Fleming veröffentlichte seine Ergebnisse anschließend im Jahr 1929 im British Journal of Experimental Pathology, doch der Artikel erhielt kaum Beachtung. Eine Hauptherausforderung war die enorme Schwierigkeit, Penicillin in großen Mengen herzustellen und darüber hinaus seinen Wirkstoff zu isolieren. Auch mit der Unterstützung von Harold Raistrick und seinem Team von Biochemikern an der London School of Hygiene & In der Tropenmedizin erwiesen sich chemische Reinigungsbemühungen als erfolglos. Folglich geriet, wie Milton Wainwright feststellte, „Penicillin in den 1930er Jahren weitgehend in Vergessenheit.“
Selbst 1936 blieb das Potenzial von Penicillin unerkannt. Als Fleming seine medizinische Bedeutung auf dem Zweiten Internationalen Kongress für Mikrobiologie in London vorstellte, stießen seine Behauptungen auf Skepsis. Allison, die Fleming sowohl beim Medical Research Club als auch beim internationalen Kongress begleitete, berichtete später von diesen beiden Ereignissen:
[Beim Medical Research Club-Treffen schlug Fleming] die potenzielle Wirksamkeit von Penicillin bei der Behandlung menschlicher Infektionen vor. Wieder einmal erregte sein Vortrag kein Interesse und nur minimale Diskussionen. Fleming erlebte eine tiefe Enttäuschung, doch weitere Rückschläge erwarteten ihn. Anschließend präsentierte er auf dem International Congress of Microbiology, einer Veranstaltung, an der führende Bakteriologen weltweit teilnahmen, einen Artikel über seine Penicillin-Forschung. Seine Ansichten über seinen voraussichtlichen Nutzen für die Vorbeugung und Behandlung menschlicher Infektionen fanden keine Zustimmung, und die anschließende Diskussion war vernachlässigbar. Trotz dieser erheblichen Enttäuschungen hielt Fleming stoisch an seinen Überzeugungen fest und ließ sich bei seiner laufenden Untersuchung von Penicillin nicht beirren.
Im Jahr 1941 stellte das British Medical Journal fest, dass „es den Anschein hatte, dass der Nutzen von Penicillin aus keiner anderen Perspektive in Betracht gezogen worden war.“
Reinigung und Stabilisierung
In Oxford begannen Ernst Chain und Edward Abraham mit Untersuchungen zur molekularen Struktur des Antibiotikums. Abraham war später der erste, der die chemische Struktur von Penicillin genau beschrieb. Nach der ersten Veröffentlichung der Ergebnisse des Teams im Jahr 1940 kontaktierte Fleming Howard Florey, den Abteilungsleiter von Chain, um einen bevorstehenden Besuch anzukündigen. Als Chain von Flemings bevorstehender Ankunft erfuhr, soll er ausgerufen haben: „Guter Gott! Ich dachte, er wäre tot.“
Norman Heatley schlug eine Methode zur Reextraktion des Wirkstoffs von Penicillin in eine wässrige Lösung vor, indem der pH-Wert verändert wird. Diese Technik lieferte eine ausreichende Menge des Arzneimittels für erste Tierversuche. Die Oxford-Forschungsgruppe umfasste zahlreiche weitere Mitwirkende, wobei schließlich die gesamte Sir William Dunn School of Pathology an den Produktionsbemühungen beteiligt war. Nach der erfolgreichen Entwicklung einer Reinigungsmethode durch das Team im Jahr 1940, die eine erste stabile und wirksame Form von Penicillin ergab, zeigten nachfolgende klinische Studien bemerkenswerte Erfolge und veranlassten das Team, bis 1945 Strategien für die Massenproduktion und den Vertrieb zu entwickeln.
Fleming zeigte Demut hinsichtlich seiner Rolle bei der Entwicklung von Penicillin, bezeichnete seinen Ruf als „Fleming-Mythos“ und schrieb Florey und Chain die Umwandlung einer Laborkuriosität in eine zu brauchbares therapeutisches Mittel. Als erster Entdecker der Eigenschaften des Wirkstoffs erhielt Fleming das Vorrecht, ihm den Namen Penicillin zu geben. Darüber hinaus pflegte, kultivierte und verbreitete er den ursprünglichen Schimmelpilz über einen Zeitraum von zwölf Jahren und suchte bis 1940 beharrlich die Unterstützung erfahrener Chemiker zur Herstellung von Penicillin. Im Jahr 1998 fasste Sir Henry Harris den kollaborativen Prozess prägnant zusammen: „Ohne Fleming keine Kette; ohne Kette kein Florey; ohne Florey kein Heatley; ohne Heatley kein Penicillin.“ Die Entdeckung von Penicillin und seine anschließende Entwicklung zu einem verschreibungspflichtigen Medikament bedeuten die Entstehung moderner Antibiotika.
Medizinische Anwendungen und Massenproduktion
Flemings erste klinische Anwendung umfasste die Behandlung seines Forschers Stuart Craddock, der sich mit einer schweren Infektion des Nasenantrums (Sinusitis) vorstellte. Ab dem 9. Januar 1929 erwies sich diese Behandlung als wirkungslos. Dies war wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die Infektion durch Haemophilus influenzae verursacht wurde, ein Bakterium, das Fleming zuvor als resistent gegen Penicillin identifiziert hatte. Im Jahr 1928 stellte Fleming seinem chirurgischen Kollegen Arthur Dickson Wright Proben seines ursprünglichen Penicillins zur klinischen Bewertung zur Verfügung. Während Wright angeblich erklärte, dass es „zufriedenstellend zu funktionieren schien“, gibt es keine spezifischen Aufzeichnungen über seine Anwendung. Cecil George Paine, Pathologe am Royal Infirmary in Sheffield und ehemaliger Fleming-Schüler, gelang die erste dokumentierte erfolgreiche medizinische Anwendung von Penicillin. Am 25. November 1930 behandelte er erfolgreich die Bindehautentzündung bei einem Erwachsenen und drei Säuglingen (neonatale Konjunktivitis).
Im Jahr 1932 gelang Fleming auch eine erfolgreiche Behandlung einer schweren Bindehautentzündung. Keith Bernard Rogers, seit 1929 Medizinstudent am St. Mary's und Kapitän des Schützenteams der Universität London, entwickelte kurz vor einem krankenhausübergreifenden Gewehrschießwettbewerb eine Bindehautentzündung. Fleming verabreichte ihm Penicillin, was dazu führte, dass Rogers sich vor dem Ereignis erholte. Anekdotische Berichte deuten darauf hin, dass „das Penicillin wirkte und das Spiel gewonnen wurde“. Allerdings wurde die Behauptung, dass „Keith wahrscheinlich der erste Patient war, der klinisch mit Penicillin-Salbe behandelt wurde“, inzwischen durch das Auftauchen von Paines Krankenakten widerlegt.
Eine sowohl im populären als auch im wissenschaftlichen Diskurs weit verbreitete Behauptung legt nahe, dass Fleming seine Arbeit an Penicillin in den frühen 1930er Jahren weitgehend einstellte. William L. Kissick erklärte in seiner Rezension von André Maurois‘ „The Life of Sir Alexander Fleming, Discoverer of Penicillin“ sogar, dass „Fleming 1932 das Penicillin aufgegeben hatte … Obwohl Sir Alexander Fleming viele Auszeichnungen erhielt und Autor zahlreicher wissenschaftlicher Arbeiten war, scheint er kein ideales Thema für eine Biografie zu sein.“ Diese Behauptung ist unzutreffend, da Fleming konsequent die Penicillin-Forschung betrieb. Seine Notizbücher aus dem Jahr 1939 dokumentieren Bemühungen, die Penicillinproduktion durch den Einsatz verschiedener Kulturmedien zu steigern. Darüber hinaus veröffentlichte er 1941 eine Methode zur Bewertung der Wirksamkeit von Penicillin. Bezüglich der chemischen Isolierung und Reinigung führten Howard Florey und Ernst Chain am Radcliffe Infirmary in Oxford anschließend die Forschung durch, um die Massenproduktion zu ermöglichen, ein Ziel, das sie mit Unterstützung von Militärinitiativen des Zweiten Weltkriegs erreichten, die von der britischen und US-amerikanischen Regierung unterstützt wurden.
Mitte 1942 gelang es dem Oxforder Forschungsteam, reines Penicillin zu synthetisieren, das sich als gelbes Pulver manifestierte. Im August 1942 wurde Harry Lambert, ein Mitarbeiter von Flemings Bruder Robert, mit einer lebensbedrohlichen Streptokokken-Meningitis-Infektion des Nervensystems ins St. Mary's Hospital eingeliefert. Fleming behandelte Lambert zunächst mit Sulfonamiden, doch der Zustand des Patienten verschlechterte sich. Beim Testen der Antibiotika-Empfindlichkeit stellte Fleming fest, dass sein Penicillin gegen die verursachenden Bakterien wirksam war. Anschließend forderte er eine isolierte Probe von Florey an, der ein unvollständig gereinigtes Präparat zur Verfügung stellte. Fleming verabreichte diese Probe umgehend direkt in Lamberts Wirbelkanal. Lambert zeigte am nächsten Tag Anzeichen einer Besserung und erholte sich innerhalb einer Woche vollständig. Fleming veröffentlichte diesen klinischen Fall anschließend 1943 in The Lancet.
Nach diesem bedeutenden medizinischen Durchbruch informierte Allison das britische Gesundheitsministerium über die entscheidende Bedeutung von Penicillin und die Notwendigkeit seiner Massenproduktion. Das vom Nutzen des Arzneimittels überzeugte Kriegskabinett veranlasste Sir Cecil Weir, Generaldirektor für Ausrüstung, am 28. September 1942 eine Sitzung einzuberufen, um den Wirkmechanismus zu besprechen. Anschließend wurde am 5. April 1943 das Penicillin-Komitee gegründet. Dieses Komitee bestand neben Weir als Vorsitzendem aus Fleming, Florey, Sir Percival Hartley, Allison und Vertretern verschiedener Pharmaunternehmen. Seine Hauptziele bestanden darin, die schnelle Produktion von Penicillin in großem Maßstab durch die Zusammenarbeit mit amerikanischen Unternehmen zu ermöglichen und dessen ausschließliche Lieferung an die alliierten Streitkräfte sicherzustellen. Bis zum D-Day im Jahr 1944 war ausreichend Penicillin hergestellt worden, um das gesamte verwundete Personal der alliierten Truppen zu behandeln.
Antibiotikaresistenz
Fleming machte schon früh die Entdeckung, dass Bakterien eine Antibiotikaresistenz entwickelten, wenn Penicillin in unzureichenden Mengen oder über einen zu kurzen Zeitraum verabreicht wurde. Tatsächlich hatte Almroth Wright das Phänomen der Antibiotikaresistenz bereits vor seiner experimentellen Beobachtung vorhergesagt. Fleming gab an zahlreichen Adressen weltweit häufig Warnungen vor dem Penicillin-Konsum heraus. Am 26. Juni 1945 äußerte er die folgenden warnenden Bemerkungen: „Die Mikroben werden dazu erzogen, Penicillin zu widerstehen, und eine Vielzahl von Penicillin-resistenten Organismen werden gezüchtet … In solchen Fällen ist die gedankenlose Person, die mit Penicillin spielt, moralisch für den Tod des Mannes verantwortlich, der schließlich einer Infektion mit dem Penicillin-resistenten Organismus erliegt. Ich hoffe, dass dieses Übel abgewendet werden kann.“ Er riet von der Verwendung von Penicillin ab, es sei denn, eine genaue diagnostische Begründung stütze die Anwendung, und betonte, dass es bei Verwendung niemals in unzureichenden Mengen oder über einen unzureichenden Zeitraum verabreicht werden sollte, da diese Bedingungen die Entwicklung einer bakteriellen Resistenz gegen Antibiotika begünstigen.
Experimentelle Beweise aus dem Jahr 1942 zeigten, dass S. aureus könnten nach längerer Exposition eine Penicillinresistenz entwickeln. In seiner Nobelvorlesung ging Fleming weiter auf die Möglichkeit einer Penicillin-Resistenz im klinischen Umfeld ein und erklärte:
Diese Aussage verdeutlicht ein potenzielles zukünftiges Risiko: Die weit verbreitete Verfügbarkeit von Penicillin könnte dazu führen, dass sich Einzelpersonen unzureichende Dosierungen verabreichen, wodurch Mikroorganismen subletalen Konzentrationen des Arzneimittels ausgesetzt werden und antimikrobielle Resistenzen gefördert werden.
Zeitgleich mit diesen Bedenken wurde der erste klinische Fall einer Penicillinresistenz dokumentiert.
Persönliches Leben
Am 24. Dezember 1915 heiratete Fleming Sarah Marion McElroy, eine ausgebildete Krankenschwester aus Killala, County Mayo, Irland. Ihr einziger Nachkomme, Robert Fleming (1924–2015), schlug anschließend eine Karriere als Allgemeinmediziner ein. Nach dem Tod seiner ersten Frau im Jahr 1949 heiratete Fleming am 9. April 1953 erneut Amalia Koutsouri-Vourekas, eine griechische Kollegin aus St. Mary's, die 1986 verstarb.
Flemings Erziehung wurzelte in einer presbyterianischen Tradition, während seine erste Frau, Sarah, als abtrünnige römisch-katholische Frau identifiziert wurde. Berichten zufolge war Fleming selbst nicht besonders gläubig. Ihr Sohn Robert wurde später in die anglikanische Kirche aufgenommen, behielt jedoch Berichten zufolge eine weitgehend irreligiöse Neigung bei, die mit den Gesinnungen seiner Eltern übereinstimmte.
Fleming drückte seine große Empörung aus, als er 1944 herausfand, dass Robert D. Coghill und Andrew J. Moyer die Penicillin-Produktionsmethode in den Vereinigten Staaten patentiert hatten, und bemerkte:
Ich entdeckte Penicillin und bot es freiwillig zur Verbesserung von an Menschheit. Warum sollte es sich in ein gewinnorientiertes Monopol für Hersteller in einem anderen Land verwandeln?
Von 1921 bis zu seinem Tod im Jahr 1955 behielt Fleming den Besitz eines ländlichen Anwesens namens „The Dhoon“ in Barton Mills, Suffolk.
Untergang
Fleming verstarb am 11. März 1955 in seiner Londoner Residenz an einem Herzstillstand. Seine eingeäscherten sterblichen Überreste sind in der St. Paul's Cathedral beigesetzt.
Auszeichnungen und anhaltender Einfluss
Flemings bahnbrechende Entdeckung des Penicillins revolutionierte die moderne Medizin und läutete die Ära wirksamer Antibiotika ein. Diese Verbindung hat nachweislich das Leben von Millionen Menschen auf der ganzen Welt bewahrt und bewahrt sie auch weiterhin.
Das Labor im St. Mary's Hospital, in dem Fleming seine entscheidende Penicillin-Entdeckung machte, beherbergt heute das Fleming Museum, eine bekannte Londoner Sehenswürdigkeit. Seine Alma Mater, die St Mary's Hospital Medical School, wurde 1988 in das Imperial College London integriert. Das Sir Alexander Fleming Building auf dem South Kensington Campus wurde 1998 eingeweiht, eine Veranstaltung, bei der sein Sohn Robert und seine Urenkelin Claire der Königin vorgestellt wurden. Diese Einrichtung dient derzeit als primärer vorklinischer Lehrstandort für die Imperial College School of Medicine.
Die Royal Polytechnic Institution, eine weitere seiner Alma Mater, heute bekannt als University of Westminster, hat eines ihrer Studentenwohnheime zum Alexander Fleming House ernannt, das sich in der Nähe der Old Street befindet.
Missverständnisse
The Fleming Narrative
Bis 1942 blieb Penicillin selbst in seiner gereinigten zusammengesetzten Form knapp und für eine breite klinische Anwendung unzugänglich. Als Fleming die vom Oxford-Team vorbereiteten ersten Proben zur Behandlung von Harry Lambert verabreichte, der an Streptokokken-Meningitis litt, erregte das erfolgreiche Ergebnis große Aufmerksamkeit in den Medien und wurde insbesondere in der The Times populär gemacht. Wright zeigte sich erstaunt, als er feststellte, dass weder Fleming noch das Oxford-Team ausdrücklich erwähnt worden waren, obwohl Oxford als Ursprung der Droge genannt wurde. Anschließend korrespondierte Wright mit dem Herausgeber von The Times, der Fleming umgehend interviewte. Allerdings hatte Florey dem Oxford-Team verboten, mit den Medien in Kontakt zu treten. Infolgedessen erhielt allein Fleming umfassende öffentliche Anerkennung, was die irrige Annahme bestärkte, dass er allein für die Entdeckung des Arzneimittels und die anschließende Entwicklung verantwortlich sei. Fleming selbst nannte dieses Phänomen „den Fleming-Mythos“.
Die Churchills
Die weit verbreitete Behauptung, Winston Churchills Vater habe Flemings Ausbildung finanziert, weil Flemings Vater den jungen Winston vor einem tödlichen Vorfall gerettet habe, ist unbegründet. In einem Brief an seinen Kollegen Andre Gratia bezeichnete Alexander Fleming selbst diesen Bericht als „eine wundersame Fabel“, wie in Kevin Browns Biografie Penicillin Man: Alexander Fleming and the Antibiotic Revolution dokumentiert. Darüber hinaus hat Fleming Winston Churchill während des Zweiten Weltkriegs nicht persönlich gerettet. Churchills Genesung von einer Krankheit in Karthago, Tunesien, im Jahr 1943 wurde durch Lord Moran erleichtert, der Sulfonamide verabreichte, da Moran keine Erfahrung mit Penicillin hatte. Trotz Berichten im The Daily Telegraph und The Morning Post vom 21. Dezember 1943, in denen Churchills Genesung auf Penicillin zurückgeführt wurde, wurde er tatsächlich mit Sulfapyridin behandelt, einem neuartigen Sulfonamid-Medikament, das durch den Forschungscode M&B 693 identifiziert wurde. Dieses Medikament wurde von May & Baker Ltd aus Dagenham, Essex, eine Tochtergesellschaft des französischen Mischkonzerns Rhône-Poulenc. Churchill würdigte das Medikament später öffentlich in einer Radiosendung und bezeichnete es als „Dieses bewundernswerte M&B.“
Fleming Prize Lecture
- Fleming-Preisvortrag
- Personen auf schottischen Banknoten
Referenzen
Maurois, André. Das Leben von Sir Alexander Fleming. Jonathan Cape, 1959.
- Das Leben von Sir Alexander Fleming, Jonathan Cape, 1959. Maurois, André.
- Nobelvorlesungen, Physiologie oder Medizin 1942–1962. Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1964.
- Rhodes, Philip. Ein Überblick über die Geschichte der Medizin. London: Butterworths, 1985.
- Porter, Roy, Hrsg. The Cambridge Illustrated History of Medicine. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1996.
- Brown, Kevin. Penicillin-Mann: Alexander Fleming und die Antibiotika-Revolution. Stroud, Sutton, 2004.
- Macfarlane, Gwyn. Alexander Fleming: Der Mann und der Mythos. Oxford University Press, Oxford, 1984.
- Ludovici, Laurence J. Fleming, Entdecker des Penicillins. 1952.
- Rowland, John. Der Penicillin-Mann: die Geschichte von Sir Alexander Fleming. Lutterworth Press, 1957.
Nachruf auf Alexander Fleming
- Nachruf auf Alexander Fleming
- Alexander Flemings Profil auf Nobelprize.org mit seiner Nobelvorlesung „Penicillin“, gehalten am 11. Dezember 1945.
- Bemerkenswerte Orte und Erinnerungen im Zusammenhang mit Alexander Fleming
- Archivierte Zeitungsausschnitte zu Alexander Fleming im Pressearchiv des 20. Jahrhunderts der ZBW.