Введение
Шотландский врач и биолог (1881–1955)
FRS (1943)
Knight Bachelor (1944)
Премия Кэмерона по терапии Эдинбургского университета (1945)
Нобелевская премия (1945) За это открытие он разделил Нобелевскую премию по физиологии или медицине в 1945 году с Говардом Флори и Эрнстом Борисом Чейном. Он также открыл фермент лизозим в 1922 году в выделениях своего носа, и вместе с ним бактерию, которую он назвал Micrococcus lysodeikticus, впоследствии переименованную в Micrococcus luteus. Флеминг был удостоен рыцарского звания за свои научные достижения в 1944 году. В 1999 году журнал Time включил его в список 100 самых влиятельных людей XX века. В 2002 году он был назван одним из 100 величайших британцев в телевизионном опросе, организованном BBC, а в 2009 году в опросе общественного мнения, проведенном STV, занял третье место среди "величайших шотландцев", уступив лишь Роберту Бернсу и Уильяму Уоллесу.
Knight Bachelor (1944)
Cameron Prize for Therapeutics of the University of Edinburgh (1945)
Nobel Prize (1945) For this discovery, he shared the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1945 with Howard Florey and Ernst Boris Chain. He also discovered the enzyme lysozyme from his nasal discharge in 1922, and along with it a bacterium he named Micrococcus lysodeikticus, later renamed Micrococcus luteus. Fleming was knighted for his scientific achievements in 1944. In 1999, he was named in Time magazine's list of the 100 Most Important People of the 20th century. In 2002, he was chosen in the BBC's television poll for determining the 100 Greatest Britons, and in 2009, he was also voted third "greatest Scot" in an opinion poll conducted by STV, behind only Robert Burns and William Wallace.
Ранние годы и образование
Родился 6 августа 1881 года на ферме Лохфилд возле Дарвела, в Эйршире, Шотландия, Александр Флеминг был третьим из четырех детей фермера Хью Флеминга (1816–1888) и Грейс Стирлинг Мортон (1848–1928), дочери соседнего фермера. У Хью Флеминга было четверо выживших детей от первого брака. Ему было 59 лет, когда он женился на Грейс, и он умер, когда Александру было семь лет. После четырех лет работы в судоходном офисе двадцатилетний Александр Флеминг унаследовал деньги от дяди, Джона Флеминга. Его старший брат, Том, уже был врачом и посоветовал ему выбрать ту же карьеру, и поэтому в 1903 году младший Александр поступил в медицинскую школу больницы Святой Марии в Паддингтоне (ныне часть Имперского колледжа Лондона); он получил степень MBBS с отличием в 1906 году. Он был членом стрелкового клуба при медицинской школе. Капитан клуба, желая удержать Флеминга в команде, предложил ему присоединиться к исследовательскому отделу в Сент-Мэри, где он стал ассистентом бактериолога сэра Альмрота Райта, пионера в области вакцинотерапии и иммунологии. В 1908 году он получил степень бакалавра наук с золотой медалью по бактериологии и преподавал в Сент-Мэри до 1914 года. В 1914 году он был назначен лейтенантом, а в 1917 году получил звание капитана. В статье, опубликованной в медицинском журнале The Lancet в 1917 году, он описал блестящий эксперимент, который смог провести благодаря своим навыкам стеклодува, и объяснил, почему антисептики во время войны убивали больше солдат, чем сама инфекция. Антисептики хорошо действовали на поверхности, но глубокие раны, как правило, защищали анаэробные бактерии от воздействия антисептика, а антисептики, казалось, удаляли полезные вещества, которые защищали пациентов в этих случаях, по крайней мере, так же эффективно, как и бактерии, и не воздействовали на бактерии, находящиеся вне досягаемости. Райт решительно поддержал выводы Флеминга, но, несмотря на это, большинство армейских врачей на протяжении всей войны продолжали использовать антисептики даже в тех случаях, когда это ухудшало состояние пациентов.
Открытие лизозима
В больнице Святой Марии Флеминг продолжил свои исследования в области культуры бактерий и антибактериальных веществ. Как вспоминал его научный сотрудник в то время, В. Д. Эллисон, Флеминг не отличался аккуратностью и обычно ожидал появления необычного роста бактерий на своих чашках Петри. Флеминг подшучивал над Эллисоном за его "чрезмерную чистоплотность в лаборатории", и Эллисон справедливо считал такую неряшливость залогом успеха экспериментов Флеминга, говоря: "[Если] бы он был таким же аккуратным, как мне казалось, он не сделал бы своих двух великих открытий". В конце 1921 года, поддерживая агаровые пластинки для бактерий, он обнаружил, что одна из них была загрязнена бактериями из воздуха. Добавив носовую слизь, он заметил, что она подавляет рост бактерий. Вокруг области со слизью образовался четкий прозрачный круг (в 1 см от слизи), указывающий на зону уничтожения бактерий, за которым следовало стекловидное и полупрозрачное кольцо, а за ним – непрозрачная область, свидетельствующая о нормальном росте бактерий. В следующем тесте он использовал бактерии, взвешенные в физиологическом растворе, который образовал желтую суспензию. В течение двух минут после добавления свежей слизи желтый раствор стал полностью прозрачным. Он расширил свои исследования, используя слезы, которые предоставили его коллеги. Эллисон вспоминал: "В течение следующих пяти-шести недель наши слезы были основным источником для этого необычного явления. Мы использовали много лимонов (после неудачной попытки с луком), чтобы вызвать слезотечение. Нам требовалось так много слез, что к сбору пришлось привлечь лаборантов, выплачивая им по три пенса за каждую порцию". Хотя ему удалось получить большее количество лизоцима из яичного белка, этот фермент был эффективен только против небольшого количества безвредных бактерий и, следовательно, обладал ограниченным терапевтическим потенциалом. Это указывает на одно из ключевых различий между патогенными и безвредными бактериями. В 1972 году вид был переклассифицирован как Micrococcus luteus. "Штамм Флеминга" (NCTC2665) этой бактерии стал моделью для различных биологических исследований. Значимость лизоцима не была признана, и Флеминг это прекрасно понимал. В своем президентском выступлении на заседании Королевского медицинского общества 18 октября 1932 года он сказал: "Я выбрал лизозим в качестве темы для этого доклада по двум причинам: во-первых, я испытываю отеческую привязанность к этому названию, а во-вторых, его важность в связи с естественным иммунитетом, по-видимому, не находит должного признания". В своей Нобелевской лекции 11 декабря 1945 года он вкратце упомянул лизозим, сказав: "Пенициллин был не первым антибиотиком, который я открыл случайно". Только к концу XX века истинная значимость открытия Флеминга в иммунологии была осознана, поскольку лизозим стал первым обнаруженным антимикробным белком, входящим в состав нашего врожденного иммунитета.
Открытие пенициллина
Иногда находишь то, что не искал. Когда я проснулся чуть после рассвета 28 сентября 1928 года, я, конечно, не собирался совершить революцию в медицине, открыв первый в мире антибиотик, вещество, убивающее бактерии. Но, полагаю, именно это я и сделал.
Эксперимент
К 1927 году Флеминг исследовал свойства стафилококков. Он уже был хорошо известен благодаря своим ранним работам и приобрел репутацию блестящего исследователя. В 1928 году он изучал вариации *Staphylococcus aureus*, выращенных в естественных условиях, после работы Джозефа Уорвика Биггера, который обнаружил, что бактерия может расти в различные типы (штаммы). 3 сентября 1928 года Флеминг вернулся в свою лабораторию после отпуска с семьей в Саффолке. Перед отъездом в отпуск он засеял стафилококки на чашки Петри и оставил их на скамье в углу лаборатории. По возвращении Флеминг заметил, что одна культура была загрязнена грибком, и что колонии стафилококков, непосредственно окружающие грибок, были уничтожены, в то время как другие колонии стафилококков, расположенные дальше, были нормальными, и он воскликнул: «Как странно!». Флеминг показал загрязненную культуру своему бывшему ассистенту Мерлину Прайсу, который напомнил ему: «Так вы открыли лизоцим». Он идентифицировал плесень как относящуюся к роду *Penicillium*. Он подозревал, что это *P. chrysogenum*, но коллега Чарльз Дж. Ла Туш определил ее как *P. rubrum*. (Позже было уточнено, что это *P. notatum*, а затем официально принято как *P. chrysogenum*; в 2011 году вопрос был окончательно решен как *P. rubens*.) Лаборатория, в которой Флеминг открыл и исследовал пенициллин, сохранилась как Музей лаборатории Александра Флеминга в больнице Святой Марии в Паддингтоне. Источник грибкового загрязнения был установлен в 1966 году: он исходил из комнаты Ла Туша, расположенной непосредственно под лабораторией Флеминга. Флеминг вырастил плесень в чистой культуре и обнаружил, что культуральная жидкость содержит антибактериальное вещество. Он исследовал его антибактериальный эффект на многие организмы и заметил, что он воздействует на бактерии, такие как стафилококки и многие другие грамположительные патогены, вызывающие скарлатину, пневмонию, менингит и дифтерию, но не на тиф или паратиф, вызываемые грамотрицательными бактериями, лекарство от которых он искал в то время. Он также воздействовал на *Neisseria gonorrhoeae*, вызывающую гонорею, хотя эта бактерия является грамотрицательной. После нескольких месяцев, называя его «плесневым соком» или «ингибитором», он дал название пенициллину 7 марта 1929 года антибактериальному веществу, содержащемуся в плесени, но статья не привлекла особого внимания. Его проблемой была сложность производства пенициллина в больших количествах и, кроме того, выделение основного соединения. Даже при помощи Гарольда Рейстрика и его команды биохимиков из Лондонской школы гигиены и тропической медицины химическая очистка оказалась безуспешной. «В результате пенициллин в 1930-х годах был в значительной степени забыт», – описал Милтон Уэйнрайт. Ему никто не верил. Как отметил Эллисон, его компаньон как в Медицинском исследовательском клубе, так и на международных конгрессах, в обоих случаях: [Флеминг на заседании Медицинского исследовательского клуба] предположил о возможной ценности пенициллина для лечения инфекций у человека. Снова не было проявлено никакого интереса и не последовало обсуждения. Флеминг был глубоко разочарован, но впереди его ждало еще большее разочарование. Он представил доклад о своей работе над пенициллином на заседании Международного конгресса микробиологов, в котором приняли участие ведущие бактериологи со всего мира. Его взгляды на его возможное будущее значение для профилактики и лечения человеческих инфекций не получили поддержки, и обсуждение было минимальным. Флеминг стойко переносил эти разочарования, но они не изменили его взглядов и не помешали ему продолжать исследование пенициллина. Вскоре после того, как команда опубликовала свои первые результаты в 1940 году, Флеминг позвонил Говарду Флори, руководителю отдела Chain, и сказал, что посетит их в ближайшие несколько дней. Когда Chain услышал, что Флеминг приезжает, он заметил: «Боже мой! Я думал, он уже умер». Норман Хитли предложил перевести активный ингредиент пенициллина обратно в воду, изменив ее кислотность. Это позволило получить достаточное количество препарата для начала испытаний на животных. В команду Оксфорда было вовлечено гораздо больше людей, и в какой-то момент вся Школа патологии сэра Уильяма Данна была вовлечена в его производство. После того, как команда разработала метод очистки пенициллина до эффективной и стабильной формы в 1940 году, последовали несколько клинических испытаний, и их удивительный успех вдохновил команду на разработку методов массового производства и массового распространения в 1945 году. Флеминг был скромен в оценке своей роли в разработке пенициллина, описывая свою славу как «Миф о Флеминге» и хваля Флори и Chain за то, что они превратили лабораторную диковинку в практичный препарат. Флеминг первым обнаружил свойства активного вещества, что дало ему привилегию назвать его: пенициллин. Он также в течение двенадцати лет хранил, выращивал и распространял исходную плесень и продолжал до 1940 года пытаться получить помощь от любого химика, обладающего достаточной квалификацией для производства пенициллина. Сэр Генри Харрис подвел итог процессу в 1998 году: «Без Флеминга не было бы Chain; без Chain не было бы Флори; без Флори не было бы Хитли; без Хитли не было бы пенициллина». Открытие пенициллина и его последующая разработка в качестве лекарственного средства знаменуют начало современной эры антибиотиков.
Медицинское применение и массовое производство
В своем первом клиническом испытании Флеминг лечил своего научного сотрудника Стюарта Крэддока, у которого развилась тяжелая инфекция носовой антрии (синусит). Лечение началось 9 января 1929 года, но не оказало никакого эффекта. Вероятно, это было связано с тем, что инфекция была вызвана гриппозным бациллом (Haemophilus influenzae) – бактерией, нечувствительной к пенициллину, как он обнаружил. Хотя Райт, по сообщениям, сказал, что препарат "похоже, работает удовлетворительно", нет записей о его конкретном применении. Сесил Джордж Пэйн, патолог из Королевской больницы в Шеффилде и бывший ученик Флеминга, первым успешно использовал пенициллин в медицинской практике. 25 ноября 1930 года он вылечил инфекции глаз (конъюнктивит) у одного взрослого и трех младенцев (неонатальный конъюнктивит). Флеминг также успешно лечил тяжелый конъюнктивит в 1932 году. Кит Бернард Роджерс, поступивший в Сент-Мэри в качестве студента-медика в 1929 году, был капитаном стрелковой команды Лондонского университета и готовился к межбольничным соревнованиям по стрельбе из винтовки, когда у него развился конъюнктивит. Флеминг применил свой пенициллин и вылечил Роджерса к соревнованию. Говорят, что "пенициллин подействовал, и матч был выигран". Однако утверждение о том, что "Кит, вероятно, был первым пациентом, которого лечили клинически пенициллиновой мазью", больше неверно, поскольку медицинские записи Пейна это опровергают. Распространено мнение как в популярной, так и в научной литературе, что Флеминг в значительной степени оставил работу над пенициллином в начале 1930-х годов. В своем обзоре книги Андре Моруа "Жизнь сэра Александра Флеминга, открывателя пенициллина", Уильям Л. Киссик даже заявил, что "Флеминг отказался от пенициллина в 1932 году и, хотя он получил множество наград и является автором многих научных работ, сэр Александр Флеминг не представляется идеальным объектом для биографии". Это не соответствует действительности, поскольку Флеминг продолжал исследования пенициллина. Еще в 1939 году в его записной книжке содержатся записи о попытках улучшить производство пенициллина с использованием различных сред. Что касается химической изоляции и очистки, то Говард Флори и Эрнст Борис Чейн из больницы Радклиффа в Оксфорде продолжили исследования для организации массового производства, что им удалось достичь при поддержке военных проектов Второй мировой войны, финансируемых правительствами Великобритании и США. К середине 1942 года оксфордская группа получила чистый пенициллин в виде желтого порошка. В августе 1942 года Гарри Ламберт (соратник брата Флеминга, Роберта) был госпитализирован в больницу Святой Марии с угрожающей жизни инфекцией нервной системы (стрептококковый менингит). Флеминг лечил его сульфаниламидами, но состояние Ламберта ухудшалось. Он проверил чувствительность к антибиотикам и обнаружил, что его пенициллин способен убивать бактерии. Он обратился к Флори с просьбой предоставить изолированный образец. Флори отправил не полностью очищенный образец, который Флеминг немедленно ввел в спинной мозг Ламберта. Уже на следующий день Ламберт показал признаки улучшения, и Флеминг опубликовал клинический случай в журнале The Lancet в 1943 году. Узнав об этом медицинском прорыве, Эллисон проинформировала британское министерство здравоохранения о важности пенициллина и необходимости его массового производства. Военный кабинет был убежден в его полезности, после чего сэр Сесил Вейр, генеральный директор по оборудованию, созвал совещание по механизму действия препарата 28 сентября 1942 года. 5 апреля 1943 года был создан Комитет по пенициллину. Его председателем стал Вейр, а в состав вошли Флеминг, Флори, сэр Персиваль Хартли, Эллисон и представители фармацевтических компаний. Основными задачами были организация быстрого и масштабного производства пенициллина при сотрудничестве с американскими компаниями и обеспечение поставок препарата исключительно для вооруженных сил союзников.
Резистентность к антибиотикам
Флеминг также очень рано обнаружил, что у бактерий развивается устойчивость к антибиотикам при использовании слишком малых доз пенициллина или при слишком коротком периоде лечения. Альмрот Райт предсказал появление устойчивости к антибиотикам еще до того, как она была замечена в ходе экспериментов. Флеминг предостерегал от неправильного использования пенициллина во многих своих выступлениях по всему миру. 26 июня 1945 года он сделал следующие предостерегающие заявления: «Микробы учатся противостоять пенициллину, и появляется множество организмов, устойчивых к пенициллину. В таких случаях человек, небрежно использующий пенициллин, морально несет ответственность за смерть того, кто в конечном итоге погибает от инфекции, вызванной организмом, устойчивым к пенициллину. Я надеюсь, что этого удастся избежать». Он предостерегал от использования пенициллина без четко установленного диагноза, и если он используется, то никогда не в недостаточных дозах и не слишком короткий период времени, поскольку именно в таких условиях развивается устойчивость бактерий к антибиотикам. Экспериментально было показано в 1942 году, что S. aureus может выработать устойчивость к пенициллину при длительном воздействии. Развивая возможность устойчивости к пенициллину в клинической практике в своей Нобелевской лекции, Флеминг сказал: «Может наступить время, когда пенициллин будет свободно продаваться в магазинах. Тогда возникнет опасность, что некомпетентный человек может легко принять недостаточную дозу и, подвергая свои микробы нелетальным концентрациям препарата, сделает их устойчивыми».
Личная жизнь
24 декабря 1915 года Флеминг женился на квалифицированной медсестре Саре Марион МакЭлрой из Киллалы, графство Майо, Ирландия. Их единственный сын, Роберт Флеминг (1924–2015), стал врачом общей практики. После смерти первой жены в 1949 году Флеминг женился на Амалии Кутсури Вурекас, греческой коллеге из больницы Сент-Мэри, 9 апреля 1953 года; она умерла в 1986 году. Флеминг происходил из пресвитерианской семьи, а его первая жена Сара была (отступившей) католичкой. Говорят, что он не был особенно религиозен, и их сын Роберт позже перешел в англиканскую церковь, при этом, как сообщается, сохранив довольно нерелигиозные взгляды обоих родителей. Когда Флеминг узнал, что Роберт Д. Когилл и Эндрю Дж. Мойер запатентовали метод производства пенициллина в США в 1944 году, он пришел в ярость и сказал: «Я открыл пенициллин и предоставил его бесплатно на благо человечества. Почему он должен стать прибыльной монополией для производителей в другой стране?»
Смерть
11 марта 1955 года Флеминг скончался у себя дома в Лондоне от сердечного приступа. Его прах захоронен в соборе Святого Павла.
Награды и наследие
Открытие Флемингом пенициллина изменило мир современной медицины, положив начало эре эффективных антибиотиков; пенициллин спас и продолжает спасать миллионы жизней по всему миру. Лаборатория в больнице Святой Марии, где Флеминг открыл пенициллин, сейчас является домом для музея Флеминга – популярной достопримечательности Лондона. Его альма-матер, медицинская школа больницы Святой Марии, объединилась с Имперским колледжем Лондона в 1988 году. Здание имени сэра Александра Флеминга на территории Южного Кенсингтона было открыто в 1998 году, где его сын Роберт и правнучка Клэр были представлены королеве; в настоящее время это один из основных учебных центров доклинического обучения Имперского колледжа медицинского факультета. Его другая альма-матер, Королевский политехнический институт (ныне Университет Вестминстера) назвал один из своих студенческих домов общежития домом Александра Флеминга, расположенный недалеко от Олд-стрит.
Миф о фламандцах
К 1942 году пенициллин, производимый в виде чистого соединения, все еще был в дефиците и недоступен для клинического применения. Когда Флеминг использовал первые образцы, приготовленные оксфордской группой, для лечения Гарри Ламберта, страдавшего стрептококковым менингитом, успешное лечение стало крупной новостью, особенно широко освещенной в The Times. Райт был удивлен, обнаружив, что ни Флеминг, ни оксфордская группа не были упомянуты, хотя Оксфорд указывался как источник препарата. Райт написал редактору The Times, который с готовностью взял интервью у Флеминга, но Флори запретил оксфордской группе обращаться за освещением в прессу. В результате только Флеминг получил широкую известность в СМИ, что привело к заблуждению о том, что он несёт полную ответственность за открытие и разработку препарата. Сам Флеминг называл этот случай "мифом о Флеминге".
Черчиллы
Популярный рассказ о том, что отец Уинстона Черчилля оплатил образование Флеминга после того, как отец Флеминга спас юного Уинстона от смерти, не соответствует действительности. Он назвал это "замечательной выдумкой" в беседе со своим другом и коллегой Андре Грациа. Он также не спасал Уинстона Черчилля во время Второй мировой войны. Черчилля спас лорд Моран, использовав сульфаниламиды, поскольку у него не было опыта работы с пенициллином, когда Черчилль заболел в Карфагене (Тунис) в 1943 году. В газетах The Daily Telegraph и The Morning Post от 21 декабря 1943 года сообщалось, что его спас пенициллин. На самом деле его спас новый сульфаниламидный препарат сульфапиридин, известный в то время под исследовательским кодом M&B 693, разработанный и произведенный компанией May & Baker Ltd, Dagenham, Essex – дочерней компанией французской группы Rhône Poulenc. В последующем радиообращении Черчилль упомянул новый препарат как "Этот замечательный M&B". Весьма вероятно, что точная информация о сульфаниламиде не дошла до прессы, поскольку первоначальный сульфаниламидный антибиотик, Prontosil, был открыт немецкой лабораторией Bayer, а поскольку в то время Великобритания находилась в состоянии войны с Германией, считалось целесообразным поднять боевой дух британцев, связав выздоровление Черчилля с британским открытием – пенициллином.