Medicinhistoria: Upptäckten av penicillin

Upptäckten av penicillin var en uppmärksam observation av en slumpmässig händelse och kunde lätt ha passerat obemärkt.

En mögelsvamp

Penicillin är en mögelsvamp. Mögelsvampen penicillium notatum ( = penicillium chrysogenum)  är som art ursprungligen beskriven 1911 av en ung svensk, senare professor i farmakognosi, Richard Westling. Namnet ”penicillin” kom av Fleming att förknippas med en antibakteriell substans som producerades just av en mögelsvamp av släktet Penicillium.

Penicillin tillhör en klass av antibakteriella substanser som produceras av levande organismer, av vilka flera andra hade beskrivits under senare delen av 1800-talet och tillsammans benämnts antibiotika.

Råkade nysa

Alexander Fleming var nyutnämnd professor i bakteriologi vid S:t Mary´s Hospital i London, när han återvände till laboratoriet efter en semester i början av september 1928. Vid undersökning av ett stort antal odlingsplattor (petriskålar), som det odlats stafylokocker i och som stått framme på en laboratoriebänk upptäckte Fleming vid ena kanten av en skål (locket hade halkat snett) en mögelfläck kring vilken stafylokockerna försvunnit. För många forskare skulle detta kunna ha passerat obemärkt. Fleming hade nämligen redan 1921 när han råkade nysa rätt ner på ett mikroskops glasskiva upptäckt ett enzym, lysozym (som är en familj av enzymer och som finns i tårvätska och saliv och har förmågan att sönderdela cellväggar hos bakterier) .

Några dagar efter nysattacken upptäckte han att bakterierna från hans nysattack var förstörda och vidare studier ledde till upptäckten av lysozym. På motsvarande sätt undrade han nu varför bakterierna i petriskålen vara döda. Han blev nyfiken och undersökte mögelsvampen som visade sig vara penicillium notatum (1928). Han publicerade en artikel (On the antibacterial action of cultures of a Penicillium, with special reference to their use in isolation of  B. influenza)  i tidskriften British Journal of Experimental Pathology, 1929; 10; 226-36). Han möttes av en hel del tvivel och åtta månader senare gav han upp forskningen om penicillin. Han hade då gjort en del försök med att häva sårinfektioner men pga. hans preparat hade dålig styrka fick han ingen framgång. Han och hans forskargrupp försökte utvinna och rena det kemiskt instabila penicillinet utan större framgång.

Sir Alexander Fleming har själv i en intervju för WHO-nytt 1953 med anledning av penicillinets ”25 års jubileum” beskrivit upptäckten. ”Vill ni veta hur jag allra först kom igång med mina experiment, så var det faktiskt som följd av en tillfällig upptäckt som jag gjorde. En stafylokock – kultur kom oavsiktligt att bli luftinfekterad med ett slags mögel. Resultatet blev så märkligt att jag blev intresserad av att studera det vidare – och följden blev i sista hand det som idag kallas penicillin. Namnet gav sig alldeles av sig självt. Ändelsen – in är ju vanlig inom medicinen. Penicillinet härstammar från ett speciellt slag av mögel av släktet Penicillium. Där har ni den enkla förklaringen. Namnet är härlett precis på samma sätt som t.ex digitalin av växtsläktet Digitalis.”

Fleming, Florey, Chain – vidareutveckling av penicillin

Howard Florey arbetade i Oxford under senare delen av 1930- talet med att identifiera substanser med bakteriedödande egenskaper från bland annat mikroorganismer. Hans medarbetare Ernst Chain hade läst Flemings artikel från 1929. På institutet fanns dessutom sedan några år Flemings ursprungliga variant av jästsvampen Penicillum notatum, en gåva från Fleming till en tidigare verksam forskarkollega. Forskargruppen kring Florey extraherade och erhöll ett renare och stabilare penicillin och gjorde i maj 1940 enklare experiment på möss som var infekterade med streptokocker. Resultaten var anmärkningsvärt goda och publicerades i The Lancet i augusti 1940 (Penicillin as a chemotherapeutic agent).

I mitten av februari 1941 kom en akut förfrågan från Radcliffe Hospital i Oxford om möjligheten av penicillinbehandling av en patient där, en polisman med allvarlig stafylokock/streptokock blodförgiftning från ett ansiktssår (efter ett stick av en rosentagg). Patienten fick injektioner av penicillin och blev bättre men man hade endast penicillin för fem dygns behandling så patienten avled en månad senare i sin blodförgiftning. Detta var den första behandlingen med penicillin.

Ofantlig betydelse

Efter de första kliniska prövningarna 1941 stod det klart att penicillinet (det första antibiotiska läkemedlet (anti=mot och bios=liv)) kunde få en ofantlig betydelse inom krigssjukvården och framställningen av medlet blev en militär angelägenhet av första ordningen. Florey beordrades från England till USA för arbeta vidare med renframställningen och redan 1943 påbörjades den kommersiella penicillinfabrikationen. De väntade framgångarna uteblev inte och från slagfälten rapporterades om dramatiska resultat även vid svåra sårinfektioner, allmän blodförgiftning, gasbrand, lunginflammation, hjärnhinneinflammation och även syfilis tycktes reagera.

Tillgången var begränsad under första åren och det var bara soldater som fick penicillin. För att det skulle räcka till fler fick de behandlade soldaterna kissa i flaskor så att penicillinet kunde återvinnas och användas igen. En grov strukturbestämning av penicillin beskrevs 1945 men syntetiskt penicillin kunde framställas först 1957.

Nobelpriset i fysiologi och medicin 1945

Nobelpriset i fysisologi och medicin 1945 delades mellan Fleming, Florey och Chain. Alexander Fleming (1881-1955) föddes i augusti 1881 på lantgården Lochfield i Skottland där han växte upp med sina åtta syskon. Hans föräldrar dog båda när han var 12 år gammal. Fleming ansågs vara intelligent och fick ett stipendium så småningom för att börja studera på St Marys Hospital Medical School i London. Studierna avbröts av första världskrigets utbrott då han istället för att studera fick tjänstgöra på ett militärsjukhus där han såg alla fasansfulla infektioner. Han återvände till studierna efter kriget och försökte finna ett bättre antiseptiskt medel än de som då fanns tillhands. Fleming var en blygsam och tillbakadragen person men fick en enorm uppmärksamhet 1944, vid sextiotre års ålder och blev då också adlad för sin upptäckt. Fleming dog av en hjärtattack i London den 11 mars 1955, endast 73 år gammal.

Howard Walter Florey (1898-1968), föddes 24 september 1898 i Malvern, Adelaide i Australien som tredje och yngsta barnet. Fadern var skomakare och tillverkare av kängor och hade emigrerat från England och gift om sig i Australien. Howard åkte till Universitetet i Oxford, England, 1921 och var sen ett slag verksam också i Cambridge och i USA. 1931 blev han professor i patologi vid Universitetet i Sheffield, efter bl.a. en avhandling om flödet av blod och lymfa. 1935 fick han en professorsbefattning vid Sir William Dunn School of Pathology i Oxford och stannade där till pensioneringen 1962. Han skrev cirka 200 vetenskapliga artiklar och var en hängiven tennisspelare och fotograf och resenär över världen. Bland flera andra hedersbetygelser (adlad i England till Sir) så har en förort till Canberra fått namnet Florey.

Ernst Boris Chain (1906-1979), föddes 19 juni 1906 i Berlin. Fadern var kemist och företagare. Ernst blev intresserad av faderns arbete och tog examen i kemi 1930. Han flyttade till England 1933 när nazisterna tog makten i Tyskland. Han kom 1935 till Oxford (vid Sir William Dunn School of Pathology) men var en tid 1948 i Rom som chef för ett internationellt forskningscenter och sedan 1961 till pensioneringen professor i biokemi vid Universitetet i London. 1939 började samarbetet med Florey baserat på Flemings upptäckter, nio år tidigare. Vid framställningen av penicillin var Chains kemiska skolning av mycket stor betydelse.