Arno Forsius

Alexander Fleming (1881—1955) — penisilliinin keksijä

Alexander (Alec) Fleming on saanut pysyvän sijan lääketieteen historiassa penisilliinin keksijänä. Penisilliinistä tuli ensimmäinen yleisesti käytettävä antibioottinen lääkeaine, joka mullisti ratkaisevasti useiden mikrobien aiheuttamien sairauksien hoidon.

Alexander Fleming syntyi vuonna 1881 maanviljelijä Hugh Flemingin toisesta avioliitosta Skotlannin Ayrshiressä, lähellä Darvelin kylää. Isä kuoli pojan ollessa 7 vuoden ikäinen. Alexander muutti 13-vuotiaana Lontooseen velipuolensa ja veljensä kanssa, jotka olivat molemmat lääkäreitä. Täytettyään 20 vuotta Fleming sai pienen perinnön sedältään ja päätti ryhtyä sen turvin opiskelemaan lääketiedettä. Hän sai vuonna 1901 opiskelupaikan St. Mary's Hospital'in lääketieteellisessä koulussa. Hänen valintaansa vaikutti erityisesti se, että hän oli aikaisemmin pelannut vesipalloa koulun joukkuetta vastaan.

Flemingin opinnot edistyivät hyvin ja hän suoritti koulussa sekä kirurgin että lääkärin tutkinnot vuoteen 1906 mennessä. Hän valitsi kuitenkin käytännön lääkärin työn sijasta tutkijan uran ja hänet kutsuttiin entisen koulunsa bakteriologian opettajaksi. Siellä rokotuslaboratorion esimiehenä oli kuuluisa Almroth Edward Wright (1861—1947), joka oli kehittänyt rokotteen lavantautia vastaan vuonna 1896, samaan aikaan kuin Richard Pfeiffer (1858—1945) ja Wilhelm Kolle (1868—1935) Saksassa. Fleming kutsuttiin vuonna 1909 seuran Royal College of Surgeons of England jäseneksi.

Ensimmäisen maailmansodan alettua vuonna 1914 Fleming ilmoittautui vapaaehtoisena armeijaan. Hänet komennettiin Ranskaan ja määrättiin lääkäriksi englantilaisten joukkojen 13. sairaalaan Boulognessa. Flemingin tehtävänä oli kehittää mahdollisimman tehokkaita antiseptisiä aineita haavatulehdusten hoitoa varten. Hänen yrityksensä löytää bakteereja tappava ja samalla kudoksia vahingoittamaton aine eivät johtaneet tulokseen. Hän totesi, että tehokkailla antiseptisillä aineilla oli vakavia haittoja. Ongelma jäi kuitenkin askarruttamaan Flemingiä jatkuvasti.

Fleming oli sodan aikana solminut vuonna 1915 avioliiton sairaanhoitaja Sarah Marion McElroy'n kanssa, joka oli irlantilaisen maanviljelijän tytär. Avioparille syntyi vuonna 1924 poika Robert, joka valmistui lääkäriksi. Puolisonsa kuoltua Alexander Fleming avioitui vuonna 1949 kreikkalaisen ammattitoverinsa Amalia Coutsouris-Voureka'n kanssa.

Fleming palasi sodasta vuonna 1918 lääkintäkapteenina. Hän jatkoi työtään tutkijana ja opettajana St. Mary's Hopsital'in lääketieteellisessä koulussa ja rokotuslaboratoriossa, joka liitettiin vuonna 1933 Institute of Pathology and Research'in osaksi. Fleming keksi uuden verikokeen syfiliksen osoittamiseksi, joskaan se ei ollut niin hyvä kuin aikaisempi Wassermanin koe. Hän löysi ja eristi vuonna 1921 veriseerumista, syljestä, kyynelnesteestä ja maidosta lysotsyymin. Hän tutki sen bakteereja tappavia ominaisuuksia, mutta se oli käytännössä kovin heikko.

Flemingistä tuli vuonna 1921 rokotuslaboratorion johtajan sijainen. Hän oli vuodesta 1919 "Hunterian professor" ja vuodesta 1928 "Arris and Gale lecturer" Lontoon "Royal College of Surgeons'issa". Fleming oli johtajana vuodesta 1946 Institute of Pathology and Research -laitoksessa, jonka nimeksi tuli Wright-Fleming-Institute vuonna 1948, jolloin Fleming siirtyi eläkkeelle.

Fleming havaitsi syyskuussa 1928 laboratoriossaan erääseen bakteeriviljelymaljaan vahingossa päässeen homepesäkkeen ja sen ympärillä kehän, jossa maljassa viljellyt stafylokokit eivät kasvaneet. Fleming ei heittänyt pois pilalle mennyttä maljaa vaan alkoi tutkia havaitsemansa ilmiön syitä. Hän totesi, että kyseinen Penicillium -sukuun kuuluva home eritti kasvupaikkansa ympäristöön ainetta, joka aiheutti stafylokokeissa sekä kasvun estymistä että bakteerien hajoamista.

Fleming kasvatti lihaliemessä hometta, jonka lajiksi todettiin Penicillium notatum. Hän havaitsi sen erittävän elatusaineeseen ainetta, joka tuhosi joitakin bakteereja vielä laimennoksessa 1/800. Flemingin apulaiset Craddock ja Ridley totesivat sen vaikuttavan moniin erilaisiin bakteereihin kuten pneumokokkeihin, stafylokokkeihin ja gonokokkeihin, mutta sen sijaan se ei tehonnut lainkaan lavantaudin aiheuttavaan tyyfus-basilliin. Fleming antoi aineelle nimen penisilliini sitä erittävän homeen mukaan.

Penisilliiniä ruiskutettiin myös kaniineille ja hiirille sekä vereen, vatsaonteloon että selkäydinkanavaan ilman mitään haittavaikutuksia. Myöskään ihmisen verinäytteissä aine ei vaikuttanut haitallisesti valkosoluihin. Penisilliini todettiin erinomaisen käyttökelpoiseksi, kun laboratoriossa oli erotettava bakteerikantoja toisistaan puhtaaksi viljelyä varten.

Fleming julkaisi tutkimuksensa vuonna 1929 aikakauskirjassa The British Journal of Experimental Pathology. Fleming kokeili pensilliiniä vuonna 1932 märkäisen haavan hoitoon paikallisesti siteissä hyvällä tuloksella. Muuten ei Fleming eikä kukaan muukaan ollut innostunut jatkamaan tutkimuksia. Kun 1930-luvun alussa keksittiin sulfalääkkeet, jotka tehosivat varsin moniin bakteeritauteihin, jäi penisilliini miltei täydellisesti unohduksiin usean vuoden ajaksi. Mielenkiinto sitä kohtaan säilyi ainoastaan Flemingin laboratoriossa bakteeriviljelmien valmistamisessa.

Australialaissyntyinen patologi Howard Walter Florey (1898—1968) tuli vuonna 1935 Dunn School of Pathologyn patologian professoriksi Oxfordiin Englannissa. Hän palkkasi avukseen Saksasta natseja paenneen juutalaisen kemistin Ernst Boris Chain'in (1906—1979). Florey ja Chain alkoivat tutkia bakteereja tappavia aineita ja käydä läpi aihetta koskevaa kirjallisuutta. Florey eristi ja puhdisti mm. Flemingin löytämän lysotsyymin. Sen jälkeen hän tutki pyosyanaasia, jolla oli myös bakteereja tappava ominaisuus, mutta tutkimukset eivät tuottaneet käytännön tuloksia.

Chain sai vuonna 1939 luettavakseen Flemingin penisilliiniä koskevan tutkimuksen. Florey ja Chain alkoivat kasvattaa Penicillium notatum -hometta ja totesivat, että sen elatusaineeseen erittämän penisilliinin eristäminen oli hyvin hankalaa. Samoihin aikoihin, vuonna 1939, ranskalais-yhdysvaltalainen mikrobiologi René Jules Dubos (1901—1982) löysi maaperästä vuonna 1939 Bacterium breviksen. Se tuotti pneumokokkeja tuhoavaa tyrotrisiiniä, joka oli tyrosidiinin ja gramicidinin sekoitus. Nämä aineet olivat kuitenkin liian toksisia muuten kuin paikallisesti käytettyinä.

Dubosin kokemukset antoivat uutta vauhtia Floreyn ja Chainin tutkimuksille. Lisäksi Englannin joutuminen sotaan lisäsi tarvetta kehittää maan omavaraisuutta bakteerilääkkeiden osalta. Floreyn ja Chainin avustajista Norman Heatley ja A. G. Sanders huolehtivat homeen viljelystä ja kehittivät parempia elatusaineita. Chain puolestaan kehitti E. P. Abrahamin kanssa menetelmiä penisilliinin eristämiseksi elatusaineesta. Kaikesta huolimatta ainetta saatiin kokoon kovin pieniä määriä.

Penisilliini osoittautui hiirillä tehokkaaksi ja vaarattomaksi useiden erilaisten bakteerien aiheuttamissa tulehduksissa, jotka ilman tätä lääkettä olisivat johtaneet kuolemaan. Ensimmäinen koe ihmisellä suoritettiin helmikuussa 1941. Potilas oli mies, jolla oli suupielen haavasta alkanut streptokokkien ja stafylokokkien aiheuttama vaikea yleistulehdus eli sepsis. Potilasta hoitaneet lääkärit olivat C. M. Fletcher ja Mary Florey, Howard Floryn puoliso. Penisilliiniä annettiin potilaalle laskimoon kolmen päivän ajan ja hänen tilansa parani ratkaisevasti. Mutta lääke loppui kesken, tulehdus levisi uudelleen ja potilas kuoli. Käytetyillä menetelmillä yhden potilaan hoitoon tarvittavan penisilliinin valmistus vaati kuukauden työn. Vihdoin ainetta saatiin niin paljon, että muutamia potilaita saatiin hoidetuksi onnistuneesti riittävän pitkään. Penisilliini oli osoittanut tehokkuutensa.

Jotta penisilliinin tarve voitiin tyydyttää, oli sen valmistusta lisättävä voimakkaasti. Ratkaisuksi tuli valmistus Yhdysvalloissa teollisessa mittakaavassa vuonna 1943, kun oli löydetty parempia elatusaineita ja Penicillium notatum -laji, joka kasvoi elatusaineessa upoksissa. Vuoden 1944 puolivälissä penisilliiniä valmistettiin jo niin paljon, että se riitti liittoutuneiden sotavoimien käyttöön. Toisen maailmansodan päätyttyä penisilliini saatiin myös vähitellen siviilikäyttöön eri puolilla maailmaa.

Alexander Fleming kutsuttiin seuran Fellow of the Royal Society jäseneksi vuonna 1943 ja hänet aateloitiin vuonna 1944. Fleming sai Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinnon vuonna 1945 yhdessä Chain'in ja Florey'n kanssa penisilliinin keksimisestä ja sen parantavan vaikutuksen osoittamisesta. Fleming kuoli vuonna 1955 sydäninfarktiin Lontoon Chelseassa.

Kirjoitus on valmistunut kesäkuussa 2000. Julkaistu myös: Suomen Lääkärilehti 2001: 3: 332.

Duin, N. and Suttcliffe, J.: A History of Medicine. From Prehistory to the Year 2020. Simon & Schuster. Printed in Hong Kong 1992

Krantz, J. C.: Historical Medical Classics Involving New Drugs. Williams & Wilkins Company, Baltimore. Baltimore 1974

Ratcliff, J. D.: Penisilliini. Kirja keltaisesta magiasta. Kirjokansi Oy, Turku. Lahti 1946.

Schott, H.: Die Chronik der Medizin. Chronik Verlag. 1. Auflage 1993. Printed in Belgium 1997

TAKAISIN IHMISIÄ LÄÄKETIETEEN HISTORIASSA HAKEMISTOON