Alexander Fleming

Alexander Fleming
Alexander Fleming (1943)
Sündinud	6. august 1881 Lochfield, Šotimaa
Surnud	11. märts 1955 (73-aastaselt) London, Suurbritannia
Alma mater	St Mary haigla meditsiinikool Imperial College London
Teadlaskarjäär
Tegevusalad	bakterioloogia immunoloogia
Tuntumad tööd	penitsilliin
Tunnustus	Nobeli meditsiiniauhind (1945)
Autogramm

Sir Alexander Fleming (6. august 1881 Lochfield, Šotimaa – 11. märts 1955 London) oli šoti bioloog ja farmakoloog.

Fleming avaldas palju artikleid bakterioloogiast, immunoloogiast ja kemoteraapiast. Tema tuntumad saavutused on ensüüm lüsosüümi avastamine 1923 ning antibiootikum penitsilliini avastamine hallitusseenest pintselhallikust 1928, mille eest ta pälvis 1945 Howard Walter Florey ja Ernst Boris Chainiga Nobeli füsioloogia- või meditsiiniauhinna.

Elukäik

St Mary's Hospital, Paddington, London

Fleming sündis Šotimaal East Ayrshire'is Darveli lähedal Lochfieldi talus katoliiklikus perekonnas. Ta oli Hugh Flemingi (1816–1888) ning tema teise abikaasa Grace Stirling Mortoni (1848–1928), naabertalu peretütre neljast lapsest kolmas. Isal oli esimesest abielust neli ellujäänud last. Abielludes oli isa 59-aastane; ta suri, kui Alexander (Alec) oli seitsmeaastane.

Fleming käis Louden Moori koolis ja Darveli koolis ning õppis seejärel kaks aastat Kilmarnock Academys. Neli aastat töötas ta laevanduskontoris, kuni päris 20-aastaselt oma onult John Flemingilt pisut raha. Tema vanem vend Tom oli juba arst ning soovitas sama elukutset ka Alexanderile, kes 1901 asus õppima Londoni kliiniku St Mary's Hospitali juurde. Aastal 1906 lõpetas ta õppeasutuse kiitusega ning tal oli võimalik asuda tööle kirurgina.

Juhtumisi aga oli ta olnud püssiklubi liige (ta oli 1900. aastast saadik olnud Volunteer Force'i aktiivne liige). Klubi kapten, kes ei tahtnud, et ta meeskonnast lahkuks, tegi talle ettepaneku asuda tööle St Mary's Hospitali teadusosakonnas, kus temast sai vaktsiiniteraapia ja immunoloogia pioneeri Sir Almroth Wrighti abi bakterioloogia alal. Fleming sai M.B. ning seejärel kuldmedaliga B.Sc. kraadi ning töötas 1914. aastani St Mary's Hospitali lektorina.

Esimese maailmasõja ajal teenis Fleming kaptenina Kuningliku Armee Meditsiinikorpuses. Ta sai autasu Mentioned in Despatches. Ta töötas koos paljude oma töökaaslastega läänerinde rindehospidalides Prantsusmaal. Aastal 1918 naasis ta oma kliinikusse. Aastal 1928 valiti ta bakterioloogia professoriks.

Uurimistöö

Enne penitsilliini avastamist

Pärast Esimest maailmasõda uuris Fleming innukalt antibakteriaalseid vahendeid, sest ta oli näinud paljusid sõdureid suremas haavanakkusest põhjustatud sepsisesse. Antiseptikumid halvasid patsientide immunoloogilise kaitse aga veel tõhusamalt kui bakterid. Ühes sõja ajal arstiteaduslikus ajakirjas The Lancet avaldatud artiklis kirjeldas Fleming teravmeelset katset, milleks ta kasutas oma klaasipuhumisoskusi. Seal ta seletas, miks sõjas suri rohkem sõdureid antiseptikumide kui nakkuse tõttu. Antiseptikumid töötasid pindmistel haavadel hästi, kuid sügavad haavad kippusid peitma anaeroobseid baktereid antiseptikumi eest ning paistis, et antiseptikumid kõrvaldasid kasulikud mõjurid, mis patsiente kaitsesid, peaaegu sama hästi, nagu nad baktereid tapsid. Kuigi Sir Almroth Wright Flemingi avastusi toetas, kasutas enamik sõjaväearste Esimeses maailmasõjas endiselt antiseptikume isegi siis, kui need patsientide seisukorda halvendasid.

Penitsilliini avastamine

Plakatil on kirjutatud: "Penitsilliin ravib gonorröa nelja tunniga"

"Kui ma 28. septembril 1928 kohe pärast koitu ärkasin, ei olnud mul kindlasti plaanis revolutsioneerida kogu maailma, avastades maailma esimese antibiootikumi ehk bakteritapja," ütles Fleming hiljem.

Aastal 1928 uuris Fleming parajasti stafülokokkide omadusi, sest temalt oli tellitud peatükk stafülokokkide kohta Medical Research Councili üheksaköitelisele teosele "A System of Bacteriology" (see ilmus 1929 2. köites). Lugedes kirjandust stafülokokkide kohta, leidis Fleming Dublini Trinity College'i teadlaste Biggeri, Bolandi ja O'Meara artikli, kus oletati, et kui stafülokokkide kultuure mitu päeva toatemperatuuril hoida, siis nende värvus muutub. Fleming tundis asja vastu huvi, sest ta oletas, et stafülokoki värvuse järgi võib otsustada tema virulentsuse üle. Sellepärast otsustas ta Merlin Pryce'i abiga asja katseliselt uurida. Agarsöötmega Petri tassi pinnale kanti plaatinatraadiga mõned stafülokokid ning seejärel inkubeeriti kultuuri sobival temperatuuril (tavaliselt 37 °C), et bakterid paljuneksid. Pärast seda jäeti Petri tassike pingile ning seda vaadeldi mõne päeva tagant, et näha, kas värvus muutub. Veebruaris 1928 Pryce lahkus töölt Flemingi laboris, Fleming aga jätkas katseid ilma temata. Juuli lõpus läks Fleming tavapärasele suvepuhkusele perekonna seltsis, jättes hulga stafülokokikultuure virna pingiotsale, et päike neile peale ei paistaks.

Septembri alguses (tõenäoliselt 3. septembril) 1928, kui Fleming oli puhkuselt tagasi, astus laborist läbi Pryce. Fleming uuris parajasti stafülokokikultuuride virna pingil. Kõrvale jäetud Petri tassikesed kastis ta lüsooli sisse, et bakterid häviksid, Neid oli tal juba nii palju, et mõned ulatusid lüsooli seest välja. Fleming hakkas Pryce'ile kaebama, kui palju tal nüüd ilma Pryce'ita tööd on. Siis ta valis mõned Petri tassikesed välja, et neid Pryce'ile näidata. Juhuslikult oli üks neist välja praagitud, kuid polnud lüsooli sisse mahtunud. Fleming vaatas seda pisut ning ütles "See on naljakas." See oligi penitsilliinitassike. Kultuur oli saastunud seenega ning seene vahetus ümbruses olnud kultuurid oli seen hävitanud, kaugemad aga olid puutumata. Fleming ütles: "Just nii te avastasitegi lüsosüümi." Fleming kirjeldas juhtunut juunis 1929 ilmunud artiklis nii: "Stafülokokkidega töötamise ajal pandi hulk kultuuriplaate kõrvale laboratooriumipingile ning need vaadati arg-ajalt üle. Ülevaatuste ajal sattusid need plaadid paratamatult õhu kätte ning saastusid mitmesuguste mikroorganismidega. Täheldati, et ümber suure saastava hallitusseene koloonia muutisid stafülokokikolooniad läbipaistvaks ning ilmselt toimus nende lüüs."

Fleming tegi järelduse, et hallitusseen toodab ainet, mis kutsub esile bakterite lüüsi. Fleming määras hallitusseene, mis tema kultuuriplaate oli saastanud, perekonda Penicillium. Algul arvas ta ekslikult, et tegu on liigiga Penicillium rubrum, hiljem osutus, et tegu on palju haruldasema liigiga Penicillium notatum. Ainet, mida see eritas, nimetas ta mõned kuud hallitusseenemahlaks (mould juice) ning ristis selle 7. märtsil 1929 penitsilliiniks.

Ronald Hare (1970:54–87) püüdis reprodutseerida Flemingi algse plaadiga sarnast plaati, ning leidis oma üllatuseks, et see on päris raske. Sarnane efekt saab tekkida ainult juhul, kui nii hallitusseen kui ka stafülokokid arenevad üsna madalal temperatuuril.

Fleming uuris penitsilliini antibakteriaalset toimet paljudele organismidele. Osutus, et see aine mõjub stafülokokkidele ja paljudele teistele grampositiivsetele haigustekitajatele, kes põhjustavad sarlakeid, kopsupõletikku, meningiiti ja difteeriat, kuid mitte gramnegatiivsetele bakteritele, kes põhjustavad tüüfust ja paratüüfust, mille ravivõimalusi ta parajasti otsis. Penitsilliin mõjus ka gonorröad põhjustavale bakterile Neisseria gonorrhoeae, olgugi et ta on gramnegatiivne.

Fleming avaldas oma avastuse 1929 ajakirjas British Journal of Experimental Pathology, kuid artiklile pöörati vähe tähelepanu. Fleming jätkas uurimistööd, kuid leidis, et Penicillium'i kultiveerimine on üsna raske ning pärast seene kasvatamist on antibiootikumi isoleerida raskem. Fleming ei pidanud penitsilliini nakkuste ravi seisukohast tähtsaks, sest seda oli raske suurel hulgal toota ning selle toime tundus küllaltki aeglasena. Flemingil tekkis ka veendumus, et penitsilliin ei säili inimorganismis piisavalt kaua, et baktereid tõhusalt hävitada. Paljud kliinilised katsed ei andnud selget tulemust; põhjuseks oli tõenäoliselt see, et penitsilliini kasutati pindmise antibiootikumina. 1930. aastatel osutusid katsetused mõnikord paljutõotavamaks, ja kuni 1940. aastani otsis ta farmatseuti, kes suudaks valmistada kasutuskõlblikku penitsilliini.

Fleming jättis penitsilliini peagi sinnapaika, ja varsti hakkasid Florey ja Chain USA ja Suurbritannia riiklikul finantseerimisel penitsilliini uurima ja massiliselt tootma. Masstootmine algas pärast Pearl Harbori ründamist. Teise rinde avamise ajaks olid nad valmistanud piisavalt penitsilliini, et ravida kõiki liitlasvägede haavatuid.

Penitsilliini puhastamine ja stabiliseerimine

Bensüülpenitsilliini kolmemõõtmeline mudel

Ernst Boris Chain töötas välja penitsilliini isoleerimise ja kontsentreerimise meetodi. Samuti tegi ta kindlaks penitsilliini striktuuri. Varsti pärast seda, kui Florey ja Chain 1940 avaldasid oma esimesed tulemused, helistas Fleming Chaini osakonnajuhatajale Howard Floreyle, et tuleb mõne päeva pärast neid vaatama. Kui Chain sellest kuulis, ütles ta: "Oh Jumal! Ma arvasin, et ta on surnud."

Norman Heatley tegi ettepaneku viia penitsilliini toimiv komponent vette tagasi, muutes selle happesust. Nii saadi piisavalt penitsilliin, et teha loomkatseid. Oxfordis osales töös veel palju teisi, teatud hetkel kogu Dunn School.

Kui 1940 oli leitud viis, kuidas puhastada penitsilliin esimesele teadaolevale stabiilsele vormile, tehti veel kliinilisi katseid, mis osutusid hämmastavalt edukateks. Aastal 1945 töötati välja masstootmise meetodid.

Fleming oli tagasihoidlik oma rolli suhtes penitsilliini väljatöötamisel, nimetades oma kuulsust Flemingi müüdiks ning kiites Floreyt ja Chaini, kes muundasid pelga laboriuudishimu toimivaks ravimiks. Fleming avastas esimesena toimeaine omadused, mis andis talle õiguse ainele nime anda. Tema kultiveeris ka algset hallitusseent 12 aastat kuni 1940. aastani, lootes leida farmatseuti, kes suudab penitsilliini valmistada. Sir Henry Harris ütles 1998: "Ilma Flemingita poleks olnud Chaini; ilma Chainita poleks olnud Floreyt; ilma Floreyta poleks olnud Heatleyt; ilma Heatleyta poleks olnud penitsilliini."

Antibiootikumid

Tänapäeval testitakse antibiootikume meetodil, mis on lähedane Flemingi avastusele. Kirby-Baueri meetod

Penitsilliini juhuslik avastamine ja isoleerimine Flemingi poolt septembris 1928 märgistab tänapäeva antibiootikumide algust. Fleming avastas ka väga varakult, et bakteritel kujuneb antibiootikumiresistentsus, kui penitsilliini kasutatakse liiga vähe või liiga lühikest aega.

Almroth Wright oli antibiootikumiresistentsust ennustanud juba enne selle katselist avastamist. Fleming manitses oma paljudes kõnedes üle maailma ettevaatusele penitsilliimi kasutamisel. Ta manitses kasutama penitsilliini ainult korraliku diagnoosi korral ning vältima liiga väikseid doose ja liiga lühiajalist tarvitamist.

Surm

Fleming suri 1955. aastal oma kodus Londonis müokardi infarkti. Ta kremeeriti ja tema tuhk maeti nädal hiljem Saint Pauli katedraali.

Tunnustus

Alexander Fleming Rootsi kuninga Gustaf V käest Nobeli preemiat vastu võtmas (10. detsember 1945)

• 1943 – valiti Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks

Isiklikku

23. detsembril 1915 abiellus Fleming väljaõppinud meditsiiniõe Sarah Marion McElroyga Killalast Iirimaalt. Sarah suri 1949. Nende ainsast lapsest Robert Flemingist sai üldarst.

Pärast Sarah' surma abiellus Fleming 9. aprillil 1953 kreeklasest arstiga St Mary's Hospitalis Amalia Koutsouri-Vourekasega, kes suri 1986.

Ekslikud lood

Populaarne lugu, mille kohaselt Winston Churchilli isa Randolph Churchill olevat kinni maksnud Flemingi hariduse tasuks selle eest, et Fleming oli päästnud noore Winstoni elu, ei vasta tõele. Kevin Browni kirjutatud biograafia "Penicillin Man: Alexander Fleming and the Antibiotic Revolution" järgi kirjutas Alexander Fleming ühes kirjas oma sõbrale ja kolleegile Andre Gratiale, et see on a wondrous fable.

Samuti ei päästnud Fleming Winston Churchilli Teise maailmasõja ajal. Churchilli päästis lord Moran ühe sulfonamiidi abil, sest kui too Tuneesias Kartaagos 1943 haigestus, polnud tal penitsilliiniga kogemusi. Daily Telegraph ja Morning Post kirjutasid 21. detsembril 1943, et Churchill olevat päästetud penitsilliiniga. Tegelikult kasutati uut sulfonamiidi sulfapüridiini. Arvatakse, et õige teave ei jõudnud ajalehtedeni sellepärast, et see ravim oli avastatud Saksamaal.

Kirjandus

• André Maurois, "Sir Alexander Flemingi elu" (La vie de sir Alexander Fleming; biograafiline romaan). Prantsuse keelest tõlkinud Häidi Kolle. Biograafiline sari, Eesti Raamat, Tallinn 1979, 280 lk
• Alexander Fleming. On the Antibacterial Action of Cultures of a Penicillium, with Special Reference to Their Use in the Isolation of B. Influenzae. – British Journal of Experimental Pathology, 1929, 10, 226–236.
• The Life Of Sir Alexander Fleming, Jonathan Cape, 1959. Maurois, André.
• Nobel Lectures, Physiology or Medicine 1942–1962, Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1964
• Gwyn Macfarlane. Alexander Fleming: The Man and the Myth, Oxford University Press, Oxford, 1984.
• An Outline History of Medicine. London: Butterworths, 1985. Rhodes, Philip.
• The Cambridge Illustrated History of Medicine. Cambridge, England: Cambridge University Press, 1996. Porter, Roy, ed.
• Kevin Brown. Penicillin Man: Alexander Fleming and the Antibiotic Revolution, Stroud, Sutton, 2004.