Osmdesát let od objevu penicilinu sirem Alexanderem Flemingem (1881–1955)

Od převratného objevu sira Alexandra Fleminga, představujícího zásadní objev v boji proti infekcím, které po staletí hubily lidstvo, uplynulo letos 80 let. Připomeňme si několik údajů ze života pozdějšího nositele Nobelovy ceny, jehož objev začal psát v medicíně novou éru – éru antibiotik.

Alexandr Fleming se narodil 6. srpna 1881 ve farmářské skotské rodině, hospodařící na pronajatých pozemcích Lochfield Farm v hrabství Loudoun. Měl sedm sourozenců, jeho matka Grace byla druhou ženou ovdovělého chovatele ovcí a skotu Hugha Fleminga. Od 5 let navštěvoval spolu se svými sourozenci malou, necelé 2 km vzdálenou školičku, kde se scházely děti ze všech okolních usedlostí. Otec zemřel když mu bylo 7 let. Od raného dětství tak byl spolu se svými sourozenci plně zapojen do práce v rodinné farmě. Od 10 let pak docházel do vzdálenější školy v městečku Darvelu (denně 6 km tam a 6 km zpátky). Po 2 letech se po rodinné úvaze rozhodl pro akademii v Kilmarnocku v hrabství Ayr. Čekala pak na něj každý týden v pondělí desetikilometrová cesta na nádraží v Newmilnu a v pátek zase zpáteční cesta domů. „To mě udržovalo v dobré kondici a moc mi prospívalo,“ říkal později.

Důraz na vzdělání v rodině Flemingových vedl jednotlivé sourozence k volbě povolání. Zatímco nejstarší Hugh se ujal vedení usedlosti, Thomas odešel do Londýna, vystudoval medicínu a stal se později uznávaným očním specialistou. Když poté za ním přišel do Londýna mladší bratr John, vyučil se optickému řemeslu. Oba bratři se také ochotně postarali o své mladší sourozence Aleca a Roberta poté, kdy do Londýna přišli dokončit svá studia. Domácnost jim vedla sestra Mary, kterou později vystřídala nejmladší Grace. Alec a Robert docházeli na přednášky na Polytechnic School. Po dokončení studií přijal Alec úřednické místo u paroplavební společnosti American Line.

Po vypuknutí Búrské války (1899–1902) na jihu Afriky se John, Alec i Robert přihlásili jako dobrovolníci do vojska a vstoupili do ryze skotského pluku London Scottish. V Africe pluk nasazen nebyl. Mužstvo však vedle výcviku ve volném čase náruživě holdovalo sportům, Alec již tehdy vynikal jako plavec, hráč vodního póla a střelec.

Ve svých 21 letech využil podílu na dědictví po svém strýci a po poradě se staršími bratry se po 5 létech rozhodl pro další studium medicíny. Z dvanácti lékařských škol v Londýně si ne náhodou vybral nemocnici Saint Mary – vzpomněl si, že ještě jako člen družstva vodního póla London Scottish hrál proti studentům nemocnice přátelské utkání. V roce 1902 zde navíc získal stipendium v přírodních vědách. Od začátku patřil mezi nejlepší studenty a v řadě oborů získával ocenění. Ačkoliv nikdy neprojevil hlubší zájem o chirurgii, složil úspěšně zkoušky na titul FRCS (Fellow Royal College of Surgeons).

Od roku 1902 byl jedním z nejvýznamnějších učitelů v nemocnici Saint Mary slavný bakteriolog a imunolog sir Almroth Wright. V nemocnici vytvořil tzv. „očkovací oddělení“. Mezi jeho nadšené žáky patřil dr. Freeman, člen nemocničního střeleckého družstva. Když hledal pro družstvo posilu, byl mu doporučen Alec Fleming. Aby jej v nemocnici udržel, nabídl mu po promoci místo v laboratoři. Fleming souhlasil, nakonec souhlasil i prof. Wright, a tak bylo o medicínské budoucnosti mladého vědce rozhodnuto.

Po mnoha letech připomněl při jedné z přednášek Fleming své začátky slovy: „Někteří lidé si myslí, že by studenti měli trávit všechen svůj čas při studiu medicíny a vzdát se sportů. Nesouhlasím s tím. Věnuje-li student medicíny svůj čas na studium příruček, dosáhne možná toho, že je zná lépe než kdo jiný. Říkám možná, poněvadž si v tom nejsem jist. Naučí se pravděpodobně lépe slovům z knihy, ale jistě ne jejich významu. Studium lékařství v sobě skrývá mnohem víc než knižní znalosti. Je třeba pochopit člověka a poznat lidskou povahu. A neexistuje lepší prostředek, jak ji pochopit, než se věnovat sportům, zejména těm, které se provozují v družstvu.

Patříte-li k nějakému družstvu, nehrajte jen pro sebe, ale pro svou stranu. V tom je nejlepší trénink na váš budoucí život lékaře. Vždyť lékař musí hrát hru života ne pro sebe, ne pro svůj hmotný prospěch, ale pro dobro svých nemocných, ať sám při tom vyhrává nebo prohrává. Lékaři spolu tvoří družstvo. Ti z nich, kdo hrají sobeckou hru, postupně ničí ducha kolektivu a snižují úroveň povolání. Provozujte sporty a budete mít větší prospěch z knih, které čtete. Pochopíte lépe své pacienty a budou z vás lepší lékaři ...“

Do očkovacího oddělení (Inoculation Department) vstoupil Fleming v roce 1906. Jeho představený prof. Almroth Wright pokládal za nutné, aby lékař zabývající se vědeckými výzkumy nadále navštěvoval nemocné, a naléhal na vedení St. Mary, aby jeho oddělení mělo lůžkovou část.

V počátku přednášel Fleming patologickou anatomii, histologii a bakteriologii, postupně se začal více věnovat studiu imunologie. Vášnivé zaujetí pro vědu jej vedlo k tomu, že nezřídka pracoval v laboratoři celou noc až do úsvitu.

V prvních letech práce se Fleming věnoval vakcinoterapii. Velkým úspěchem bylo léčení syfilis salvarsanem. Výzkumnou práci však přerušila 1. světová válka. Fleming v hodnosti plukovníka byl poslán do Francie, kde v Boulogne-sur-Mer zřídil laboratoř a výzkumné středisko. Usiloval o zavedení povinného očkování proti tyfu. Po celou válku se snažil studiem nejrůznějších antiseptik přijít na kloub problému jak zabránit plynaté sněti u válečných poranění. Obdobně na sklonku války zatím marně pátral po příčině španělské chřipky.

V roce 1915 se Fleming oženil se Sarah McElroyovou, rodačkou z Irska. Roku 1924 se jim narodil syn Robert, který později rovněž vystudoval medicínu.

To měl již Alec za sebou jeden z významných objevů. V lidských slinách, slzách a hlenu nosní sliznice objevil účinnou baktericidní látku lysozym. Později prokázal její výskyt nejen v dalších tkáních lidského těla, ale také ve zvířecích či rostlinných organismech.

O nejvýznamnějším Flemingově objevu panují legendy, ale pravděpodobně k němu došlo následovně. Fleming se nerad zbavoval starých kultur, dokud si nebyl jist, že už z nich nic nevyčte, a nevyhodil je. Když se v září 1928 vrátil do laboratoře po měsíční dovolené strávené se svojí rodinou, chystal se vyřadit již nepoužitelné staré kultury. V jedné z misek s kulturou Staphylococcus aureus došlo ke kontaminaci s neznámou plísní (5).

„Jakmile otevřete misku s kulturou, nevyhnete se nepříjemnostem. Ze vzduchu vám sem něco napadá,“ říkaval Fleming. Zmíněnou misku si znovu pečlivě prohlédl a po chvilce prý poznamenal: „That is funny...“

Na tomto agaru kolem plísně byly kolonie stafylokoků rozpuštěny a místo, aby tvořily neprůhlednou žlutou masu, vypadaly jako kapky rosy.

Fleming postavil tuto Petriho misku stranou. Pak přenesl několik spor plísně do nové misky s agarem a nechal je při pokojové teplotě klíčit několik dnů. Na tento agar přesadil různé bakterie v oddělených proužcích. Po inkubační době zjistil, že v sousedství plísně některé mikroby žijí dále, kdežto jiné se ve vzrůstu zastavily. Platilo to o streptokoku, stafylokoku, bacilu záškrtu a anthraxu, nikoliv o bacilu tyfu. Po počátečním omylu byl správně identifikován i druh plísně. Americký mykolog Charles Thom (1872–1956) ji určil jako Penicillium notatum. Dalšími pokusy ověřil Fleming vysokou účinnost a nízkou toxicitu plísní produkované substance. O rok později Fleming dal zatím neznámé látce název – penicilin.

Od objevu k uplatnění v praxi vedla ještě dlouhá cesta. Až v roce 1938 začali další pracovníci v Oxfordu Howard Florey (1898–1968), Ernst Chain (1906–1979) a Norman Heatley (1911–2004) s výrobou penicilinu ve větším měřítku poté, co se jim podařilo účinnou látku vyčistit a stabilizovat. Prvními penicilinem léčenými pacienty byli piloti RAF, těžce popálení při obraně Londýna. Poté se skvělým výsledkem byly účinky penicilinu vyzkoušeny na africkém bojišti a u dalších jednotlivých případů v Anglii. Konečně se dohodlo několik velkých farmaceutických firem na investicích do technologie výroby. A v květnu 1943 si americká armáda objednala již 120 milionů jednotek penicilinu.

V roce 1944 král Jiří V. povýšil A. Fleminga do šlechtického stavu s právem psát se s titulem „sir“. Po skončení války v Evropě v červnu 1945 absolvoval Fleming triumfální cestu do Spojených států amerických. Kromě přednášek navštívil řadu továren na výrobu penicilinu. V tomto roce také spolu s Floreyem a Chainem obdržel Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu.

V roce 1946 se po prof. Wrightovi stal Fleming ředitelem ústavu. Všem badatelům byl výtečným šéfem. Zřídkakdy nějakou práci vynachválil, jeho největší poklonou byla poznámka jako: „Myslím, že to není špatné!“

Roku 1949 ovdověl. O 4 roky později se oženil po druhé – partnerkou se mu stala oddaná spolupracovnice dr. Amalia Kutsuri-Vurekasová, ředitelka laboratoří nemocnice Evangelistos v Aténách. Jeho štěstí však netrvalo dlouho. Dne 11. března 1955 podlehl ve svém domě v londýnské Chelsea srdečnímu infarktu.

Objev penicilinu zahájil nové udobí v lečení nemocí. Penicilin a s ním celá škála antibiotik, k jejichž vzniku přispěl, vedly k významnému prodloužení průměrné délky života. Flemingovy ostatky jsou uloženy v kryptě katedrály svatého Pavla v Londýně.

Bezprostředně po válce byl tento účinný lék k dispozici (především prostřednictvím Červeného kříže) i v evropských zemích včetně ČSR. V té době se však již od roku 1944 vyráběl a klinicky zkoušel první penicilin (preparát Mykoin BF 510) vyrobený na starém kontinentě v chemicko-farmaceutické továrně Benjamin Fragner v Dolních Měcholupech (dnes Zentiva). V říjnu 1949 byla v Roztokách u Prahy zahájena průmyslová výroba na zařízení, které dodala UNRRA (5).

ADRESA PRO KORESPONDENCI:

MUDr. Jaroslav Novák, Ph.D.

Ústav tělovýchovného lékařství LF UK v Plzni

Lidická 6, 301 00 Plzeň

e-mail: novakj@lfp.cuni.cz