Последовав примеру своего старшего брата Томаса, который работал врачом-офтальмологом, Александр тоже решил изучать медицину. На его выбор медицинской школы во многом повлияло и то, что он принимал участие в матче по водному поло со студентами из госпиталя Святой Марии. В 1901 году Флеминг выиграл стипендию в медицинской школе, а в 1906-м – стипендии Лондонского университета MB и BS. В этом же году он получил ученую степень, и профессор патологии Алмрот Райт, разработавший вакцинацию против брюшного тифа, пригласил его присоединиться к своей команде. Группа молодых людей, которые сотрудничали с Райтом, в том числе Джон Фриман, Бернар Спилсбери и Джон Уэллс, занималась исследованием бактериальных инфекций с целью вызвать немедленный ответ на эти инфекции путем активации антител.
Так Александр Флеминг попал в первую исследовательскую лабораторию, прикрепленную к больнице. Там он проработал до самой смерти.
Исследования Флеминга внесли огромный вклад в развитие медицины. Как и его наставник Райт, он постоянно стремился изучить что-то новое. К примеру, когда Райт предложил необычные способы микроизмерения с помощью капиллярных трубок, стекла, резиновых сосок и калибровки по ртути, Флеминг заметил, что они могут помочь в диагностике сифилиса, разработанной Вассерманом и некоторыми другими немецкими учеными. С помощью методики Флеминга врачи смогли провести тест с 0,5 мл крови пациента, взятых из пальца, вместо 5 мл, которые раньше нужно было брать из вены.
Во время Первой мировой войны стало очевидно, что бактериальные инфекции в глубоких ранах унесут очень много жизней. К Райту обратились с просьбой создать лабораторию по изучению этих инфекций во Франции, и он взял с собой Флеминга в звании капитана. Эта лаборатория, созданная в казино в Булони, стала первой исследовательской медицинской лабораторией военного времени.
На глазах Флеминга многие раненые погибали от сепсиса, столбняка и гангрены. Чтобы их спасти, хирурги применяли антисептики. Проведя многочисленные исследования, Флеминг доказал, что такие антисептики, как карболовая кислота (С6Н5ОН), тогда широко применявшаяся для обработки открытых ран, неэффективны и даже опасны – они убивают лейкоциты, создающие в организме защитный барьер, что способствует выживанию бактериальных инфекций в тканях.
В 1915 году Флеминг женился на медсестре Саре Марион Макэлрой, ирландке по происхождению. У супругов родился сын Роберт, впоследствии тоже ставший врачом.
В 1918 году Флеминг вернулся в госпиталь Святой Марии, где в 1928 году стал профессором бактериологии.
Коллеги Флеминга часто называли его растяпой: он часто оставлял свои лабораторные чашечки с культурами на рабочем столе и «забывал» о них на 2–3 недели. Иногда таких чашечек накапливалось до 50 штук. Тогда он начинал их перебирать: что-то выбрасывал, а что-то исследовал.
Однажды Флеминг чихнул в чашечку Петри, в которой находились бактерии, и решил оставить ее на несколько дней. Когда через неделю он посмотрел в микроскоп, то заметил, что в тех местах, куда попали капли слюны, бактерии исчезли. Они были уничтожены. При повторном опыте получился тот же результат, что привело ученого к выводу: слюна является антибактерицидным средством. Так в 1922 году Флеминг открыл лизоцим – антибактериальный агент, разрушающий клеточные оболочки бактерий, но не причиняющий при этом вреда организму. Позже лизоцим был обнаружен в местах соприкосновения организма с окружающей средой – в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, слезной жидкости, носоглоточной слизи. Большое количество лизоцима содержит не только слюна, но и некоторые растения: редька, хрен, капуста, репа.
Увы, использование лизоцима в лечебных целях оказалось ограниченным. Он уничтожал только те бактерии, которые не являлись возбудителями заболеваний. Против болезнетворных же микроорганизмов он был бессилен. Однако Флеминг на этом не остановился и совершил еще одно важное открытие. Однажды, уходя в отпуск, ученый по привычке оставил на столе несколько чашек с опытными культурами стафилококка, чтобы проверить действие некоторых ферментов на их способность бороться с инфекцией. Вернувшись из отпуска, Флеминг обнаружил, что количество стафилококков во всех чашках существенно возросло, а в одну из них случайно попал плесневый грибок Penicillium notatum. В этой чашке появилась плесень, а колонии стафилококков вокруг грибов стали прозрачными из-за разрушения клеток. Продолжив исследование, Флеминг смог выделить активное вещество, уничтожающее бактерии, и назвал его пенициллином. Это был первый в истории медицины антибиотик.
Открытие Флеминга было опубликовано в 1929 году в Британском журнале экспериментальной патологии. Однако этой статье было уделено мало внимания. Ученый продолжал свои исследования, но обнаружил, что производство пенициллина – достаточно медленный и сложный процесс. Многие клинические испытания оказались безрезультатными, поскольку пенициллин применялся в качестве поверхностного антисептика. До 1940 года Флеминг безуспешно пытался разработать методику быстрого выделения пенициллина, которую можно было бы использовать в дальнейшем для более широкого применения.
В 1940 году химики Оксфордского университета Говард Флори и Эрнст Чейн продолжили исследования пенициллина и обеспечили его массовое производство за счет правительств США и Англии.
В годы Второй мировой войны, когда тысячи солдат погибали от заражения крови, медики возобновили поиски эффективного антибиотика и вспомнили о результатах, полученных Флемингом. Новая серия опытов еще раз доказала нетоксичность пенициллина для лабораторных животных и человеческих лейкоцитов. Уже в 1941 году были получены положительные результаты лечения нескольких тяжелых инфекций человека. Пенициллин был признан эффективным средством против таких болезней, как остеомиелит и стафилококковая септицемия, родильная горячка, пневмония, газовая гангрена, сифилис, гонорея и др. Препарат стали активно использовать при лечении солдат и офицеров союзных армий.
К 1944 году, благодаря усилиям американских производителей и исследовательских групп, пенициллин стал доступен каждому раненому на фронте. По окончании войны поставки препарата были достаточными для лечения многочисленного населения США.
В 1945 году Флемингу, Чейну и Флори была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях». В послевоенные годы было обнаружено, что даже бактериальный эндокардит, ранее считавшийся смертельным заболеванием почти у 100 % пациентов, может быть излечен большими дозами пенициллина.
