1928 do Teraz
United Kingdom, U.S., Worldwide
Penicylina (PCN lub pen) to grupa antybiotyków wywodzących się pierwotnie z pospolitych pleśni znanych jako pędzlaki (Penicillium); obejmuje ona penicylinę G (do stosowania dożylnego), penicylinę V (do stosowania doustnego), penicylinę prokainową oraz penicylinę benzatynową (do stosowania domięśniowego). Antybiotyki penicylinowe były jednymi z pierwszych leków skutecznych w zwalczaniu wielu infekcji bakteryjnych wywoływanych przez gronkowce i paciorkowce. Są one szeroko stosowane do dziś, choć wiele rodzajów bakterii rozwinęło oporność w wyniku ich powszechnego użycia. Około 10% ludzi zgłasza alergię na penicylinę; jednakże nawet 90% z tej grupy może w rzeczywistości nie być uczulonych. Poważne reakcje alergiczne występują tylko u około 0,03% populacji. Osobom uczulonym na penicylinę najczęściej podaje się cefalosporynę C ze względu na jej grupy funkcyjne. Wszystkie penicyliny są antybiotykami β-laktamowymi, które stanowią jedno z najpotężniejszych i najbardziej udanych osiągnięć współczesnej nauki.
W Anglii w 1640 roku pomysł wykorzystania pleśni jako formy leczenia medycznego został odnotowany przez aptekarzy, takich jak John Parkinson, królewski zielarz, który zalecał stosowanie pleśni w swojej książce o farmakologii.
Współczesna historia badań nad penicyliną rozpoczęła się na dobre w latach 70. XIX wieku w Wielkiej Brytanii. Sir John Scott Burdon-Sanderson, który rozpoczął pracę w St. Mary's Hospital (1852–1858), a później pracował tam jako wykładowca (1854–1862), zaobserwował, że płyn hodowlany pokryty pleśnią nie wykazuje wzrostu bakterii. Odkrycie Burdona-Sandersona skłoniło Josepha Listera, angielskiego chirurga i ojca nowoczesnej antyseptyki, do odkrycia w 1871 roku, że próbki moczu zanieczyszczone pleśnią również nie pozwalały na rozwój bakterii. Lister opisał również antybakteryjne działanie na ludzką tkankę gatunku pleśni, który nazwał Penicillium glaucum.
W 1874 roku walijski lekarz William Roberts, który później ukuł termin „enzym”, zaobserwował, że zanieczyszczenie bakteryjne jest zazwyczaj nieobecne w laboratoryjnych hodowlach Penicillium glaucum. John Tyndall kontynuował prace Burdona-Sandersona i w 1875 roku zademonstrował przed Royal Society antybakteryjne działanie grzyba Penicillium.
Do tego czasu wykazano, że Bacillus anthracis wywołuje wąglik, co było pierwszym dowodem na to, że konkretna bakteria powoduje konkretną chorobę. W 1877 roku francuscy biolodzy Louis Pasteur i Jules Francois Joubert zaobserwowali, że hodowle laseczek wąglika, po zanieczyszczeniu pleśnią, mogą zostać skutecznie zahamowane. Niektóre źródła podają, że Pasteur zidentyfikował ten szczep jako Penicillium notatum.
W XVII-wiecznej Polsce mokry chleb mieszano z pajęczyną (która często zawierała zarodniki grzybów), aby leczyć rany. Technika ta została wspomniana przez Henryka Sienkiewicza w jego książce „Ogniem i mieczem” z 1884 roku.
Począwszy od końca XIX wieku, pojawiło się wiele relacji naukowców i lekarzy na temat antybakteryjnych właściwości różnych rodzajów pleśni, w tym pleśni penicillium, jednak nie byli oni w stanie ustalić, jaki proces wywołuje ten efekt.
W 1895 roku Vincenzo Tiberio, włoski lekarz z Uniwersytetu w Neapolu, opublikował badania dotyczące pleśni znalezionych początkowo w studni w Arzano; na podstawie swoich obserwacji doszedł do wniosku, że pleśnie te zawierają rozpuszczalne substancje o działaniu antybakteryjnym.
Ernest Duchesne z École du Service de Santé Militaire w Lyonie niezależnie odkrył właściwości lecznicze pleśni Penicillium glaucum, lecząc nawet zarażone świnki morskie z duru brzusznego. Opublikował rozprawę w 1897 roku, ale została ona zignorowana przez Instytut Pasteura.
W Belgii w 1920 roku Andre Gratia i Sara Dath zaobserwowali zanieczyszczenie grzybowe w jednej ze swoich hodowli Staphylococcus aureus, które hamowało wzrost bakterii. Zidentyfikowali grzyba jako gatunek Penicillium i przedstawili swoje obserwacje w artykule, ale nie spotkał się on z większym zainteresowaniem. Naukowiec z Instytutu Pasteura, Kostarykańczyk Clodomiro Picado Twight, podobnie odnotował antybiotyczne działanie Penicillium w 1923 roku.
Jednak książka Paula de Kruifa „Łowcy mikrobów” z 1926 roku opisuje ten incydent jako zanieczyszczenie innymi bakteriami, a nie pleśnią. W 1887 roku Garré uzyskał podobne wyniki.
Penicylina została odkryta w 1928 roku przez szkockiego naukowca Alexandra Fleminga.
W 1930 roku Cecil George Paine, patolog w Royal Infirmary w Sheffield, próbował użyć penicyliny do leczenia sycosis barbae (zapalenia mieszków włosowych brody), ale bezskutecznie.
Przechodząc do zapalenia spojówek noworodków, infekcji gonokokowej u niemowląt, Cecil George Paine osiągnął pierwsze odnotowane wyleczenie za pomocą penicyliny 25 listopada 1930 roku. Następnie wyleczył czterech kolejnych pacjentów (jednego dorosłego i troje niemowląt) z infekcji oczu, a w przypadku piątego poniósł porażkę.
W 1940 roku australijski naukowiec Howard Florey (późniejszy baron Florey) oraz zespół badaczy (Ernst Boris Chain, Edward Abraham, Arthur Duncan Gardner, Norman Heatley, Margaret Jennings, J. Orr-Ewing i G. Sanders) ze Sir William Dunn School of Pathology na Uniwersytecie Oksfordzkim poczynili postępy w wykazaniu bakteriobójczego działania penicyliny in vivo.
W 1940 roku oni (Howard Florey i jego zespół) wykazali, że penicylina skutecznie leczy infekcje bakteryjne u myszy.
Pod koniec 1940 roku zespół z Oksfordu pod kierownictwem Howarda Floreya opracował metodę masowej produkcji leku, jednak wydajność pozostawała niska.
W 1941 roku oni (Howard Florey i jego zespół) leczyli policjanta, Alberta Alexandra, z ciężką infekcją twarzy; jego stan się poprawił, ale potem zapasy penicyliny się wyczerpały i pacjent zmarł. Następnie z powodzeniem leczono kilku innych pacjentów.
W 1941 roku Florey i Heatley udali się do USA, aby zainteresować firmy farmaceutyczne produkcją leku i poinformować je o swoim procesie.
Wyzwanie związane z masową produkcją tego leku było ogromne. 14 marca 1942 roku pierwszy pacjent był leczony z powodu posocznicy paciorkowcowej penicyliną wyprodukowaną w USA przez firmę Merck & Co.
Ludzie zaczęli używać jej do leczenia infekcji w 1942 roku.
Struktura chemiczna penicyliny została po raz pierwszy zaproponowana przez Edwarda Abrahama w 1942 roku, a później potwierdzona w 1945 roku przy użyciu krystalografii rentgenowskiej przez Dorothy Crowfoot Hodgkin, która również pracowała w Oksfordzie. Później otrzymała ona Nagrodę Nobla za to i inne oznaczenia struktur.
Do czerwca 1942 roku dostępna była wystarczająca ilość amerykańskiej penicyliny, aby leczyć dziesięciu pacjentów.
W listopadzie 1942 roku ocaleni z pożaru Cocoanut Grove w Bostonie byli pierwszymi pacjentami z oparzeniami, których z powodzeniem leczono penicyliną.
W lipcu 1943 roku War Production Board opracowała plan masowej dystrybucji zapasów penicyliny dla wojsk alianckich walczących w Europie.
Wyniki badań nad fermentacją wywaru kukurydzianego w Northern Regional Research Laboratory w Peorii w stanie Illinois pozwoliły Stanom Zjednoczonym wyprodukować 2,3 miliona dawek na czas inwazji w Normandii wiosną 1944 roku.
Po II wojnie światowej Australia była pierwszym krajem, który udostępnił lek do użytku cywilnego. W USA penicylina została udostępniona ogółowi społeczeństwa 15 marca 1945 roku.
Florey i Chain podzielili się Nagrodą Nobla w dziedzinie medycyny w 1945 roku z Flemingiem za swoją pracę.
Naukowiec z firmy Pfizer, Jasper H. Kane, zasugerował użycie metody fermentacji głębokiej do produkcji dużych ilości penicyliny klasy farmaceutycznej. Produkcja na dużą skalę wynikała z opracowania instalacji do fermentacji głębokiej przez inżynier chemii Margaret Hutchinson Rousseau. Jako bezpośredni skutek wojny i działań War Production Board, do czerwca 1945 roku produkowano ponad 646 miliardów jednostek rocznie.
Znaczenie jego pracy zostało uznane poprzez umieszczenie Międzynarodowego Historycznego Znaku Chemicznego w Alexander Fleming Laboratory Museum w Londynie 19 listopada 1999 roku.
Chemik John C. Sheehan z Massachusetts Institute of Technology (MIT) ukończył pierwszą syntezę chemiczną penicyliny w 1957 roku.
