1928 đến Hiện tại
United Kingdom, U.S., Worldwide
Penicillin (PCN hoặc pen) là một nhóm kháng sinh, có nguồn gốc từ các loại nấm mốc thông thường được gọi là nấm Penicillium; bao gồm penicillin G (sử dụng qua đường tĩnh mạch), penicillin V (sử dụng qua đường uống), procaine penicillin và benzathine penicillin (sử dụng qua đường tiêm bắp). Kháng sinh penicillin là một trong những loại thuốc đầu tiên có hiệu quả chống lại nhiều bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn staphylococci và streptococci gây ra. Chúng vẫn được sử dụng rộng rãi ngày nay, mặc dù nhiều loại vi khuẩn đã phát triển khả năng kháng thuốc sau khi được sử dụng rộng rãi. Khoảng 10% số người báo cáo rằng họ bị dị ứng với penicillin; tuy nhiên, tới 90% trong nhóm này có thể không thực sự bị dị ứng. Các trường hợp dị ứng nghiêm trọng chỉ xảy ra ở khoảng 0,03%. Những người bị dị ứng với penicillin thường được dùng cephalosporin C do các nhóm chức của nó. Tất cả các loại penicillin đều là kháng sinh β-lactam, một trong những thành tựu mạnh mẽ và thành công nhất của khoa học hiện đại.
Tại Anh vào năm 1640, ý tưởng sử dụng nấm mốc như một hình thức điều trị y tế đã được các dược sĩ như John Parkinson, nhà thảo dược học của Nhà vua, ghi lại; ông là người đã ủng hộ việc sử dụng nấm mốc trong cuốn sách về dược lý học của mình.
Lịch sử hiện đại của nghiên cứu penicillin bắt đầu một cách nghiêm túc vào những năm 1870 tại Vương quốc Anh. Sir John Scott Burdon-Sanderson, người bắt đầu làm việc tại Bệnh viện St. Mary (1852–1858) và sau đó làm giảng viên tại đó (1854–1862), đã quan sát thấy rằng dịch nuôi cấy bị nấm mốc bao phủ sẽ không tạo ra sự phát triển của vi khuẩn. Khám phá của Burdon-Sanderson đã thúc đẩy Joseph Lister, một bác sĩ phẫu thuật người Anh và là cha đẻ của phương pháp sát trùng hiện đại, phát hiện ra vào năm 1871 rằng các mẫu nước tiểu bị nhiễm nấm mốc cũng không cho phép vi khuẩn phát triển. Lister cũng mô tả tác dụng kháng khuẩn trên mô người của một loài nấm mốc mà ông gọi là Penicillium glaucum.
Năm 1874, bác sĩ người xứ Wales William Roberts, người sau này đặt ra thuật ngữ "enzyme", đã quan sát thấy rằng sự nhiễm khuẩn thường không xuất hiện trong các môi trường nuôi cấy Penicillium glaucum trong phòng thí nghiệm. John Tyndall đã tiếp nối công trình của Burdon-Sanderson và chứng minh cho Hiệp hội Hoàng gia vào năm 1875 về tác dụng kháng khuẩn của nấm Penicillium.
Vào thời điểm này, Bacillus anthracis đã được chứng minh là nguyên nhân gây ra bệnh than, đây là minh chứng đầu tiên cho thấy một loại vi khuẩn cụ thể gây ra một căn bệnh cụ thể. Năm 1877, các nhà sinh học người Pháp Louis Pasteur và Jules Francois Joubert đã quan sát thấy rằng các môi trường nuôi cấy trực khuẩn bệnh than, khi bị nhiễm nấm mốc, có thể bị ức chế thành công. Một số tài liệu cho rằng Pasteur đã xác định chủng này là Penicillium notatum.
Ở Ba Lan thế kỷ 17, bánh mì ướt được trộn với mạng nhện (thường chứa bào tử nấm) để điều trị vết thương. Kỹ thuật này đã được Henryk Sienkiewicz đề cập trong cuốn sách năm 1884 của ông có tựa đề Bằng lửa và gươm.
Bắt đầu từ cuối thế kỷ 19, đã có nhiều báo cáo của các nhà khoa học và bác sĩ về đặc tính kháng khuẩn của các loại nấm mốc khác nhau, bao gồm cả nấm penicillium, nhưng họ không thể xác định được quá trình nào gây ra tác dụng đó.
Năm 1895, Vincenzo Tiberio, một bác sĩ người Ý tại Đại học Naples, đã công bố nghiên cứu về các loại nấm mốc ban đầu được tìm thấy trong một giếng nước ở Arzano; từ những quan sát của mình, ông kết luận rằng những loại nấm mốc này chứa các chất hòa tan có tác dụng kháng khuẩn.
Ernest Duchesne tại École du Service de Santé Militaire ở Lyon đã độc lập khám phá ra đặc tính chữa bệnh của nấm mốc Penicillium glaucum, thậm chí còn chữa khỏi bệnh thương hàn cho chuột lang bị nhiễm bệnh. Ông đã xuất bản một luận án vào năm 1897 nhưng nó đã bị Viện Pasteur phớt lờ.
Tại Bỉ vào năm 1920, Andre Gratia và Sara Dath đã quan sát thấy sự nhiễm nấm trong một trong các môi trường nuôi cấy Staphylococcus aureus của họ đã ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Họ xác định loại nấm này là một loài Penicillium và trình bày các quan sát của mình dưới dạng một bài báo, nhưng nó nhận được rất ít sự chú ý. Một nhà khoa học của Viện Pasteur, Clodomiro Picado Twight người Costa Rica, cũng đã ghi lại tác dụng kháng sinh của Penicillium vào năm 1923.
Tuy nhiên, cuốn sách Microbe Hunters năm 1926 của Paul de Kruif mô tả sự cố này là do nhiễm các vi khuẩn khác thay vì nấm mốc. Năm 1887, Garré đã tìm thấy kết quả tương tự.
Penicillin được nhà khoa học người Scotland Alexander Fleming phát hiện vào năm 1928.
Năm 1930, Cecil George Paine, một nhà bệnh học tại Bệnh viện Hoàng gia ở Sheffield, đã cố gắng sử dụng penicillin để điều trị bệnh sycosis barbae, các nốt phát ban ở nang lông râu, nhưng không thành công.
Chuyển sang bệnh viêm kết mạc ở trẻ sơ sinh, một bệnh nhiễm trùng do lậu cầu ở trẻ sơ sinh, Cecil George Paine đã đạt được ca chữa trị đầu tiên được ghi nhận bằng penicillin vào ngày 25 tháng 11 năm 1930. Sau đó, ông đã chữa khỏi cho bốn bệnh nhân khác (một người lớn và ba trẻ sơ sinh) bị nhiễm trùng mắt, và thất bại trong việc chữa trị cho bệnh nhân thứ năm.
Vào năm 1940, nhà khoa học người Úc Howard Florey (sau này là Nam tước Florey) và một nhóm các nhà nghiên cứu (Ernst Boris Chain, Edward Abraham, Arthur Duncan Gardner, Norman Heatley, Margaret Jennings, J. Orr-Ewing và G. Sanders) tại Trường Bệnh học Sir William Dunn, Đại học Oxford đã đạt được tiến bộ trong việc chứng minh tác dụng diệt khuẩn in vivo của penicillin.
Vào năm 1940, họ (Howard Florey và nhóm của ông) đã chứng minh rằng penicillin chữa khỏi hiệu quả nhiễm trùng do vi khuẩn ở chuột.
Đến cuối năm 1940, nhóm Oxford dưới sự dẫn dắt của Howard Florey đã tìm ra phương pháp sản xuất hàng loạt loại thuốc này, nhưng sản lượng vẫn còn thấp.
Vào năm 1941, họ (Howard Florey và nhóm của ông) đã điều trị cho một cảnh sát tên là Albert Alexander, người bị nhiễm trùng mặt nghiêm trọng; tình trạng của ông đã cải thiện, nhưng sau đó nguồn cung cấp penicillin cạn kiệt và ông đã qua đời. Sau đó, một số bệnh nhân khác đã được điều trị thành công.
Vào năm 1941, Florey và Heatley đã đến Mỹ để thu hút các công ty dược phẩm sản xuất loại thuốc này và thông báo cho họ về quy trình của mình.
Thách thức trong việc sản xuất hàng loạt loại thuốc này rất lớn. Vào ngày 14 tháng 3 năm 1942, bệnh nhân đầu tiên đã được điều trị nhiễm trùng huyết do liên cầu khuẩn bằng penicillin sản xuất tại Mỹ bởi Merck & Co.
Mọi người bắt đầu sử dụng nó để điều trị nhiễm trùng vào năm 1942.
Cấu trúc hóa học của penicillin lần đầu tiên được Edward Abraham đề xuất vào năm 1942 và sau đó được xác nhận vào năm 1945 bằng phương pháp tinh thể học tia X bởi Dorothy Crowfoot Hodgkin, người cũng làm việc tại Oxford. Bà sau đó đã nhận giải Nobel cho công trình này và các xác định cấu trúc khác.
Đến tháng 6 năm 1942, chỉ có đủ lượng penicillin của Mỹ để điều trị cho mười bệnh nhân.
Vào tháng 11 năm 1942, những người sống sót sau vụ hỏa hoạn Cocoanut Grove ở Boston là những bệnh nhân bỏng đầu tiên được điều trị thành công bằng penicillin.
Vào tháng 7 năm 1943, Ủy ban Sản xuất Chiến tranh đã lập kế hoạch phân phối hàng loạt kho dự trữ penicillin cho quân Đồng minh đang chiến đấu ở châu Âu.
Kết quả nghiên cứu lên men dịch ngâm ngô tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Khu vực phía Bắc ở Peoria, Illinois, đã cho phép Hoa Kỳ sản xuất 2,3 triệu liều kịp thời cho cuộc đổ bộ Normandy vào mùa xuân năm 1944.
Sau Thế chiến II, Úc là quốc gia đầu tiên cung cấp loại thuốc này cho dân thường. Tại Mỹ, penicillin được cung cấp cho công chúng vào ngày 15 tháng 3 năm 1945.
Florey và Chain đã chia sẻ giải Nobel Y học năm 1945 với Fleming cho công trình của họ.
Nhà khoa học Jasper H. Kane của Pfizer đã đề xuất sử dụng phương pháp lên men bể sâu để sản xuất số lượng lớn penicillin cấp dược phẩm. Việc sản xuất quy mô lớn là kết quả của việc phát triển nhà máy lên men bể sâu bởi kỹ sư hóa học Margaret Hutchinson Rousseau. Là kết quả trực tiếp của chiến tranh và Ủy ban Sản xuất Chiến tranh, đến tháng 6 năm 1945, hơn 646 tỷ đơn vị mỗi năm đã được sản xuất.
Tầm quan trọng của công trình của ông đã được công nhận bằng việc đặt một Mốc lịch sử Hóa học Quốc tế tại Bảo tàng Phòng thí nghiệm Alexander Fleming ở London vào ngày 19 tháng 11 năm 1999.
Nhà hóa học John C. Sheehan tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã hoàn thành quá trình tổng hợp hóa học đầu tiên của penicillin vào năm 1957.
