Kort antwoord: Alexander Fleming ontdekte in september 1928 dat een schimmel op een petrischaaltje bacterien doodde. Hij isoleerde de werkzame stof en noemde die penicilline. Maar hij slaagde er niet in de stof te zuiveren voor menselijk gebruik. Pas in 1940-1942 maakten Howard Florey, Ernst Chain en Norman Heatley van penicilline een bruikbaar geneesmiddel. Fleming, Florey en Chain deelden in 1945 de Nobelprijs voor dit werk.
Wie was Alexander Fleming?
Alexander Fleming werd op 6 augustus 1881 geboren in Lochfield, een kleine boerderij in Ayrshire, Schotland. Hij groeide op in bescheiden omstandigheden maar won op zijn veertiende een beurs die hem naar Londen bracht. Na een korte periode als scheepsklerk schreef hij zich in 1901 in aan het St. Mary’s Hospital Medical School, waar hij de rest van zijn werkende leven zou doorbrengen.
Fleming studeerde af met onderscheiding in 1906. Tijdens de Eerste Wereldoorlog werkte hij als militair arts in Frankrijk. Hij zag er soldaten sterven aan geinfecteerde wonden, niet aan de verwonding zelf. Die ervaring maakte diepe indruk. Na de oorlog keerde hij terug naar St. Mary’s met een brandende vraag: hoe vernietig je bacterien zonder het omliggende weefsel te beschadigen? In 1922 ontdekte hij al lysozyme, een enzym in tranen en speeksel dat bacterien doodt. Het was de voorloper van wat er in 1928 zou gebeuren.
Fleming stond bekend als een slordig maar uiterst oplettend onderzoeker. Hij bewaarde oude petrischaaltjes lang nadat andere onderzoekers ze allang zouden hebben weggegooid. Die gewoonte zou letterlijk de medische geschiedenis veranderen.
De toevallige ontdekking in 1928
In de zomer van 1928 vertrok Fleming voor een vakantie van twee weken. Voor zijn vertrek stapelde hij een aantal petrischaaltjes met stafylokokkenkweken op zijn laboratoriumtafel. Hij had ze vergeten op te bergen in de koelkast. Dat vergeetachtige moment zou de wereld veranderen.
Toen hij op 3 september 1928 terugkwam, viel hem iets op aan een van de schalen. Er was een schimmel op gegroeid, en rondom die schimmel was de bacteriegroei volledig gestopt. Er was een duidelijke vrije zone te zien: de bacterien leken te zijn opgelost. De meeste onderzoekers hadden de besmette schaal als mislukking weggegooid. Fleming niet. Hij bekeek hem aandachtig.
De schimmel bleek later een zeldzame stam te zijn van Penicillium notatum (inmiddels herrubriceerd als Penicillium rubens). Hoe die sporen op het schaaltje kwamen, is nooit definitief vastgesteld. De meest geloofwaardige verklaring is dat ze vanuit een laboratorium een verdieping lager omhoog waren gedreven, waar een mycoloog aan schimmels werkte. Het was een samenloop van omstandigheden: de vergeten schalen, de aanwezige schimmelsporen, de temperatuur die die week iets kouder was dan normaal (wat de bacteriegroei vertraagde en de schimmel bevoordeelde).
Fleming noemde de werkzame stof “penicilline” naar de schimmel die haar produceerde. Zijn artikel verscheen in 1929 in het British Journal of Experimental Pathology. Het trok destijds weinig aandacht.
Wat Fleming zelf deed en niet deed
Fleming bewees dat de vloeistof die de schimmel uitscheidde, een breed scala aan schadelijke bacterien kon doden: stafylokokken, streptokokken, meningokokken en de difterie-bacil. Hij testte de stof ook op bloedcellen en konijnen en stelde vast dat ze weinig giftig leek voor lichaamsweefsel. Dat was een eerste, cruciale aanwijzing dat penicilline veilig zou kunnen zijn voor mensen.
Toch stuitte Fleming op een praktisch probleem. Penicilline was in zuivere vorm uiterst onstabiel. Het chemische isoleren en conserveren lukte zijn team niet. De stof verslechterde snel. Zonder stabiele, zuivere penicilline was er geen behandeling mogelijk. Fleming bleef wel jarenlang schimmelkweken bewaren en ze aan andere onderzoekers sturen, maar hij trok niet de conclusie dat penicilline een bruikbaar geneesmiddel kon worden.
Hij publiceerde zijn bevindingen, gebruikte penicillinesap af en toe als desinfectans in zijn laboratorium om bacterievrije platen te maken voor ander onderzoek, en stopte er verder grotendeels mee. Pas meer dan tien jaar later zouden anderen zijn ontdekking oppakken en tot het einde brengen.
De rol van Florey, Chain en Heatley: van ontdekking naar geneesmiddel
In 1938 begonnen Howard Florey (een Australische patholoog) en Ernst Boris Chain (een Duits-Britse biochemicus) aan de Universiteit van Oxford systematisch onderzoek naar penicilline. Zij werden daarin ondersteund door de biochemicus Norman Heatley, die een slimme methode bedacht om grote hoeveelheden penicilline te kweken en te extraheren.
In 1940 voerden ze een beslissend experiment uit. Ze besmetten acht muizen met een dodelijke dosis streptokokken. Vier muizen kregen penicilline, vier niet. De vier behandelde muizen overleefden, de vier onbehandelde stierven. Het bewijs was overduidelijk.
In februari 1941 behandelden ze hun eerste menselijke patient: een politieagent die bijna stierf aan een zware infectie. Hij knapte spectaculair op na penicilline-injecties, maar er was te weinig stof beschikbaar en hij stierf alsnog toen de voorraad op was. Dat maakte duidelijk dat massaproductie noodzakelijk was. Heatley en Florey reisden in 1941 naar de Verenigde Staten, waar farmaceutische bedrijven zoals Pfizer de productie opschaalde. Tegen 1944 was er genoeg penicilline om gewonde soldaten in de Tweede Wereldoorlog te behandelen. De sterfte aan geinfecteerde wonden daalde dramatisch.
Vergelijking van de bijdragen: Fleming, Chain, Florey en Heatley
De Nobelprijs in 1945 ging naar Fleming, Chain en Florey. Heatley, wiens extractiemethode onmisbaar was, werd overgeslagen. Later ontving hij ere-doctoraats voor zijn werk. De verdeling van credits is tot op de dag van vandaag een onderwerp van debat onder wetenschapshistorici. Hieronder een overzicht van de afzonderlijke bijdragen:
| Persoon | Bijdrage | Periode |
|---|---|---|
| Alexander Fleming | Observeerde de bacteriedodende werking van schimmelscheidingsproduct, noemde het penicilline, publiceerde eerste bevindingen | 1928-1929 |
| Howard Florey | Leidde Oxford-team, bewees therapeutische werking in dierproeven en eerste mensproeven, coördineerde massaproductie | 1938-1945 |
| Ernst Boris Chain | Biochemische isolatie en zuivering van penicilline, identificeerde chemische structuur deels | 1938-1945 |
| Norman Heatley | Bedacht extractiemethode (back-extractie), schaalbare kweekmethode mogelijk gemaakt | 1940-1944 |
| Dorothy Hodgkin | Bepaalde de exacte molecuulstructuur van penicilline via rontgenkristallografie (Nobelprijs 1964) | 1944-1945 |
| Diverse farmaceutische bedrijven (VS) | Industriele massaproductie mogelijk gemaakt via diepe fermentatietanks | 1942-1945 |
Drie concrete deelgevallen: hoe penicilline levens redde
De impact van penicilline is het best te begrijpen aan de hand van concrete gevallen. De drie volgende situaties illustreren waarom de ontdekking zo revolutionair was.
Geval 1: Albert Alexander (1941). Deze Britse politieagent raakte ernstig geinfecteerd nadat hij zijn wang had geschaafd aan een roos. De infectie verspreidde zich naar zijn schedel en ogen. Hij verloor een oog en lag stervende. Florey en Chain gaven hem penicilline-injecties. Binnen 24 uur verbeterde zijn toestand spectaculair. Na vijf dagen was de voorraad op en de patiënt herval. Hij stierf een maand later. Maar het bewijs was geleverd: penicilline werkte bij mensen.
Geval 2: Tweede Wereldoorlog (1943-1945). Voor penicilline stierf een groot deel van de gewonde soldaten niet aan hun wonden zelf maar aan infecties door stafylokokken en streptokokken. Gas-gangreen, sepsis en longontsteking eisten een enorme tol. Toen penicilline breed beschikbaar werd in 1944, daalde de sterfte aan infectieuze wondcomplicaties bij geallieerde troepen met naar schatting 12-15%. Historici schatten dat penicilline in de oorlogsjaren honderdduizenden levens redde.
Geval 3: Kraamvrouwenkoorts en streptokokkeninfecties. Tot de jaren veertig stierf een significant percentage moeders aan kraamvrouwenkoorts, veroorzaakt door een streptokokkeninfectie. Na de introductie van penicilline daalde de sterfte aan deze aandoening in westerse landen met meer dan 90% binnen enkele jaren. Hetzelfde gold voor sepsis, longontsteking en sommige vormen van meningitis. Penicilline veranderde infectieziekten van een doodvonnis in een behandelbare aandoening.
Fleming, de pers en de mythe van de “gelukkige ontdekking”
Na de Nobelprijs in 1945 werd Fleming wereldberoemd. Kranten en tijdschriften portretteerden hem als de eenzame genie die per toeval de wereld redde. De verhalen werden al snel groter dan de werkelijkheid. Er deden zelfs mythen de ronde dat Fleming ooit de jonge Winston Churchill had gered van een infectie (dit is historisch niet te bevestigen en wordt door onderzoekers als apocriefisch beschouwd).
Florey en Chain ergerde dit. Chain noemde de aandacht voor Fleming “oneerlijk” en vond dat de biochemische inspanningen van zijn team werden ondergewaardeerd. Florey was beruchte terughoudend met de pers en gaf nauwelijks interviews, wat er mede voor zorgde dat Fleming het publieke gezicht van penicilline werd.
Moderne wetenschapshistorici zijn het er overwegend over eens dat Fleming de cruciale eerste stap zette, maar dat het werk van Florey, Chain en Heatley minstens zo groot was. Zonder hen was Flemings observatie een wetenschappelijke curiositeit gebleven, zoals ze dat de eerste tien jaar ook was. Wetenschappelijke ontdekkingen zijn zelden het werk van één persoon, maar eerder een opeenvolging van bijdragen waarbij timing, middelen en samenwerking net zo bepalend zijn als het eerste inzicht.
Als je begrijpt hoe wetenschappelijk onderzoek werkt, zie je dit patroon overal. Voor meer achtergrond over de wetenschappelijke methode, lees ook: Stappen wetenschappelijk onderzoek: tips en gids.
Tijdlijn van penicilline: van schimmel tot standaardbehandeling
- 1922: Fleming ontdekt lysozyme, een bacteriedodend enzym in tranen en slijm. Zijn interesse in antibacteriele stoffen is gewekt.
- 3 september 1928: Fleming keert terug van vakantie en ziet de schimmelbesmetting op een petrischaal. Hij herkent de bacteriedodende werking en besluit de schimmel nader te bestuderen.
- 1929: Fleming publiceert zijn bevindingen in het British Journal of Experimental Pathology. Het artikel krijgt weinig aandacht.
- 1938: Florey en Chain starten in Oxford met serieus biochemisch onderzoek naar penicilline op basis van Flemings publicaties.
- 1940: Succesvol muizenexperiment: behandelde muizen overleven een dodelijke infectie. Heatley ontwikkelt een schaalbare extractiemethode.
- Februari 1941: Eerste menselijke patient (Albert Alexander) behandeld. Bewijs van therapeutische werking geleverd, maar voorraad is te klein.
- 1941-1942: Florey en Heatley reizen naar de VS. Amerikaanse farmaceutische industrie (Pfizer, Merck, Squibb) begint massaproductie.
- 1943-1944: Penicilline breed beschikbaar voor militair gebruik. Sterfte aan infecties bij geallieerde troepen daalt sterk.
- 1945: Nobelprijs Geneeskunde/Fysiologie voor Fleming, Florey en Chain.
- 1964: Dorothy Hodgkin ontvangt Nobelprijs voor het bepalen van de molecuulstructuur van penicilline via rontgenkristallografie.
Penicilline vandaag: resistentie en opvolgers
Fleming was zelf al vroeg bezorgd over een risico dat zijn ontdekking met zich meebracht. In zijn Nobelprijs-lezing in 1945 waarschuwde hij expliciet: als mensen te lage doses penicilline innemen of de kuur te vroeg stoppen, krijgen bacterien de kans resistentie te ontwikkelen. Die voorspelling is meer dan uitgekomen.
Penicilline zelf wordt nog steeds gebruikt, maar de meeste ziekenhuisinfecties in 2026 worden veroorzaakt door bacterien die resistent zijn tegen meerdere antibiotica. MRSA (meticilline-resistente Staphylococcus aureus) is een directe afstammeling van de problemen die Fleming voorspelde. De Wereld Gezondheidsorganisatie beschouwt antibioticaresistentie als een van de grootste bedreigingen voor de volksgezondheid wereldwijd.
Na penicilline kwamen tientallen varianten en verwante antibiotica: amoxicilline, ampicilline, methicilline en de cefalosporinen zijn allemaal afgeleid van de basisstructuur die Fleming ontdekte. Zijn schimmelschaal heeft indirect aanleiding gegeven tot een complete geneesmiddelklasse die honderden miljoenen levens heeft gered.
Penicilline is daarmee niet alleen een medische mijlpaal maar ook een les in hoe wetenschap werkt: een toevallige observatie door een oplettend onderzoeker, gevolgd door jarenlange systematische biochemische inspanningen door een team. Vergelijkbaar met hoe grote historische kunstwerken als de Venus van Milo of de Sfinx in Egypte niet door één persoon werden gemaakt maar het resultaat zijn van een samenspel van tijden, mensen en omstandigheden.
Penicilline heeft zijn plek ook in bredere historische context. De Tweede Wereldoorlog speelde een cruciale rol bij de massaproductie. Allianties en samenwerking, inclusief die van de NAVO-landen, werden mede gevormd door gedeelde wetenschappelijke inspanningen in die periode.
Wie meer wil weten over andere wetenschappelijke en historische ontdekkingen, vindt interessante parallellen in de wereld van oude beschavingen. Neem bijvoorbeeld hierogliefen: ook daar ging het om het ontcijferen van iets dat al aanwezig was maar pas door systematisch onderzoek werd begrepen.
Veelgestelde vragen
Heeft Alexander Fleming penicilline uitgevonden?
Fleming heeft penicilline niet uitgevonden maar ontdekt: hij zag in 1928 dat een schimmel bacterien doodde en isoleerde de werkzame stof. Het daadwerkelijk bruikbaar maken van penicilline als geneesmiddel was het werk van Howard Florey, Ernst Chain en Norman Heatley in Oxford tussen 1938 en 1942. Zonder hun biochemische en industriele inspanningen was Flemings observatie een laboratoriumcuriositeit gebleven.
Waarom heeft het zo lang geduurd voordat penicilline als medicijn beschikbaar was?
Het grote probleem was zuivering en stabilisering. Penicilline in zijn ruwe vorm breekt snel af en is moeilijk te isoleren. Fleming en zijn team hadden niet de chemische kennis of middelen om dit op te lossen. Pas toen Florey en Chain in Oxford met moderne biochemische methoden aan het werk gingen, en Heatley een slimme extractietechniek bedacht, lukte het. Daarna was nog massaproductie nodig, wat Amerikaanse farmaceutische bedrijven in 1942-1944 realiseerden.
Wie kreeg de Nobelprijs voor penicilline en waarom werd Norman Heatley niet genomineerd?
De Nobelprijs Geneeskunde 1945 ging naar Alexander Fleming, Howard Florey en Ernst Chain. Norman Heatley, die de onmisbare extractiemethode bedacht, werd overgeslagen. Het Nobelcomité nomineerde hem niet, wat door velen als een onrecht wordt beschouwd. In 1990 ontving Heatley als eerste niet-medicus een ere-doctoraat van de Universiteit van Oxford voor zijn bijdrage aan penicilline. Hij overleed in 2004.
Wat is het verschil tussen penicilline en amoxicilline?
Amoxicilline is een breedspectrumvariant van penicilline die in 1972 op de markt kwam. Het werkt tegen meer soorten bacterien dan klassieke penicilline en wordt beter opgenomen via de mond. Beide horen tot de bètalactam-antibiotica en werken door de celwandvorming van bacterien te blokkeren. Amoxicilline is in 2026 een van de meest voorgeschreven antibiotica ter wereld, mede dankzij Flemings oorspronkelijke ontdekking.
Hoe waarschuwde Fleming zelf al voor antibioticaresistentie?
In zijn Nobelprijs-lezing op 11 december 1945 zei Fleming letterlijk dat het misbruik van penicilline zou leiden tot resistente bacterien. Hij noemde als concreet risico: mensen die onvoldoende hoge doses nemen of de kuur te vroeg stoppen. Bacterien die overleven bij lage concentraties penicilline ontwikkelen immuniteit. Die waarschuwing bleek profetisch: penicillineresistentie werd al in de vroege jaren vijftig een serieus probleem in ziekenhuizen.
Werd Fleming beroemder dan Florey en Chain door zijn werk of door de media?
Beide speelden een rol. Fleming was toegankelijker voor journalisten dan de gesloten Florey, wat hem meer publiciteit opleverde. Bovendien had zijn verhaal het element van de gelukkige toevalstreffer, wat goed verkoopt. Maar Flemings oorspronkelijke observatie en zijn jarenlang bewaren van de schimmelkweken waren ook wetenschappelijk wezenlijk. De moderne consensus is dat alle drie de Nobelprijswinnaars onmisbare bijdragen leverden, maar dat het pers-portret Fleming onevenredig veel persoonlijke faam bracht ten koste van Florey en Chain.
