Éducation et début de carrière
Fleming était le septième des huit enfants d’un fermier écossais des collines (troisième des quatre enfants de la deuxième femme du fermier). Son éducation campagnarde dans le sud-ouest de l’Écosse a aiguisé très tôt ses capacités d’observation et d’appréciation du monde naturel. Il a commencé sa scolarité élémentaire à Loudoun Moor, puis est allé dans une école plus grande à Darvel avant de s’inscrire à la Kilmarnock Academy en 1894. En 1895, il déménage à Londres pour vivre avec son frère aîné Thomas (qui travaille comme oculiste) et termine son éducation de base à la Regent Street Polytechnic.
Après avoir travaillé comme commis d’expédition à Londres, Fleming commence ses études de médecine à la St. Mary’s Hospital Medical School en 1901, financées par une bourse d’études et un legs de son oncle. Il y remporte la médaille d’or de 1908 en tant que meilleur étudiant en médecine de l’université de Londres. Il envisage d’abord de devenir chirurgien, mais un poste temporaire dans les laboratoires du département d’inoculation de l’hôpital St. Mary’s le convainc que son avenir se trouve dans le nouveau domaine de la bactériologie. Il y subit l’influence du bactériologiste et immunologiste Sir Almroth Edward Wright, dont les idées de thérapie vaccinale semblaient offrir une direction révolutionnaire dans le traitement médical.
Entre 1909 et 1914, Fleming établit un cabinet privé prospère en tant que vénéréologue, et en 1915, il épouse Sarah Marion McElroy, une infirmière irlandaise. Le fils de Fleming, Robert, né en 1924, suit son père dans la médecine. Fleming est l’un des premiers médecins britanniques à administrer de l’arsphénamine (Salvarsan), un médicament efficace contre la syphilis, découvert par le scientifique allemand Paul Ehrlich en 1910. Pendant la Première Guerre mondiale, Fleming a été engagé dans le Royal Army Medical Corps et a travaillé comme bactériologiste pour étudier les infections des plaies dans un laboratoire que Wright avait installé dans un hôpital militaire situé dans un casino à Boulogne, en France. Il y démontre que l’utilisation d’antiseptiques puissants sur les plaies fait plus de mal que de bien et recommande que les plaies soient simplement maintenues propres avec une solution saline douce. Après la guerre, Fleming revient à St. Mary’s et est promu directeur adjoint du département d’inoculation. Des années plus tard, en 1946, il succède à Wright comme directeur du département, qui est rebaptisé Institut Wright-Fleming.
En novembre 1921, Fleming découvre le lysozyme, une enzyme présente dans les fluides corporels comme la salive et les larmes, qui a un léger effet antiseptique. C’est la première de ses grandes découvertes. La découverte a eu lieu lorsqu’il a eu un rhume et qu’une goutte de son mucus nasal est tombée sur une plaque de culture de bactéries. Réalisant que son mucus pouvait avoir un effet sur la croissance bactérienne, il a mélangé le mucus dans la culture et quelques semaines plus tard, il a vu des signes de dissolution des bactéries. L’étude de Fleming sur le lysozyme, qu’il considère comme son meilleur travail en tant que scientifique, constitue une contribution importante à la compréhension de la manière dont l’organisme combat les infections. Malheureusement, le lysozyme n’avait aucun effet sur les bactéries les plus pathogènes.