В 1921 году Флеминг достиг первых значительных успехов в исследованиях: он открыл лизоцим — фермент, встречающийся в жидких средах организма, который был способен расщеплять клеточные стенки бактерий и этим убивать их. Так как это вещество вырабатывается самим организмом, оно не поражает аутогенные клетки. Флеминг изучил пробы собственной слизистой оболочки носа, которые он взял во время простудного заболевания, и увидел, что в слизистой содержалось нечто, ограничивающее рост болезнетворных микробов. Сначала он решил, что, возможно, речь идет о макрофагах (больших пожирателях клеток), которые уничтожали бактерии, однако вскоре Флеминг выяснил, что это происходит благодаря белку, а точнее — ферменту. При высоком иммунитете этот фермент содержится, например, в слезной жидкости или же слизистой оболочке носоглотки и предотвращает проникновение бактерий из воздуха в эти области.
Однако концентрация обнаруженного Флемингом лизоцима была слишком мала, чтобы бороться с опасными высокоактивными бактериями. Ни Флеминг, ни его современники не стали продолжать исследования. Тем не менее обнаружение аутогенного вещества, обладавшего защитным эффектом против микроорганизмов, укрепило теорию Райта об огромном значении иммунной системы в борьбе с инфекционными заболеваниями и стало важным указанием на то, что природа создала много веществ, которые могут служить для защиты от инфекций.
Время идет, мы приближаемся к 1928 году и к кульминационному моменту нашего рассказа. Открытия часто происходят благодаря случаю, который в сочетании с внимательностью и талантом исследователя приводит к удивительным, революционным результатам. Современники Флеминга говорили, что он обладал большим азартом и отличался стремлением к победе. Его любимыми занятиями были бильярд и гольф. Говорят, что иногда ради развлечения Флеминг рисовал в чашках Петри маленькие живые «картинки» с помощью различных красителей. В лаборатории Флеминга царила некоторая неряшливость. Бывало, что он убирал ненужные чашки Петри с бактериальными культурами в дальний угол своей лаборатории и благополучно забывал о них.