第一次世界大戰期間,英國皇家陸軍醫療隊隊長亞歷山大·弗萊明(Alexander Fleming)在法國呆了一段時間。他發現,法國佛蘭德斯戰場產生的傷口都比較污穢,那些泥濘隨著高速運行的武器一起切入到士兵的身體內,會使創傷的后果更加嚴重。那時候沒有抗生素,只能用消毒水處理傷口,然而用大量消毒劑使勁沖刷傷口起到的副作用也不容忽視——消毒水殺死了傷口處的細菌,同時也殺死了人體自身的正常細胞。

人們都希望能夠找出一種能夠特異性地殺死細菌的藥劑,但這是一個人類未知的領域,誰也不知道誰將有幸成為新世界的開門人。一戰后,弗萊明回到倫敦工作,開始專心致志地研究感染傷口最常見的病菌葡萄球菌,并試圖找出殺死它們的方法。

1928年9月,弗萊明結束了度假歸來——在度假之前,他把所有細菌培養基一股腦堆在了實驗室角落的長椅上。結果,他發現其中一個培養基不慎被霉菌污染了,霉菌周圍一圈的葡萄球菌都被殺死了。當時的衛生條件不怎么樣,培養基被污染這種情況其實很常見,大部分的研究員都會把異常的培養基丟掉,只有弗萊明下了一句很著名的評論:“這很有趣啊?!?/p>

    弗萊明那塊被污染的培養基(網絡圖)

    工作中的弗萊明(網絡圖)

弗萊明認為,霉菌分泌了一些可以殺死葡萄球菌的物質。于是他趁熱打鐵,小心翼翼地提取了培養基里的霉菌,將它們純化培養起來,發現這些霉菌其實就是青霉菌(又名盤尼西林),它們的分泌物可以殺死導致人類生病的某些葡萄球菌。

霉菌能夠殺菌并不是稀罕事,這早在半個世紀以前,就被約翰·廷德爾(John Tyndall)描述過。1876年,在觀察一塊羊肉的腐爛過程時,廷德爾注意到上面生長的細菌能夠被霉菌所殺死。廷德爾記錄下了這種霉菌的名字——盤尼西林,并這樣紀錄道:“在霉菌厚且連貫的地方,細菌都死掉了,亦或是進入了休眠狀態?!?9世紀的其他一些科學家們,包括巴斯德、利斯特等人,都試圖利用青霉菌來治療感染的傷口,但由于操作難度太大,最后都放棄了。

弗萊明決定從這里入手,找出青霉菌殺死葡萄球菌的秘密。他試著提純這種殺菌物質(1929年,他將這種未知的物質命名為青霉素),但是沒有成功:成品里含有太多的雜質,弗萊明非常清楚這種混合物絕對不能被草率地注射到人體內。屢戰屢敗的弗萊明最終放棄了青霉素的治療價值。1929年,他發表了一篇名為《關于青霉菌的抗菌行為——特別參考它們在分離流行性感冒B病菌中的應用》的醫學論文,作為他對于青霉菌研究的終結。在這篇文章里,他完全拋棄了要將青霉素作為藥劑使用的主意,主要講述了利用青霉菌分離流行性感冒B病菌的方法:因為青霉素可以殺死很多細菌,但不能傷害流行性感冒B病菌,所以只要在培養皿里滴入青霉菌,那么就可以得到純化的流行性感冒B病菌,這對于研究流行性感冒B病菌的微生物學家來說可是個好消息。

放棄了青霉素的弗萊明轉向了對其他東西的研究。但是,出于微弱的希望,他依然在培養皿里培育著青霉菌,并偶爾談及青霉素,堅信它可能會是人類的寶貴財富。

一名叫做塞西爾·喬治·佩因(Cecil George Paine)的醫生在學生時代曾經在弗萊明的報告中了解到青霉菌,他對此抱有巨大的興趣,因此,當他參加工作后,他寫信給弗萊明索要了一點青霉菌的樣品。佩因給三個皮膚感染的患者使用了青霉菌汁液的提取液,但是沒有好轉。佩因并沒有沮喪,現存的醫療記錄顯示,他后來將含有青霉菌的培養液滴進了一個三個月大的、眼睛被淋球菌感染的嬰兒眼內。1930年11月25日的醫療文書上寫著“開始使用青霉素”,到了幾天后的12月2日,嬰兒的眼睛就已經完全干凈了,那些化膿全部消失了。佩因回憶道:“青霉素如同魔咒一樣起效了。”后來,佩因又用類似方法治愈了一位眼睛被石頭碎片刺穿、眼球感染上肺炎球菌的礦工,這位礦工后來痊愈出院,并恢復了視力。

令人惋惜的是,1931年3月底,佩因去了倫敦研究產后熱,在那之后他再也沒有使用過青霉素。他也許是世界上第一個在臨床實踐中發現青霉素治療價值的人,但他錯過了改變歷史的機會。有人在他晚年時采訪過他,詢問在青霉素發現及應用中他認為自己所起的作用時,他回答道:“什么也沒有。一個可憐的蠢貨,當青霉素就在他面前時,我沒有看見。我想有很多東西阻止了我對青霉素的研究,我很難過,但事實就是這樣。我如果有些運氣的話,它可能會更早來到這世界上?!迸逡虻倪z憾不僅在于他錯過了名利,而在于如果他能夠完成許多偉人——比如巴斯德都沒完成的事業的話,人類的許多死亡和病痛都可以被避免。

青霉菌就這樣被塵封了接近十年,轉眼便是20世紀40年代。

1940年,英國牛津的兩位科學家弗洛里(Howard Florey)和錢恩(Ernst Chain)等人在老鼠身上試驗了青霉素的療效,并成功提取出了一些青霉素。這項研究絕不輕松,甚至可以說是堵上生命的冒險。那段二戰最慘淡的日子里,弗洛里和錢恩不得不直面英國很可能戰敗的現實。他們一度想要毀掉實驗室、焚燒所有實驗記錄,以防止青霉素這種強而有力的東西落入希特勒的德意志帝國手中。他們計劃著將青霉素藏在身上,一旦德國入侵,就四處逃難。他們希望至少有一個人能夠在亂戰中幸存下來,到達大洋彼岸遠離戰場的美國,在那里繼續開展研究。

    弗洛里(諾貝爾獎官方網站)

    錢恩(諾貝爾獎官方網站)

幸運的是,德國并沒有打到英國去。1941年,弗洛里和錢恩治療了一個面部嚴重感染的警察艾爾伯特·亞歷山大(Albert Alexander),療效很好,警察的病情迅速有了好轉,不過很遺憾,他們提取出來的青霉素劑量不夠,藥用完了,最后那位警察還是死了。

這個病例讓人們發現了青霉素的力量,加上二戰爆發,大量傷員急需治療,青霉素的生產工藝得到了飛速的發展,1943年,青霉素成為了美國的第二重要高端研究項目(唯一排在它前面的是核計劃),開始實現工業化生產。截止1945年6月,青霉素的年產量已經達到了6469億個單位,美國每個月生產的青霉素能夠治愈4萬。青霉素挽救了成千上萬的傷員及病人的性命,并且開創了百花齊放的抗生素時代,因此,1945年的諾貝爾生理學及醫學獎頒發給了弗萊明、弗洛里及錢恩三人。

    青霉素的化學結構式(網絡圖)

 

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青霉素:崎嶇的發明之路

圖文簡介

第一次世界大戰期間,英國皇家陸軍醫療隊隊長亞歷山大·弗萊明(Alexander Fleming)在法國呆了一段時間。