發(fā)現(xiàn)青霉素

江正華

20世紀(jì)40年代以前，人類一直未能掌握一種能高效治療細(xì)菌性感染且副作用小的藥物。當(dāng)時(shí)，流行著許多傳染病，如猩紅熱、白喉、腦膜炎、淋病、梅毒等，這些疾病嚴(yán)重威脅著人們的生命。若某人患了肺結(jié)核，就意味著此人不久就會(huì)離開人世。由于沒有有效的治療方法，人們只能眼睜睜看著一個(gè)個(gè)病人悲慘地死去。但是，青霉素的發(fā)現(xiàn)，給人們帶來了生機(jī)和希望，開辟了全世界現(xiàn)代醫(yī)療革命的新階段。人們把青霉素、原子彈和雷達(dá)并稱為第二次世界大戰(zhàn)期間的三大發(fā)明。青霉素的發(fā)現(xiàn)者就是：英國細(xì)菌學(xué)家弗菜明。

少年立志要學(xué)醫(yī)

1881年8月6日，亞歷山大·弗萊明出生于英國蘇格蘭的一個(gè)山區(qū)。由于生活在鄉(xiāng)間，日日呼吸著清新的空氣，在碧綠的田野上，在清澈的小溪畔，追尋美妙的自然風(fēng)光，使得幼小的弗萊明已經(jīng)學(xué)會(huì)了細(xì)致地觀察自然，陶冶他自然純樸的感情。他7歲時(shí)，辛勤操勞的父親去世了，從此，弗萊明跟同父異母的哥哥一起生活。

弗萊明13歲時(shí)，哥哥在倫敦當(dāng)了開業(yè)醫(yī)生。隨后，弗萊明姐弟4人也來到倫敦，哥哥對(duì)他學(xué)醫(yī)給予了很大的支持。1901年，他考取了倫敦大學(xué)的圣瑪麗醫(yī)學(xué)院，投身醫(yī)學(xué)書?？嘈你@研。1908年，他獲得醫(yī)學(xué)學(xué)士和理學(xué)士雙學(xué)位，畢業(yè)時(shí)又獲得了倫敦大學(xué)的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?909年，弗萊明成為英國皇家外科學(xué)會(huì)的會(huì)員。

從1906年起，弗萊明受教于英國著名傳染病理學(xué)家和抗菌治療學(xué)家賴特，他跟隨賴特從事痘苗治療和預(yù)防傳染病的研究。二人密切合作達(dá)40年之久。第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，弗萊明以中尉軍銜參加了皇家軍醫(yī)部隊(duì)，在賴特上校領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室工作。在那里，他看到許多傷員因傷口感染被迫截肢或痛苦地死去，還有大批傷員因消毒藥物進(jìn)入血液而加重病情。眼睜睜地看著那些渴望生活的傷員一個(gè)個(gè)不情愿地被迫投入死神的懷抱，弗萊明心如刀絞，他決心要探索并制造出一種既可治療疾病，又不傷害人體的抗菌藥物。

當(dāng)時(shí)，除防腐劑外，控制病情還找不到更好的靈丹妙藥，而防腐劑在尚未消滅侵襲病人的細(xì)胞之前，會(huì)大量殺傷人體的白血球。通過實(shí)驗(yàn)，弗萊明還證明化學(xué)防腐劑對(duì)于某些刨傷無效。他支持賴特用高滲鹽溶液做腐爛傷口生理沖洗劑的主張。戰(zhàn)爭期間，弗萊明與科爾布魯克合著了《關(guān)于膿毒性創(chuàng)傷細(xì)菌學(xué)》，后來，他又發(fā)表了《化學(xué)和生理抗菌劑在膿毒性創(chuàng)傷中的作用》。由于他成績卓著，常常受到嘉獎(jiǎng)。到戰(zhàn)爭快結(jié)束時(shí)，他已被晉升為上校。

培養(yǎng)皿里的不速之客

第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，弗萊明回到母校圣瑪麗醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，繼續(xù)從事研究，探索消滅病菌的方法。由于人體傷口化膿的主要原因之一是傷口存在葡萄球菌，弗萊明在一只只小碟子里倒入營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)劑，培育出葡萄球菌，然后再試驗(yàn)用各種藥劑消滅葡萄球菌。弗萊明有個(gè)奇怪的習(xí)慣，他在初步研究過自己培養(yǎng)的細(xì)菌后，往往順手把那些玻璃器皿隨便地放置起來。過一個(gè)星期以后再打開來看看發(fā)生了變化沒有?？墒蔷驮谶@間充滿灰塵的房子里，甚至就在有意無意之間，弗萊明做出了醫(yī)學(xué)史上的一個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn)。

1928年9月的一個(gè)早晨，弗萊明來到實(shí)驗(yàn)室，他在逐個(gè)檢查培養(yǎng)皿時(shí)，發(fā)現(xiàn)一只沒有加蓋的培養(yǎng)皿上長出了一團(tuán)青霉菌。這是空氣中的青霉菌飄落到培養(yǎng)皿上造成的。但是令人奇怪的是，凡是培養(yǎng)物與青色霉菌接觸的地方，黃色的葡萄球菌正在變得半透明，最后完全裂解了，培養(yǎng)皿中顯現(xiàn)出干干凈凈的一圈。毫無疑問，青色霉菌消滅了它接觸到的葡萄球菌。

弗萊明迅速地從培養(yǎng)皿中刮出一點(diǎn)霉菌，小心地放在顯微鏡下，發(fā)現(xiàn)那種能使葡萄球菌逐漸溶解死亡的菌種是青霉菌。隨后，他把剩下的霉菌放在一個(gè)裝滿培養(yǎng)基的罐子里繼續(xù)觀察。幾天后，這種特異青霉菌長成了菌落，培養(yǎng)湯呈淡黃色。他又驚訝地發(fā)現(xiàn)，不僅這種青霉菌具有強(qiáng)烈的殺菌作用，而且就連黃色的培養(yǎng)湯也有較好的殺菌能力。于是他推論，真正的殺菌物質(zhì)一定是青霉菌生長過程的代謝物，他稱之為“青霉素”。

此后，在長達(dá)4年的時(shí)間里，弗萊明對(duì)這種特異青霉菌進(jìn)行了全面的專門研究。他把青霉菌接種到肉湯培養(yǎng)液里，讓它迅速繁殖。然后，又把這種長滿了綠色霉菌的液體小心地過濾，最后得到一小瓶濾液。他們把濾液滴在原先長滿了葡萄球菌的培養(yǎng)皿上，幾個(gè)小時(shí)后，葡萄球菌被殺滅得干干凈凈。

最后，弗萊明進(jìn)行了毒性實(shí)驗(yàn)。他把這種濾液注射到兔子的靜脈里，兔子沒有絲毫的異樣反應(yīng)。這說明青霉素是一種殺菌威力強(qiáng)大而又無毒副作用的新藥。弗萊明終于實(shí)現(xiàn)了他尋找新藥的愿望。

但是，青霉素濾液中僅含極微量的青霉素。據(jù)計(jì)算，即使治療人體皮膚上一個(gè)微小的化膿性傷口，也需要幾千毫升濾液，如果要?dú)⑺廊梭w內(nèi)的病菌，那就得用幾萬毫升濾液!從何處弄到這么多濾液呢?人的血管又如何容納得下這么多的濾液呢?弗萊明無法解決這些問題。他把這項(xiàng)極有價(jià)值的發(fā)現(xiàn)寫成一篇論文，發(fā)表在英國一家學(xué)術(shù)刊物上，鼓勵(lì)別人繼續(xù)這項(xiàng)工作。他堅(jiān)信青霉素是有價(jià)值的，總有一天人們將利用它的力量去拯救生命。因此，他沒有輕易丟掉所培養(yǎng)的青霉菌，反而耐心地把它在培養(yǎng)基上定期傳代。

青霉素的再發(fā)現(xiàn)

20世紀(jì)30年代，病理學(xué)教授翟華德·弗洛里博士組織了一批人研究溶菌酶的效能。在這些人中，有著名的有機(jī)化學(xué)家、生物化學(xué)家、藥理學(xué)家，也有細(xì)菌學(xué)家和臨床工作者。1935年，29歲的生物化學(xué)家厄思斯特·錢恩博士加入這個(gè)研究小組。為了迅速了解抗菌物質(zhì)研究的全部情況，1939年錢恩等人專程去各大圖書館查找以往的文獻(xiàn)，在一本積滿灰塵的醫(yī)學(xué)雜志上，他們意外地發(fā)現(xiàn)了弗萊明10年前發(fā)表的關(guān)于青霉素的文章。

弗萊明關(guān)于青霉素具有良好的抗菌作用的闡述極大地鼓舞了弗洛里和錢恩。他們當(dāng)機(jī)立斷，立刻把全部工作轉(zhuǎn)到對(duì)青霉素的專門研究上來。同年，錢恩和弗洛里在牛津發(fā)現(xiàn)了一株青霉葡萄球菌氧化酶培養(yǎng)物，這一菌種同弗萊明首次發(fā)現(xiàn)的特異青霉一模一樣。然后他們一鼓作氣，開始了試驗(yàn)和分離青霉素的工作。

不知經(jīng)過多少個(gè)不眠之夜，到了年底，錢恩終于成功地分離出像玉米淀粉似的黃色青霉素粉末，并把它提純?yōu)樗巹?。各種各樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，這些黃色粉劑稀釋3000萬倍仍然有效。1940年春天，他們又進(jìn)行多次動(dòng)物感染實(shí)驗(yàn)，結(jié)果非常令人滿意。于是同年8月，錢恩和弗洛里等人把對(duì)青霉素的重新研究的全部成果都刊登在著名的《柳葉刀》雜志上。

這篇文章極大地震動(dòng)了一個(gè)人，那就是青霉素的發(fā)現(xiàn)者弗萊明。他這10年來始終密切注視著抗菌物質(zhì)的研究動(dòng)態(tài)。他看到了錢恩和弗洛里的報(bào)告，立刻動(dòng)身趕到牛津會(huì)見這兩個(gè)人。當(dāng)錢恩等人得知弗萊明還活著時(shí)，驚喜之情溢于言

表。后來，弗萊明毫不猶豫地把自己培養(yǎng)了多年的青霉素產(chǎn)生菌送給了弗洛里。利用這些產(chǎn)生菌，錢恩等人培養(yǎng)出效力更大的青霉素菌株。經(jīng)過一年多的辛勤努力，七八十種病菌的試管實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)，都證明青霉素對(duì)引起多種疾病的病菌都有較大的殺傷作用。他們還提純出一點(diǎn)結(jié)晶狀態(tài)下的青霉素。

但是，青霉素的供應(yīng)量太少，單靠實(shí)驗(yàn)室提取，只能滿足少數(shù)病人的需要，還常常要從患者的尿液中回收再用。這種情況怎能滿足所有病人的需要呢?為了把人類從各種疾病和傳染病的威脅中徹底解救出來，必須在工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)青霉素。

戰(zhàn)爭成就青霉素

弗洛里等人四處奔波，希望英國的藥廠能大量投產(chǎn)這一大有前途的新藥，遺憾的是，多數(shù)藥廠都借口戰(zhàn)時(shí)困難而置之不理。最后，他們只能遠(yuǎn)涉重洋，來到美國。在美國，弗洛里等人終于得到了幫助。1941年12月，美國軍方宣布青霉素為優(yōu)先制造的軍需品。農(nóng)業(yè)部和私人工業(yè)也在全力以赴地尋找成批生產(chǎn)這種新藥的方法。

青霉素應(yīng)用之初，不僅一般人對(duì)它表示懷疑，就連多數(shù)醫(yī)務(wù)工作者也不相信它的藥效。直到1944年，英美聯(lián)軍在諾曼底登陸，開辟了第2戰(zhàn)場，開始大規(guī)模地同德國法西斯作戰(zhàn)，受傷的士兵越來越多，青霉素的需求量也越來越大，其治療效果也引起了軍事指揮人員的關(guān)注。在諾曼底戰(zhàn)役中，一位陸軍少將由衷地稱贊道，青霉素是治療戰(zhàn)傷的一座里程碑。在軍方的大力支持下，青霉素開始走上了工業(yè)化生產(chǎn)的道路。到1942年末，有20余家美國公司開始大量生產(chǎn)青霉素。待戰(zhàn)爭結(jié)束時(shí)，產(chǎn)量已能滿足一年治療700萬病人的需要。

那些曾經(jīng)嚴(yán)重危害人類的疾病，比如猩紅熱、白喉、梅毒、淋病，以及各種結(jié)核病、敗血病、肺炎、傷寒等，都受到了有效的抑制。

青霉素奇跡般的療效，促使人們?cè)谑澜绺鞯氐教帉ふ倚碌目咕镔|(zhì)。一時(shí)間，許許多多醫(yī)藥工作者紛紛來到污水溝旁、垃圾堆上、田野之中，采集樣本，篩選菌種。終于在1943年，生化學(xué)家瓦克斯曼博士發(fā)現(xiàn)另一種有效的抗菌素——鏈霉素。此后，在短短20余年內(nèi)，人們又陸續(xù)地發(fā)現(xiàn)了氯霉素、金霉素等數(shù)十種各有功效的抗菌素。

為表彰弗萊明等人對(duì)人類作出的杰出貢獻(xiàn)，1945年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了弗萊明、弗洛里和錢恩3人。不過，弗萊明一直認(rèn)為自己的貢獻(xiàn)微不足道。他曾說過：“我所到過的每一個(gè)地方，人們都熱切地對(duì)我表示感謝，說我挽救了他們的生命。我實(shí)在不懂得為什么他們要這樣做。大自然創(chuàng)造了青霉素，我只不過是發(fā)覺了它的存在。”

1955年3月，弗萊明死于心臟病。