伤口的感染恶化,传染病的肆虐蔓延,夺去了无数人的宝贵生命。这是人类的顽敌——传染病细菌在作怪。能不能发明或发现一种能杀死传染病菌的物质来拯救人类免于死亡呢?从古代开始,人们就对此孜孜以求,却长期得不到解决。

本世纪20年代末,来自苏格兰的科学家亚历山大•弗莱明的偶然发现了青霉素,这一发现改写了人们与细菌战斗的新篇章。青霉素也成为20世纪有口皆碑的一项伟大的发明。然而,从青霉素的发现,到人类真正大规模利用它,经历了许多曲曲折折,有无数凄凄惨惨、悲悲苦苦、酸辣苦甜的故事。

一、人类的原罪

历史上,人类社会曾多次发生瘟疫。发生在西方文艺复兴前夕的一场致命的瘟疫——黑死病,它比以往任何其他祸害更接近于灭绝人类。它比伯利克里时的瘟疫、马里奥里略时的瘟疫、或査士丁尼和格雷哥里一世时的伦巴德人入侵意大利铺平道路的一次又一次的瘟疫,都要致命得多。

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人类成功地战胜天花病毒要归功于英国医生詹纳(下图)的发现。他在年少时注意到:得出牛痘的人在接种天花病毒时不受感染。成家后有了孩子,在为科学献生精神鼓舞下,他给儿子接种猪痘,并证明了这个孩子后来对天花免疫。直到47岁的时候,他从一个挤奶女工手上的脓疱中取出物质,给一个8岁的男孩成功地接种了牛痘。

之后,詹纳于1897年出版了他著名的《择究》,其中报告了23个或因接种牛痘,或因自然感染牛痘,从而对天花免疫的病例。在这以后不久,牛痘接种得到普遍采用并在全世界推广,天花病毒带给人类的灾害,终于为詹纳划时代的接种牛痘疫苗工作给永远地征服了。

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而到了近代,人类对于细菌的研究进入了一个新阶段,对于抗菌消炎药物的研究也逐渐展开。科学家们发现,所有的防腐剂都不能杀死伤口深处的细菌,实际上,由于这些防腐剂会严重损害暴露的组织,使用起来弊大利小。显然需要一种杀灭力大,对人体组织损害小的新药物。

二、命运的眷顾

对这类消炎类药物的研究在一战前就已经开始了。其中以苏格兰籍细菌学家亚历山大•弗莱明(下图)最为出名。这个被同事称为“苏格兰古董”的科学家在他那杂乱无章的实验室里从事着和往日一样的研究:培养霉菌。他喜欢把装有各种培养基地器皿随便扔放在那里,过一个星期再去看看有什么变化没有。

一天,当弗莱明正在和同事交谈时,突然发现一个培养皿的情况异常,他立即中止谈话,凑上前去仔细观察,发现培养皿中有一粒青灰色灰尘大小的地方很特殊。他说:“真奇怪!这灰尘四周的葡萄菌干干净净地熔化掉了,而其它地方则一如既往。”心细的弗莱明博士立即记下这一奇怪的“灰尘”,发现这灰尘原来是青色霉菌。

“是不是青霉把具有很强毒性的葡萄球菌消灭了呢?”一个想法在弗莱明心中油然而生。他意识到自己发现了某种了不起的物质,开始鉴定这种神秘的霉菌。他从培养皿中刮出一点,放在显微镜下检査,这些青色的斑斑点点具有毒霉葡萄球菌氧化酶的特性。弗莱明把剩下的霉菌也弄出来,放在一个营养罐里。

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过了几天,这青霉素竟长成菌落,使营养汤由青色变成淡黄色。弗莱明开始对这奇特的霉菌进行各种试验。最后断定:这种霉菌向营养汤里释放出金球状的杀菌物质,这黄色的液体与霉菌本身具有杀菌作用,而且对人体无害。弗莱明的这些发现,在医学史上具有划时代的意义!“青霉素的发现是20世纪医学领域中最伟大的、独一无二的进展。”这是诺贝尔奖金获得者、英国生物学家梅达沃曾对弗莱明的工作给予的高度评价。

到了第一次世界大战期间,赖特博士和他领导的一个小组到法国希洛涅,受命建立一个战地研究所,研究治疗协约国伤员的传染病。弗莱明也参加了这个小组的工作。战埸上的一批批伤员被送到研究所。但是运抵时伤口已被感染,一旦感染到血液,就连抢救的余地也没有了,等待他们的只有死亡。医生的崇高责任感和人道主义精神激起了弗莱明研制抗菌药物的决心。他从法国回到伦敦不久,就在这方面取得了第一次突破。

弗莱明从前线回国后,开始建立自己的实验室,从事培养菌类的研究。一天,弗莱明患了感冒,他决心向培养皿中滴几滴自己体内的粘液。当粘液滴入后,周围的细菌几乎立刻被溶化掉了。显然,粘液中有些使细菌致命的物质。他断定,粘液中使细菌溶化的物质,就是人体中由空气传播的细菌防御物的一部分,他给这种物质命名为“溶菌酶”。这一发现使弗莱明受到巨大的鼓舞,经过坚持不懈的努力,终于在6年后发现了青霉素。

三、将青霉素发扬光大

如果把青霉素的发现史比作一个戏剧,那么弗莱明的偶然发现好比是个序幕,青霉素的再发现是剧情的继续发展和为高潮所作的铺垫,真正的高潮却是壮观的青霉素大工业生产的实现。1945年诺贝尔医学奖虽然只授给了三个英国人弗莱明、弗洛里、钱恩,然而真正将青霉素这项科学技术转化为第一生产力的却是美国人。

1941年6月,弗洛里来到没有战事的美国,寻找财力物力上的帮助。1941年至1942年,伊利诺斯州的一家工厂生产出美国的第一批青霉素,但产量仍然很小,因为只能在很小的容器和昂贵的营养汤里培养,而且青霉素只能在有空气的营养汤的表面生产。要想生产出大量的青霉素只能去改进工业。

1944年5月以前,英国人搞不到美国人的情报,这是因为英美两国政府都下令禁止发表这方面的研究结果。1944年4月英国接到美国的第一份情报才发现美国有大批的研究机构参与此项研究,同时达成协议,两国共同寻找到一种适当的方法交换彼此的情报。

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弗莱明曾在自己的日记中这样写道:1945年的夏天,我有机会在美国看到几家生产青霉素的大工厂,它们有价值昂贵的设备,青酶在大型发酵罐中不断获得通气和搅动。对我来说,能够看到从伦敦一家医院的细菌室中一项简单的观察是怎样成为一项大工业的过程,当时每个人都把青霉素看成是我手中的玩具,它是怎样地提纯而变成治疗许多我们共同的传染病的理想药物,能够看到这一切,实在是饶有兴味的。

结语

事实上,在20世纪40年代,全世界大概也只有美国这样的工业化国家有量产青霉素的本事。这样的能力也为美国在二战中的胜利提供了强有力的支援。如今,八十年代已经过去了,青霉素早已成为随处可见的药物,生产成本也已经大大缩小。但我们今天仍然挖掘这段历史,让那些为了改变人们生活而努力的人物仍然保持鲜活的生命力。

参考资料

1.《人类与细菌》

2.《青霉素的历史》

3.《微生物学史观》