提起青霉素,你会想到什么?
是感冒需要注射青霉素前,皮试时的痛不欲生?
还是谍战剧中能救人一命的稀缺药品?
青霉素又叫盘尼西林,是世界上最早,也是最为著名的抗生素之一。
在第一次世界大战期间,各个参战国蒙受了巨大的伤亡。战后,当各国系统统计伤亡人数和原因时,发现在阵亡和致残的士兵中,有很大一部分并非属于枪炮的直接攻击,受伤后的感染才是最为致命的,而青霉素对这种感染有很好的抑制和治疗作用。
不仅如此,在20世纪最初的几十年中,人类的寿命突然开始了飞跃,从40岁的平均寿命一下涨到了61岁。归根结底,青霉素对于各类疾病的有效控制是最大的影响因素。
而作为青霉素的发现者,英国细菌学家,生物化学家,微生物学家——亚历山大·弗莱明居功甚伟,不过你不知道的是这位科学家有多顽皮——
曾因做实验时鼻涕流入培养皿打开了研究青霉素的大门;
还因用柠檬收集同事的眼泪被同事四处躲避。
这个令人啼笑皆非的生化学家是如何发现青霉素的呢?
巧合促成医学之路
弗莱明虽然是青霉素的发现者,并且还有不少医学方面的成就,但实际上,弗莱明从医可以算得上是一个偶然。
1881年8月6日,弗莱明出生于苏格兰基马尔诺克附近的洛克菲尔德,在他7岁的时候,他的父亲就早早去世了,弗莱明便由大哥和母亲抚养成人。
在童年时代,弗莱明一直生活在乡下,由于家中主要以农业维持生计,他从小便活跃在田地间。开放在田野间的野花,草丛中的各种昆虫,无一不吸引着弗莱明的注意。
于是,在玩耍和劳动中,弗莱明养成了很强的观察能力,这也为他日后从事的细菌培养工作积累了足够的基础。
13岁左右,弗莱明的哥哥汤姆从格拉斯哥大学毕业,并在伦敦成为了一个眼科专家。弗莱明为了今后的前途,也被家人送去伦敦投奔哥哥,以开拓视野和获得更好的教育条件。
在伦敦,弗莱明在技校学习知识,16岁毕业后,他被分配到一家船务公司。
在工作期间,弗莱明努力认真,还曾作为公司代表参加了一场水球比赛,那时的对手是圣玛丽医院附属医学院的院队。在比赛中,这支队伍表现不错,也让他对圣玛丽医院附属医学院印象深刻。
比赛结束后,弗莱明又回归到正常的工作中,至此,他的人生似乎已经固定,如果就此延续下去,医学仿佛是他一生也无法接触的领域。
不过,在20岁的时候,弗莱明迎来了转机。他的一个舅舅去世,留下了一笔遗产,他幸运地分到了250英镑。有眼见的哥哥汤姆提醒他可以用这笔钱继续深造,弗莱明听从了哥哥的话,开始学习医学。
于是,他不假思索的报考了心中的学校。
经过不懈的努力,在1901年7月,弗莱明先后通过了16门考试,顺利进入圣玛丽医院附属医学院。从此,他人生的方向盘有了第一次转向。
在1901年至1906年,也就是在读书期间,弗莱明用自身的努力获得了学校多项奖学金,并通过测试获得了独立诊所的经营权。
圣玛丽医院
成为医生,或许是大部分医学专业学子的梦想。但当时,医学院实验室有一名叫赖特的博士,他的助理弗里曼劝说弗莱明留在圣玛丽医院的接种部,和他一样成为一名助理。
而当时的弗莱明已经通过测试,获得了成为外科医生的资格,并不愿意只成为一名助理。
事实也确实如同他的想法一样,他并没有成为一名低年资助理,但弗莱明也没有当上外科医生,他选择了赖特博士作为老师,留在母校的实验室从事研究工作。
从这里开始,弗莱明开始书写青霉素的历史。
巧合造就医学奇迹
一战爆发后,弗莱明和导师赖特奔赴战争前线,在救治伤者之余,他也获得了千载难逢的研究病菌机会。
在战争期间,弗莱明先后开创第一个交叉感染的研究和输血技术的改良。
现代医院的分诊就基于交叉感染的研究
就这样,弗莱明等人在赖特博士的领导下,渐渐地成长起来,他的研究成果与日俱增,并且逐渐获得了学术声望。
很多人都认为这就是弗莱明的人生巅峰,即在赖特的光环之下小有成就,但事实证明并非如此,他很快又迎来了人生方向盘的另一个转向。
1921年11月,弗莱明患上了重感冒,但实验室当时人手紧缺,这种情况下,并不允许他停止工作,于是弗莱明没有请假,坚持带病实验,以求试验进度的顺利推进。
当时,他所负责的实验是培养一种新的黄色球菌,就在一次实验中,弗莱明刚刚打开培养皿,他的鼻涕就流了下来。
弗莱明并没有立刻将它们擦除,反而是一不做二不休,索性取了点鼻涕保留在培养皿里,作为固体培养基的一部分。
过了两周,弗莱明准备清洗培养皿,这时,他意外的发现了一个新的现象:之前沾有鼻涕粘液的培养皿上,充满了球菌的克隆群落,但粘液所在之处没有,那里的细菌变成了如同玻璃一样透明的胶质物。
电子显微镜下的溶酶菌
之后,他通过三个参考实验,确定了让细菌死亡的是一种抗菌素,并根据特性判断其是一种酶。在向赖特老师汇报后,这种酶被命名为溶菌酶。
由于溶菌酶是弗莱明在巧合下,从鼻涕中发现的,他判断这种酶存在于人的体液中。于是,为了进一步研究,弗莱明开始到处收集眼泪,甚至不惜用柠檬等刺激性食物催泪,一时间,所有同事都纷纷躲避弗莱明。
我深深渴望发现某种杀死这些微生物的药物。
这是弗莱明于一战后写下的一句话,话中包含着对一种能击败感染药物的迫切需求。在发现溶菌酶后,他曾寄希望与此,可经过7年的研究后,他失望的发现这种酶的医学价值并不强,弗莱明只能转而研究其他物质。
1928年,又一个巧合引导了弗莱明的人生。
青霉素的培养皿
在1928年初,他从一篇论文上发现了一种培养特殊白色菌落的方法,出于疑惑,弗莱明和助手开始不断的实验。在长达半年的,漫长的、重复的实验中,弗莱明从童年便延续下来的好奇心和观察力发挥了作用。
有一些并不需要特殊观察的普通培养基,他也会故意放置一段时间。以便于在菌落产生变异后,再进行最后一次观察。
就这样,在某一天,一阵夏日的热风从窗外吹进,这其中就裹挟着一种真菌——青霉素。
8月份,当弗莱明回到实验室后,惊奇的发现培养皿内真菌菌落周围所有葡萄球菌都消失了,形成一个白环。他立刻着手研究这种真菌,并很快确认这是一种能分泌杀菌物质的真菌,在确定作用原理后,他正式将其命名为青霉素。
就这样,弗莱明苦苦追求的物质终于出现在他的面前。
青霉素一波三折的问世之路
1929年,弗莱明迫不及待的发表了关于青霉素的论文,想尽快让这种强大的,宛如神赐的真菌造福人类。
图中白色菌落正是弗莱明苦苦追求的青霉素
但是科学的严谨再次改变了历史,也改变了弗莱明的命运。由于实验室中并没有专业的化学家,这就导致了虽然弗莱明和研究小组成功发现,并且培养出了相当数量的青霉素,可是受限于提纯等技术,青霉菌的稳定性和纯度都很成问题,且产量极低。
而且,在实验过程中,小鼠极高的致死率也让弗莱明误认为青霉素的药力有限,他再一次开始消沉,不再关注青霉素。
这就使得青霉素虽然功效强大,但是很难让其他人做进一步研究。弗莱明的论文虽然指出了青霉素的巨大作用,但并不受重视,就这样,他和他的论文都被暂时尘封于历史中。
直到1938年,弗莱明的人生再一次发生了戏剧化的转变,牛津病理学院的弗劳雷和钱恩发现了他的论文,并着手重复试验,通过动物和临床实验,他们发现了被遗忘的青霉素。
二战爆发后,由于伤亡惨重,青霉素终于被重视起来了,英美开始推进青霉素的研究,相关政策和资金的注入,为青霉素的制备创造了前所未有的条件。
1948年中国第一批青霉素工厂正式建立
直到1945年,青霉素已经遍布世界的每个角落,同年,战争结束后,弗莱明、弗劳雷和钱恩因青霉素研究获得诺贝尔生理或医学奖。
虽然对弗莱明获奖,很多人依然有着异议,但不可否认的是,弗莱明依然是凭着满腔热血和孜孜不倦的研究,打开了发现青霉素的大门,在青霉素的研究史上,他理应占据一席之地。