抗菌物质的历史
青霉素又称盘尼西林,是世界上最早、最著名的抗生素之一。
第一次世界大战期间,参战国伤亡惨重。战后,各国系统统计伤亡人数和原因时发现,阵亡和致残的士兵很大一部分不是直接被枪支攻击,而是伤后感染最为致命,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世纪的前几十年,人类的寿命突然开始飞跃,从平均寿命40岁,上升到61岁。归根结底,青霉素对各种疾病的有效控制是最大的影响因素。
作为青霉素的发现者,英国细菌学家、生物化学家和微生物学家——亚历山大·弗莱明功不可没,但你不知道的是,这位科学家有多“调皮”—
这个讽刺的“生物化学家”是如何发现青霉素的?
虽然弗莱明是青霉素的发现者,有很多医学成就,但实际上弗莱明的医学生涯是一个意外。
1881年8月6日,弗莱明出生在苏格兰基尔马诺克附近的洛克菲尔德。七岁时,父亲早逝,弗莱明由长兄和母亲抚养。
童年时,弗莱明一直住在乡下。由于他的家庭主要以农业为生,他从小就活跃在田间。田野里的野花和草丛中的各种昆虫都吸引了弗莱明的注意。
由此,弗莱明在玩耍和工作过程中养成了很强的观察能力,这也为他日后从事细菌培养工作积累了足够的基础。
13年左右,弗莱明的哥哥汤姆从格拉斯哥大学毕业,成为伦敦的一名眼科医生。弗莱明也是被家人送到伦敦,为了自己的前途去投奔哥哥,以开拓视野,获得更好的教育条件。
在伦敦,弗莱明在一所技术学校学习。16岁毕业后,分配到一家船务公司。
工作期间,弗莱明努力工作,并作为公司代表参加了一次水球比赛。当时他的对手是圣玛丽医院附属医学院的团队。在比赛中,这支队伍表现出色,给他留下了深刻的印象。
比赛结束后,弗莱明回到了正常的工作岗位。至此,他的人生似乎已经定格。这样下去,医学似乎成了他一辈子都碰不到的领域。
然而,20岁时,弗莱明迎来了转折点。他的一个叔叔去世了,留下了一笔遗产。他幸运地得到了250英镑。看到汤姆哥哥提醒了他,他可以用这笔钱继续他的学业。弗莱明听了他哥哥的话,开始学医。
于是,他不假思索地进了自己心中的学校。
通过不懈的努力,1901年7月,弗莱明陆续通过16考试,顺利进入圣玛丽医院附属医学院。从此,他人生的方向盘第一次转动了。
从1901到1906,也就是在学习期间,弗莱明凭借自己的努力获得了学校的多项奖学金,并通过测试获得了独立诊所的经营权。
成为一名医生可能是大多数医学生的梦想。但当时医学实验室里有一个叫赖特的医生,他的助手弗里曼说服弗莱明留在圣玛丽医院的接种科,和他一样成为一名助手。
那时,弗莱明已经通过了考试,取得了外科医生的资格,他不想只是一个助手。
的确,正如他所想,他没有成为初级助理经理,但弗莱明也没有成为外科医生。他选择莱特博士当老师,留在母校的实验室从事研究工作。
从这里,弗莱明开始书写青霉素的历史。
第一次世界大战爆发后,弗莱明和他的导师赖特奔赴战争前线。在救治伤员的同时,他也得到了一个千载难逢的研究病菌的机会。
战争期间,弗莱明率先进行了交叉感染研究和输血技术的改进。
就这样,在莱特博士的带领下,弗莱明等人逐渐成长起来,他的研究成果与日俱增,逐渐获得了学术上的威望。
很多人认为这是弗莱明的人生巅峰,也就是他在莱特的光环下小有成就,但事实证明并非如此,他很快就迎来了人生方向盘的又一次转动。
6月,1921,11,弗莱明患了重感冒,但当时实验室人手不足。在这种情况下,不允许他停止工作,所以弗莱明没有请假,为了推动实验进展顺利,带病坚持实验。
当时他负责的实验是培育一种新的金黄色葡萄球菌。在一次实验中,弗莱明刚刚打开培养皿,他的鼻子就流了下来。
弗莱明没有马上擦掉。相反,他只是取了一些鼻涕,放在培养皿中作为固体培养基的一部分。
两周后,弗莱明准备清洗培养皿。这时,他意外地发现了一个新现象:沾有鼻涕的培养皿里布满了球菌的菌落,但是鼻涕不在了,那里的细菌变成了像玻璃一样的透明胶体。
之后,通过三次参考实验,他确定了杀死细菌的是抗生素,并根据其特性判断是酶。在向莱特先生报告后,这种酶被命名为“溶菌酶”。
由于溶菌酶是弗莱明偶然从鼻涕中发现的,他判断这种酶存在于人体体液中。因此,为了进一步研究,弗莱明开始到处收集眼泪,甚至不惜吃柠檬等刺激性食物。有一段时间,他所有的同事都避开弗莱明。
这是弗莱明在第一次世界大战后写的一句话,其中包含了对一种能战胜感染的药物的迫切需求。发现溶菌酶后,他曾抱有希望,但经过7年的研究,失望地发现这种酶的医学价值并不强,弗莱明只能转向其他物质。
1928,又一个巧合引领了弗莱明的一生。
1928年初,他从一张纸上找到了培养特殊白色菌落的方法。出于怀疑,弗莱明和他的助手开始不断实验。在长达半年的漫长而反复的实验中,弗莱明从小遗传下来的好奇心和观察力发挥了作用。
有一些常见的文化媒介,不需要特别观察,他会故意离开一段时间。以便在群体变异后,进行最后的观察。
就这样,有一天,一股夏日的热风从窗户吹了进来,里面含有一种真菌——“青霉素”。
8月,当弗莱明回到实验室时,他惊讶地发现培养皿中真菌菌落周围的葡萄球菌全部消失,形成了一个白色的环。他马上开始研究这种真菌,很快就确认了这是一种可以分泌杀菌物质的真菌。确定作用原理后,他正式命名为“青霉素”。
就这样,弗莱明努力的物质终于出现在了他的面前。
1929年,弗莱明迫不及待地发表了一篇关于青霉素的论文,希望让这种强大的、上帝赐予的真菌尽快造福人类。
但是科学的严谨再次改变了历史和弗莱明的命运。实验室里没有专业的化学家,导致虽然弗莱明和他的研究团队已经成功发现并培养了相当数量的青霉素,但是由于纯化等技术,青霉的稳定性和纯度都很成问题,产量极低。
这使得青霉素很厉害,但是其他人很难做进一步的研究。虽然弗莱明的论文指出了青霉素的巨大作用,但并没有受到重视。就这样,他和他的论文暂时被历史遗忘了。
直到1938,弗莱明的生活再次发生巨变。Freire和牛津病理学院的ernst boris chain发现了他的论文,并开始重复实验。通过动物和临床实验,他们找到了被遗忘的青霉素。
二战爆发后,由于伤亡惨重,青霉素终于受到重视。英美开始推动青霉素的研究,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。
直到1945年,青霉素已经遍布全球。同年,战后弗莱明、弗莱雷和钱恩因对青霉素的研究获得诺贝尔生理学或医学奖。
尽管很多人对弗莱明获奖仍有异议,但不可否认的是,弗莱明仍然以他的热情和孜孜不倦的研究打开了青霉素发现的大门,他应该在青霉素研究史上占有一席之地。