发现青霉素

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  20世纪40年代以前,人类一直未能掌握一种能高效治疗细菌性感染且副作用小的药物。当时,流行着许多传染病,如猩红热、白喉、脑膜炎、淋病、梅毒等,这些疾病严重威胁着人们的生命。若某人患了肺结核,就意味着此人不久就会离开人世。由于没有有效的治疗方法,人们只能眼睁睁看着一个个病人悲惨地死去。但是,青霉素的发现,给人们带来了生机和希望,开辟了全世界现代医疗革命的新阶段。人们把青霉素、原子弹和雷达并称为第二次世界大战期间的三大发明。青霉素的发现者就是:英国细菌学家弗菜明。
   少年立志要学医
  
  1881年8月6日,亚历山大·弗莱明出生于英国苏格兰的一个山区。由于生活在乡间,日日呼吸着清新的空气,在碧绿的田野上,在清澈的小溪畔,追寻美妙的自然风光,使得幼小的弗莱明已经学会了细致地观察自然,陶冶他自然纯朴的感情。他7岁时,辛勤操劳的父亲去世了,从此,弗莱明跟同父异母的哥哥一起生活。
  弗莱明13岁时,哥哥在伦敦当了开业医生。随后,弗莱明姐弟4人也来到伦敦,哥哥对他学医给予了很大的支持。1901年,他考取了伦敦大学的圣玛丽医学院,投身医学书海苦心钻研。1908年,他获得医学学士和理学士双学位,毕业时又获得了伦敦大学的金质奖章。1909年,弗莱明成为英国皇家外科学会的会员。
  从1906年起,弗莱明受教于英国著名传染病理学家和抗菌治疗学家赖特,他跟随赖特从事痘苗治疗和预防传染病的研究。二人密切合作达40年之久。第一次世界大战爆发后,弗莱明以中尉军衔参加了皇家军医部队,在赖特上校领导的实验室工作。在那里,他看到许多伤员因伤口感染被迫截肢或痛苦地死去,还有大批伤员因消毒药物进入血液而加重病情。眼睁睁地看着那些渴望生活的伤员一个个不情愿地被迫投入死神的怀抱,弗莱明心如刀绞,他决心要探索并制造出一种既可治疗疾病,又不伤害人体的抗菌药物。
  当时,除防腐剂外,控制病情还找不到更好的灵丹妙药,而防腐剂在尚未消灭侵袭病人的细胞之前,会大量杀伤人体的白血球。通过实验,弗莱明还证明化学防腐剂对于某些刨伤无效。他支持赖特用高渗盐溶液做腐烂伤口生理冲洗剂的主张。战争期间,弗莱明与科尔布鲁克合著了《关于脓毒性创伤细菌学》,后来,他又发表了《化学和生理抗菌剂在脓毒性创伤中的作用》。由于他成绩卓著,常常受到嘉奖。到战争快结束时,他已被晋升为上校。
  
  培养皿里的不速之客
  
  第一次世界大战结束后,弗莱明回到母校圣玛丽医学院附属医院,继续从事研究,探索消灭病菌的方法。由于人体伤口化脓的主要原因之一是伤口存在葡萄球菌,弗莱明在一只只小碟子里倒入营养丰富的培养剂,培育出葡萄球菌,然后再试验用各种药剂消灭葡萄球菌。弗莱明有个奇怪的习惯,他在初步研究过自己培养的细菌后,往往顺手把那些玻璃器皿随便地放置起来。过一个星期以后再打开来看看发生了变化没有。可是就在这间充满灰尘的房子里,甚至就在有意无意之间,弗莱明做出了医学史上的一个伟大的发现。
  1928年9月的一个早晨,弗莱明来到实验室,他在逐个检查培养皿时,发现一只没有加盖的培养皿上长出了一团青霉菌。这是空气中的青霉菌飘落到培养皿上造成的。但是令人奇怪的是,凡是培养物与青色霉菌接触的地方,黄色的葡萄球菌正在变得半透明,最后完全裂解了,培养皿中显现出干干净净的一圈。毫无疑问,青色霉菌消灭了它接触到的葡萄球菌。
  弗莱明迅速地从培养皿中刮出一点霉菌,小心地放在显微镜下,发现那种能使葡萄球菌逐渐溶解死亡的菌种是青霉菌。随后,他把剩下的霉菌放在一个装满培养基的罐子里继续观察。几天后,这种特异青霉菌长成了菌落,培养汤呈淡黄色。他又惊讶地发现,不仅这种青霉菌具有强烈的杀菌作用,而且就连黄色的培养汤也有较好的杀菌能力。于是他推论,真正的杀菌物质一定是青霉菌生长过程的代谢物,他称之为“青霉素”。
  此后,在长达4年的时间里,弗莱明对这种特异青霉菌进行了全面的专门研究。他把青霉菌接种到肉汤培养液里,让它迅速繁殖。然后,又把这种长满了绿色霉菌的液体小心地过滤,最后得到一小瓶滤液。他们把滤液滴在原先长满了葡萄球菌的培养皿上,几个小时后,葡萄球菌被杀灭得干干净净。
  最后,弗莱明进行了毒性实验。他把这种滤液注射到兔子的静脉里,兔子没有丝毫的异样反应。这说明青霉素是一种杀菌威力强大而又无毒副作用的新药。弗莱明终于实现了他寻找新药的愿望。
  但是,青霉素滤液中仅含极微量的青霉素。据计算,即使治疗人体皮肤上一个微小的化脓性伤口,也需要几千毫升滤液,如果要杀死人体内的病菌,那就得用几万毫升滤液!从何处弄到这么多滤液呢?人的血管又如何容纳得下这么多的滤液呢?弗莱明无法解决这些问题。他把这项极有价值的发现写成一篇论文,发表在英国一家学术刊物上,鼓励别人继续这项工作。他坚信青霉素是有价值的,总有一天人们将利用它的力量去拯救生命。因此,他没有轻易丢掉所培养的青霉菌,反而耐心地把它在培养基上定期传代。
  
  青霉素的再发现
  
  20世纪30年代,病理学教授翟华德·弗洛里博士组织了一批人研究溶菌酶的效能。在这些人中,有著名的有机化学家、生物化学家、药理学家,也有细菌学家和临床工作者。1935年,29岁的生物化学家厄思斯特·钱恩博士加入这个研究小组。为了迅速了解抗菌物质研究的全部情况,1939年钱恩等人专程去各大图书馆查找以往的文献,在一本积满灰尘的医学杂志上,他们意外地发现了弗莱明10年前发表的关于青霉素的文章。
  弗莱明关于青霉素具有良好的抗菌作用的阐述极大地鼓舞了弗洛里和钱恩。他们当机立断,立刻把全部工作转到对青霉素的专门研究上来。同年,钱恩和弗洛里在牛津发现了一株青霉葡萄球菌氧化酶培养物,这一菌种同弗莱明首次发现的特异青霉一模一样。然后他们一鼓作气,开始了试验和分离青霉素的工作。
  不知经过多少个不眠之夜,到了年底,钱恩终于成功地分离出像玉米淀粉似的黄色青霉素粉末,并把它提纯为药剂。各种各样的实验结果证明,这些黄色粉剂稀释3000万倍仍然有效。1940年春天,他们又进行多次动物感染实验,结果非常令人满意。于是同年8月,钱恩和弗洛里等人把对青霉素的重新研究的全部成果都刊登在著名的《柳叶刀》杂志上。
  这篇文章极大地震动了一个人,那就是青霉素的发现者弗莱明。他这10年来始终密切注视着抗菌物质的研究动态。他看到了钱恩和弗洛里的报告,立刻动身赶到牛津会见这两个人。当钱恩等人得知弗莱明还活着时,惊喜之情溢于言 表。后来,弗莱明毫不犹豫地把自己培养了多年的青霉素产生菌送给了弗洛里。利用这些产生菌,钱恩等人培养出效力更大的青霉素菌株。经过一年多的辛勤努力,七八十种病菌的试管实验和动物试验,都证明青霉素对引起多种疾病的病菌都有较大的杀伤作用。他们还提纯出一点结晶状态下的青霉素。
  但是,青霉素的供应量太少,单靠实验室提取,只能满足少数病人的需要,还常常要从患者的尿液中回收再用。这种情况怎能满足所有病人的需要呢?为了把人类从各种疾病和传染病的威胁中彻底解救出来,必须在工业上大规模生产青霉素。
  
  战争成就青霉素
  
  弗洛里等人四处奔波,希望英国的药厂能大量投产这一大有前途的新药,遗憾的是,多数药厂都借口战时困难而置之不理。最后,他们只能远涉重洋,来到美国。在美国,弗洛里等人终于得到了帮助。1941年12月,美国军方宣布青霉素为优先制造的军需品。农业部和私人工业也在全力以赴地寻找成批生产这种新药的方法。
  青霉素应用之初,不仅一般人对它表示怀疑,就连多数医务工作者也不相信它的药效。直到1944年,英美联军在诺曼底登陆,开辟了第2战场,开始大规模地同德国法西斯作战,受伤的士兵越来越多,青霉素的需求量也越来越大,其治疗效果也引起了军事指挥人员的关注。在诺曼底战役中,一位陆军少将由衷地称赞道,青霉素是治疗战伤的一座里程碑。 在军方的大力支持下,青霉素开始走上了工业化生产的道路。到1942年末,有20余家美国公司开始大量生产青霉素。待战争结束时,产量已能满足一年治疗700万病人的需要。
  那些曾经严重危害人类的疾病,比如猩红热、白喉、梅毒、淋病,以及各种结核病、败血病、肺炎、伤寒等,都受到了有效的抑制。
  青霉素奇迹般的疗效,促使人们在世界各地到处寻找新的抗菌物质。一时间,许许多多医药工作者纷纷来到污水沟旁、垃圾堆上、田野之中,采集样本,筛选菌种。终于在1943年,生化学家瓦克斯曼博士发现另一种有效的抗菌素——链霉素。此后,在短短20余年内,人们又陆续地发现了氯霉素、金霉素等数十种各有功效的抗菌素。
  为表彰弗莱明等人对人类作出的杰出贡献,1945年的诺贝尔医学奖授予了弗莱明、弗洛里和钱恩3人。不过,弗莱明一直认为自己的贡献微不足道。他曾说过:“我所到过的每一个地方,人们都热切地对我表示感谢,说我挽救了他们的生命。我实在不懂得为什么他们要这样做。大自然创造了青霉素,我只不过是发觉了它的存在。”
  1955年3月,弗莱明死于心脏病。
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