抗生素傳奇

現代醫學的歷史很短，至今不過才發展了100多年，但它所取得的成就是毋庸置疑的。就拿藥物來說，一個在上世紀20年代開業的西醫的藥箱里只有十幾種藥，遠遠不能應付病人的需要。個中原因說起來很簡單：誰見過不懂空氣動力學的飛機設計師?那個時候的醫生對人體的工作原理所知甚少，不可能“對癥制藥”，只能抱著神農嘗百草的精神，挨個試驗。那么，你能想像一個人在一張紙上瞎畫，希望有朝一日蒙出一張飛機設計草圖嗎?還別說，真有人這樣做了，而且他還真蒙對了。

此人名叫格哈德·多馬克(Gerhard Domagk)，是個德國中學校長的兒子。他從小就喜歡科學，大學選擇了醫學系。1914年，19歲的他跑去當兵，并參加了第一次世界大戰，結果因傷退役。戰后他回學校完成了學業，并開始研究病菌感染問題，因為他親眼目睹了很多戰士因傷口感染而死的慘劇。

1927年，已經當上拜爾制藥公司研究部門主任的多馬克開始研究染料的抗病菌特性。他的同伴約瑟夫·克萊爾(JosefKlarer)負責合成不同種類的染料給他，由他負責在小鼠身上測試。這項實驗的工作量極大，多馬克不得不把自己關在實驗室里，不接電話，不接待訪客，從早到晚都在解剖感染小鼠，在顯微鏡下觀察小鼠的染病器官有沒有發生變化，直到把自己搞得頭暈眼花為止。

實驗的頭4年啥也沒找到，但他沒有放棄。直到1932年，他實驗了一種商品名“百浪多息”(Prontosil)的紅色染料，發現它能殺死鏈球菌，因為感染鏈球菌的小鼠只要注射了百浪多息就不會死了，而對照組小鼠無一例外都會死亡。當時他并沒有急著把結果發表出來，直到一年后他女兒的手臂得了丹毒，也就是一種鏈球菌引起了皮膚感染。此病在當時無藥可治，醫生認為只有節肢才能保住他女兒的性命。多馬克一狠心，偷偷用百浪多息治療，居然治好了女兒的病。

1935年，多馬克發表了實驗報告。幾個月之后，法國巴斯德研究所的科學家通過進一步的研究分析證實，百浪多息的藥效并不是來自染料本身，而是染料分子的結合劑一磺胺(Sulfonamide)。就這樣，人類第一個抗病菌特效藥誕生了。格哈德·多馬克以他杰出的貢獻被授予1939年的諾貝爾醫學獎。

在磺胺被發明之前，病菌感染是人類的第一殺手，僅是鏈球菌引起的丹毒、猩紅熱和產后感染每年就會奪去成千上萬人的生命，遠比今天癌癥和艾滋病更可怕。

從表面上看，磺胺的發現似乎只是碰運氣，其實不然，磺胺的發現過程每一步都和科學緊密相連。如果沒有化學知識的進步，克萊爾就不可能在短時間內合成出大量結構迥異的小分子化合物。如果沒有采用正負對照組方式的科學方法，多馬克也不可能如此肯定地認為磺胺有作用。最重要的是，如果沒有19世紀末期化學家們對化學“受體”和“藥效團”的基礎研究，多馬克就不會進行這項實驗。簡單地說，多馬克的實驗基礎就是“萬物相生相克”的原理，“受體”和“藥效團”理論在分子水平上為此原理找到了科學的解釋。

有趣的是，科學成就了磺胺的盛名，最終也埋葬了磺胺的前程。進一步觀察表明，磺胺類藥物對腎臟有極強的副作用，如今已經很少有人使用它了。不過，磺胺最大的貢獻就是證明細菌能夠被選擇性地殺死，這一理論直接導致了抗生素的發現，而沒有抗生素的話，將會有很多人活不到今天這個歲數。

眾所周知，世界上第一個抗生素就是1928年被亞歷山大·弗萊明(Alexander Fleming)發現的青霉素。不過，青霉素的發現完全是一次偶然事故，其中的巧合簡直匪夷所思。

那是1928年的夏天，倫敦圣瑪麗醫院的微生物學家弗萊明把幾個金黃色葡萄球菌培養皿扔在實驗室的架子上，去外地度假了。回來后他發現其中一個培養皿里污染了一個霉菌菌落，他剛要扔掉這個培養皿，卻突然發現菌落周圍有一個透明的圓圈，這意味著圓圈里的葡萄球菌都被殺死了。他用霉菌提取液又試了一次，確認了這種霉菌的殺菌效力，后來證實這就是青霉菌。

科學家知道后紛紛各自進行了同樣的試驗，卻沒能重復出來。于是，關于青霉菌的試驗就被擱置了下來，人類一等就是10年。

為什么重復不出來呢?原來，青霉菌最適宜的溫度是攝氏20度，金黃色葡萄球菌則最喜歡35度。假如弗萊明按照通常的做法，把培養皿放進35度培養箱，那個青霉菌菌落就不會長起來了。不但如此，根據歷史氣象資料顯示，倫敦在1928年7月底的時候正好經歷了一次降溫，也就是說，在弗萊明度假的那9天時間里，實驗室的溫度下降到了20度左右，于是青霉菌這才得以瘋長。

先別慨嘆，人類的好運氣這才剛剛開始。后人研究證實，那個污染了弗萊明培養皿的霉菌是一個非常罕見的菌種，能分泌出大量的青霉素。這種霉菌在自然界中含量極少，要不是他樓下正好是另一位真菌專家拉托什的實驗室，要不是拉托什那幾天正好沒關窗戶的話，這個青霉菌孢子就不會逃出來，并飛進了弗菜明的屋子，又恰好落在了放在架子上的金黃色葡萄球菌培養皿里。那樣的話，也就沒弗萊明什么事了。

弗萊明的好運氣終于到此為止了，因為他和同時代的科學家都相信，任何能夠殺死細菌的化學物質都會對人體產生同樣的傷害，因此他沒有堅持研究下去。

真正發現青霉素的醫療價值的人是來自牛津大學的霍華德·弗洛里(Howard Florey)和恩斯特-錢恩(Ernst Chain)，他們取得的成就和運氣一點關系沒有，而要歸功于兩人扎實的科學基本功。首先，精通化學的錢恩提純了青霉素，為后來的進一步實驗打下了良好的基礎。其次，弗洛里設計了一個精密的科學實驗，他把錢恩提純的青霉素注射進5只感染了鏈球菌的小鼠體內，另外5只同樣感染了鏈球菌的小鼠則被作為對照組。結果注射了青霉素的小鼠全部康復，而且沒有副作用。對照組小鼠則全部死亡。

這項實驗進行的時候第二次世界大戰剛剛開始。雖然英軍從敦克爾克成功撤退，但是傷亡慘重，當時惟一的抗菌藥物磺胺不夠用了。不過，那次成功撤退的壯舉激發了英國人的斗志，弗洛里和錢恩受到鼓舞，決定冒險進行一次人體試驗。他們把牛津大學的實驗室變成了一個化學工廠，日夜兼程，終于生產出足夠的青霉素。

1941年2月12日，一位43歲的英國警察阿爾鉑特·亞歷山大成為人類歷史上第一個被青霉素救治的病人。因為青霉素得來不易，價格比黃金還貴，主治醫生不得不每天收集亞歷山大的尿液，拿回實驗室重新提取青霉素。這次臨床試驗一開始非常成功，病人的病情得到了極大的緩解。可惜的是，試驗進行到第5天后青霉素用完了，病人死亡。

雖然如此，這次試驗給了科學家極大的信心。此后發生的事情就不必多說了，青霉素成為人類歷史上第一種幾乎沒有副作用的抗生素，挽救了無數人的生命。弗萊明、弗洛里和錢恩因此成果分享了1945年的諾貝爾醫學和生理學獎。

值得一提的是，科學家通過實驗找到了青霉素殺菌的秘密。原來，大部分細菌都屬于原核生物，細胞外面有細胞壁保護。青霉素能夠破壞細胞壁中的重要物質一肽聚糖的合成，因此細菌就無法合成出完整的細胞壁，人類的免疫系統就能夠鉆個空子，把細菌殺死。另外，人類屬于真核生物，只有細胞膜，沒有細胞壁，因此青霉素對人體不起作用。

現在再回過頭去看看那段歷史，我們可以發現，雖說弗萊明最初的發現是無數巧合的結果，但青霉素的發現和臨床使用則完全得益于現代科學的發展。其實我們的老祖宗曾經發現過類似的現象，李時珍的《本草綱目》就記載著霉豆腐渣可以用來治療惡瘡和腫毒。可是，由于沒有現代科學作為支持，老祖宗的發現就只能停留在霉豆腐渣階段，病人只有碰運氣，希望自己家的那塊豆腐上落下的正好是一粒神奇的青霉菌孢子。