青霉素傳奇

譚昭麟

有一則流傳很廣的名人軼事：英國首相丘吉爾兒時曾經溺水，被一位農民救起。作為回報，丘吉爾的父親決定資助“恩人”的兒子到倫敦求學。這位受到資助的幸運兒便是青霉素的發現者弗萊明。后來，丘吉爾在二戰期間染上肺炎，危在旦夕，使用青霉素進行治療，才最終痊愈。雖然這碗感人至深的“心靈雞湯”并不是真的，但青霉素的神奇療效卻“貨真價實”，它誕生的過程也稱得上傳奇曲折、扣人心弦。

坎坷求學路

青霉素的發現者是亞歷山大·弗萊明。1881年，弗萊明出生于蘇格蘭西部洛奇菲爾德的一個農民家庭。一本《生理學基礎》使年幼的弗萊明對醫學產生了濃厚的興趣。但因為生活貧窮，他不得不進入蘇格蘭軍團服役。

20歲那年，弗萊明意外繼承了一筆來自親戚的遺產。通過考試，他憑借第一名的成績，進入圣瑪麗醫學院學習。弗萊明優異的表現吸引了年輕助教弗里曼的關注。經他推薦，弗萊明為著名的防疫學教授賴特擔任實驗助手，轉而研究細菌學。也許，全人類都應該為弗萊明的這一決定感到慶幸。

后來，弗萊明與賴特合作，在學術上取得了一系列耀眼的成就。他研究過調理素，發現了溶菌酶，并將梅毒特效藥“灑爾佛散”（六零六）應用于臨床治療，為一戰士兵發明了“高滲鹽溶液傷口消毒法”。然而，他之所以被永載醫學史冊，則源于1928年與青霉素的那場“邂逅”。

神奇的“魔彈”

“魔彈”一詞是19世紀末德國科學家保羅·埃利希發明的。在當時，人們已經意識到微生物是引起人類傳染病的病原，而“魔彈”則是指能夠消滅人體內的致病微生物，且不會傷害健康細胞的化學物質。20世紀初，全世界的細菌學家都致力于尋找“魔彈”。但令人意想不到的是，青霉素這枚“重量級魔彈”竟然以一種頗為戲劇性的方式砸到了弗萊明的頭上。

1928年9月3日，當時47歲的弗萊明，發現一批接種了金黃色葡萄球菌的培養皿因沒有及時處理，長出了青霉菌。他發現，在一株青霉菌落周圍，金黃色葡萄球菌消失了。弗萊明馬上敏感地意識到，青霉菌一定分泌了某種物質，從而抑制了金黃色葡萄球菌的生長。他很快發現，具有殺菌作用的是特定青霉菌的變種——過濾后的青霉菌培養液不僅能殺死葡萄球菌，還能殺死鏈球菌、白喉棒狀桿菌等多種病原菌。更令他興奮的是，這種具有很強殺菌能力的物質對試驗動物不會造成任何損害。1929年6月，弗萊明發表了那篇著名的論文《關于霉菌培養的殺菌作用》。

倫敦團隊

發現青霉素之后，弗萊明著手進行提純工作。然而，這項工作卻困難重重。首先，青霉素的產量非常低——為了得到一小瓶澄清的濾液，弗萊明和他的助手們不得不過濾幾十公斤培養液。其次，青霉素的性質極不穩定，一遇熱就失活。

弗萊明沒有灰心，他邀請生化學家哈羅德·雷斯特里克、化學家克魯特布克和細菌學家勞凡爾開展提煉工作。這個研究團隊后來被稱作“倫敦團隊”。可惜的是，不久后，雷斯特里克死于一次意外事故，克魯特布克也英年早逝，勞凡爾則另謀高就，青霉素晶體的提純工作就此擱淺。

1935年，擔任英國牛津大學威廉鄧恩病理學院院長的喬治·德雷爾教授，接過了青霉素研究的接力棒。然而，他淺嘗輒止，很快便放棄了此項工作。幸運的是，德雷爾教授的助手坎佩爾·仁頓小姐，因堅信青霉素有研究價值，保留下一株青霉菌。

牛津團隊

1940年的一天，德國生化學家錢恩，在威廉鄧恩病理學院的走廊上偶遇了仁頓小姐。錢恩當時并沒有自己的研究課題，甚至一度想離開英國，因為這場偶遇，錢恩最終決定將青霉素作為自己的研究方向。錢恩的研究得到了鄧恩病理學院當時的院長——霍華德的大力支持，并組成了“牛津團隊”研究小組。

基于青霉素遇熱不穩定的特點，擅長化學的錢恩反復試驗，通過冷凍干燥，將青霉素水溶劑的溫度降低，成功萃取了褐色的青霉素粉末。這種粉末的化學性質不僅十分穩定，其抗菌能力比當時最強的磺胺還高20倍。

1940年5月25日，就在德國軍隊向敦刻爾克進軍的同時，“牛津團隊”正在進行一項十分關鍵的試驗：對8只小鼠給予致死劑量的鏈球菌，隨后對其中4只小鼠注射提純的青霉素，對另外4只小鼠則不予任何處理。第二天，4只未接受任何處理的對照組小鼠全部死亡，而4只注射了青霉素的小鼠全部存活！這意味著，人們終于能夠制造出安全有效、劃時代的抗菌藥物——青霉素。

加速研究進程

戰爭對抗菌藥物的需求迫使“牛津團隊”不得不加快青霉素的研究進程。1941年2月，首次青霉素人體試驗的對象，是一位患有嚴重菌血癥的警察。試驗開始時，青霉素對侵入人體的鏈球菌十分有效。但“牛津團隊”的青霉素儲量太少——很快就不夠用了。實驗人員甚至從病人尿液中回收青霉素使用，仍然沒能獲得足夠的藥物來維持治療。患者最終于一個月后死亡。

以上實驗結論以論文形式發表在頂級權威學術期刊《柳葉刀》上。該實驗的主要參與者弗洛里沒有灰心，他利用與美國空軍合作的機會，請飛行員從世界各地采集土壤樣本，從中分離高產青霉菌株，同時改良培養方案。團隊的另一位成員——希特利，遠赴美國，與伊利諾斯農業實驗室的研究人員合作，采用深層發酵法，令青霉素的產量得到了極大提高。1943年，弗洛里和美國軍方簽訂了青霉素生產合同，大規模的青霉素臨床試驗隨后在北非戰場上開展。青霉素讓無數原本需要截肢，或可能死于壞疽病的士兵重返戰場，迅速幫助盟軍扭轉戰局。1944年，青霉素的供應量已經足夠治療二戰期間所有參戰的盟軍士兵。

最高榮譽

1943年，弗萊明成為英國皇家學會院士。

1944年，弗萊明和弗洛里受封為爵士。

1945年10月，弗萊明、弗洛里和錢恩共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎，他們的獲獎理由是：發現青霉素及其對各種傳染病的療效。這是二戰期間與原子彈、雷達相提并論的三項重大發明之一。被保羅·埃利希預言的“魔彈”最終成為現實，人類從此進入了抗生素時代。

值得一提的是，無論弗萊明還是弗洛里，他們都沒有為青霉素申請專利。弗萊明說：“為了我自己和一家人的榮華富貴，而有意無意地去危害無數人的生命，我不忍心。”弗洛里則說：“我認為知識和科學發現本應為人類所共享，申請專利只會影響青霉素的總產量。”

而與此形成鮮明對比的是，1945年，在巨額利潤的誘惑下，美國三大藥廠瑞輝（Pfizer）、施貴寶（Squibb）和默克（Merck）聯合申請了青霉素專利，“牛津團隊”后來不得不向美國購買專利進行后續研發。

后記

1944年，著名微生物學家湯飛凡制造出了我國第一支青霉素。

1953年，在湯飛凡、張為申等學者的帶領下，我國實現了青霉素的大規模量產。時至今日，中國的青霉素年產量已占全世界青霉素總產量的60%。

1955年3月11日，弗萊明與世長辭。他的遺體被安葬于圣保羅大教堂——這是一個英國公民死后可以獲得的最高榮譽。為了紀念他，倫敦圣瑪麗醫學院防疫科被改稱為“弗萊明研究所”。

錢恩于戰后遠赴意大利。1965年，因為對青霉素的卓越貢獻，錢恩也被封為爵士。1979年，錢恩在愛爾蘭去世。

弗洛里于戰后移居美國。1960年，弗洛里出任英國皇家學會會長，并于1974年再度榮獲諾貝爾化學獎。1985年，弗洛里在加利福尼亞去世。

如今，針對青霉素耐藥菌的研究已經成為熱點。青霉素還會有哪些傳奇？科學將帶給我們答案。