很多人對青霉素并不陌生。在現代醫院里，青霉素是一種非常普通而常用的藥物。然而，有誰知道，就在三、四十年前青霉素還是價值千金的名貴藥品。那時流行著許多傳染病，如猩紅熱、白喉、腦膜炎、淋病、梅毒等，這些疾病嚴重地威脅著人們的生命。由于沒有有效的治療方法，人們只能眼睜睜地看著一個個病人悲慘地死去。但是，青霉素的發現，給那些在種種傳染病折磨下的人們帶來了生機，也帶來了希望。可以毫不夸張地說，青霉素的發現開辟了全世界現代醫療革命的新階段。

　　偶然的發現

　　青霉素——這一醫藥學上的重大發現完全是一個偶然的機遇促成的。第一次世界大戰結束后不久，在英國倫敦圣瑪麗醫院的一間小小的實驗室里，一個叫亞歷山大·弗萊明的蘇格蘭人正在忙碌。他是一位細菌學家，很長一段時間以來，他一直致力于抗菌物質的研究，試圖發現白血球是怎樣抗擊入侵的病菌的，以及白血球是怎樣在傷口愈口時幫助新的組織生長的。為此，他在實驗室中放置了許多玻璃器皿，里面培養著各種菌種。弗萊明的實驗室擺設得像舊貨店一樣雜亂無章。這位蘇格蘭細菌學家有個奇怪的習慣，他在初步研究過自己培養的細菌后，往往順手把那些玻璃器皿隨便地放置起來。過一個星期以后再打開來看看發生了變化沒有。可是就在這間充滿灰塵的房子里，甚至就在有意無意之間，蘇格蘭人弗萊明做出了醫學史上的一個偉大的發明。 1928年 9月的下午，弗萊明和往常一樣來到了實驗室。他培養了一些葡萄球菌。這是一種引起傳染性皮膚病和膿腫的常見細菌。弗萊明一邊察看著菌種的生長情況，一邊和一位同事閑談。忽然，他的視線被什么東西吸引了，感到情況有點不對頭。話沒說完，他就湊上前去觀察其中的一個培養皿。這個培養皿中原本生長著金黃色的葡萄球菌，卻變成了青色的霉菌。由于實驗過程中需要多次開啟培養皿，因此，弗萊明心中暗想，一定是葡萄球菌受到了污染。但是令人奇怪的是，凡是培養物與青色霉菌接觸的地方，黃色的葡萄球菌正在變得半透明，最后完全裂解了，培養皿中顯現出干干凈凈的一圈。毫無疑問，青色霉菌消滅了它接觸到的葡萄球菌。對于這一現象，一般的細菌學家可能不會覺得有什么了不起，因為當時已經知道有些細菌會阻礙其它細菌的生長。可是這種不知名的青霉菌居然對葡萄球菌有如此強烈的抑制和裂解作用，要知道葡萄球菌是極其重要的人類致病細菌。因此，這一發現就非同尋常了。良好的科學研究素質促使弗萊明立刻意識到可能出現了某種了不起的東西。他要知道這種神秘的具有如此效力的霉菌究竟是什么。他迅速地從培養皿中刮出一點霉菌，小心地放在顯微鏡下。透過厚厚的鏡片，他終于發現那種能使葡萄球菌逐漸溶解死亡的菌種是青霉菌。隨后，他把剩下的霉菌放在一個裝滿培養基的罐子里繼續觀察。幾天后，這種特異青霉菌長成了菌落，培養湯呈淡黃色。他又驚訝地發現，不僅這種青霉菌具有強烈的殺菌作用，而且就連黃色的培養湯也有較好的殺菌能力。于是他推論，真正的殺菌物質一定是青霉菌生長過程的代謝物，他稱之為青霉素。此后，在長達四年的時間里，弗萊明對這種特異青霉菌進行了全面的專門研究。結果表明：青霉菌是單株真菌，與面包或奶酪里的霉菌沒有什么不同。但是青霉素卻對許多能引起嚴重疾病的傳染病菌有顯著的抑制和破壞作用，而且殺菌作用極強，即使稀釋一千倍，也能保持原來的殺菌力。它的另一個優點就是對人和動物的毒害極小。青霉素是第一種有效實用的抗生素，它在治療傳染病方面的神奇效力，給那些正與各種傳染病進行殊死搏斗的人們帶去了福音。表面看來，這一重大的醫學成就的取得是多么偶然，多么不可思議，甚至在弗萊明自己的報告中也稱之為一個偶然的機遇。其實，早在1911年，里查特·威斯特林在斯德哥爾摩大學答辯的博士論文中記載過特異青霉，經鑒定證明那就是弗萊明發現的青霉產生菌。遺憾的是，威斯特林并沒有進行更深入的研究，從而沒有發現它的抗菌作用。如果人們知道這些，就不能不承認，這一偶然發現之中其實也包含著某些必然的因素——弗萊明的個人的性格和研究活動特色。

　　并非上帝的寵兒

　　亞歷山大·弗萊明，1881年8月6日出生于蘇格蘭艾爾郡洛奇菲爾德。他是蘇格蘭低地農民的后裔，家境貧寒。他 7歲時，辛勤操勞的父親去世了，家里越發拮據，他的童年生活也更加艱苦。他由于生活在鄉間，日日呼吸著清新的空氣，在碧綠的田野上，在清澈的小溪畔，追尋美妙的自然風光，使得幼小的弗萊明已經學會了細致地觀察自然，陶冶他自然純樸的感情。長大后，他來到了倫敦。一小筆意外的遺產，幫助他實現了多年的夙愿——學醫。他考上了帕丁頓的圣瑪麗醫學院。由于他刻苦勤奮，成績優異，1909年畢業后即留在了圣瑪麗醫院，并且幸運地參加了預防接種科。這是由免疫學界先驅——阿爾姆羅斯 ·賴特博士直接領導的。無疑，弗萊明是一位極有才華的醫生，如果不是有了什么意外的話，他一定會在免疫學方面做出成就。第一次世界大戰爆發了。戰爭幾乎改變了每個人的生活軌道。弗萊明以中尉軍階參加了皇家軍醫部隊。在賴特上校的領導下，到法國的布洛涅建立了一個戰地研究實驗室，參與研究并協助治療協約國傷員所患的傳染病。在血與火的戰場上，人的血肉之軀是擋不住那無情的炮火的，傷員越來越多。盡管傷員們被以最快的速度送到布洛涅，可是由于戰場上衛生條件極差，當傷員抵達時，傷口常常已經感染，而且一旦感染到血液，再高明的醫生也無能為力了。站在那些受了感染的傷員中間，站在那些痛苦不堪和瀕臨死亡的人們中間，作為一個醫生，不僅不能幫助傷員解除痛苦，而且還得眼睜睜地看著那些渴望生活的傷員一個個不情愿的被迫投入死神的懷抱，弗萊明真是心如刀絞。漸漸地有一個念頭在弗萊明的心里越來越堅定了，那就是一定要發現一種能夠殺死那些病菌的藥物。正是醫生的責任感促使弗萊明在1919年退伍后，又回到了圣瑪麗醫院研究抗菌物質。弗萊明是一個非常有創造性和想象力的人。他在工作中從不墨守成規。相反，常常做出一些在別人看來會覺得十分古怪的行為。就在這貌似隨意的研究過程中，他的試驗不斷取得有價值的突破。發現青霉素的重要前提——溶菌酶的發現就是一個明顯的例證。那是1922年的一天，還是在那間亂七八糟的實驗室里，弗萊明正在觀察著培養皿中的菌種。他患著感冒，鼻塞得很不舒服。忽然，他靈機一動，取了一點自己的粘液加到一個培養皿中。奇怪的事情發生了：粘液周圍的微生物幾乎立刻就被溶解了。顯然，粘液中有什么東西對某些細菌有致命的作用。深入研究發現，這種活躍的物質是人體抵抗由空氣傳播的病菌的天然防御物的一部分。因為它像酶，能夠消滅和溶解細菌。弗萊明便把它命名為溶菌酶。后來，在V·D·阿里森的合作下，弗萊明等人不僅在人的血清、眼淚、唾液和牛奶中找到了溶菌酶，而且在白血球、蛋白和蘿卜汁等完全不同的物質中也找到了溶菌酶。雖然溶菌酶在抵抗更危險的病菌方面并不那么有效，但是，它證明了抗菌物質是如何起作用的。因此，不能否認溶菌酶的發現是抗菌類藥物研究的一個重大突破。它的發現為弗萊明的深入探索指明了方向，鼓舞他去發現作用更大的抗菌物質。人們不難發現，溶菌酶的發現出于一個偶然的想法，而青霉素的發現開始于一個機遇性的觀察，難道這些事情的發生純屬巧合嗎？青霉素發現以后，弗萊明曾應邀參觀美國的一所實驗室，那座現代化的實驗室中窗明幾凈，各種儀器擺放整齊有序。當時弗萊明曾幽默地說：“如果我的實驗室也這樣現代化，我可能永遠也發現不了青霉素。”這話非常耐人尋味。從事科學研究的人們也許會有所感觸。 1929年 2月13日，弗萊明向倫敦醫學院俱樂部提交了一份關于青霉素的論文。在這篇文章中，他闡明了青霉素的強大抑菌作用、安全性和應用前景。但是，由于弗萊明不懂生化技術，無法把青霉素提取出來。只要純品青霉素不能從青霉菌的培養液中提取出來，就無法在實際中應用。而在當時的技術條件下，即使對于專門的生化學家來說，提取青霉素也是一個重大的難題。也許正是由于當時提取的青霉素雜質較多，性質不穩定，療效不太顯著。人們才沒有給青霉素以足夠的重視。弗萊明并沒有失掉信心，他堅信青霉素的發現是有價值的，總有一天人們將不可避免地要用它的力量去拯救生命。因此，他沒有輕易丟掉所培養的青霉菌，反而耐心地把它在培養基上定期傳代。

　　先驅者的足跡

　　為什么弗萊明以抗菌物質研究為己任？為什么在他之前和之后的許多醫學界的先驅和后繼者都致力于抗菌物質的研究呢？原來，在19世紀下半葉，鼠疫、霍亂、肺結核等傳染病十分猖獗。大批大批的人們死于各種傳染病，人們生活在極度的恐懼和絕望之中。廣大醫學工作者全力以赴進行傳染病研究，終于發現有些傳染病是由微生物引起的，諸如肺炎球菌、霍亂弧菌和結核桿菌等，它們侵入人體，吞噬人體細胞。才華橫溢的法國人帕斯特還發現了一個有趣的現象：有些細菌雖然能置人或動物于死地，卻很容易被別的細菌所抑制或消滅。這種現象就是生物學和醫學上通常說的“拮抗作用”。于是人們自然地想到，如果能將對人體無害而對病源菌有拮抗作用的細菌引入體內，不就可以防治病菌感染了嗎？ 帕斯特等人對細菌、霉菌和其它小的有機體的研究已經為免疫學和細菌學這兩門 相關的科學奠定了基礎。還在弗萊明的學生時代，科學家們在這兩個領域的研究已經取得了重大進展。人們已經知道了大多數的疾病是由哪些細菌引起的，也研制出了預防天花、霍亂、白喉以及其它一些疾病的疫菌。但是，在醫學上還沒有找到有效的治療辦法。 1909年，法國的保羅·艾利希發現某些化學物質在抵抗引起梅毒的病菌方面有特殊的療效，他首創化學療法，即研制一些化學物質，使其能攻擊并消滅病菌卻不傷害人體其它細胞，從而使病人恢復健康。他明確指出：抗毒素和抗菌劑是一些魔彈，它們專打那些需要它們去消滅的細菌。 艾利希的結論給人們以極大的啟發，人們繼續尋找新的抗菌物質。20世紀20年代，德國研究人員發現了一種重要的殺菌藥物——磺胺類藥物。這種藥物對于化膿性咽喉炎、脊膜炎、淋病等都很有效，甚至用于某些由病毒引起的疾病也有許多治愈的例子。磺胺藥的巨大成功，使人們更有信心解決傳染病的治療問題了。然而，隨著時間的推移，人們逐漸發現，磺胺類藥物只對少數幾種疾病有較好的效果，對其它的疾病和傳染病效果并不明顯，而且，對于許多病人還會產生嚴重的副作用，甚至發生過因服用磺胺類藥物而死亡的例子。直到弗萊明發現了青霉素之后很長一段時間，各種傳染病照樣肆意地威脅著人們 的生命，人類的悲慘境遇呼喚著科學家的良知和責任。人類在期待著有效而無害的殺菌劑的問世。

　　青霉素的再發現

　　20世紀30年代，澳大利亞出生的病理學教授霍華德·弗洛里博士組織了一大批人專門研究了溶菌酶的效能。在這些人中，有著名的有機化學家、生物化學家、藥理學家，也有細菌學家和臨床工作者。1935年，29歲的生物化學家厄思斯特·錢恩博士的加盟使這個研究小組的科研力量立刻強大了起來。對溶菌酶的專門研究，使他們再次發現了細菌的抗菌作用。這個問題引起了他們的強烈興趣，從而決定重點研究抗菌物 質。為了開展這項工作，他們估計需要 250英鎊添置一些器材和試劑。由于人們普遍不信任他們，區區小筆費用在本國竟無人愿意贊助。此時，獨具慧眼的美國洛克菲勒基金會提供了這項資助。到1937年，這筆錢用完了，弗洛里又在銀行透支了500英鎊，他們再次向本國的醫學科研委員會（即 MRC）申請資助，不料再次遭到拒絕。又是美國洛克菲勒基金會伸出了援助之手，不僅答應了他們的全部要求，而且給予他們連續五年的資助，金額達5000美元。由于這個項目的研究后來引起了青霉素的再發現。因此，后來在洛克菲勒基金會的正式出版物中還特意記載了他們的資助。為了迅速了解抗菌物質研究的全部情況，1939年錢恩等人專程去各大圖書館查找以往的文獻，在一本積滿灰塵的醫學雜志上，他們意外地發現了弗萊明10年前發表的關于青霉素的文章。弗萊明關于青霉素具有良好的抗菌作用的闡述極大地鼓舞了弗洛里和錢恩。他們當機立斷，立刻把全部工作轉到對青霉素的專門研究上來。同年，錢恩和弗洛里在牛津發現了一株青霉葡萄球菌氧化酶培養物，這一菌種同弗萊明首次發現的特異青霉一模一樣。然后他們一鼓作氣，開始了試驗和分離青霉素的工作。不知經過多少個不眠之夜，到了年底，錢恩終于成功地分離出像玉米淀粉似的黃色青霉素粉末，并把它提純為藥劑。各種各樣的實驗結果證明，這些黃色粉劑稀釋三千萬倍仍然有效。它的抗菌作用比最厲害的磺胺類藥物還大 9倍，比弗萊明當初提純的青霉素粉末的有效率還高一千倍，而且沒有明顯的毒性。1940年春天，他們又進行多次動物感染實驗，結果都非常令人滿意。于是同年 8月，錢恩和弗洛里等人把對青霉素的重新研究的全部成果都刊登在著名的《柳葉刀》雜志上。這篇文章極大地震動了一個人，那就是青霉素的發現者弗萊明。他這10年來始終密切注視著抗菌物質的研究動態。他看到了錢恩和弗洛里的報告，心中十分欣慰，因為他們最終證實了他心中長期存在的疑慮。他立刻動身趕到牛津會見這兩個人。這次會見是歷史性的。當錢恩等人得知弗萊明還活著時，驚喜之情溢于言表。后來，弗萊明毫不猶豫地把自己培養了多年的青霉素產生菌送給了弗洛里。利用這些產生菌，錢恩等人培養出效力更大的青霉素菌株。經過一年多的辛勤努力，七、八十種病菌的試管實驗和動物試驗，都證明青霉素對引起多種疾病的病菌都有較大的殺傷作用。他們還提純出一點結晶狀態下的青霉素。

　　初顯神威

　　1941年 2月，一位警察刮臉時劃破了臉，因傷口感染而患了敗血癥。他很快被送進了牛津的一家醫院。當時病人全身膿腫，體溫高達華氏 105度，十分虛弱。醫生想盡各種辦法，使用了當時最好的磺胺類藥物，也無法阻止感染的進一步發展。面對垂危的病人，醫生都認為他活不了幾天了。在這種情況下，一直在尋找機會用他們的新藥——青霉素的弗洛里和錢恩向院方要求試一試。反正醫生已經放棄了希望，就同意了他們的請求。于是弗洛里和錢恩帶著他們所有的青霉素來到了這個警察的病床前。他們每隔 3個小時為病人注射一次青霉素。結果24小時后，不可思議的事情發生了。病人的情況穩定了。兩天后，病人的體溫下降，膿腫開始消退，病人自己也感覺好多了，并開始吃東西，生命力似乎又回到了病人體內。然而，錢恩等人總共只有一茶匙青霉素，青霉素在不斷減少。開始，醫生還能夠從病人的小便中回收一點，但是最后連這一點都用完了。五天后，眼看病人就要復原了，可是藥沒有了，病情也隨之惡化，結果這位警察還是死了。他們為沒能挽救那位警察的生命而感到不安。但是這畢竟是一個激動人心的開端。它表明，只要有青霉素，就能有效地制止感染，而且也不會對病人產生有害的副作用。這類副作用是一般磺胺類藥锍３；嵋?鸕摹＜父魴瞧諍螅??欽鎦瘟艘桓鲅現馗腥？ 伴毒血癥的病人，在其它藥物治療無效的情況下，注射青霉素后竟化險為夷。后來，他們又在非洲戰場上小規模地試用了青霉素。結果再次表明，青霉素能防治多種嚴重感染性疾病，控制傷口的繼發性細菌感染，局部應用還可使傷口早期縫合加快愈合。經過多次實驗，錢恩等人對青霉素的特性、用法和提取都積累了寶貴的經驗。問題是青霉素的供應量太少了，單靠實驗室提取，只能滿足少數病人的需要，還常常要從患者的尿液中回收再用。這種情況怎能滿足所有病人的需要呢？為了把人類從各種疾病 和傳染病的威脅中徹底解救出來，必須在工業上大規模生產青霉素。弗洛里等人很快認識到了這一點，開始為青霉素的工業化生產而奔忙。然而等待他們的會是什么呢？

　　青霉素的曲折命運

　　青霉素再次發現之后，它的命運仍十分坎坷。MRC 和牛津大學不僅拒絕為錢恩申請青霉素的專利保護，而且又拒絕了錢恩組建試驗工廠以進一步探索工業化生產青霉素條件的要求。弗洛里等人四處奔波，希望英國的藥廠能大量投產這一大有前途的新藥，遺憾的是多數藥廠都借口戰時困難而置之不理。最后，他們帶著滿身的疲憊和殘存的希望，遠涉重洋，來到了美國。在這片美洲大陸上，他們驚喜地發現，早在他們研究青霉素結構的同時，美國已經大規模地開展了該項研究。參加該項計劃的有大約 200 多名化學家，他們有的來自研究機構，也有的來自工廠企業。在牛津的工作者處境則極為困難，他們手中只有 2克青霉素，其中1.5克純度只有50%。而在美國的一個研究小組——Merck 小組就擁有幾百克的結晶青霉素。在美國，弗洛里等人終于得到了自己需要的幫助。1941年12月美國軍方宣布青霉素為優先制造的軍需品。農業部和私人工業也在全力以赴地尋找成批生產這種新藥的方法。青霉素應用之初，不僅一般人對它表示懷疑，就連多數醫務工作者也不相信它的藥效。當問及人們在傳染病發生時是選擇青霉素，還是選用磺胺藥時，多數人往往回答：我們任何時候都歡迎磺胺藥。直到1944年，英美聯軍在諾曼底登陸，開辟了第 2 戰場，開始大規模地同德國法西斯作戰，受傷的士兵越來越多，對抗菌藥物的需要也越來越迫切。在這次戰爭中，磺胺藥雖然發揮了很大作用，但在醫治重傷員方面效果卻不夠理想。而為數不多的青霉素卻填補了磺胺藥的空白，在醫治重傷員時顯示了較大的威力。活生生的事實，使得醫護人員不能不對青霉素刮目相看。更重要的是，青霉素在治療戰傷方面的奇妙作用，引起了軍事指揮人員的關注。就在諾曼底戰役中，一位陸軍少將由衷地稱贊道，青霉素是治療戰傷的一座里程碑。在軍方的大力支持下，青霉素開始走上了工業化生產的道路。伊利諾斯州皮奧里亞的一家工廠生產了第一批青霉素。但產量少得可憐。因為青霉素的生產工藝十分復雜。為保證青霉的良好生長，必須向培養青霉的營養液中輸入滅過菌的空氣。否則，辛辛苦苦生長起來的青霉和它的青霉素就會報廢。要使一個玻璃瓶中的營養液獲得源源不斷的元菌空氣已是大費周折了，而工廠中一個裝了上噸營養液的發酵罐如何獲得純凈空氣的供應將是更困難的事情。直到1942年，青霉素的大規模生產才有可能。因為：第一，人們發現了一種來源廣泛又非常便宜的營養液。第二，人們在皮奧里亞的一家雜貨店里腐爛的羅馬甜瓜中，找到了一種叫做金菌青霉素的霉菌。這種霉菌生產速度很快。產量也比青霉葡萄球菌氧化酶高上百倍。利用這個菌種，科學家們又培養出一種產量更高的霉菌突變種。第三，人們找到了一種更為有效的培養方法——發明了一種有兩層樓高的巨大的容罐，里面裝上2萬5千加侖營養湯，用像飛機的螺旋槳一樣大的攪棒在罐中不停地攪拌，使純凈的空氣源源不斷地通過容器內的營養湯。這樣，霉菌就不僅僅生長在營養湯的表面，而且也可以在全部營養湯內部生長。有了這三個方面的突破，青霉素的產量一下子提高了。到1942年末，有二十余家美國公司開始大量生產青霉素。待戰爭結束時，產量已能滿足一年治療七百萬病人的需要。青霉素大量應用以后，許多曾經嚴重危害人類的疾病，諸加曾是不治之癥的猩紅熱、化膿性咽喉炎、白喉、梅毒、淋病、以及各種結核病、敗血病、、肺炎、傷寒等，都受到了有效的抑制。那些染上嚴重疾病的人們心中又有了希望，眉間又有了笑意，生命又有了依托。青霉素奇跡般的療效，迷住了幾乎所有的人，促使人們在世界各地到處尋找新的抗菌物質。一時間，許許多多醫藥工作者紛紛來到污水溝旁、垃圾堆上、田野之中，采集樣本，篩選菌種。終于在1943年，俄國出生的生化學家瓦克斯曼博士發現另一種有效的抗菌素——鏈霉素。這是一種生長在土壤之中的微生物所產生的物質。這種新藥可以有效地治療包括肺結核在內的一些疾病。不過它的毒性卻大于青霉素。此后，在短短二十余年內。人們又陸續地發現了氯霉素、金霉素等數十種各有功效的抗菌素。抗菌素的廣泛應用，不僅充分地展示了它的神奇的功效，同時，也尖銳地暴露出它的問題。在全世界服用青霉數總數超過億劑后，青霉素引起了第一例死亡。后來，人們發現，多達 10%的人對青霉素有過敏反應，而且某些細菌逐漸對青霉素產生了耐藥性。盡管如此，青霉素的偶然發現仍然是人類取得的一個了不起的成就。為表彰弗萊明等人對人類作出的杰出貢獻，1945年的諾貝爾醫學獎授予了弗萊明、弗洛里和錢恩三人。從印度到南北美洲的各國政府和學術機構紛紛公開授予弗萊明各種榮譽稱號。然而，弗萊明始終是個謙虛的人。1955年 3月他死于心臟病前不久曾說過：“我所到過的每一個地方，人們都熱切地對我表示感謝，說我挽救了他們的生命。我實在不懂得為什么他們要這樣做。大自然創造了青霉素，我只不過是發覺了它的存在。”這是多么感人的樸實精神啊！