弗莱明和青霉素

弗莱明和青霉素

青霉素是大家都很熟悉的一种药物，在药房都能买到各种青霉素的药膏、药片、针剂等。这是再平常不过的一种药物了。可是在50多年前青霉素还没有问世的时候，即使是普通的肺炎，也常常会夺去人们的生命。只要医生诊断是急性肺炎，几乎就等于宣判了死刑。直到青霉素用于临床以后，这个灾难才被解除。青霉素的作用还远不止于此，它作为消炎剂可治疗许多疾病，特别是那些革兰氏阳性菌所引起的疾病。然而，从自然界发现青霉素，直到用它服务于人类，经历了曲折的过程。

青霉素结构图

青霉素的发明者亚历山大·弗莱明于1881年出生在苏格兰的洛克菲尔德。弗莱明从伦敦圣马利亚医院医科学校毕业后，从事免疫学研究。后来在第一次世界大战中作为一名军医，研究伤口感染。他注意到许多防腐剂对人体细胞的伤害甚于对细菌的伤害，他认识到需要某种有害于细菌而无害于人体细胞的物质。

1928年，弗莱明还是英国圣玛丽学院的细菌学讲师，10多年来，他一直在苦苦追索着病菌引起疾病的秘密，探求着消灭这些可怕病菌的方法。他在自己的实验室里，天天不停地忙碌着。

从1928年秋开始，弗莱明的研究工作转向了葡萄球菌。这是一种圆形小点样的细菌，常常聚集成串，就像串串葡萄一样，因此被称为葡萄球菌。这种病菌是人类许多疾病的祸首。弗莱明将各种养料配制成培养基，置于培养皿中，然后将葡萄球菌接种在培养基上，调节至适宜的温度保温培养。每天早晨，他都耐心地打开一个个培养皿，沾上一点细菌菌落涂在玻璃片上，小心地染上颜色，在显微镜下观察并作好记录。日复一日，弗莱明在重复单调的工作中积累着数据和资料。

亚历山大·弗莱明

当他打开培养皿沾取细菌时，碰巧会有在空气中飘浮的另一种细菌或生活力很强的霉菌会落到培养皿中的培养基上，这些讨厌的微生物在培养皿里快速地生长繁殖，妨碍了正常实验的进行。这种情形几乎在每一个细菌实验室里都曾经发生过，一般不是将它挑开就是连同整个培养基倒掉了事。但是，对新事物敏感的弗莱明，却没有轻易地放过这现象。1928年的秋天来到了。一天早晨，弗莱明像往常一样，从许多个培养皿中，逐个地取出培养皿挑取葡萄球菌进行观察。这时，弗莱明的目光停在了一只被污染的培养皿上，一种来自空气的绿色霉菌落到培养皿里，并且生长繁殖起来了。弗莱明拿起这个培养皿对着亮光仔细地观察着，培养皿里的奇怪现象引起了他的注意:在绿色霉菌的周围，所有原先生长着的葡萄球菌全都消失了，留下了一圈空白的区域。

弗莱明在记录上仔细地记下了这个怪现象:“是什么引起我的惊奇?就是在绿霉周围相当广大的区域里，葡萄球菌溶化了，从前长得那样茂盛，而现在只留下了一点枯痕!”

他反复地自问:“为什么绿色的霉菌能致葡萄球菌于死地呢?”

弗莱明不愧是一个很有素养的微生物学家。早在6年前，他就在人的眼泪和唾液里发现过一种抗菌物质——溶菌酶。而现在看到的绿色霉菌，具有比溶菌酶强得多的杀菌能力，这深深地吸引了他。他立刻着手培养这种霉菌，并用霉菌的培养液滴入长满葡萄球菌的培养皿中，几个小时后，葡萄球菌就“全军覆没”了。弗莱明还将培养液稀释，直到稀释800倍，还具有良好的杀菌作用。接着他发现，这种霉菌是普通的面包菌——青霉菌，并将青霉菌产生的抗菌物质称为抗菌素。

古代人们就知道一些发霉的东西能消炎解毒。我国在2000多年以前就开始用豆腐上的霉来治疗疖、痈和某些化脓性皮肤感染。自巴斯德发现微生物以来，人们进一步认识到一些细菌能抑制或消灭另一些细菌。弗莱明通过试管和动物试验，发现青霉素对引起许多严重疾病的葡萄球菌、链球菌、肺炎球菌确有效果。但由于缺乏化学知识，弗莱明无法将液体培养基中的青霉素提取出来，从而走到了山穷水尽的地步。他自己也清楚地认识到:只要纯品青霉素不能从青霉菌培养液中提取出来，它就无法在实际中应用。青霉素的发现永远只能停留在基础研究阶段。但他实在舍不得丢弃这株青霉菌，于是就耐心地把它在培养基上定期传代，这工作一干就是10多年。

直到1939年第二次世界大战爆发，欧亚大陆战火纷飞，英伦三岛也受到德国法西斯的军事威胁。磺胺类药物在治疗创伤感染和传染病方面渐渐显出了不足。牛津大学病理学院的弗洛里教授，这位同样也是在寻找抗菌物质的科学家，在查阅抗菌物质的文献时发现了弗莱明10年前发表的关于青霉素的良好抗菌作用。于是他联合了生物化学家钱恩等一批人，从弗莱明那里要来青霉菌株，开始向青霉素的提纯进军。他们的工作受到了美国洛克菲勒基金会的资助。

经过一年多的努力，他们终于得到了相当纯净的青霉素结晶。青霉素与D—丙氨酰—丙氨酸的分子结构相似，在代谢过程中能与肽酶竞争结合，破坏粘肽的交叉结构，使细菌无法形成细胞壁。弗洛里和钱恩进行了大量的试管试验和动物试验，再次肯定了青霉素对多种病原菌具有强大的杀伤效力。多次反复的试验，也使他们在青霉素的特性、用法和制备方面积累了宝贵的经验。

1942年，青霉素试用于在非洲作战的英军伤病员，取得了满意的效果。

在英国研究青霉素的结构和提纯的同时，美国也开始了大规模的研究，并很快地投入了生产。

1944年，英美联军在法国诺曼底登陆，大量官兵受伤，这时青霉素大显神通，几乎药到病除，令人刮目相看。一位陆军少将称赞青霉素是治疗战伤的“里程碑”。而实际上，青霉素的功绩远远不止于在治疗战伤上。青霉素的应用，改革了传染病的治疗方法，引出了一门新的科学——抗菌素学，推动了以后几十种抗菌素的发现和应用，有效地提高了人类的寿命，也是人类在生存斗争中的一大胜利。