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第8章 抗菌素的发明

这是1984年3月1日,伦敦著名的拍卖行劳埃德商行的拍卖大厅里人头攒动,人们等待着购买自己心仪的物品。拍卖开始了,首先拍卖的是亚历山大·弗莱明的最早论文复写本,人们早就从拍卖公告中得知了这一消息。随着报价抬升,敢于竞争的买家越来越少了,最后,不足20页的论文复写本,竟然以2010镑的惊人高价被买走了。

是怎样的一篇论文能够让买家出得如此高价呢?原来这是由弗莱明写的关于青霉素即盘尼西林抗菌剂的著名论文,多少年来,它是收藏家梦寐以求的收藏珍品。弗莱明是世界科学史上一位传奇式的人物,他发现了溶菌酶和盘尼西林,挽救了数以亿计的人们的生命,曾荣获1945年诺贝尔奖。收藏家们认为,这篇题为《关于盘尼西林培养液的抗菌作用》的论文,具有普渡众生的魔力。

人类进入文明社会以来,人类发明了难以计数的各种药物,但自始至终药效不减、闯遍天下的,只有盘尼西林。它具有广泛的抗菌功能、无副作用和不使病菌产生抗药作用等优点。从它诞生之日起,人们就将它视为“神药”。

亚历山大·弗莱明是盘尼西林药物的发明者,他于1881年出生在英国爱尔沙亚的一座农庄,他父亲是一个庄园主,爱好自然科学。14岁时,弗莱明遵父命到伦敦去同他那当医生的兄弟住在一起,随后在一家船运事务所当小工。后来,弗莱明继承了一笔为数不多的遗产,这笔财产让他得以在圣玛丽医院学医。学习期间,聪颖的弗莱明差不多取得了所有的奖学金,1906年,他以优异的成绩毕业,成了一名医生。离开了圣玛丽医院以后,弗莱明在赖特的预防接种站里找到一份临时工作,他在那里一呆就是半个世纪。

赖特是一位医学的开拓者,他坚信疫苗对抵抗细菌入侵具有神奇作用,长期以宗教般的热情从事研究工作。他的接种站的经济来源,在很大程度上依靠出卖疫苗。弗莱明进入赖特预防接种站后,很快便成为研究小组中一名能干的成员,他发明了一些新的研究方法,制作了一些仪器,赢得了赖特先生和同伴们的赞许;与此同时,弗莱明还成了研究梅毒和用注射洒尔福散治疗梅毒的专家。

弗莱明把研究传染病作为自己的研究方向,正当他雄心勃勃准备在传染病治疗领域大干一场的时候,第一次世界大战爆发了。弗莱明和赖特在战争期间一起去战地医院服务,从事伤口感染的治疗。弗莱明的研究没有因战争而中断,他把研究传染病的热情转移到研究防治伤口感染上,这使他很快就抓住了问题的要害。

弗莱明认为要提高伤病的治愈率,就必须防止感染。有一次,医生在弗莱明的指导下,以近乎万无一失的方式进行了消毒灭菌,并用抗菌剂对伤员的伤口做了外科处理,大家都以为不会出现伤口感染。可是,几天之后竟有一些伤员因伤口感染、化脓而死去,这使弗莱明异常震惊,从此弗莱明把注意力集中到给伤员敷用的抗菌剂本身上了,经过精心的观察和反复实验,弗莱明找到了罪魁祸首。原来,当时医疗所用的抗菌剂,事实上是“有毒”的,为此他发明了用来给新的抗菌剂评估的试验方法,他们的工作非常出色,弗莱明所在的战地医院成为防止伤口感染效果最佳的医院。战争结束了,弗莱明又回到了赖特接种站,从事他心爱的研究工作。战争使赖特接种站的伙伴们减员了,但战后的重建工作又为站里增添了新生力量。不久,艾利森大夫成了弗莱明的助手,两人配合默契,工作很有成效。

1921年,弗莱明和艾利森共同合作,发现了溶菌酶。溶菌酶是一种大量分布在动植物组织中、能够溶解病菌的生物酶。当时,弗莱明和助手正在做一项生物培养抗菌试验,当弗莱明观察培养液时,培养液板恰好被一种十分稀少的生物孢子污染。机遇偏爱有准备的头脑,这种偶然的现象一下子把弗莱明的注意力吸引到早先并不认识的具有溶菌作用的酶上。随即,弗莱明将研究重点转移到酶上,他同艾利森一起对溶菌酶开展试验研究,为后来发现青霉素奠定了基础。

弗莱明和他的助手在对溶菌酶进行了7年的研究之后,本以为溶菌酶能够成为一种重要的疫苗或有效的药物,但是他们的目的没有达到,这是因为溶菌酶在病原生物方面几乎丝毫不起作用。科学研究终归面临成功或失败,而且失败的总量总是大于成功的总量,失败固然可惜,但宝贵的经验却是千金难买的,没有失败经验的人,不可能尝到成功的甜头,失败获得的经验为弗莱明打开了通向盘尼西林的大门。1928年,弗莱明发现了盘尼西林,完成了科学史上彪炳千秋的功业。

那是1928年炎热的夏天,赖特生物研究中心破例让大家休一个避暑假,大家都跑向海滨避暑胜地或一切清凉宜人的地方。几天来的连续失败使弗莱明的心情格外烦躁,他胡乱地放下手中的实验,准备去海滨避暑。天气热得让人透不过气来,什么事也干不下去,实验台上堆放着杂乱无章的器血,这在20多年的科研生涯中还是第一次。从前,细心的弗莱明可不是这个样子的。

9月初,天气渐渐凉爽下来,人们也心平气和了,赖特研究中心的人们陆续回来工作。一天,弗莱明来到实验室,观察他度假之前搁放在工作台上的一堆盛有培养液的器皿,他望着生毛发霉的试验器皿有些追悔莫及,应该在度假之前就把这些东西收拾好,他丢弃了这些不能再用的东西。过了不久,弗莱明重新取回其中的一些器皿,做进一步的观察。其中一个器皿经过第二次仔细检查之后,显现出这样一种现象:靠近一团霉菌的一些葡萄球菌落,明显地被溶解掉了。这时弗莱明脑子里已经有了溶菌酶的概念,特别是经历失败之后他得到了宝贵经验,他决定将这些菌落进一步培养观察,并做进一步深入的研究,于是发现盘尼西林的历史开始了!

1928年10月30日,弗莱明郑重地在笔记本上写下了有关霉菌试验的情况。弗莱明将霉菌在常温下放入盘中培养了5天,再将其他多种生物培养液以条状穿过菌落,然后再用培养液加以培养。他把结果记录下来:“某些生物体直接朝霉菌生长,甚至越过并覆盖住了霉菌,而葡萄球菌却在霉菌前2.5厘米处停下了。”在随后的一次试验中,弗莱明在装有混浊的葡萄球菌悬珠体瓶中又加入一些霉菌培养液,并进行培养观察,3小时之后悬珠体混浊液开始变清了。

弗莱明的那个灰色布面的道林纸笔记本上,有这个一句世界皆知的话:“这表明在霉菌培养液中包含着对葡萄球菌有溶菌作用的某种物质。”这里提到的“某种物质”后来被命名为盘尼西林。

1929年1~6月,弗莱明和他的年轻助手里德利、克莱道克一起研究了这种被命名为盘尼西林的霉菌的活动情况。盘尼西林能够生存在许多种不同的生物体中,生命力极强,经过试验证明它对活细胞无毒害作用,一系列试验结果使弗莱明高兴极了。他认为盘尼西林就是他长期梦寐以求的“完美无缺的抗菌剂”。

在血清存在的情况下,盘尼西林几乎完全丧失杀菌的能力1929年5月10日,弗莱明将他有关盘尼西林的论文正式提交出版,这一版的复写本就是收藏家千金以求的珍本。论文的发表并没有立即给弗莱明带来荣誉和地位,相反,盘尼西林试验失败的消息传入他的耳中。一听到这样的信息,弗莱明的心猛地一下子抽紧了许多,在此刻,弗莱明是多么害怕失败,因为这将证明他以前做的工作白费了,然而一些试验结果确实使弗莱明把盘尼西林作为一种全身或局部性抗菌剂的希望破灭。这些试验显示了盘尼西林的弱点,它必须花4个多小时才能把细菌杀死;在血清存在的情况下,它几乎完全丧失杀菌能力;如果它通过静脉注射到兔子身上,30分钟之后就会消失在血液中,并不能穿过感染的组织,因而不能将表层下面的细菌消灭……

此时,弗莱明意识到如果继续研究盘尼西林在临床上的使用,恐怕会得不偿失,因此他没有去做关键性的动物保护性试验,而这些试验极有可能能揭示出盘尼西林真正具有的杀菌功能。从此,弗莱明放慢了研究盘尼西林的工作速度。

在1930年以后的10年时间里,弗莱明陆续发表了27篇论文,他一直将盘尼西林作为出售的疫苗进行生产,他并不鼓励别人去做盘尼西林的提纯工作,他自己对此也毫无兴趣。1936年,磺胺产生了,这更使得盘尼西林黯然无光,人们几乎忘却了盘尼西林。

第一篇关于盘尼西林的文章发表了,以后的盘尼西林论文又陆续发表了。这些论文像离弦的弓箭一样,射出去就不再属于弗莱明,它是全世界的人的财富。盘尼西林在它的发现者那里受到了冷遇,但这些冷遇完全被牛津试验者的热度所弥补,一位名叫欧内斯特·金的研究酶的化学家让盘尼西林焕发了青春。欧内斯特·金在收集文献时发现了弗莱明的盘尼西林论文,他对弗莱明关于溶菌酶的设想十分感兴趣,随即他就将论文交给了著名的病理学家弗洛里。由于弗洛里的关注,盘尼西林才有机会显示它的效力。不久之后,弗洛里证明盘尼西林既不是溶素,也不是一种酶,但他对盘尼西林的抗菌效力十分满意。

1940年5月25日,弗洛里进行了动物保护性试验,通过实验证实了弗莱明的盘尼西林菌株具有强大的杀菌作用,这个发现进一步鼓舞了弗洛里,他几乎把牛津大学的系变成一个进一步将盘尼西林用于临床试验的工厂。翌年,提纯盘尼西林的工厂果然开业。

不久,弗洛里将纯化后的盘尼西林应用于人体身上,取得了明显的效果,但遗憾的是他们发表的成果报告并没有引起公众的兴趣和反响,甚至连弗莱明本人对此也不置可否。

1942年8月,弗莱明有一位朋友患了脑膜炎,虽经磺胺药物治疗,但是没有什么效果。眼看病人快死了,弗莱明最后决定采用盘尼西林。他向弗洛里求援,弗洛里为他提供了一些盘尼西林并告诉他如何使用。用药之后,濒临死亡的病人奇迹般地恢复了健康。这位社会知名人士使弗莱明大夫马上成了无数家报纸采访的中心人物,盘尼西林立刻成了新闻界的宠儿。

盘尼西林治疗各种疾病显示出了神奇功能,这在欧洲引起了一场“盘尼西林旋风”。不久,盘尼西林闯遍天下,成了各科医生案头必备的抗菌剂,荣誉像雪崩一样朝弗莱明涌来。

1945年,弗莱明同弗洛里、欧内斯特·金分享了诺贝尔医学和生理学奖金。在这以后的10年里,弗莱明继续攀登在科学的道路上,他曾经获得15个城市的荣誉市民的称号、25个荣誉学位以及140多次重大奖赏、荣誉和奖励。

弗莱明既是一位技艺超群的细菌学家,也是一位具有敏锐眼光的观察家,他受到人类永恒的尊敬。

1955年,这位伟大的“盘尼西林之父”辞别了他精心维护的美好的世界。

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