医海钩沉—青霉素的发现

（文 / 袁越）

海明威的小说《乞力马扎罗的雪》里面的主人公因为在非洲打猎时不慎被树枝刮了一个口子，就不得不痛苦地死去。今天的人们不必如此担心，因为我们有抗生素。

众所周知，世界上第一个抗生素就是1928年被亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming）发现的青霉素。不过，青霉素的发现完全是一次偶然事故，其中的巧合简直匪夷所思。

那是1928年夏天，伦敦圣玛丽医院的微生物学家弗莱明把几个金黄色葡萄球菌培养皿扔在实验室的架子上，去外地度假了。回来后他发现其中一个培养皿里污染了一个霉菌菌落，他刚要扔掉这个培养皿，却突然发现菌落周围有一个透明的圆圈，这意味着圆圈里的葡萄球菌都被杀死了。他用霉菌提取液又试了一次，确认了这种霉菌的杀菌效力，后来证实这就是青霉菌。

科学家知道后纷纷各自进行了同样试验，却没能重复出来。于是，关于青霉菌的试验就被搁置了下来，人类一等就是10年。

为什么重复不出来呢？原来，青霉菌最适宜的温度是20摄氏度，金黄色葡萄球菌则最喜欢35摄氏度。假如弗莱明按照通常做法，把培养皿放进35摄氏度的培养箱，那个青霉菌菌落就不会长起来了。不但如此，根据历史气象资料显示，伦敦在1928年7月底的时候正好经历了一次降温，也就是说，在弗莱明度假的那9天时间里，实验室的温度下降到了20摄氏度左右，于是青霉菌才得以疯长。

先别慨叹，人类的好运气这才刚刚开始。后人研究证实，那个污染了弗莱明培养皿的霉菌是一个非常罕见的菌种，能分泌出大量青霉素。这种霉菌在自然界中含量极少，要不是他楼下正好是另一位真菌专家拉托什的实验室，要不是拉托什那几天正好没关窗户，这个青霉菌孢子就不会逃出来，并飞进了弗莱明的屋子，又恰好落在了放在架子上的金黄色葡萄球菌培养皿里。那样的话，也就没弗莱明什么事了。

弗莱明的好运气终于到此为止，因为他和同时代的科学家都相信，任何能杀死细菌的化学物质都会对人体产生同样的伤害，因此他没有坚持研究下去。

真正发现青霉素的医疗价值的人是来自牛津大学的霍华德·弗洛里（Howard Florey）和恩斯特·钱恩（Ernst Chain），他们取得的成就和运气一点关系没有，而要归功于两人扎实的科学基本功。首先，精通化学的钱恩提纯了青霉素，为后来的进一步实验打下了良好的基础。其次，弗洛里设计了一个精密的科学实验，他把钱恩提纯的青霉素注射进5只感染了链球菌的小鼠体内，另外5只同样感染了链球菌的小鼠则被作为对照组。结果注射了青霉素的小鼠全部康复，而且没有副作用。对照组小鼠则全部死亡。

这项实验进行的时候第二次世界大战刚刚开始。虽然英军从敦刻尔克成功撤退，但是伤亡惨重，当时唯一的抗菌药物磺胺不够用了。那次成功撤退的壮举激发了英国人的斗志，弗洛里和钱恩受到鼓舞，决定冒险进行一次人体试验。他们把牛津大学的实验室变成了一个化学工厂，日夜兼程，终于生产出足够的青霉素。

1941年2月12日，43岁的英国警察阿尔伯特·亚历山大成为人类历史上第一个被青霉素救治的病人。因为青霉素得来不易，价格比黄金还贵，主治医生不得不每天收集亚历山大的尿液，拿回实验室重新提取青霉素。这次临床试验一开始非常成功，病人的病情得到了极大缓解。可惜的是，试验进行到第5天后青霉素用完了，病人死亡。

虽然如此，这次试验给了科学家极大的信心。此后发生的事情就不必多说了，青霉素成为人类历史上第一种几乎没有副作用的抗生素，挽救了无数人的生命。弗莱明、弗洛里和钱恩因此成果分享了1945年的诺贝尔医学和生理学奖。

值得一提的是，科学家通过实验找到了青霉素杀菌的秘密。原来，大部分细菌都属原核生物，细胞外面有细胞壁保护。青霉素能够破坏细胞壁中的重要物质——肽聚糖的合成，因此细菌就无法合成出完整的细胞壁，人类的免疫系统就能够钻个空子，把细菌杀死。另外，人类属于真核生物，只有细胞膜，没有细胞壁，因此青霉素对人体不起作用。

现在再回过头去看看那段历史，我们可以发现，虽说弗莱明最初的发现是无数巧合的结果，但青霉素的发现和临床使用则完全得益于现代科学的发展。其实我们的老祖宗曾发现过类似的现象，李时珍的《本草纲目》就记载着霉豆腐渣可以用来治疗恶疮和肿毒。可是，由于没有现代科学作为支持，老祖宗的发现就只能停留在霉豆腐渣阶段，病人只有碰运气，希望自己家的那块豆腐上落下的正好是一粒神奇的青霉菌孢子。■ 青霉素健康药品