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2006-05-10 09:27:32
人类治疗细菌性感染的第一个武器——青霉素
青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。它的研制成功大大增强...[展开]
人类治疗细菌性感染的第一个武器——青霉素
青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力，带动了抗生素家族的诞生。
20世纪40年代以前，人类一直未能掌握一种能高效治疗细菌性感染且副作用小的药物。当时若某人患了肺结核，那么就意味着此人不久就会离开人世。 为了改变这种局面，科研人员进行了长期探索，然而在这方面所取得的突破性进展却源自一个意外发现。
在1928年夏季的一天，英国微生物学家弗莱明发现，一个与空气意外接触过的金黄色葡萄球菌培养皿中长出了一团青绿色霉菌。在用显微镜观察这只培养皿时弗莱明发现，霉菌周围的葡萄球菌菌落已被溶解。
这意味着霉菌的某种分泌物能抑制葡萄球菌。此后的鉴定表明，上述霉菌为点青霉菌，因此弗莱明将其分泌的抑菌物质称为青霉素。然而遗憾的是弗莱明一直未能找到提取高纯度青霉素的方法，于是他将点青霉菌菌株一代代地培养，并于1939年将菌种提供给准备系统研究青霉素的英国病理学家弗洛里和生物化学家钱恩。
通过一段时间的紧张实验，弗洛里、钱恩终于用冷冻干燥法提取了青霉素晶体。之后，弗洛里在一种甜瓜上发现了可供大量提取青霉素的霉菌，并用玉米粉调制出了相应的培养液。
1941年开始的临床实验证实了青霉素对链球菌、白喉杆菌等多种细菌感染的疗效。青霉素之所以能既杀死病菌，又不损害人体细胞，原因在于青霉素所含的青霉烷能使病菌细胞壁的合成发生障碍，导致病菌溶解死亡，而人和动物的细胞则没有细胞壁。
但是青霉素会使个别人发生过敏反应，所以在应用前必须做皮试。在这些研究成果的推动下，美国制药企业于1942年开始对青霉素进行大批量生产。这些青霉素在世界反法西斯战争中挽救了大量美英盟军的伤病员。
1945年，弗莱明、弗洛里和钱恩因“发现青霉素及其临床效用”而共同荣获了诺贝尔生理学或医学奖。
1953年5月，中国第一批国产青霉素诞生，揭开了中国生产抗生素的历史。
截至2001年年底，我国的青霉素年产量已占世界青霉素年总产量的60％，居世界首位。
青霉素的出现开创了用抗生素治疗疾病的新纪元。通过数十年的完善，青霉素针剂和口服青霉素已能分别治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等病。
继青霉素之后，链霉素、氯霉素、土霉素、四环素等抗生素不断产生，增强了人类治疗传染性疾病的能力。但与此同时，部分病菌的抗药性也在逐渐增强。为了解决这一问题，科研人员目前正在开发药效更强的抗生素，探索如何阻止病菌获得抵抗基因，并以植物为原料开发抗菌类药物。
1928年9月的一天早晨，英国伦敦圣玛丽医院的细菌学家弗莱明像往常一样，来到
了实验室。
在实验室里一排排的架子上，整整齐齐排列着很多玻璃培养器皿，上面分别贴着标签写
着：链状球菌、葡萄状球菌、炭疽菌、大肠杆菌等。
这些都是有毒的细菌，弗莱明收集了它
们，是在寻找一种能够制服它们，把它们培养成无毒细菌的方法。尤其是其中的一种在显微
镜下看起来像葡萄球状的细菌，存在很广泛，危害也很大，伤口感染化脓，就是它在“作
怪”。
弗莱明试验了各种药剂，力图找到一种能杀它的理想药品，但是一直没有成功。
弗莱明来到架子前，逐个检查着培养器皿中细菌的变化。当他来到靠近窗户的一只培养
器前的时候，他皱起了眉头，自言自语道：“唉，怎么搞的，竟然变成了这个样子！”原
来，这只贴有葡萄状球菌的标签的培养器里，所盛放的培养基发了霉，长出一团青色的霉花。
他的助手赶紧过来说：“这是被杂菌污染了，别再用它了，让我倒掉它吧。”弗莱明没
有马上把这培养器交给助手，而是仔细观察了一会儿。使他感到惊奇的是：在青色霉菌的周
围，有一小圈空白的区域，原来生长的葡萄状球菌消失了。
难道是这种青霉菌的分泌物把葡
萄状球菌杀灭了吗？
想到这里，弗莱明兴奋地把它放到了显微镜下进行观察。 结果发现，青霉菌附近的葡萄
状球菌已经全部死去，只留下一点枯影。
他立即决定，把青霉菌放进培养基中培养。
几天后，青霉菌明显繁殖起来。于是，弗莱明进行了试验：用一根线蘸上溶了水的葡萄
状球菌，放到青霉菌的培养器中，几小时后，葡萄状球菌全部死亡。接着，他分别把带有白
喉菌、肺炎菌、链状球菌、炭疽菌的线放进去，这些细菌也很快死亡。
但是放入带有伤寒菌
和大肠杆菌等的线，这几种细菌照样繁殖。
为了试验青霉菌对葡萄状球菌的杀灭能力有多大，弗莱明把青霉菌培养液加水稀释，先
是一倍、两倍……最后以八百倍水稀释，结果它对葡萄状球菌和肺炎菌的杀灭能力仍然存
在。
这是当时人类发现的最强有力的一种杀菌物质了。
可是，这种青霉菌液体对动物是否有害呢？弗莱明小心地把它注射进了兔子的血管，然
后紧张地观察他们的反应，结果发现兔子安然无恙，没有任何异常反应。
这证明这种青霉菌
液体没有毒性。
1929年6月，弗莱明把他的发现写成论文发表。他把这种青霉菌分泌的杀菌物质称
为青霉素。
人们向他祝贺。英国一位显贵建议他申请制造青霉素的专利权，那样将来就会发大财。
弗莱明经过考虑，写信婉言拒绝了那位显贵的建议。他说：“为了我自己和我一家的尊荣富
贵，而无形中危害无数人的生命，我不忍心。”
弗莱明发现青霉素，似乎是偶然的，但却是他细心观察的必然结果。
让人又感到遗憾的
是，当时青霉素还无法马上用于临床治疗，因为青霉素培养液中所含的青霉素太少了，很难
从中提取足够的数量供治疗使用。如果直接用它的培养液来治病，那一次就要注射几千甚至
上万毫升，这在实际上无法办到。
因此，弗莱明只好暂时停止了对青霉素的培养和研究工
作。 但是他的发现，为后来的科学家开辟了道路。
时间到了1940年，在牛津大学主持病理研究工作的澳大利亚病理学家佛罗理，仔细
阅读了弗莱明关于青霉素的论文，对这种能杀灭多种病菌的物质产生了浓厚的兴趣。
但是他
知道，要提取出这种物质，需要各方面科学家的共同努力。 他邀请了一些生物学家、生物化
学家和病理学家，组成了一个联合实验组。这之中，德国生物化学家钱恩是他最主要和得力
的助手。
在佛罗理的领导下，联合实验组紧张地开展了研制工作。细菌学家们每天要配制几十吨
培养液，把它们灌入一个个培养瓶中，在里面接种青霉菌菌种，等它充分繁殖后，再装进大
罐里，然后送到钱恩那里进行提炼。
提炼工作繁重而艰难，一大罐培养液只能提炼出针尖大小的一点点青霉素。经过几个月
的辛勤工作，钱恩提取出了一小匙青霉素。把它溶解在水中，用来杀灭葡萄状球菌，效果很
好。
即使把它稀释二百万倍，仍然具有杀灭能力。
联合实验组选择了50只小白鼠来进行试验；把每只都注射了同样数量，足以致死的链
状球菌，然后给其中25只注射青霉素，另外25只不注射。 实验结果，不注射青霉素的白
鼠全部死亡，而注射的只有一只死去。
随后，他们开始了更努力的提取工作，终于获得了能救活一个病人所需的青霉素，并救
活了一名病人。证明了这种药物的无比效能。
佛罗理清醒地意识到，为青霉素能广泛地用于临床治疗，必须改进设备，进行大规模生
产。
但这对联合实验组来说，还是无法办到的事。而且，当时的伦敦正遭受德国飞机的频繁
轰炸，要进行大规模生产也很不安全。
1941年6月，佛罗理不顾钱恩的反对，带着青霉素样品来到不受战火影响的美国。
他马上与美国的科学家们开始合作。经过共同努力，终于制成了以玉米汁为培养基，在24
℃的温度下进行生产的设备。 用它提炼出的青霉素，纯度高，产量大，从而很快开始了在临
床上的广泛应用，一些传染病的死亡率大大下降，无数人的生命得到了拯救。
1845年，弗莱明、佛罗理和钱恩三人，因在青霉素发现利用方面做出的杰出贡献，
共同获得了诺贝尔生理学及医学奖金。
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