20世纪初,战场上众多士兵死于伤口感染。伤口感染是由皮肤表面的葡萄球菌、链球菌等细菌导致的。即使埃尔利希发明了“魔法子弹”,但当时针对这些普通细菌的“子弹”仍未现身。细菌从伤口侵入,引发全身严重感染,而人类对此束手无策。
改变医学史的契机完全源于一次偶然。
20世纪20年代,在伦敦圣玛丽医院工作的亚历山大·弗莱明正在研究一种致病菌——葡萄球菌。
1928年9月3日,弗莱明休假归来,发现一个培养细菌的培养基发霉了。奇怪的是,葡萄球菌在这种霉菌周围无法正常生长。这种霉菌是一种青霉,它产生的某种物质似乎妨碍了细菌的增殖。
弗莱明
根据青霉的学名Penicillium,弗莱明将霉菌分泌的黄色**命名为“Penicillin(青霉素)”。但是,青霉素很难提取,无法稳定地提纯。弗莱明认为它很难作为药物开发,所以只将其写进论文,转而进行其他的研究。弗莱明自己也没意识到,这将是改变历史的重大发现。
几年后,牛津大学的霍华德·弗洛里和厄恩斯特·鲍里斯·钱恩在寻找杀菌药时发现了弗莱明的论文,并从中洞见青霉素作为药物的可能性。提纯青霉素着实困难,但它的效力却相当强。1940年,二人用感染了链球菌的小鼠进行了实验——如果什么都不做,小鼠一夜之间就会死亡,而注射了青霉素的小鼠却得以幸存。
1941年,二人在人类身上进行了首次青霉素试验,效果卓著。但当时的技术水平根本不足以支持青霉素的规模化量产——提炼2克青霉素,需要1吨青霉菌分泌的**。
第二次世界大战大幅推动了青霉素的研究。在这场日本、德国、意大利等轴心国与英国、美国、苏联等同盟国的大战中,大量士兵死于伤口感染。受伤的士兵们被迫截肢,所有国家都迫切需要一种能遏制感染的药物。弗洛里前往美国,组建了以政府机构为核心的研究团队。为了拯救盟军士兵,众多制药公司都参与到量产青霉素的技术竞争中。
弗洛里
支援诺曼底登陆
青霉的生产和青霉素的提取方法被不断改良。在战争对青霉素的巨大需求的推动下,青霉素的量产终于实现了。
1944年6月6日,规模庞大的盟军在诺曼底海岸登陆,向德军发起进攻。这是世界上最大规模的登陆作战。当天,盟军最强大的武器之一,就是足够治疗全体士兵的青霉素。
钱恩
当时,战场上九成的青霉素都是美国辉瑞制药公司的产品[42],该公司率先完成了稳定量产的生产工序。最终,盟军士兵的感染死亡率大幅下降。
1945年,弗莱明、弗洛里、钱恩三人获得诺贝尔生理学或医学奖。青霉素作为细菌感染的特效药,如今仍被广泛使用。值得一提的是,钱恩是犹太人,母亲和兄弟姐妹都在德国的纳粹集中营中丧生。而正是钱恩的研究对推翻纳粹起到了关键性作用,真可谓“天道轮回,善恶有报”。
青霉素对我们而言是“神药”,但对于青霉来说,不过是为了保护自己不受细菌侵害而分泌的物质。后来,这类药物被命名为“抗生素(antibiotics)”,意思就是“对抗微生物”。
青霉素的发现是医学史上极为重要的转折点,因为人们自然而然地联想到“自然界中应该还存在其他的抗生素”。这样的期待激励人们不断探寻,治疗传染病的药物被接连发现。
研究土壤生物的美国微生物学家塞尔曼·瓦克斯曼发现了放线菌这种细菌制造的抗生素——链霉素,并因此获得了1952年的诺贝尔生理学或医学奖。链霉素的发现也是医学史上极其重要的成就,因为它对当时致命的病原
瓦克斯曼菌——结核菌有显著效果。直到今天,链霉素仍是治疗结核病的药物。
随着抗生素的出现,死于传染病的人数大幅下降,人类平均寿命快速增长,给人类历史带来了巨大的改变。在许多国家,传染病这一长期以来的首要死因逐渐被其他疾病所取代。
不过,抗生素这一“神药”的滥用促使耐药菌不断涌现。为了消灭这些耐药菌需要再开发新的抗生素,随后新的耐药菌再次出现——这种剧情反复上演。
现在,任何抗生素都无可奈何的“多重耐药菌”已经成为世界性的难题。不知不觉间,我们很可能会重返对传染病束手无策的晦暗岁月。