»  科學家  2011-03-17 弗来明<发现盘尼西林>

弗来明<发现盘尼西林>      江铭辉     五梦网

                    
1:弗来明是英国细菌学家,首先发现青霉素。后英国病理学家弗洛里、德国生物化学家钱恩进一步研究改进,并成功的用于医治人的疾病,三人共获诺贝尔生理或医学奖
 
弗来明(图1:Alexander Fleming)1881年8月6日生于苏格兰东艾尔郡(East Ayrshire)达弗尔(Darvel)附近洛克菲尔德(Lochfield)一个山丘的农家,父亲叫休. 弗来明(Hugh Fleming),兄弟众多,他父亲的第一任妻子在生下四个孩子后就去逝,于是他父亲于59岁时,又娶第二位太太(是附近农场的女儿),并且再生了四个,他是这四个孩子的老三,虽然兄弟众多,但都受过良好教育,只有大哥留在农场。弗来明7岁时父亲过逝,虽然如此弗来明还是过着无忧无虑,快乐的童年,他的求学也是从这里简朴的村落小学开始,五岁时就进入这间小学,同学们都是附近邻居,有时候干脆一起就到河边上课,每天与大自然为伍,这蕴育他敏锐的观察力与超人的记忆力,这些都是对他日后发现盘尼西林很有帮助。因此他很怀念荒野的这间小学,认为是他一生受过最棒的学校。
 
10岁时,他和他的弟弟,转学到离家4哩外,位于达弗尔镇的一所小学,兄弟早上徒步去上课,到黄昏才走同一条路回家。11岁时,他成为中学生,于是到位于拥有3万人工业城的克尔马那克学院(Kilmarnock Academy)就读。
 
这时,他的母亲和大哥,开始为最小的三位弟弟前途担忧,认为他们不应该继续留在农场,帮助大哥。他们想弗来明的一位哥哥已经医学院毕业,开始在伦敦执业,让他们到伦敦与哥哥住并继续学业,会有很好发展。
 
于是1895年夏天,弗来明 13岁时,与弟弟一起到位于伦敦的皇家工艺学校(Royal Polytechnic Institution)读书,并且和他作医生的哥哥住在一起。这所工艺学校的收费,非常低廉,以鼓励有心求学的孩子。16岁的弗来明一边读书,一边到美国海运公司找一份船务员的工作。但他不满意这种生活状况,因此在医生哥哥汤姆. 弗来明的建议下,他利用分到的叔叔(约翰. 弗来明)遗产继续去念医学院。这时他已20岁,比同年级的医学院学生大了好几岁,而且他从13岁时就偏离了进大学的正规教育,因此伦敦的医学院拒绝他入学。
可是他决心要通过医学院入学的资格,于是他请了家庭教师,每天帮他补习功课,经过努力后,终于在1901年7月他顺利地通过学科的测试,10月,进入圣玛丽医科大学。
 
1904年7月,弗来明22岁,他通过第一次医学考试,开始想到将来要当外科医师,或其他领域的医师。
弗来明原本有许多机会,选择其他科目的医学,然而在无心中,他选了「微生物」这个领域,并加入奥姆罗斯.莱特的研究部门。这时他并未知道「抵抗微生物的研究正如火如荼的进行着」。他的这位老师,也是这场抵抗微生物大战的先驱者,就是鼎鼎大名的奥姆罗斯.莱特(Almroth Wright)。弗来明在这研究室是一位杰出的研究员。
1906年7月,他通过最后一次的医学院考试,正式成为一位合格的医师,他可以选择留在圣玛丽医院、或到别家医院,甚至于自己开业。这时他想留在医院,参加高层次考试,这对自己事业有所帮助,但这时他的积蓄快用光了,当务之急是赶快赚钱,先把学业丢在一边。
 
碰巧他医学院的朋友约翰.福尔曼(John Freeman),他同弗来明都是圣玛丽来复枪俱乐部的队员,弗来明还是其中的要角,来复枪队很希望赢得当年的国际大赛。约翰.福尔曼为让他留下,替他安排一份好工作,使他后顾无忧。他知道奥姆罗斯.莱特研究部门缺一名助理,便推荐弗来明去担任。
1906年夏天,弗来明加入奥姆罗斯.莱特研究部门,他的生活也解决了,弗来明很就被新工作所吸引,从此再也没有离开这个岗位。
 
1908年,弗来明以优异的成绩通过另一次考试,并赢得一面金奖章,他决定再朝专业医师鉴定考试努力,如果通过他将是一位合格的外科医师。就在1909年6月,他果然通过业医师鉴定考试。他已是一位合格的外科医师。然而弗来明却决定追随奥姆罗斯.莱特,因为这是他兴趣的所在。他不谈外科手术,反而对于病人,只要是患感冒或轻微传染病,他就失收集他们的痰、血液加以观察,作成疫苗,注射到病人身上。赢得疫苗治疗专家的美誉。他只要一、二滴血液就可验出是否患「梅毒」。这时德国人艾立克(Paul Ehrich),发明一种治疗梅毒的特效药叫「606」,他与奥姆罗斯.莱特是旧识,因此拜托弗来明继续试验,试验结果非常成功。弗来明也因为这次试验,在「梅毒」治疗的领域建立声誉和权威。
 
1914年,第一次世界大战爆发了,他担任皇家陆军医疗队的上尉,并从自己熟悉的圣玛丽医院转到法国布隆尔一家医院工作。他和圣玛丽医院的同事,及其他细菌专家,共同成立一个研究小组,开始调查来自战场受伤的士兵,感染细菌的原因。开始研究如何杀死细菌,但成效有限。1915年,年龄34岁的弗来明,认识一位伦敦来的护士小姐莎琳(Sarah Marion McElroy),二人并且在伦敦结婚。
 
随着1918年第一次世界大战结束,弗来明便于1919年1月回到圣玛丽医院教学医院的预防接种研究部门工作,继续他的杀菌研究。他在他的实验室里,用扁平的小碟子,来装洋菜胶的物质。葡萄球菌被培养在这些小碟子里。
 
1921年,弗来明发现鼻涕、眼泪、血清、唾液等身上的液体,都有阻碍细菌繁殖的作用,但这些物质只对某些细菌有溶解的作用,对一些危险的细菌就没辄了。如此,弗来明在他的笔记本上,写下他的第一个重要发现:溶菌酵素,这对他后来发现盘尼西林,有启发作用。
 
1928年,他被提名为细菌学教授,在伦敦大学讲解细菌学,那时弗来明正为了撰写一篇有关葡萄球菌的回顾论文,在实验室里用洋菜胶培养大量的金黄色葡萄球菌(图2),7月下旬有霉菌孢子掉进这个培养皿的洋菜胶上,8月弗来明本人在乡下度假,9月3日返回实验室,放假回来的弗莱明将一堆用过的培养皿,堆在水槽中准备清洗;这时有位之前的助理正巧来访,弗莱明顺手拿起最上层一个还没浸到清洁剂的培养皿给助理看。突然,他的注意力被某个奇特的景观所吸引,他发现长满细菌的培养皿有个角落长了一块青黴菌,周围却没有细菌滋长(图3),弗莱明马上意识到霉菌可能有杀菌作用,并将这个现象发表在1929年的英国实验病理学期刊。
  
2:弗来明在实验室中用小碟子,培养细菌。
  
3:弗来明培养盘尼西林霉菌的小碟子,图之左边白色部分为盘尼西林正在杀死靠近它的细菌,图的右边许多细菌仍在繁殖着,这是让他发现盘尼西林霉菌的线索。
 
弗来明的想法是:培养葡萄球菌的洋菜胶上如果被一种蓝绿色的青霉所污染的话,那么这霉菌的周围就没有葡萄球菌的生长。青霉是一种常见的霉菌,在放久了而腐烂的橘子上,你们会看见蓝绿色的霉,那就是青霉(图4;图5)。弗来明因此推测,可能是青霉在生长的时候,会分泌一种阻止葡萄球菌发育的物质。这种物质他把它称为盘尼西林。为什么叫盘尼西林呢?因为这种霉菌在显微镜下看来像刷子,所以弗莱明便叫它为“盘尼西林” (Penicillin 的原意是有细毛的) 。
早期的盘尼西林是由橙子皮上的霉菌生成,而目前发现从葡萄柚皮的霉菌所得的盘尼西林,其消炎的效果更佳。盘尼西林的杀菌功能,在阻止细菌产生其赖以维生的细胞壁,使细菌没有细胞壁而立刻死亡。
  
4:青霉素取自一种叫做青霉菌的霉菌,一般在面包、橘子都普遍生长。
  
5:青霉菌(盘尼西林霉菌),已放大1000倍。
后来他又作了许多相关的实验,随即遇到一个问题,如何提炼纯的盤尼西林,缺乏这个技术,使他无法继续观察研究,同时随着磺胺药物的出现,人们普遍对青霉素的报告不感兴趣。
自从1910年,爱立克发明「606」药治疗梅毒成功后,科学家一窝蜂,寻找杀菌药物,不久一组称为「磺胺药」的药物问世了,它对于危险的链球菌所传染的猩红热、肺炎、脑膜炎非常有效,可是它也有缺点,它不能抑制所有细菌,且用过后,细菌会产生抗药性,且有许多副作用。
 
1935年,,正当「磺胺药」风行世界时,英国牛津大学病理学系主任弗洛里(Howard Walter Florey,1898-1968)和旅英的德国生物化学家钱恩(Ernst Boris Chain)合作,重复了弗来明的工作,证实了他的结果,然后提出纯的青霉素,1941年给病人使用成功,第一次应用在临床治疗疾病上,在英美政府的鼓励下,很快找到大规模生产青霉素的方法,美国大量生产制造,供应战场上治病的需要。1944年英美公开在医疗中使用,1945年以后,青霉素遍及全世界,青霉素的发现,完全改变了人类与传染病之间生死搏斗的历史,人类的平均寿命也得以延长。
 
由于有了盘尼西林,才能在第二次世界大战裹减少受伤士兵的感染病菌,因而减低死亡率。据估计,如果没有盘尼西林的防治,那么在第二次世界大战和韩战裹,由于伤口受到病菌感染而死的比率,将会超过三倍以上!
 
 但是有些人的体质不适合使用盘尼西林,对它产生过敏反应。若是贸然对这样的病人使用盘尼西林,轻的话,会引起皮肤发疹,重的话,会影响呼吸的顺畅,甚至死亡。所以在使用前,一定要做皮下反应测验,若是反应为过敏的人。最好不要使用。
 
弗来明由于发现青霉素,因此在1943年成为英国皇家学会院士,1944年获得英国女王的封爵,1945年跟弗洛里及钱恩共同获得诺贝尔医学奖。1955年3月11日弗来明与世长逝,安葬在圣保罗大教堂。匈牙利1981年发行了弗莱明诞生100周年的纪念邮票。
牛津病理学系主任哈里斯(Henry Harris)1998年说:「没有弗来明,不会有钱恩;没有钱恩,不会有弗洛里;没有弗洛里,不会有希特利;没有希特利,则不会有盘尼西林。」(Without Fleming, no Chain; without Chain, no Florey; without Florey, no Heatley; without Heatley, no penicillin.)
 
弗来明是一个脚踏实地、不尚空谈的人。他只知默默地工作。他在圣玛丽医院实验室工作时,许多人当面叫他「小弗来」,背后则嘲笑他,叫「苏格兰老古董。」
有一天,实验室主任赖特爵士主持讨论会。一些实验人员口若悬河,惟独小弗来沉默不语。赖特爵士问道: 「小弗来,你有甚么看法?」
小弗来只说:「做」。也就是说,与其空谈,不如立即去实验。
到了下午五点钟,赖特爵士又问: 「小弗来,你现在有甚么话要发表?」

「茶」原来,喝茶的时间到了。这一天,小弗来在实验室里就只说了这两个字。

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