青霉素的发现和提取

来源：蝌蚪五线谱发布时间：2018-12-07

感谢青霉素！

青霉素(penicillin，或音译为盘尼西林)是指分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，是由青霉菌中提炼出的抗生素。过去被认为是致命的一些疾病，如肺炎、梅毒、腹膜炎、破伤风等，在青霉素面前都迎刃而解。但每次使用青霉素前必须做皮试，以防过敏。青霉素是人类最早发现的抗生素，1928年英国伦敦大学圣玛莉医学院(现属伦敦帝国学院)细菌学教授亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming，1881—1955)在实验室中发现青霉菌具有杀菌作用，1939年由牛津大学的恩斯特·伯利斯·柴恩(Sir Ernst Boris Chain，1906—1979)、霍华德·华特·弗洛里(Howard Walter Florey，1898—1968)领导的团队提炼出来。因此弗莱明、柴恩和弗洛里共同获得了1945年诺贝尔生理医学奖。

在巴斯德发现并证实细菌微生物广泛存在并会随时入侵人体导致各种疾病以后，生物学家和医学家一直致力于找到一种抗菌物质，抵御细菌的侵袭，防止疾病的产生。弗莱明就是其中的一员，一战结束后，他一直在圣玛丽医院的实验室里默默无闻地从事这一研究。

1921年，弗莱明患上了重感冒，不停地流鼻涕。在他培养一种新的黄色球菌时，他索性取了一点鼻腔粘液滴在固体培养基上。几天后，当弗莱明检查培养皿时，发现这些分泌物变成了一大团淡黄色的微生物。他在这些微生物当中加入少许稀薄鼻腔黏液，发生了令人意想不到的事情: 培养基上遍布球菌的克隆群落，黏液所到之处的微生物都被杀死了，而稍远的一些地方，似乎出现了一种新的克隆群落，外观呈半透明如玻璃般。弗莱明一度认为这种新克隆是来自他鼻腔黏液中的新球菌，还开玩笑的取名为A.F(他名字的缩写)球菌。而他的同事Allison则认为更可能是空气中的细菌污染所致。很快他们就发现，这所谓的新克隆根本不是一种什么新的细菌，而是由于细菌溶化所致。

1921年11月21日，弗莱明的实验记录本上写下了“抗菌素”这个标题，并记录了三个培养基的情况。第一个即为加入了他鼻腔黏液的培养基，第二个则是培养的一种白色球菌，第三个的标签上则写着“空气”。第一个培养基重复了上面的结果，而后两个培养基中都长满了细菌克隆。弗莱明通过对比研究，得出明确结论，鼻腔黏液中含有抗菌素。随后弗莱明通过实验发现，几乎所有体液和分泌物中都含有抗菌素，不仅鼻涕中有，眼泪中有，唾液中有，人体的大部分组织和器官中都有，甚至指甲中也有，血液中包含更多，但通常汗水和尿液中没有。他还发现，鸡蛋和牛奶中也存在这种神奇的物质，但是热和蛋白沉淀剂都可破坏其抗菌功能。于是弗莱明得出一个结论: 抗生素是一种分布极广的抗菌酵母，也许是动物细胞与生俱来的基本杀菌物。当他将结果向赖特汇报时，赖特建议将它称为溶菌酶，而最初的那种细菌如今被称为滕黄微球菌。在此研究基础上，1922年2月13日，弗莱明完成了一份题为《皮肤组织和分泌物中所发现的奇特细菌》的报告，这意味着弗莱明已经发明了抗生素。

从1922年开始弗莱明一直在研究抗生素，一直到1928年，他有了新的发现。1928年夏天，弗莱明在培植葡萄球菌。在一个湿热的早上，弗莱明像往常一样，准时走进圣玛丽医院的实验室。当打开培植葡萄球菌的玻璃器皿时，他发现器皿的边缘产生了灰绿色的霉菌层，而他要培植的葡萄球菌已经死亡腐烂。这种情况在实验时经常发生，但是这一次弗莱明没有和往常一样，清洗掉器皿边缘的霉菌，而是对其进行了观察，他发现，当培养基的整个平面被葡萄球菌布满时，霉菌周围却没有这种细菌。弗莱明猜想是霉菌阻止了细菌的蔓延，也就是说霉菌可以杀死细菌。为了证实自己的猜想，他又进行了重复试验，结果证明他的猜想是正确的。弗莱明感到非常兴奋，这种霉菌既然可以杀死细菌，那么是否可以用于人类疾病的治疗呢？它会不会对人体有害呢？弗莱明开始在动物身上进行实验。他先后在兔子和白鼠身上做了实验，结果非常理想: 这种物质可以杀死细菌，且对人体无害。

弗莱明终于找到了同行们一直在寻找的东西。因为这种霉菌外表看起来像毛刷，所以弗莱明称之它为盘尼西林(penicillin)，意为“有细毛的东西”，又因为它是由青霉菌产生出来的，又称之为“青霉素”。

接下来，弗莱明一直想要提取出青霉素，制成“治疗剂”，体现这一研究成果的实际价值。但是他的行为遭到了老师莱特的怀疑，政府也不支持。当他向英国政府申请研究助手，寻求经济帮助时，遭到了拒绝。在缺乏人力物力的情况下，弗莱明不得不暂时停止自己的研究工作，只好把当时为止所有的研究成果发表在一篇概括性文章里面: 《关于霉菌培养的杀菌作用》。正是这篇论文最终使其获得诺贝尔奖。

在弗莱明发现盘尼西林10年之后，分离青霉素的工作被再次拾起。1939年，法国微生物学家杜伯克分离出最早的抗生素短杆菌素(又名杜伯克霉)，尽管其抗菌作用微小，但这一发现让人们对弗莱明的研究成果重新有了兴趣。与此同时，牛津大学的哈维教授和柴恩博士运用 “冷冻干燥法”成功地析出青霉素。后来通过不断试验，终于证明了青霉素的神奇疗效。之后，青霉素开始源源不断地进入医院，使许多致命的疾病得到治疗，挽救了无数的生命。第二次世界大战期间，青霉素发挥了非常重要的作用，使无数的伤者及时得到救助，生命得以延续。当时的人们创作了许多感谢青霉素的插画。