一滴鼻涕诞生诺贝尔奖,青霉素的传奇发明,证明生活中处处有神奇
这世上总会发生很多让人啼笑皆非的事:鼎鼎大名的诺贝尔医学发明奖,竟然是由随手涂在固体培养基(实验室里供给微生物等生长繁殖的营养基质)上的一滴鼻涕诞生的。但笑过之后,你不能不叹服:平凡的生活中,处处有奇迹。
意外发现可以“溶解”细菌的酶
1921年11月的一天,在英国圣玛丽医院疫苗研究实验室任职的亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming),正在培养一种新的黄色球菌。弗莱明当时患着重感冒,但不到休假时间不会休息。经历过第一次世界大战的弗莱明,在战场上发现用消毒水处理伤员布满污秽的伤口,同时也消灭了人体自身大量正常的细胞。如果能发明一种既能够杀死伤口处细菌,又不伤害人体内正常细胞的药剂,这将会像他的上司--传奇人物莱特爵士(Sir Almroth Wright)那样,因为发明伤寒疫苗,挽救更多人的生命。葡萄球菌是感染伤口最常见的病菌,弗莱明正在试图寻找到消灭它们的有效方法。
正在忙碌着的弗莱明,忽然发现自己的鼻涕掉落在手中的器皿上。要是其他人,可能马上将鼻涕清洗掉,但喜欢和细菌“逗着玩儿”的弗莱明,平常就喜欢将不同菌株放到一处,等这些菌株“杂交”生长出来的时候,让它们成为一幅活动的彩色图画。要是把人类的鼻涕放进培养基,会“长出”什么东西来呢?已经40岁的弗莱明,表面一本正经,但实际上是个不苟言笑的“调皮蛋”。弗莱明心里坏笑着,把滴落在器皿上的鼻涕小心翼翼地抹开,然后放在一边,静静地等待结果。
十多天后,弗莱明真的等来了让他深感震惊的意外。培养基上的鼻涕周围,竟然出现空白。是什么阻止了细菌的生长?弗莱明再仔细搜索,在没有鼻涕的地方,有一种半透明的东西,这是鼻涕里的细菌克隆出来的新球菌,还是其他什么新玩意儿?弗莱明和同事Allison经过认真研究,发现这不是克隆出来的新球菌,而是由于细菌溶化所导致的“结晶”。
再通过进一步对比实验,弗莱明发现几乎所有体液和分泌物中都含有能够让细菌“溶化“的现象。弗莱明将此发现写成论文《皮肤组织和分泌物中所发现的奇特细菌》,并将这种抗菌素称为“溶解酶”。如果说这次是“偶然”,那么当“偶然”再一次降临到同一个人身上,那就不仅仅是奇迹,而是说明凡事只要用心,奇迹就可能发生。
沉默寡言掩藏着非凡的能力
弗莱明出生在苏格兰基马尔诺克附近的洛克菲尔德,家境贫穷。13岁随着后来做了医师的哥哥汤姆敦去伦敦做工,意外接受了一位终身未婚的舅舅留下的遗产,在汤姆敦建议下,进入伦敦大学圣玛丽医学院学习,进行免疫学研究。
弗莱明不但生得其貌不扬,而且性格内向。在伦敦圣玛丽医院实验室工作时,实验室主任莱特爵士主持例行业务讨论会。实验室其他工作人员口若悬河,滔滔不绝,唯恐不能引起莱特爵士的注意,只有弗莱明保持沉默。莱特爵士忍不住问弗莱明有什么想法,弗莱明只回答一个字:“做”,他的意思是“只是在嘴上说,还不如赶快行动”;时间又过了很久,莱特爵士看到除了弗莱明之外,其他人都争先恐后地发表自己的意见,再请弗莱明发言。弗莱明又只回答了一个字:“茶”,意思是喝茶时间到了,没有实际意义的讨论也该结束了。因为弗莱明惜字如金,很多人都看不起他,甚至给他取了个“苏格兰老古董”的外号。
但不是说弗莱明不善言辞,就能力的欠缺。其实,早在1909年,弗莱明就已经开始了对痤疮进行免疫接种的研究,改良了梅毒的繁琐检测程序,掌握了静脉注射这一先进技术。在伦敦,几乎只有弗莱明才能为梅毒患者注射最新治疗药物“606”。在没有发明抗生素之前,弗莱明所在的研究组,已经建议使用浓盐水冲洗伤口,以利杀菌消毒。而且,弗莱明是历史上第一个做院内交叉感染科学研究的人,作了有关柠檬酸钠的抗凝作用和钙的凝血作用的研究,改良了输血技术。
发现神奇的青霉素
在弗莱明发表关于“溶菌酶”的论文之后第6年,一篇由Bigger等发表于1927年的最新金葡菌(医院内导致交叉感染的主要致病菌)变异的研究文献,引起了弗莱明的关注。一直在持续研究溶解酶杀菌作用的弗莱明,认真阅读该文后,觉得此项研究有可能与自己的研究有关联,便着手重复Bigger的实验。在实验过程中,弗莱明一直养成在清洗之前,把在室温下放置较长时间的培养基再做最后一次观察的习惯。这个习惯,终于使弗莱明开启了让人类社会发生革命性改变的发现。
1928年7月下旬,因为休假,弗莱明将众多培养基未经清洗就摞在一起,放在试验台阳光照不到的位置就离开了。等到9月3日,度假归来的弗莱明,刚进实验室,弗莱明顺手拿起顶层第一个培养基,忽然发现培养基边缘有一块因溶菌而显示的青色。葡萄球菌不是金黄色的吗?难道受到了污染?更让人觉得奇怪的是,青色围绕的黄色葡萄球菌正变得半透明,最后完全分裂,在器皿中出现很干净的一个圆圈。是这忽然出现的青色物质消灭了黄色葡萄球菌?还是像上次一样,葡萄球菌被溶解?无论是哪种原因,致人死命的葡萄球菌被“去除”了。
具有良好科学素养的弗莱明,在显微镜下仔细观察,反复研究,终于确认这种新发现的物质是某种了不起的东西,也就是自己一直在苦苦追寻的让“细菌溶解的物质”。他继续培养,反复实验,最终实践出这种物质真的具有较强的杀菌能力。
弗莱明将这种“物质”命名为青霉素(penicillin, 又译成盘尼西林)。1929年,弗莱明在《不列颠实验病理学杂志》上,发表了《关于霉菌培养的杀菌作用》的研究论文。
最后的突破
可惜的是,论文发表10年,一直未引起人们注意。而且,弗莱明无法将这种命名为“青霉素”的菌种提纯。虽然知道青霉素将会有重要的用途,但在发现之后10多年一直未得以使用。直到1939年,在英国的澳大利亚人瓦尔特·弗洛里(1898—1968)和德国出生的鲍利斯·钱恩(1906—1979),还有一位叫诺曼·希特利(Norman Heatley)的英国剑桥博士,组成了“牛津小组”,重复了弗莱明的工作。“牛津小组”证实了弗莱明的研究结果,终于提纯了青霉素,而且在1941年给病人使用成功。在英美政府的鼓励下,很快找到大规模生产青霉素的方法,1944年英美公开在医疗中使用,1945年以后,青霉素遍及全世界。
那么,是什么原因,让两次“幸运”降临到弗莱明头上?
原来,弗莱明发现溶菌现象,其实是青霉菌适合在较低温度下生长,而葡萄球菌则需要在37度下生长最好;在长满了细菌的培养基上,青霉菌无法生长;而且,青霉菌大约在5天后成熟并产生孢子,这时青霉素才会出现,而青霉素也只对快速生长中的葡萄球菌有溶菌作用。而弗莱明除了偶然碰到来源不明的青霉菌孢子落入葡萄球菌培养基中,而且保持将放置在室温下未清洗的培养基先观察再清洗的良好习惯。当然,最重要的是天气的配合。当年的气温记录显示,恰好在7月28日至8月10日,伦敦有一段十分难得的凉爽天气,极其适合青霉菌先行生长成熟,并产生了青霉素。而8月10日以后,气温则明显升高有利于葡萄球菌快速生长,以至于发生了溶菌现象。
青霉素与原子弹、雷达并称为第二次世界大战中的三大发明,英国首相丘吉尔曾经这样说:“青霉素是二战时最伟大的发明。”
任何伟大的发明,都需要付出巨大的努力。但除了努力,保持一个良好的习惯更重要。
作者简介:
冯俊龙,青年作家、文艺评论家,在《解放军报》《中国国防报》《作家文摘》《同舟共进》《文史天地》、封面新闻和新华网、人民网、中国军网、中国作家网等报刊和媒体发表作品多篇,作品被《新华文摘》《作家文摘》《中外文摘》《传奇·传记文学选刊》等转载,近年主要从事历史和军事题材作品创作,发表文艺评论、散文、小说多篇,现任五块石头文化传播有限公司董事长。
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