伟大的发明
如何才能在人体内杀灭这些细菌,同时又做到对人体无害呢?
1910年,德国医生埃尔利希在经历605个化合物配方实验的失败以后,在第606个配方实验中取得了成功,它就是现在还在用的阿斯凡纳明,代号“埃尔利希606”。它既能杀死侵入人体内的梅毒细菌,又不伤害宿主。这个药物的问世,开创了化学药物疗法的新纪元。1940年,埃尔利希的这个伟大发明被搬上银幕,片名叫“埃尔利希医生的魔弹”。以后的抗生素(不属于化学药物疗法)都是按照“埃尔利希魔弹”已经达到的安全性目标来开发的。
1932年,德国化学工业巨头克拉尔合成了一种鲜艳的橙色染料。同年,细菌学家兼药物学家多马克尝试着用这种染料来杀灭链球菌,首先在老鼠身上实验成功,同样能够满足“埃尔利希魔弹”那样的要求。就在这个时候,多马克6岁的女儿被刺绣针扎了一下,发生了链球菌感染并扩散到了淋巴结,引起了严重的败血症。当时的医生主张截肢,甚至说,即使截肢也不能保证保全性命。多马克冒险给女儿注射了这种药,取得了成功。这就是可以使生产妇女免受产褥期败血症威胁的百浪多息。它的问世,标志着抗生素时代的开始。多马克因此获得了1939年的诺贝尔奖。
接下来最著名的就是青霉素。它开始于英国科学家弗莱明在1922年的一个伟大发现。在这一年,弗莱明从人体鼻腔分泌物中观察到一种酶,即“溶菌酶”,具有抵抗微生物的能力。一种微生物能够抑制另一种微生物生长的这种现象,微生物学中就叫做“抗生现象”。6年以后的1928年,弗莱明又发现一种抗生现象,那就是青霉素的抗生作用。次年,他发表了题为《论青霉菌培养物的抗菌作用》的论文,这一年被视为“抗生素元年”。
但是,青霉素极不稳定,提纯很困难。直到1941年,一个受希特勒排挤的犹太裔德国人钱恩(这位科学家与爱因斯坦有着相似的命运,居然连长相也与爱因斯坦相似),逃离德国到了英国,与来自澳大利亚、在牛津大学做访问学者的弗洛里合作,成功分离出了青霉素。可是,虽然分离成功,英国却没有能力支持生产这种药品。
1944年,在美国洛克菲勒基金会提供5000美元的资助下,青霉素终于首次在美国生产出来了。很快,它被投入第二次世界大战的战地救护,拯救了许多濒临死亡的盟军将士的生命。就连患了肺炎的英国首相丘吉尔,也是靠它才得以恢复健康。
青霉素的成功轰动了全世界,人们把它同原子弹、雷达并列为二次大战中的三大发明。不同的是,原子弹和雷达是用于战争,而青霉素则是用于挽救生命。1945年,弗莱明、弗洛里和钱恩,因发明青霉素而共同分获了诺贝尔医学或生理学奖。
“淘菌时代”
青霉素进入临床后,虽然治愈了多种细菌性传染病,但对结核病却束手无策。
在20世纪40年代以前,结核病被称为“白死病”。人们把它与中世纪的“黑死病”(鼠疫)相提并论,因为在19世纪的欧洲,它是引起死亡最多的一种疾病。在很多文学作品中,结核病患者苍白的脸色和带血的手绢,甚至成为那个时期人物的典型特征。
青霉素成功后,人们迫切地期待能再找到一种同样强大的抗菌药,帮助人类战胜结核病。完成这一使命的是土壤微生物学家瓦瑟曼。
瓦瑟曼出生于乌克兰,1913年移民到美国,在加利福尼亚大学获得生物化学博士。他对土壤中一类叫放线菌的微生物非常感兴趣。
放线菌产生抗生素的能力很强,据说1932年瓦瑟曼就曾观察到这一现象,但他当时并没有在意。直到1939年,瓦瑟曼注意到医学界正大力寻找各种抗菌药,才改变研究方向,集中力量从放线菌中探索杀灭细菌的物质。
瓦瑟曼抛弃了传统的靠碰巧来分离抗生素的方法,开始通过筛选成千上万的微生物来有意识、有目的地寻找抗生素。
从1939年到1943年,瓦瑟曼从土壤中共分离出1万株放线菌,发现其中有10株能够产生对病原细菌有抑制作用的抗生素。然而,由于大部分放线菌毒性太大而无法应用于临床。
转机出现在1943年。这一年,瓦瑟曼终于分离出一株灰色的放线菌,它产生的抗生素不仅能杀死结核杆菌,对人体也没有毒性。瓦瑟曼把这种抗生素命名为链霉素,并发表了研究报告。
这一发现,很快就被默克公司获悉了。在这家美国最大的制药企业支持下,1947年初链霉素就投入了市场。
链霉素虽然不是第一个问世的抗生素,但引起的轰动一点不亚于青霉素——因为它征服的是“白死病”。链霉素的发明使得美国1904年以前10万肺结核患者死亡188人的比率下降到1953年每10万患者死亡4人。1952年,瓦克斯曼因发明链霉素而获得诺贝尔医学或生理学奖。
瓦瑟曼的成功不仅挽救了许多结核病患者的生命,更重要的是,为其他科学家指明了寻找抗生素的方向——土壤放线菌。迄今为止,大多数临床应用的抗生素都来源于这类微生物。
此后,开发抗菌药的微生物学家纷纷来到污水沟旁、垃圾堆上、沃野之中“淘金”——采集样本、筛选菌种,揭开了大规模筛选抗生素的时代。
金霉素(1947)、氯霉素(1948)、土霉素(1950)、制霉菌素(1950)、红霉素(1952)、卡那霉素(1958)等都是在这期间发现的。这一时期,抗生素研究也进入了有目的、有计划、系统化的阶段,还建立了大规模的抗菌素制药工业。
从1910年埃尔利希发明阿斯凡纳明算起,到2005年,抗生素家族成员已经增加到133个,它们都为人类征服疾病做出了巨大的贡献。统计资料显示,今天人类的寿命较上世纪初增加了近20岁之多,其中约有10岁得益于抗生素的广泛使用。