从希腊语“anti,意为“反对”,bios,意为“生命”,抗生素是一种由一种有机体产生的化学物质,对另一种有机体具有破坏性,1889年,路易斯·巴斯德(Louis Pasteur)的一名学生保罗·维莱明(Paul Vuillemin)创造了一个术语,他用这个术语来定义一个过程,通过这个过程,生命可以用来毁灭生命。抗生素是细菌和真菌释放到环境中的天然物质,作为抑制其他生物体的一种手段。你可以把它看作是微观尺度上的化学战。
青霉素是最早发现和使用最广泛的抗生素之一。虽然亚历山大·弗莱明爵士被认为是这一发现的功臣,但1896年,法国医科学生欧内斯特·杜切斯尼首次注意到了这种细菌。弗莱明更著名的观察要到20多年后才能得出。
弗莱明是一位训练有素的细菌学家,1928年在伦敦圣玛丽医院工作时,他观察到一种被蓝绿色霉菌污染的葡萄球菌平板培养。经过仔细检查,他发现霉菌附近的菌落正在溶解。
出于好奇,弗莱明决定在纯培养基中培养这种霉菌,从中他可以看到金黄色葡萄球菌的菌落正在被青霉破坏,至少在原则上证明了抗菌剂的存在。弗莱明将这种物质命名为青霉素,并于1929年发表了他的发现。他指出,如果有一天能够大量生产,他的发现可能会有治疗价值。然而,弗莱明的发现要投入实际和广泛使用还需要几年时间。
1930年,谢菲尔德皇家疗养院的病理学家塞西尔·乔治·潘恩博士开始用青霉素治疗新生儿感染的婴儿患者(后来是眼睛感染的成人)。在经历了一次不幸的开始后,他于1930年11月25日成功治愈了他的第一个病人,然而,潘恩博士在青霉素方面的努力仅限于少数病人,成功率很低。
1939年,在澳大利亚科学家霍华德·弗洛里(Howard Florey)的领导下,牛津大学威廉·邓恩爵士病理学院(Sir William Dunn School of Physical)青霉素研究人员团队的工作开始显示出巨大的希望,他们包括恩斯特·鲍里斯·查恩(Ernst Boris Chain)、爱德华·亚伯拉罕(Edward Abraham)、亚瑟·邓肯·加德纳(Arthur Duncan Gardner)、诺曼·希特利(Norman Heatley)、玛格丽特·詹宁斯。到了第二年,研究小组已经能够证明青霉素能够杀死小鼠体内的感染性细菌。到1940年,他们提出了一种大规模生产青霉素的方法,但不幸的是,产量未能达到预期。
1941年,研究小组开始对他们的第一位人类患者进行临床试验,这位患者是一位名叫阿尔伯特·亚历山大的警察,他患有严重的面部感染。起初,亚历山大的病情有所好转,但当青霉素供应不足时,他死于感染。虽然随后的患者得到了成功治疗,但合成足够数量的药物仍然是一个绊脚石。
随着第二次世界大战对英国工业和政府资源的巨大消耗,英国科学家没有能力在牛津继续进行人体临床试验。弗洛里博士和他的同事求助于美国,并很快被转介到位于伊利诺伊州皮奥里亚的北方地区实验室,美国科学家已经在那里研究发酵方法,以提高真菌培养物的生长速度。1941年7月9日,弗洛里博士和诺曼·希特利博士带着一个装有少量青霉素的重要包裹来到美国开始工作。
通过将空气泵入含有玉米浸泡液(湿磨过程中的非酒精副产品)和其他关键成分的深缸,研究人员能够比以往任何方法诱导更快的青霉素生长。具有讽刺意味的是,经过全球范围的搜索,这是一种改良的青霉素菌株,它来自皮奥里亚市场的一种发霉的哈密瓜,在浸没的深缸条件下生长时产生了最多的青霉素。
到1941年11月26日,Peoria实验室霉菌营养专家Andrew J.Moyer在Heatley博士的帮助下成功地将青霉素产量提高了十倍。在1943年进行临床试验后,青霉素被证明是迄今为止最有效的抗菌剂。
与此同时,由贾斯珀·H·凯恩(Jasper H.Kane)领导的位于纽约布鲁克林的辉瑞实验室正在进行的同步研究,为大规模生产医药级青霉素提供了一种更实用的发酵方法。当盟军在1944年6月6日登陆日袭击海滩时,已经有足够的药物供应来治疗众多的伤亡者。大规模生产的另一个好处是降低了成本。青霉素价格从1940年令人望而却步的昂贵价格下降到1943年7月的每剂20美元,到1946年下降到每剂0.55美元。
1945年诺贝尔生理学或医学奖被授予亚历山大·弗莱明爵士、恩斯特·鲍里斯·查恩爵士和霍华德·沃尔特·弗洛里爵士“青霉素的发现及其在各种传染病中的疗效”Peoria实验室的Andrew J.Moyer博士入选发明家名人堂,英国和Peoria实验室均被指定为国际历史化学标志。1948年5月25日,莫耶博士获得了大规模生产青霉素方法的专利。
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