在當(dāng)時情況下,,學(xué)術(shù)權(quán)威通常會對自己的助手指定工作內(nèi)容,而不支持他們按照自己的興趣獨立進(jìn)行科學(xué)研究,。然而在1909年弗萊明加盟賴特團(tuán)隊后,,他卻獨自開始嘗試對痤瘡進(jìn)行免疫接種研究,并成功改良了梅毒的繁瑣檢測程序,。對于弗萊明的自行其是,賴特予以寬容并給予了寶貴的支持,,這令弗萊明深為感動,。當(dāng)時,預(yù)防接種科雖然因為賴特而聞名遐邇,但他們的工作環(huán)境卻很不好,,所謂實驗室其實是一間又小又破舊的地下室,,制作微生物實驗用玻璃器皿和培養(yǎng)基的房間不足2平方米,暗室是衛(wèi)生間改建的,,高溫室也是用煤氣加熱的,,沒有一間冷庫,只能把冰塊裝進(jìn)木箱里當(dāng)做冷凍設(shè)備來使用,。這里的研究條件估計是全英國最差的了,。賴特是一個十分敬業(yè)的人,面對艱苦的條件,,他用自己門診的收入來補(bǔ)貼科研經(jīng)費,。為了生存和發(fā)展,預(yù)防接種科經(jīng)常把自己開發(fā)的疫苗商品化,,以此來維持科研工作和給大家發(fā)放工資,。弗萊明是個十分勤勉的人,他并不在乎實驗室條件的簡陋,,也不羨慕別人的優(yōu)越條件,,只顧在賴特的指導(dǎo)下潛心科研工作。他是那個時代少數(shù)掌握了靜脈注射這一先進(jìn)技術(shù)的醫(yī)生,。在倫敦,,幾乎只有他能為梅毒患者注射最新治療藥物——灑爾佛散,這為他帶來了學(xué)術(shù)上的聲譽(yù),,使他成了英國性病學(xué)的頭號權(quán)威人物,。他在賴特的指導(dǎo)下,還做了有關(guān)吞噬細(xì)胞,、調(diào)理素,、傷寒菌等一系列的研究工作。第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后,,賴特率領(lǐng)研究小組赴作戰(zhàn)前線研究疫苗是否可以防止傷口感染,,這給了弗萊明一個極其難得的系統(tǒng)研究致病細(xì)菌的好機(jī)會。在意大利博洛尼亞,,他開始專門研究敗血癥,、腐敗癥、破傷風(fēng)等病癥,。由于當(dāng)時巴斯德的滅菌外科技術(shù)已廣泛使用,,在戰(zhàn)場上給感染的傷員采取了用苯酚消毒的治療方法。可是,,弗萊明通過研究發(fā)現(xiàn),,含氧高的組織中伴隨著氧氣的耗盡,,將有利于厭氧微生物生長。他和賴特還發(fā)現(xiàn),,被感染的傷口處作為自我防御手段往往有大量白細(xì)胞聚集起來,,如果這時候使用消毒藥對傷口進(jìn)行消毒,實際上并沒有起到期待的效果,。傷口處的細(xì)菌沒有被真正殺死,,反倒把人體不可或缺的白細(xì)胞給殺死了,使傷口更容易發(fā)生惡性感染,。于是,,他向軍部提議要挽救戰(zhàn)場上面臨死亡的傷員,最有效的方法是盡早使用濃鹽水沖洗傷口,,并切掉傷口處已經(jīng)腐爛的皮下組織,。然而,他的這一建議當(dāng)時并沒有被廣泛采納,,為此他和軍部發(fā)生了激烈的摩擦,。此外,弗萊明還和同事們一起做了一系列其它研究,,比較重要的有兩個,。他做了歷史上第一個院內(nèi)交叉感染的科學(xué)研究,如今院內(nèi)感染已是各醫(yī)院非常受重視的問題,。另外他還積極提倡少用消毒藥多輸血,,開通吞噬細(xì)胞疏通的渠道。他作了有關(guān)檸檬酸鈉的抗凝作用和鈣的凝血作用的研究,,并利用新技術(shù)給100名傷員輸血,,全都獲得成功,推動了輸血技術(shù)的改良,。1918年弗萊明返回圣馬利亞醫(yī)院,,加緊進(jìn)行細(xì)菌研究工作。幾年后,,他發(fā)現(xiàn)了溶菌酶,。法羅群島(1983):弗萊明在實驗室里觀察培養(yǎng)皿中的細(xì)菌世間之事往往充滿巧合和機(jī)緣。1921年11月,,弗萊明患了重感冒,,不斷地打噴嚏。他在培養(yǎng)一種新的黃色球菌時,,無意中面對培養(yǎng)細(xì)菌的器皿打了一個噴嚏,。兩周后,當(dāng)弗萊明在清洗前最后一次檢查培養(yǎng)皿時,,發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象:培養(yǎng)基上遍布黃色球菌的克隆群落,,但凡沾有噴嚏粘液的地方黃色球菌卻停止了生長,,呈現(xiàn)出半透明如玻璃狀的物體,。弗萊明一度認(rèn)為這種半透明如玻璃狀的物體是來自他鼻腔(噴嚏)粘液中的新球菌,,還開玩笑地取名為A.F(他名字的縮寫)球菌。而他的同事Allison則認(rèn)為更可能是空氣中的細(xì)菌污染所致,。他很快就發(fā)現(xiàn),,這所謂的新球菌根本不是一種什么新的細(xì)菌,而是由于細(xì)菌溶化所致,。弗萊明的實驗記錄本上寫下了“抗菌素”這個標(biāo)題,,并描述了三個培養(yǎng)基的情況。第一個即為沾染了他鼻腔粘液的培養(yǎng)基,,第二個則是培養(yǎng)的一種白色球菌,,第三個標(biāo)簽上則寫著“空氣”。第一個培養(yǎng)基重復(fù)了上面的結(jié)果,,而后兩個培養(yǎng)基中都長滿了細(xì)菌克隆,。很明顯,到這個時候,,弗萊明已經(jīng)開始做對比研究,,并得出明確結(jié)論,鼻腔粘液中含有某種“抗菌素”,,可以溶解原有的細(xì)菌,。隨著進(jìn)一步研究他發(fā)現(xiàn)幾乎所有體液和分泌物中都含有這種可溶解細(xì)菌的“抗菌素”,但通常汗水和尿液中沒有,。事實上,,每個人的唾液里都含有“抗菌素”,因此只要往傷口涂抹唾液就多少可以制止細(xì)菌的滲透,。他還發(fā)現(xiàn)熱和蛋白沉淀劑都可破壞其抗菌功能,,于是他推斷這種新發(fā)現(xiàn)的“抗菌素”一定是一種酵素。思忖中,,他想起最近在遺傳工程技術(shù)研究中有一種名叫溶菌酶的酵素被廣泛利用,。據(jù)說由于溶菌酶這種酵素能夠分解細(xì)菌的細(xì)胞壁,因此時常用來破壞細(xì)菌的細(xì)胞,。當(dāng)他將他的實驗結(jié)果向賴特匯報時,,賴特建議根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的這種酵素所具有的溶解細(xì)菌作用,就稱它為“溶菌酶”,。就這樣,,弗萊明發(fā)現(xiàn)了人體中的溶菌酶。為了進(jìn)一步研究溶菌酶,,他曾到處討要眼淚以獲取溶菌酶,,以至于一度同事們見了他都避讓不及,,而這件事還被畫成卡通登在了報紙上。1922年1月,,他發(fā)現(xiàn)雞蛋的蛋清中有活性很強(qiáng)的溶菌酶,,這才解決了溶菌酶的來源問題。1922年稍晚些的時候,,弗萊明發(fā)表了一篇研究溶菌酶的論文《皮膚組織和分泌物中所發(fā)現(xiàn)的奇特細(xì)菌》,。弗萊明對新發(fā)現(xiàn)的溶菌酶又做了持續(xù)7年的研究,但結(jié)果讓人失望,,這種溶菌酶的殺菌效果不很明顯,,只對無害微生物起作用,而多種病原菌都沒有顯著作用,,因此難以作為消毒藥品來使用,。就這樣,弗萊明對他的發(fā)現(xiàn)沒有賦予太大的意義,,并放棄了將溶菌酶作為天然抗菌素的研究,。到1928年,預(yù)防接種科發(fā)生了很大的變化,。此刻,,預(yù)防接種科蓋起了新大樓,弗萊明也已經(jīng)是細(xì)菌學(xué)教授了,,新大樓的門口掛上了“賴特—弗萊明研究所”的巨大牌匾,。弗萊明傾心于細(xì)菌學(xué)研究,這時一篇由Bigger等人發(fā)表于一年前的最新金葡菌(醫(yī)院內(nèi)導(dǎo)致交叉感染的主要致病菌)變異的研究文獻(xiàn)引起了他的關(guān)注,。文獻(xiàn)稱金葡菌在瓊脂糖平板培養(yǎng)基上,,經(jīng)歷約52天長時期室溫培養(yǎng)后,會得到多種變異菌落,,甚至有白色菌落,。出于對該文的疑慮或其它考慮,弗萊明決定重復(fù)文中的陳述,。從1928年初到七月,,弗萊明一直在重復(fù)研究Bigger等人的發(fā)現(xiàn),同時養(yǎng)成了一個習(xí)慣,,既便那些本不是為了觀察變異菌落所做的正常培養(yǎng)基,,也在清洗之前先在室溫下放置較長時間,做最后一次觀察——試圖以此發(fā)現(xiàn)新的變異菌落——再進(jìn)行清洗,。溶菌酶的研究終止后,,弗萊明開始尋找其他天然抗菌素。當(dāng)時,傷口葡萄球菌感染非常常見,,人們在尋找控制葡萄球菌生長的藥物,,弗萊明也十分用心地研究對付葡萄球菌的辦法。他在一只只瓊脂培養(yǎng)皿里培養(yǎng)出葡萄球菌,,然后再試驗用各種藥劑去消滅它們,。這個工作已花費了他幾年的時間,至今仍一無所獲——這個葡萄球菌實在是個難以對付的家伙,!然而機(jī)緣再一次降臨,,正所謂踏破鐵鞋無覓處,得來全不費功夫,。1928年夏天,天氣不熱而潮濕,,喜歡低溫和潮濕的霉菌就這樣污染了許多培養(yǎng)皿,。7月下旬,弗萊明習(xí)慣性地將眾多培養(yǎng)皿未經(jīng)清洗就摞在一起,,放在試驗臺陽光照不到的位置,,然后就外出度假去了。3周后當(dāng)他度假歸來剛進(jìn)實驗室時,,恰好他的前任助手普利斯來串門,,寒暄中問弗萊明最近在做什么。于是,,弗萊明順手拿起試驗臺上一摞培養(yǎng)皿最頂層的一個,,準(zhǔn)備向他做解釋。就在這時候,,他突然發(fā)現(xiàn)在這個蓋子沒有完全蓋好的葡萄球菌培養(yǎng)皿中,,因與空氣意外接觸而長出了一團(tuán)青綠色的霉菌。東西發(fā)霉這本是一種十分常見的現(xiàn)象,,人人都見過無數(shù)次,,實在不足為奇。“一定是從窗口飄落進(jìn)來的一顆青霉孢子通過培養(yǎng)皿未蓋好的蓋子縫隙,,落到了培養(yǎng)細(xì)菌用的瓊脂上,,由此長出了這一團(tuán)霉菌?!备トR明笑著對普利斯說,。然而,,當(dāng)細(xì)看究竟時,,弗萊明卻驚呆了。在平時,,瓊脂培養(yǎng)基里總有一些被污染的霉菌破壞了弗萊明的實驗結(jié)果,,可此刻他卻突然發(fā)現(xiàn)手中這個培養(yǎng)皿中,,在霉菌的周圍竟然出現(xiàn)了一圈清澈的環(huán)狀帶,也就是說在霉菌周圍原先黃色的葡萄球菌竟然神秘地消失了,!“啊,,太奇怪了,這可真是太奇怪了,?”有著敏銳觀察力的弗萊明立即覺察到了其中的價值,,他馬上靜下心來對其進(jìn)行了進(jìn)一步的探索。他將培養(yǎng)皿拿到顯微鏡下觀察,,發(fā)現(xiàn)霉菌身邊的葡萄球菌菌落已經(jīng)全部被溶解掉了,,呈現(xiàn)出一片因溶菌而顯示的慘白色,離霉菌稍遠(yuǎn)一點的地方散落著已經(jīng)被破壞的一團(tuán)葡萄球菌,,再遠(yuǎn)些的培養(yǎng)基的邊緣仍然有葡萄球菌在生長,。弗萊明的思維在快速地運轉(zhuǎn),他明白自己看到的這些現(xiàn)象意味著霉菌的某種分泌物通過瓊脂擴(kuò)散到周圍,,抑制了葡萄球菌的生長,,因而這種物質(zhì)一定具有抗菌作用!眼前情景與弗萊明當(dāng)初發(fā)現(xiàn)溶菌酶時的情景十分相似,,他的心快速跳了起來,。他小心翼翼地剝開一小塊霉菌轉(zhuǎn)移到裝有別的培養(yǎng)液的試管里,將其好好保存起來,。他要去做進(jìn)一步的觀察與研究,,揭開其神秘的面紗。古巴(2013):弗萊明與細(xì)菌培養(yǎng)皿,,霉菌周圍出現(xiàn)了一圈清澈的環(huán)狀帶弗萊明將霉菌的孢子取出來,,在多種培養(yǎng)液和不同的溫度下進(jìn)行單獨培養(yǎng)。他發(fā)現(xiàn)這種霉菌生長得很快,,白白的像絨毛團(tuán),,慢慢變成暗綠,放久了的培養(yǎng)基簡直暗得成了帶綠的黑色,。當(dāng)PH值達(dá)到8.5—9.0,、培養(yǎng)溫度達(dá)到20攝氏度時,它的生長最快,。弗萊明繼續(xù)探究,,證實這種霉菌為青霉菌,其分泌物能夠阻礙葡萄球菌生長,,而其他霉菌則不能分泌這種具有殺菌能力的物質(zhì),。接著,他又對青霉菌的抗菌力進(jìn)行測定。他做了一個簡單的實驗,,從培養(yǎng)基里直線生長的霉菌中摘取一條移植到另外一只培養(yǎng)基里,,并在那里裝滿瓊脂使之變成半凝固狀,然后與霉菌成直角放入各種細(xì)菌讓它們成長起來,。這時,,霉菌里生成的抗菌物質(zhì)擴(kuò)散到瓊脂里,離霉菌近的細(xì)菌開始溶化成透明的液體,,隨著時間的推移,,細(xì)菌被溶化的范圍越來越擴(kuò)散了。弗萊明用這個實驗準(zhǔn)確地證實了除葡萄球菌外,,連鎖狀球菌,、淋病菌、腦膜炎球菌,、白喉菌,、肺炎球菌等也被破壞的事實。用液體培養(yǎng)液實驗的結(jié)果,,他還發(fā)現(xiàn)類似傷寒、霍亂,、小腸里生存的細(xì)菌,、容易感染傷口的細(xì)菌、細(xì)菌性流感菌等革蘭氏陰性菌對霉菌并沒有表現(xiàn)出敏感的反應(yīng),。即使是革蘭氏陽性菌,,也有一些細(xì)菌病不怕霉菌中的抗菌物質(zhì)。為了測定霉菌的抗菌能力,,弗萊明將霉菌在液體狀態(tài)下培育5天,,然后以1:20的蒸餾水將其稀釋放在葡萄球菌旁邊,后來又以1:600的稀釋比例做實驗,,結(jié)果霉菌仍然呈現(xiàn)出強(qiáng)大的殺菌力,。當(dāng)他以1:1000的稀釋度繼續(xù)做實驗時 發(fā)現(xiàn)仍然具有殺菌能力。接著,,弗萊明開始研究青霉菌培養(yǎng)物的無細(xì)胞提取物,,發(fā)現(xiàn)它們確實有顯著的抗細(xì)菌作用。他試著用培養(yǎng)物的濾液局部治療傷口感染,,并取得了一些成功,。之前的研究證明,當(dāng)將消毒藥涂在傷口上時,,在殺死傷口處細(xì)菌的同時也殺死了大量白細(xì)胞,。與之相比,稀釋600倍的霉菌培養(yǎng)液即使注射到血管里,對白細(xì)胞也沒有產(chǎn)生任何影響,。1929年6月,,弗萊明將青霉菌培養(yǎng)物的濾液中所含有的抗細(xì)菌物質(zhì)叫做青霉素,并在不列顛實驗病理學(xué)雜志上發(fā)表了《關(guān)于霉菌培養(yǎng)的殺菌作用》的研究論文,。他認(rèn)為青霉素在醫(yī)學(xué)上存在價值,,并指出“青霉素或者性質(zhì)與之類似的化學(xué)物質(zhì)有可能用于膿毒性創(chuàng)傷的治療”。他期待青霉素就是他長期以來一直在尋找的天然抗菌素,,可以被制成藥物而大量應(yīng)用于臨床,。圣文森特和格林納丁斯(2000):弗萊明正在觀察培養(yǎng)皿中接種細(xì)菌的生長情況弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉菌所致的溶菌現(xiàn)象,成為當(dāng)時的一個傳奇,。然而,,書寫這樣的傳奇,既有其偶然性,,卻有其必然性,。作為一名出色的細(xì)菌學(xué)教授,弗萊明勤奮而細(xì)致,,他敏銳地把握了只有幾種極其罕見的狀況同時發(fā)生時才能觀察到的絕妙的機(jī)會,。那么,究竟需要多少偶然因素之間的相互配合才能出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢,?首先,,青霉菌適合在較低溫度下生長,葡萄球菌則在37度下生長最好,。其次,,在長滿了細(xì)菌的培養(yǎng)基上,青霉菌無法生長,。最后,,青霉菌大約在5天后成熟并產(chǎn)生孢子,這時青霉素才會出現(xiàn),,而青霉素也只對快速生長中的葡萄球菌有溶菌作用,。由此可見,弗萊明的發(fā)現(xiàn)至少需有下述三方面的條件作保障:第一,,來源不明的青霉菌孢子落入葡萄球菌培養(yǎng)基中,;第二,弗萊明未將培養(yǎng)基放在37攝氏度的溫箱中,,也未清洗,,而是放置在室溫下;第三,,天氣的配合——當(dāng)年的氣溫記錄顯示在7月28日至8月10日間倫敦恰好有一段十分難得的涼爽天氣,,極其適合青霉菌先行生長成熟并產(chǎn)生青霉素,,葡萄球菌則難以生長,而8月10號以后氣溫明顯升高,,葡萄球菌開始生長,,但這時青霉已產(chǎn)生了足夠的青霉素來殺死周圍的葡萄球菌,因此發(fā)生了溶菌現(xiàn)象,。或許,,除此之外還要再加上這個情況,在弗萊明剛進(jìn)實驗室尚未著手清洗培養(yǎng)皿時,,其前任助手恰好到來敘舊,,弗萊明為了介紹自己的工作而給他看了幾個細(xì)菌培養(yǎng)皿,順手拿起了最上面培養(yǎng)皿,,才意外發(fā)現(xiàn)了這個異常情況,。弗萊明是幸運的,他在這些偶然中蘊(yùn)含著必然因素的集合下,,意外地發(fā)現(xiàn)了青霉素,,鑄造了一段醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)史上的傳奇。然而,,這段傳奇與他這些年來的苦心尋覓和歷來認(rèn)真,、細(xì)致的工作態(tài)度是分不開的。何以偶然化必然,?正如巴斯德所說:“在觀察的領(lǐng)域中,,機(jī)遇只偏愛那種有準(zhǔn)備的頭腦?!?/span>科摩羅(2008):細(xì)菌學(xué)家弗萊明作者:王平,南京醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)史研究中心客座教授,,中華醫(yī)學(xué)集郵研究會副會長,。
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