亞歷山大·弗萊明(英國(guó)細(xì)菌學(xué)家、青霉素的發(fā)現(xiàn)者)
亞歷山大·弗萊明(Alexander Fleming,1881年8月6日—1955年3月11日),英國(guó)細(xì)菌學(xué)家,生物化學(xué)家,微生物學(xué)家。
亞歷山大·弗萊明于1923年發(fā)現(xiàn)溶菌酶,1928年首先發(fā)現(xiàn)了青霉素。后英國(guó)病理學(xué)家弗勞雷、德國(guó)生物化學(xué)家錢恩進(jìn)一步研究改進(jìn),并成功的用于醫(yī)治人的疾病,三人共獲諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。青霉素的發(fā)現(xiàn),使人類找到了一種具有強(qiáng)大殺菌作用的藥物,結(jié)束了傳染病幾乎無法治療的時(shí)代;從此出現(xiàn)了尋找抗菌素新藥的高潮,人類進(jìn)入了合成新藥的新時(shí)代。
在美國(guó)學(xué)者麥克·哈特所著的《影響人類歷史進(jìn)程的100名人排行榜》,弗萊明名列第45位。
人物簡(jiǎn)歷
亞歷山大·弗萊明(Alexander Fleming,1881.8.6 - 1955.3.11),英國(guó)微生物學(xué)家。1881年8月6日出生于蘇格蘭基馬爾諾克附近的洛克菲爾德。
13歲時(shí)隨其兄(開業(yè)醫(yī)師)去倫敦做工,由于意外地得到姑父的一筆遺產(chǎn),進(jìn)入倫敦大學(xué)圣瑪麗醫(yī)學(xué)院學(xué)習(xí),1906年畢業(yè)后留在母校的研究室,幫助其師賴特博士進(jìn)行免疫學(xué)研究。
1918年弗萊明返回圣瑪麗醫(yī)學(xué)院,加緊進(jìn)行細(xì)菌的研究工作。1922年他發(fā)現(xiàn)了一種叫“溶菌酶”的物質(zhì),發(fā)表了《皮膚組織和分泌物中所發(fā)現(xiàn)的奇特細(xì)菌》的報(bào)告。
1929年弗萊明在《不列顛實(shí)驗(yàn)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,但未被人們引起注意。弗萊明指出,青霉素將會(huì)有重要的用途,但他自己無法發(fā)明一種提純青霉素的技術(shù),致使此藥十幾年一直未得以使用。
1939年,在英國(guó)的澳大利亞人瓦爾特·弗洛里(1898—1968年)和德國(guó)出生的鮑利斯·錢恩(1906—1979),重復(fù)了弗萊明的工作,證實(shí)了他的結(jié)果,然后提純了青霉素,1941年給病人使用成功。在英美政府的鼓勵(lì)下,很快找到大規(guī)模生產(chǎn)青霉素的方法,1944年英美公開在醫(yī)療中使用,1945年以后,青霉素遍及全世界。1945年,弗萊明、弗洛里和錢恩共獲諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
1943年弗萊明成為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)院士,1944年被賜于爵士。1915年弗萊明結(jié)婚,兒子是個(gè)普通的醫(yī)生,夫人于1949年去世。1953年再次結(jié)婚。1955年3月11日與世長(zhǎng)逝,安葬在圣保羅大教堂。匈牙利1981年發(fā)行了弗萊明誕生100周年的紀(jì)念郵票。
成長(zhǎng)經(jīng)歷
求學(xué)經(jīng)歷
弗萊明的成長(zhǎng)之路,遠(yuǎn)非一帆風(fēng)順。在他7歲時(shí),父親去世。由大哥和母親將他和幾個(gè)兄弟養(yǎng)大,他在山野長(zhǎng)大,這鍛煉了他的觀察能力,算是為日后的細(xì)菌培養(yǎng)積累了初步的基礎(chǔ)。13歲左右,弗萊明去倫敦投奔他同父異母的哥哥湯姆。湯姆其時(shí)已從格拉斯哥大學(xué)畢業(yè),去倫敦發(fā)展事業(yè)并成為了一個(gè)眼科學(xué)家。他先是在一所類似技校的學(xué)校學(xué)習(xí),16歲畢業(yè)后就去了一家專營(yíng)美國(guó)貿(mào)易的船務(wù)公司上班。
1901年,弗萊明20歲時(shí),他的一個(gè)終身未婚的舅舅去世,留下了一筆較為可觀的遺產(chǎn),弗萊明分到了250英鎊。湯姆敦促他善加利用這筆財(cái)富,建議他學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)。7月,弗萊明通過16門功課的考試,獲得進(jìn)入圣瑪麗醫(yī)院附屬醫(yī)學(xué)院的資格。而他選擇這所學(xué)校的原因,則是工作期間,他曾和來自這個(gè)學(xué)院的水球隊(duì)比賽過。學(xué)習(xí)期間,弗萊明獲得了學(xué)校提供的各種名目的獎(jiǎng)學(xué)金。1906年7月,他通過了一系列測(cè)試,獲得了獨(dú)立開診所的資格。但他的人生命運(yùn)被約翰·弗里曼所改變,弗里曼是賴特手下的高年資助理,他兩頭游說,最終弗萊明并不十分情愿的成為接種部的低年資助理。說弗萊明并不情愿的主要理由是,1908年,弗萊明參加與他工作無關(guān)的更高等級(jí)的一系列測(cè)試,并獲得一枚金牌。以及為了獲得外科醫(yī)生資格認(rèn)證,他又找了一份外科住院醫(yī)生的工作,沒有在接種室做全職。1909年,他通過了測(cè)試,獲得外科醫(yī)生資格。但就此以后,他和外科就再也沒有關(guān)系。
1909—1918
沒有人知道弗萊明為何最終留在了賴特身邊,或許這和賴特的寬容有關(guān)。在當(dāng)時(shí)的情況下,學(xué)術(shù)權(quán)威通常不支持,自己的助手按照自己的興趣獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究。而就在1909年,弗萊明獨(dú)自開始了嘗試對(duì)痤瘡進(jìn)行免疫接種的研究,并成功改良了梅毒的繁瑣檢測(cè)程序。另外他也是那個(gè)時(shí)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——六零六,所有這一切都為他帶了學(xué)術(shù)上的初步聲譽(yù)。當(dāng)然他也未脫離賴特的研究范圍,在其指導(dǎo)下做了有關(guān)吞噬細(xì)胞、調(diào)理素、傷寒菌等一系列研究工作。
其后,一戰(zhàn)爆發(fā),賴特率他的研究小組奔赴法國(guó)前線,研究疫苗是否可以防止傷口感染。這給了弗萊明一個(gè)極其難得的系統(tǒng)學(xué)習(xí)致病細(xì)菌的好機(jī)會(huì)。在那里他還驗(yàn)證了自己的想法,既含氧高的組織中,伴隨著氧氣的耗盡,將有利于厭氧微生物的生長(zhǎng)。另外他和賴特證實(shí)用殺菌劑消毒創(chuàng)傷的傷口,事實(shí)上并未起到好的作用,細(xì)菌沒有真正被殺死,反倒把人體吞噬細(xì)胞殺死了,傷口更加容易發(fā)生惡性感染。他們建議使用濃鹽水沖洗傷口,這項(xiàng)建議到了二戰(zhàn)時(shí)期才被廣泛采納。但沖洗要盡早進(jìn)行,如果傷口已經(jīng)嚴(yán)重感染,濃鹽水也沒有什么效果。此外他還和其他同事一起做了一系列其它研究,比較重要的有兩個(gè)。他做了歷史上第一個(gè)院內(nèi)交叉感染的科學(xué)研究,如今院內(nèi)感染是個(gè)非常受重視的問題。另外他還推動(dòng)了輸血技術(shù)的改良,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。
1921
1921年11月,弗萊明患上了重感冒。在他培養(yǎng)一種新的黃色球菌時(shí),他索性取了一點(diǎn)鼻腔粘液,滴在固體培養(yǎng)基上。兩周后,當(dāng)弗萊明在清洗前最后一次檢查培養(yǎng)皿時(shí),發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣現(xiàn)象。培養(yǎng)基上遍布球菌的克隆群落,但粘液所在之處沒有,而稍遠(yuǎn)的一些地方,似乎出現(xiàn)了一種新的克隆群落,外觀呈半透明如玻璃般。弗萊明一度認(rèn)為這種新克隆是來自他鼻腔粘液中的新球菌,還開玩笑的取名為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。很快他們就發(fā)現(xiàn),這所謂的新克隆根本不是一種什么新的細(xì)菌,而是由于細(xì)菌溶化所致。
1921年11月21日,弗萊明的實(shí)驗(yàn)記錄本上,寫下了抗菌素這個(gè)標(biāo)題,并素描了三個(gè)培養(yǎng)基的情況。第一個(gè)即為加入了他鼻腔粘液的培養(yǎng)基,第二個(gè)則是培養(yǎng)的一種白色球菌,第三個(gè)的標(biāo)簽上則寫著“空氣”。第一個(gè)培養(yǎng)基重復(fù)了上面的結(jié)果,而后兩個(gè)培養(yǎng)基中都長(zhǎng)滿了細(xì)菌克隆。很明顯,到這個(gè)時(shí)候,弗萊明已經(jīng)開始做對(duì)比研究,并得出明確結(jié)論,鼻腔粘液中含有“抗菌素”。隨后他們更發(fā)現(xiàn),幾乎所有體液和分泌物中都含有“抗菌素”,甚至指甲中,但通常汗水和尿液中沒有。他們也發(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)的抗菌素一定是種酶。當(dāng)他將結(jié)果向賴特匯報(bào)時(shí),賴特建議將它稱為溶菌酶,而最初的那種細(xì)菌如今被稱為滕黃微球菌。
為了進(jìn)一步研究溶菌酶,弗萊明曾到處討要眼淚,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(bào)紙上。1922年1月,他們發(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(shí)候,弗萊明發(fā)表了第一篇研究溶菌酶的論文。弗萊明和他的助手,對(duì)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,這種酶的殺菌能力不強(qiáng),且對(duì)多種病原菌都沒有作用。
1928—1929
在寫作中,一篇由Bigger等發(fā)表于1927年的最新金葡菌(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),引起了弗萊明的關(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(zhǎng)時(shí)期室溫培養(yǎng)后,會(huì)得到多種變異菌落,甚至有白色菌落。出于對(duì)該文的疑慮或者其它原因,弗萊明決定重復(fù)該文的發(fā)現(xiàn)。1928年初,他讓助手普利斯著手重復(fù)該項(xiàng)發(fā)現(xiàn),但普利斯不愿繼續(xù)做細(xì)菌學(xué)研究,而轉(zhuǎn)做病理學(xué)研究。于是,弗萊明只有自己動(dòng)手。
就這樣從年初到七月,弗萊明一直在重復(fù)研究Bigger等的發(fā)現(xiàn),同時(shí)也養(yǎng)成了一個(gè)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(zhǎng)時(shí)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,發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基邊緣有一塊因溶菌而顯示的慘白色,因此發(fā)現(xiàn)青霉素,并于1929年6月發(fā)表《關(guān)于霉菌培養(yǎng)的殺菌作用》,最終使其獲諾貝爾獎(jiǎng)的論文。
1929—1939
在這十年中,弗萊明只發(fā)了兩篇有關(guān)青霉素的研究論文。但他的實(shí)驗(yàn)記錄卻顯示,在這十年中,弗萊明并未完全停止青霉素的研究。事實(shí)上,他做過青霉素粗提物的家兔以及小白鼠靜脈注射研究。但在用天竺鼠做口服實(shí)驗(yàn)時(shí),出現(xiàn)了極高的致死率,現(xiàn)在知道這是腸道正常菌叢被殺死所致。這可能打擊了弗萊明的信心,畢竟這世界上很多早期發(fā)現(xiàn)的抗菌素,最后發(fā)現(xiàn)沒有什么治療用價(jià)值。另外,弗萊明還是世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn),葡萄球菌接觸了青霉素后,可快速產(chǎn)生抗性,這可能更打擊了他的信心,但可惜這些發(fā)現(xiàn)他都沒有發(fā)表。而青霉素極難提取,且活性不穩(wěn)定,所有這些都是弗萊明自己所無法解決的。
應(yīng)該說,弗萊明所發(fā)現(xiàn)的青霉素在當(dāng)時(shí)未引起重視,除了他所在醫(yī)院的門診部有一群追隨者,在嘗試?yán)们嗝顾卮痔嵛?,治療眼部感染和癤子這樣的皮膚病。有史可查的是在1932年,非弗萊明所在醫(yī)院的一個(gè)醫(yī)生,也嘗試過用青霉素的粗提物治療眼疾,并取得很好的效果。雖然,弗洛里研究過溶菌酶但當(dāng)這位醫(yī)生,向后來牛津小組的領(lǐng)導(dǎo)人弗洛里匯報(bào)時(shí),當(dāng)時(shí)的弗洛里對(duì)青霉素毫無興趣。直到1939年,錢恩到來,系統(tǒng)查閱文獻(xiàn)后,極力推薦青霉素后,弗洛里才轉(zhuǎn)變態(tài)度。牛津小組最初的菌種來源,就是1929年,弗萊明交給弗洛里的前任主任Drever的菌種。
1940年,弗萊明因是青霉素的發(fā)現(xiàn)者,開始名動(dòng)一時(shí),但他始終在各種重要場(chǎng)合的演講中,將青霉素的誕生完全歸功于牛津小組所作的研究。
發(fā)明成就
兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn)
1921年,患重感冒的弗萊明堅(jiān)持工作,在一培養(yǎng)基中發(fā)現(xiàn)溶菌現(xiàn)象,細(xì)究之下原來是鼻涕所致,由此發(fā)現(xiàn)了溶菌酶。
1928年7月下旬,弗萊明將眾多培養(yǎng)基未經(jīng)清洗就摞在一起,放在試驗(yàn)臺(tái)陽光照不到的位置,就去休假了。9月1日,在工作22年后,他因溶菌酶的發(fā)現(xiàn)等多項(xiàng)成就,獲得教授職位。9月3日,度假歸來的弗萊明,剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,其前任助手普利斯來串門,寒暄中問弗萊明這段時(shí)間在做什么,于是弗萊明順手拿起頂層第一個(gè)培養(yǎng)基,準(zhǔn)備給他解釋時(shí),發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基邊緣有一塊因溶菌而顯示的慘白色,因此發(fā)現(xiàn)青霉素,并于次年6月發(fā)表,最終使其獲諾貝爾獎(jiǎng)的論文。
成就背景
弗萊明要遇到青霉菌所致的溶菌現(xiàn)象,究竟需要多少偶然因素之間的相互配合才能出現(xiàn)。有人曾為此專門著文闡述。首先,青霉菌適合在較低溫度下生長(zhǎng),葡萄球菌則在37度下生長(zhǎng)最好。其次,在長(zhǎng)滿了細(xì)菌的培養(yǎng)基上,青霉菌無法生長(zhǎng)。最后,青霉菌大約在5天后成熟并產(chǎn)生孢子,這時(shí)青霉素才會(huì)出現(xiàn),而青霉素也只對(duì)快速生長(zhǎng)中的葡萄球菌有溶菌作用。
成就保障
因此,弗萊明的發(fā)現(xiàn),至少需有下述四方面的條件作保障。
1、來源不明的青霉菌孢子落入葡萄球菌培養(yǎng)基中。
2、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。
3、天氣的配合。當(dāng)年的氣溫記錄顯示,恰好在7月28日至8月10日,倫敦有一段十分難得的涼爽天氣,極其適合青霉菌先行生長(zhǎng)成熟,并產(chǎn)生了青霉素。而8月10日以后,氣溫則明顯升高有利于葡萄球菌快速生長(zhǎng),以至于發(fā)生了溶菌現(xiàn)象。
4、或許還要加上,在弗萊明剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,尚未著手清洗培養(yǎng)皿時(shí),其前任助手恰好到來敘舊。
人物性格
弗萊明是一個(gè)腳踏實(shí)地的人。他不尚空談,只知默默無言地工作。起初人們并不重視他。他在倫敦圣瑪麗醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室工作時(shí),那里許多人當(dāng)面叫他小弗萊,背后則嘲笑他,給他起了一個(gè)外號(hào)叫“蘇格蘭老古董”。有一天,實(shí)驗(yàn)室主任賴特爵士主持例行的業(yè)務(wù)討論會(huì)。一些實(shí)驗(yàn)工作人員口若懸河,嘩眾取寵,唯獨(dú)小弗萊一直沉默不語。賴特爵士轉(zhuǎn)過頭來問道:“小弗萊,你有什么看法?”“做?!毙「トR只說了一個(gè)字。他的意思是說,與其這樣不著邊際地夸夸其談,不如立即恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。到了下午五點(diǎn)鐘,賴特爵士又問他:“小弗萊,你現(xiàn)在有什么意見要發(fā)表嗎?”“茶?!痹瓉?,喝茶的時(shí)間到了。這一天,小弗萊在實(shí)驗(yàn)室里就只說了這兩個(gè)字。
社會(huì)爭(zhēng)議
有人指出,弗萊明雖然發(fā)現(xiàn)了青霉素,卻只發(fā)表了兩篇論文,而有關(guān)青霉素在醫(yī)學(xué)上可能存在的價(jià)值,只在其第二篇論文中明確提到過一次,“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”,這就是他對(duì)青霉素功用所作出的唯一預(yù)言。
有人甚至在紀(jì)念弗萊明貢獻(xiàn)的一次演講中指出,弗萊明1929年那篇?jiǎng)潟r(shí)代論文中,沒有引用,在1928年法國(guó)出版,一本專門闡述霉菌和其它細(xì)菌,在抑菌觀察方面的有關(guān)文獻(xiàn)的專著,以此說明弗萊明并不真的明白青霉素的價(jià)值。而其后,弗萊明即未積極分離純化青霉素,也未積極推動(dòng)青霉素的研究,以使它成為一種治療用的藥物(這些事務(wù)均是牛津小組——弗洛里和錢恩為主要人員——所作)。甚至沒有妥善保存他所發(fā)現(xiàn)的青霉菌菌種,而是一位有遠(yuǎn)見的倫敦衛(wèi)生和熱帶醫(yī)學(xué)學(xué)院的教授Raistrcik將之保存,后來交給牛津研究小組。
還有人認(rèn)為,青霉素之所以能迅速在臨床大面積推廣使用,得益于殘酷的二戰(zhàn)以及日本偷襲珍珠港,促使美國(guó)加入戰(zhàn)局,否則錢恩恐怕很難成功游說美國(guó)投入到青霉素的研發(fā)中。因?yàn)?,青霉素的分離純化極其困難,其水溶液極不穩(wěn)定,很容易分解失效。而且其粗提物口服情況下對(duì)天竺鼠的致死性很高,若按現(xiàn)在的情況看,沒有人會(huì)認(rèn)為這個(gè)藥物值得開發(fā)。而弗萊明當(dāng)初發(fā)現(xiàn)的菌株,產(chǎn)量極低。高產(chǎn)量菌株是在美國(guó)發(fā)現(xiàn)的,而一系列關(guān)鍵性技術(shù)和臨床研究都是在美國(guó)實(shí)現(xiàn)的。
也有人指責(zé),初期的媒體宣傳,完全是弗萊明的個(gè)人舞臺(tái)。而牛津小組所作的諸多實(shí)際而艱辛的工作,要么被忽略要么被一筆帶過,總之牛津小組被人遺忘了。而沒有牛津小組,就算弗萊明要做,也造不出藥物來。對(duì)此,1999年的《美國(guó)新聞與世界報(bào)道》周刊中,對(duì)1945年同獲諾貝爾獎(jiǎng)的三個(gè)人配發(fā)了耐人尋味的說明文字。弗萊明——他對(duì)攝影師來者不拒;弗洛里——對(duì)新聞界冷如冰霜;錢恩——年輕的生化學(xué)家,分析并提純了青霉素。
社會(huì)評(píng)價(jià)
盡管弗萊明曾遭受非議,但毋庸置疑的是,青霉素已挽救了數(shù)以百萬計(jì)人的生命,并且將來肯定還將繼續(xù)挽救更多的人,這其中大部分榮譽(yù)還是應(yīng)當(dāng)歸功于弗萊明,是他完成了最重要的發(fā)現(xiàn)。正如牛津病理學(xué)系主任哈里斯所說:“沒有弗萊明,不會(huì)有錢恩及弗洛里;沒有錢恩,不會(huì)有弗洛里;沒有弗洛里,不會(huì)有希特利;沒有希特利,則不會(huì)有盤尼西林。
人物軼事
有一個(gè)廣為流傳的故事,說弗萊明的農(nóng)夫父親曾救過小時(shí)候的丘吉爾,丘吉爾之父出資讓弗萊明上學(xué)成才,而后丘吉爾本人又在二戰(zhàn)中因青霉素而從瀕死的疾病中獲救。弗萊明給朋友的信中證實(shí),這是誤傳,而且后來挽救丘吉爾的藥物也不是青霉素。
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