亞曆山大·弗萊明

亞曆山大·弗萊明

英國微生物學家
亞曆山大·弗萊明(公元1881-1955年),英國細菌學家。是他首先發現青黴素。後英國病理學家弗勞雷、德國生物化學家錢恩進一步研究改進,并成功的用于醫治人的疾病,三人共獲諾貝爾生理或醫學獎。青黴素的發現,是人類找到了一種具有強大殺菌作用的藥物,結束了傳染病幾乎無法治療的時代;從此出現了尋找抗菌素新藥的高潮,人類進入了合成新藥的新時代。[1]
  • 本名:亞曆山大·弗萊明
  • 别名:
  • 字:
  • 号:
  • 所處時代:
  • 民族族群:
  • 出生地:蘇格蘭基馬爾諾克附近的洛克菲爾德
  • 主要作品:
  • 主要成就:
  • 英文名:Alexander Fleming
  • 性别:男
  • 國籍:英國
  • 出生年月:1881年7月6日
  • 去世年月:1955年3月11日
  • 職業:微生物學家,細菌學家
  • 畢業院校:倫敦大學聖瑪麗醫學院
  • 代表作品:《關于黴菌培養的殺菌作用》

人物簡曆

亞曆山大·弗萊明(Alexander Fleming,1881.8.6-1955.3.11),英國微生物學家。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歲時隨其兄(開業醫師)去倫敦做工,由于意外地得到姑父的一筆遺産,進入倫敦大學聖瑪麗醫學院學習,1906年畢業後留在母校的研究室,幫助其師賴特博士進行免疫學研究。

1918年弗萊明返回聖瑪麗醫學院,加緊進行細菌的研究工作。1922年他發現了一種叫“溶菌酶”的物質,發表了《皮膚組織和分泌物中所發現的奇特細菌》的報告。

1929年弗萊明在《不列颠實驗病理學雜志》上,發表了《關于黴菌培養的殺菌作用》的研究論文,但未被人們引起注意。弗萊明指出,青黴素将會有重要的用途,但他自己無法發明一種提純青黴素的技術,緻使此藥十幾年一直未得以使用。

1939年,在英國的澳大利亞人瓦爾特·弗洛裡(1898—1968)和德國出生的鮑利斯·錢恩(1906—1979),重複了弗萊明的工作,證實了他的結果,然後提純了青黴素,1941年給病人使用成功。在英美政府的鼓勵下,很快找到大規模生産青黴素的方法,1944年英美公開在醫療中使用,1945年以後,青黴素遍及全世界。1945年,弗萊明、弗洛裡和錢恩共獲諾貝爾生理學及醫學獎。

1943年弗萊明成為英國皇家學會院士,1944年被賜于爵士。1915年弗萊明結婚,兒子是個普通的醫生,夫人于1949年去世,1953年再次結婚。1955年3月11日與世長逝,安葬在聖保羅大教堂。匈牙利1981年發行了弗萊明誕生100周年的紀念郵票。

發明成就

兩項發現

1921年,患重感冒的弗萊明堅持工作,在一培養基中發現溶菌現象,細究之下原來是鼻涕所緻,由此發現了溶菌酶。

1928年7月下旬,弗萊明将衆多培養基未經清洗就摞在一起,放在試驗台陽光照不到的位置,就去休假了。9月1号,在工作22年後,他因溶菌酶的發現等多項成就,獲得教授職位。

9月3号,度假歸來的弗萊明,剛進實驗室,其前任助手普利斯來串門,寒暄中問弗萊明最近在做什麼,于是弗萊明順手拿起頂層第一個培養基,準備給他解釋時,發現培養基邊緣有一塊因溶菌而顯示的慘白色,因此發現青黴素,并于次年6月發表,最終使其獲諾貝爾獎的論文。

成就背景

弗萊明要遇到青黴菌所緻的溶菌現象,究竟需要多少偶然因素之間的相互配合才能出現。有人曾為此專門著文闡述。首先,青黴菌适合在較低溫度下生長,葡萄球菌則在37度下生長最好。其次,在長滿了細菌的培養基上,青黴菌無法生長。最後,青黴菌大約在5天後成熟并産生孢子,這時青黴素才會出現,而青黴素也隻對快速生長中的葡萄球菌有溶菌作用。因此,弗萊明的發現,至少需有下述三方面的條件作保障。

1、來源不明的青黴菌孢子落入葡萄球菌培養基中。

2、弗萊明未将培養基放在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。當年的氣溫記錄顯示,恰好在7月28至8月10,倫敦有一段十分難得的涼爽天氣,極其适合青黴菌先行生長成熟,并産生了青黴素。而8月10号以後,氣溫則明顯升高有利于葡萄球菌快速生長,以至于發生了溶菌現象。

4、或許還要加上,在弗萊明剛進實驗室,尚未着手清洗培養皿時,其前任助手恰好到來叙舊。

人物生平

求學經曆

弗萊明的成長之路,遠非一帆風順。在他7歲時,父親去世。由大哥和母親将他和幾個兄弟養大,他在山野長大,這鍛煉了他的觀察能力,算是為日後的細菌培養積累了初步的基礎。13歲左右,弗萊明去倫敦投奔他同父異母的哥哥湯姆。湯姆其時已從格拉斯哥大學畢業,去倫敦發展事業并成為了一個眼科學家。他先是在一所類似技校的學校學習,16歲畢業後就去了一家專營美國貿易的船務公司上班。

1901年,在弗萊明20歲時,他的一個終身未婚的舅舅去世,留下了一筆較為可觀的遺産,弗萊明分到了250英鎊。湯姆敦促他善加利用這筆财富,建議他學習醫學。7月,弗萊明通過16門功課的考試,獲得進入聖瑪麗醫院附屬醫學院的資格。而他選擇這所學校的原因,則是工作期間,他曾和來自這個學院的水球隊比賽過。

學習期間,弗萊明獲得了學校提供的各種名目的獎學金。1906年7月,他通過了一系列測試,獲得了獨立開診所的資格。但他的人生命運被約翰·弗裡曼所改變,弗裡曼是賴特手下的高年資助理,他兩頭遊說,最終弗萊明并不十分情願的成為接種部的低年資助理。

說弗萊明并不情願的主要理由是,1908年,弗萊明參加與他工作無關的更高等級的一系列測試,并獲得一枚金牌。以及為了獲得外科醫生資格認證,他又找了一份外科住院醫生的工作,沒有在接種室做全職。1909年,他通過了測試,獲得外科醫生資格。但就此以後,他和外科就再也沒有關系。

1909-1918年的弗萊明

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。在當時的情況下,學術權威通常不支持,自己的助手按照自己的興趣獨立進行科學研究。而就在1909年,弗萊明獨自開始了嘗試對痤瘡進行免疫接種的研究,并成功改良了梅毒的繁瑣檢測程序。

另外他也是那個時代少數掌握了靜脈注射這一先進技術的醫生,在倫敦,幾乎隻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術上的初步聲譽。當然他也未脫離賴特的研究範圍,在其指導下做了有關吞噬細胞、調理素、傷寒菌等一系列研究工作。

其後,一戰爆發,賴特率他的研究小組奔赴法國前線,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學習緻病細菌的好機會。在那裡他還驗證了自己的想法,既含氧高的組織中,伴随着氧氣的耗盡,将有利于厭氧微生物的生長。另外他和賴特證實用殺菌劑消毒創傷的傷口,事實上并未起到好的作用,細菌沒有真正被殺死,反倒把人體吞噬細胞殺死了,傷口更加容易發生惡性感染。

他們建議使用濃鹽水沖洗傷口,這項建議到了二戰時期才被廣泛采納。但沖洗要盡早進行,如果傷口已經嚴重感染,濃鹽水也沒有什麼效果。此外他還和其它同事一起做了一系列其它研究,比較重要的有兩個。他做了曆史上第一個院内交叉感染的科學研究,如今院内感染是個非常受重視的問題。另外他還推動了輸血技術的改良,作了有關檸檬酸鈉的抗凝作用和鈣的凝血作用的研究,并利用新技術給100名傷員輸血,全都獲得成功。

1921年,弗萊明和溶菌酶

1921年11月,弗萊明患上了重感冒。在他培養一種新的黃色球菌時,他索性取了一點鼻腔粘液,滴在固體培養基上。兩周後,當弗萊明在清洗前最後一次檢查培養皿時,發現一個有趣現象。培養基上遍布球菌的克隆群落,但粘液所在之處沒有,而稍遠的一些地方,似乎出現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,則認為更可能是空氣中的細菌污染所緻。很快他們就發現,這所謂的新克隆根本不是一種什麼新的細菌,而是由于細菌溶化所緻。

1921年11月21日,弗萊明的實驗記錄本上,寫下了抗菌素這個标題,并素描了三個培養基的情況。第一個即為加入了他鼻腔粘液的培養基,第二個則是培養的一種白色球菌,第三個的标簽上則寫着“空氣”。第一個培養基重複了上面的結果,而後兩個培養基中都長滿了細菌克隆。很明顯,到這個時候,弗萊明已經開始做對比研究,并得出明确結論,鼻腔粘液中含有“抗菌素”。

随後他們更發現,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。他們也發現,熱和蛋白沉澱劑都可破壞其抗菌功能,于是他推斷這種新發現的抗菌素一定是種酶。當他将結果向賴特彙報時,賴特建議将它稱為溶菌酶,而最初的那種細菌現在稱為滕黃微球菌。

為了進一步研究溶菌酶,弗萊明曾到處讨要眼淚,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紙上。1922年1月,他們發現雞蛋的蛋清中有活性很強的溶菌酶,這才解決了溶菌酶的來源問題。1922年稍晚些的時候,弗萊明發表了第一篇研究溶菌酶的論文。弗萊明和他的助手,對新發現的溶菌酶又做了持續7年的研究,但結果讓人失望,這種酶的殺菌能力不強,且對多種病原菌都沒有作用。

1928-1929年弗萊明和青黴素

在寫作中,一篇由Bigger等發表于1927年的最新金葡菌(醫院内導緻交叉感染的主要緻病菌)變異的研究文獻,引起了弗萊明的關注。文獻稱,金葡菌在瓊脂糖平闆培養基上,經曆約52天長時期室溫培養後,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者其它原因,弗萊明決定重複該文的發現。1928年初,他讓助手普利斯着手重複該項發現,但普利斯不願繼續做細菌學研究,而轉做病理學研究。于是,弗萊明隻有自己動手。

就這樣從年初到七月,弗萊明一直在重複研究Bigger等的發現,同時也養成了一個習慣,既便那些,本不是為了觀察變異菌落所做的正常培養基,也在清洗之前,先在室溫下放置較長時間,做最後一次觀察——試圖以此發現新的變異菌落——再進行清洗,發現培養基邊緣有一塊因溶菌而顯示的慘白色,因此發現青黴素,并于1929年6月發表《關于黴菌培養的殺菌作用》,最終使其獲諾貝爾獎的論文。

1929年-1939年,弗萊明和他的後青黴素時代

在這十年中,弗萊明隻發了兩篇有關青黴素的研究論文。但他的實驗記錄卻顯示,十年來,弗萊明并未完全停止青黴素的研究。事實上,他做過青黴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驗時,出現了極高的緻死率,現在知道這是腸道正常菌從被殺死所緻。

這可能打擊了弗萊明的信心,畢竟這世界上很多早期發現的抗菌素,最後發現沒有什麼治療用價值。另外,弗萊明還是世界上第一個發現,葡萄球菌接觸了青黴素後,可快速産生抗性,這可能更打擊了他的信心,但可惜這些發現他都沒有發表。而青黴素極難提取,且活性不穩定,所有這些都是弗萊明自己所無法解決的。

應該說,弗萊明所發現的青黴素在當時未引起重視,除了他所在醫院的門診部有一群追随者,在嘗試利用青黴素粗提物,治療眼部感染和疖子這樣的皮膚病。有史可查的是在1932年,非弗萊明所在醫院的一個醫生,也嘗試過用青黴素的粗提物治療眼疾,并取得很好的效果。

雖然,弗洛裡研究過溶菌酶但當這位醫生,向後來牛津小組的領導人弗洛裡彙報時,當時的弗洛裡對青黴素毫無興趣。直到1939年,錢恩到來,系統查閱文獻後,極力推薦青黴素後,弗洛裡才轉變态度。牛津小組最初的菌種來源,就是1929年,弗萊明交給弗洛裡的前任主任Drever的菌種。

1940年,弗萊明因是青黴素的發現者,開始名動一時,但他始終在各種重要場合的演講中,将青黴素的誕生完全歸功于牛津小組所作的研究。

人物性格

弗萊明是一個腳踏實地的人。他不尚空談,隻知默默無言地工作。起初人們并不重視他。他在倫敦聖瑪麗醫院實驗室工作時,那裡許多人當面叫他小弗萊,背後則嘲笑他,給他起了一個外号叫“蘇格蘭老古董”。有一天,實驗室主任賴特爵士主持例行的業務讨論會。一些實驗工作人員口若懸河,嘩衆取寵,惟獨小弗萊一直沉默不語。

賴特爵士轉過頭來問道:“小弗萊,你有甚麼看法?”“做。”小弗萊隻說了一個字。他的意思是說,與其這樣不着邊際地誇誇其談,不如立即恢複實驗。到了下午五點鐘,賴特爵士又問他:“小弗萊,你現在有甚麼意見要發表嗎?”“茶。”原來,喝茶的時間到了。這一天,小弗萊在實驗室裡就隻說了這兩個字。

人物争議

有人指出,弗萊明雖然發現了青黴素,卻隻發表了兩篇論文,而有關青黴素在醫學上可能存在的價值,隻在其第二篇論文中明确提到過一次,“青黴素或者性質與之類似的化學物質有可能用于膿毒性創傷的治療”,這就是他對青黴素功用所作出的唯一預言。

有人甚至在紀念弗萊明貢獻的一次演講中指出,弗萊明1929年那篇劃時代論文中,沒有引用,在1928年法國出版,一本專門闡述黴菌和其它細菌,在抑菌觀察方面的有關文獻的專著,以此說明弗萊明并不真的明白青黴素的價值。

而其後,弗萊明即未積極分離純化青黴素,也未積極推動青黴素的研究,以使它成為一種治療用的藥物(這些事務均是牛津小組——弗洛裡和錢恩為主要人員——所作)。甚至沒有妥善保存他所發現的青黴菌菌種,而是一位有遠見的倫敦衛生和熱帶醫學學院的教授Raistrcik将之保存,後來交給牛津研究小組。

還有人認為,青黴素之所以能迅速在臨床大面積推廣使用,得益于殘酷的二戰以及日本偷襲珍珠港,促使美國加入戰局,否則錢恩恐怕很難成功遊說美國投入到青黴素的研發中。因為,青黴素的分離純化極其困難,其水溶液極不穩定,很容易分解失效。

而且其粗提物口服情況下對天竺鼠的緻死性很高,若按現在的情況看,沒有人會認為這個藥物值得開發。而弗萊明當初發現的菌株,産量極低。高産量菌株是在美國發現的,而一系列關鍵性技術和臨床研究都是在美國實現的。

也有人指責,初期的媒體宣傳,完全是弗萊明的個人舞台。而牛津小組所作的諸多實際而艱辛的工作,要麼被忽略要麼被一筆帶過,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。

對此,1999年的《美國新聞與世界報道》周刊中,對1945年同獲諾貝爾獎的三個人配發了耐人尋味的說明文字。弗萊明——他對攝影師來者不拒;弗洛裡——對新聞界冷如冰霜;錢恩——年輕的生化學家,分析并提純了青黴素。

人物評價

盡管弗萊明曾遭受非議,但毋庸置疑的是,青黴素已挽救了數以百萬計人的生命,并且将來肯定還将繼續挽救更多的人,這其中大部分榮譽還是應當歸功于弗萊明,是他完成了最重要的發現。如果沒有他,可能還要經過很多年才能發現青黴素。因此,弗萊明理所當然是醫學史最卓越的人物之一。

關于青黴素

青黴素(或稱盤尼西林)是指分子中含有青黴烷、能破壞細菌的細胞壁并在細菌細胞的繁殖期起殺菌作用的一類抗生素。青黴素(penicilin)是由青黴菌(Penicilliumnotatum)所分泌的抗生素,主要能抑制革蘭氏陽性細菌的繁殖,其作用機制在於阻斷細菌細胞壁的生成。

青黴素是很常用的抗菌藥品。但每次使用前必須做皮試,以防過敏。1928年英國倫敦大學聖瑪莉醫學(現屬倫敦帝國學院)院細菌學教授弗萊明在實驗室中發現青黴菌具有殺菌作用,1938年由麻省理工學院的錢恩(Earnest Chain,1906-1979)、弗洛裡(Howard Florey,1898-1968)及希特利(Norman Heatley,1911-2004)領導的團隊提煉出來。弗萊明因此與錢恩和弗洛裡共同獲得了1945年諾貝爾生理學或醫學獎。

轶事

有一個廣為流傳的故事,說弗萊明的農夫父親曾救過小時候的丘吉爾,丘吉爾之父出資讓弗萊明上學成才,而後丘吉爾本人又在二戰中因青黴素而從瀕死的疾病中獲救。弗萊明給朋友的信中證實,這是誤傳,而且後來挽救丘吉爾的藥物也不是青黴素。

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