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醫學 1929

論青黴菌培養物的抗菌作用

亞歷山大·弗萊明

一團偶然落下的黴菌,殺死了它周圍的細菌——也悄然開啟了抗生素的時代。

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In depth · the introduction

一粒黴菌孢子飄落到弗萊明的培養皿上,殺死了周圍的細菌,從而揭示了世界上第一種抗生素。

核心想法

弗萊明當時正在研究細菌,卻犯下了一個如今廣為人知的「幸運的失誤」:他把幾個培養皿留在了外面,一粒游離的黴菌孢子飄了進來,開始生長。當他再去查看時,發現了一件怪事——在黴菌周圍一圈清亮的區域裡,細菌就這麼消融不見了。這團黴菌釋放出一種能殺死牠們的物質,他給它取名青黴素。

真正重要的,並不是「有東西能殺死細菌」——漂白水也能做到。而是:這種物質能殺死危險的細菌,卻不傷害活體組織。正是這種選擇性,讓一種化學物質成為一味良藥,而非一劑毒藥。

它是如何誕生的

1928 年 9 月,休假歸來的弗萊明,正在整理一摞舊的葡萄球菌培養皿。其中一皿被一團藍綠色的黴菌汙染了——而在它周圍,細菌菌落已被一掃而空。他沒有把這「被弄壞了」的培養皿丟掉,反而研究起它來。

他培養了這團黴菌,用它的汁液去試驗多種細菌,發現它能阻住那些引起咽喉痛、肺炎與傷口感染的細菌,卻讓另一些細菌——以及動物組織——安然無恙。他於 1929 年發表了論文。但他無法提取出足夠的純青黴素來證明它能治病,於是這一發現,在長達十年間幾乎無人問津,直到牛津的一個團隊把它變成了一種真正的藥物——恰逢第二次世界大戰製造出了迫切的需求。

它為何重要

在抗生素出現之前,一道抓傷都可能致命,肺炎更是常常奪人性命。青黴素以及它所啟發的種種藥物,此後已挽救了數以億計的生命,並使現代外科手術與癌症治療成為可能。弗萊明還發出過一個我們至今仍在應對的早期警告:若不慎重使用這些藥物,細菌便會進化出抗藥性。

一個可以想像的畫面

想像用一種噴劑去給花園除草,它只殺雜草,卻從不碰花朵與泥土。尋常的消毒劑像火——雜草與花朵會被一併燒光。而青黴素,是第一種「分得清差別」的除草劑:它卡住的,是細菌建造細胞壁的那套獨特機制,而這套機制,我們自己的細胞根本就沒有。

一個鋪滿葡萄球菌菌苔、中央放著青黴素藥片的可互動培養皿:拖動濃度滑桿,藥片周圍那圈被殺死細菌的清亮區域便擴大;而當劑量低於某個臨界值時,細菌會一直長到藥片邊緣,根本不形成清亮的圈。

它的位置

弗萊明的青黴素開啟了抗生素的時代,但它只是一條鏈條中的一環:巴斯德與科赫已證明病菌會致病;埃爾利希曾夢想有一顆「魔法子彈」,能擊中微生物而放過病人;弗洛里與錢恩,則把弗萊明的黴菌變成了藥物。在他們之後,整整一族族抗生素接踵而來——而正如弗萊明所預見的,是那個日益嚴峻的耐藥性問題,今天的醫學正奮力與之賽跑、力求搶在它前面。

The original document
Original source text
Alexander Fleming · Br. J. Exp. Pathol. 10 (1929): 226–236
While working with staphylococcus variants a number of culture-plates were set aside on the laboratory bench and examined from time to time. In the examinations these plates were necessarily exposed to the air and they became contaminated with various micro-organisms.
It was noticed that around a large colony of a contaminating mould the staphylococcus colonies became transparent and were obviously undergoing lysis.
Subcultures of this mould were made and experiments conducted with a view to ascertaining something of the properties of the bacteriolytic substance which had evidently been produced … To avoid the repetition of the rather cumbersome phrase “mould broth filtrate,” the name “penicillin” will be used.
Penicillin, in regard to infections with sensitive microbes, appears to have some advantages over the well-known chemical antiseptics. … It is non-irritant and non-toxic.
It is suggested that it may be an efficient antiseptic for application to, or injection into, areas infected with penicillin-sensitive microbes.