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亚历山大·弗莱明

人物简历

亚历山大·弗莱明亚历山大·弗莱明

亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming,1881.8.6 - 1955.3.11),英国微生物学家。1881年8月6日出生于苏格兰基马尔诺克附近的洛克菲尔德。

13岁时隨其兄(开业医师)去伦敦做工,由于意外地得到姑父的一笔遗产,进入伦敦大学圣玛丽医学院学习,1906年毕业后留在母校的研究室,帮助其师赖特博士进行免疫学研究。

1918年弗莱明返回圣玛丽医学院,加紧进行细菌的研究工作。1922年他发现了一种叫“溶菌酶”的物质,发表了《皮肤组织和分泌物中所发现的奇特细菌》的报告。

1929年弗莱明在《不列颠实验病理学杂志》上,发表了《关于霉菌培養的杀菌作用》的研究论文,但未被人们引起注意。弗莱明指出,青霉素将会有重要的用途,但他自己无法发明一种提纯青霉素的技术,致使此药十几年一直未得以使用。

1939年,在英国的澳大利亚人瓦尔特·弗洛里(1898—1968)和德国出生的鲍利斯·钱恩(1906—1979),重复了弗莱明的工作,证实了他的结果,然后提纯了青霉素,1941年给病人使用成功。在英美政府的鼓励下,很快找到大规模生产青霉素的方法,1944年英美公开在医疗中使用,1945年以后,青霉素遍及全世界。1945年,弗莱明、弗洛里和钱恩共获诺贝尔生理学及医学奖。

1943年弗莱明成为英国皇家学会院士,1944年被赐于爵士。1915年弗莱明结婚,儿子是个普通的医生,夫人于1949年去世,1953年再次结婚。1955年3月11日与世长逝,安葬在圣保罗大教堂。匈牙利1981年发行了弗莱明诞生100周年的纪念邮票。

发明成就

亚历山大·弗莱明亚历山大·弗莱明邮票

两项发现

1921年,患重感冒的弗莱明坚持工作,在一培养基中发现溶菌现象,细究之下原来是鼻涕所致,由此发现了溶菌酶

1928年7月下旬,弗莱明将众多培养基未经清洗就摞在一起,放在试验台阳光照不到的位置,就去休假了。9月1号,在工作22年后,他因溶菌酶的发现等多项成就,获得教授职位。9月3号,度假归来的弗莱明,刚进实验室,其前任助手普利斯来串门,寒暄中问弗莱明最近在做什么,于是弗莱明顺手拿起顶层第一个培养基,准备给他解释时,发现培养基边缘有一块因溶菌而显示的惨白色,因此发现青霉素,并于次年6月发表,最终使其获诺贝尔奖的论文。

成就背景

弗莱明要遇到青霉菌所致的溶菌现象,究竟需要多少偶然因素之间的相互配合才能出现。有人曾为此专门著文阐述。首先,青霉菌适合在较低温度下生长,葡萄球菌则在37度下生长最好。其次,在长满了细菌的培养基上,青霉菌无法生长。最后,青霉菌大约在5天后成熟并产生孢子,这时青霉素才会出现,而青霉素也只对快速生长中的葡萄球菌有溶菌作用。因此,弗莱明的发现,至少需有下述三方面的条件作保障。
1、来源不明的青霉菌孢子落入葡萄球菌培养基中。
2、弗莱明未将培养基放在37摄氏度的温箱中,也未清洗,而是放置在室温下。
3、天气的配合。当年的气温记录显示,恰好在7月28至8月10,伦敦有一段十分难得的凉爽天气,极其适合青霉菌先行生长成熟,并产生了青霉素。而8月10号以后,气温则明显升高有利于葡萄球菌快速生长,以至于发生了溶菌现象。
4、或许还要加上,在弗莱明刚进实验室,尚未着手清洗培养皿时,其前任助手恰好到来叙旧。

人物生平
求学经历
亚历山大·弗莱明在做实验亚历山大·弗莱明在做实验

弗莱明的成长之路,远非一帆风顺。在他7岁时,父亲去世。由大哥和母亲将他和几个兄弟养大,他在山野长大,这锻炼了他的观察能力,算是为日后的细菌培养积累了初步的基础。13岁左右,弗莱明去伦敦投奔他同父异母的哥哥汤姆。汤姆其时已从格拉斯哥大学毕业,去伦敦发展事业并成为了一个眼科学家。他先是在一所类似技校的学校学习,16岁毕业后就去了一家专营美国贸易的船务公司上班。

1901年,在弗莱明20岁时,他的一个终身未婚的舅舅去世,留下了一笔较为可观的遗产,弗莱明分到了250英镑。汤姆敦促他善加利用这笔财富,建议他学习医学。7月,弗莱明通过16门功课的考试,获得进入圣玛丽医院附属医学院的资格。而他选择这所学校的原因,则是工作期间,他曾和来自这个学院的水球队比赛过。学习期间,弗莱明获得了学校提供的各种名目的奖学金。1906年7月,他通过了一系列测试,获得了独立开诊所的资格。但他的人生命运被约翰·弗里曼所改变,弗里曼是赖特手下的高年资助理,他两头游说,最终弗莱明并不十分情愿的成为接种部的低年资助理。说弗莱明并不情愿的主要理由是,1908年,弗莱明参加与他工作无关的更高等级的一系列测试,并获得一枚金牌。以及为了获得外科医生资格认证,他又找了一份外科住院医生的工作,没有在接种室做全职。1909年,他通过了测试,获得外科医生资格。但就此以后,他和外科就再也没有关系。

1909-1918年的弗莱明

没有人知道弗莱明为何最终留在了赖特身边,或许这和赖特的宽容有关。在当时的情况下,学术权威通常不支持,自己的助手按照自己的兴趣独立进行科学研究。而就在1909年,弗莱明独自开始了尝试对痤疮进行免疫接种的研究,并成功改良了梅毒的繁琐检测程序。另外他也是那个时代少数掌握了静脉注射这一先进技术的医生,在伦敦,几乎只有他能为梅毒患者注射最新治疗药物——六零六,所有这一切都为他带了学术上的初步声誉。当然他也未脱离赖特的研究范围,在其指导下做了有关吞噬细胞、调理素、伤寒菌等一系列研究工作。

亚历山大·弗莱明亚历山大·弗莱明

其后,一战爆发,赖特率他的研究小组奔赴法国前线,研究疫苗是否可以防止伤口感染。这给了弗莱明一个极其难得的系统学习致病细菌的好机会。在那里他还验证了自己的想法,既含氧高的组织中,伴随着氧气的耗尽,将有利于厌氧微生物的生长。另外他和赖特证实用杀菌剂消毒创伤的伤口,事实上并未起到好的作用,细菌没有真正被杀死,反倒把人体吞噬细胞杀死了,伤口更加容易发生恶性感染。他们建议使用浓盐水冲洗伤口,这项建议到了二战时期才被广泛采纳。但冲洗要尽早进行,如果伤口已经严重感染,浓盐水也没有什么效果。此外他还和其它同事一起做了一系列其它研究,比较重要的有两个。他做了历史上第一个院内交叉感染的科学研究,如今院内感染是个非常受重视的问题。另外他还推动了输血技术的改良,作了有关柠檬酸钠的抗凝作用和钙的凝血作用的研究,并利用新技术给100名伤员输血,全都获得成功。

1921年,弗莱明和溶菌酶

1921年11月,弗莱明患上了重感冒。在他培养一种新的黄色球菌时,他索性取了一点鼻腔粘液,滴在固体培养基上。两周后,当弗莱明在清洗前最后一次检查培养皿时,发现一个有趣现象。培养基上遍布球菌的克隆群落,但粘液所在之处没有,而稍远的一些地方,似乎出现了一种新的克隆群落,外观呈半透明如玻璃般。弗莱明一度认为这种新克隆是来自他鼻腔粘液中的新球菌,还开玩笑的取名为A.F(他名字的缩写)球菌。而他的同事Allison,则认为更可能是空气中的细菌污染所致。很快他们就发现,这所谓的新克隆根本不是一种什么新的细菌,而是由于细菌溶化所致。

亚历山大·弗莱明在做实验亚历山大·弗莱明在做实验

1921年11月21日,弗莱明的实验记录本上,写下了抗菌素这个标题,并素描了三个培养基的情况。第一个即为加入了他鼻腔粘液的培养基,第二个则是培养的一种白色球菌,第三个的标签上则写着“空气”。第一个培养基重复了上面的结果,而后两个培养基中都长满了细菌克隆。很明显,到这个时候,弗莱明已经开始做对比研究,并得出明确结论,鼻腔粘液中含有“抗菌素”。随后他们更发现,几乎所有体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没有。他们也发现,热和蛋白沉淀剂都可破坏其抗菌功能,于是他推断这种新发现的抗菌素一定是种酶。当他将结果向赖特汇报时,赖特建议将它称为溶菌酶,而最初的那种细菌现在称为滕黄微球菌。

为了进一步研究溶菌酶,弗莱明曾到处讨要眼泪,以至于,一度同事们见了他都避让不及,而这件事还被画成卡通登在了报纸上。1922年1月,他们发现鸡蛋的蛋清中有活性很强的溶菌酶,这才解决了溶菌酶的来源问题。1922年稍晚些的时候,弗莱明发表了第一篇研究溶菌酶的论文。弗莱明和他的助手,对新发现的溶菌酶又做了持续7年的研究,但结果让人失望,这种酶的杀菌能力不强,且对多种病原菌都没有作用。

1928-1929年弗莱明和青霉素
亚历山大·弗莱明偶然发现青霉素亚历山大·弗莱明偶然发现青霉素

在写作中,一篇由Bigger等发表于1927年的最新金葡菌(医院内导致交叉感染的主要致病菌)变异的研究文献,引起了弗莱明的关注。文献称,金葡菌在琼脂糖平板培养基上,经历约52天长时期室温培养后,会得到多种变异菌落,甚至有白色菌落。出于对该文的疑虑或者其它原因,弗莱明决定重复该文的发现。1928年初,他让助手普利斯着手重复该项发现,但普利斯不愿继续做细菌学研究,而转做病理学研究。于是,弗莱明只有自己动手。

就这样从年初到七月,弗莱明一直在重复研究Bigger等的发现,同时也养成了一个习惯,既便那些,本不是为了观察变异菌落所做的正常培养基,也在清洗之前,先在室温下放置较长时间,做最后一次观察——试图以此发现新的变异菌落——再进行清洗,发现培养基边缘有一块因溶菌而显示的惨白色,因此发现青霉素,并于1929年6月发表《关于霉菌培養的杀菌作用》,最终使其获诺贝尔奖的论文。

1929年-1939年,弗莱明和他的后青霉素时代

在这十年中,弗莱明只发了两篇有关青霉素的研究论文。但他的实验记录却显示,十年来,弗莱明并未完全停止青霉素的研究。事实上,他做过青霉素粗提物的家兔以及小白鼠静脉注射研究。但在用天竺鼠做口服实验时,出现了极高的致死率,现在知道这是肠道正常菌从被杀死所致。这可能打击了弗莱明的信心,毕竟这世界上很多早期发现的抗菌素,最后发现没有什么治疗用价值。另外,弗莱明还是世界上第一个发现,葡萄球菌接触了青霉素后,可快速产生抗性,这可能更打击了他的信心,但可惜这些发现他都没有发表。而青霉素极难提取,且活性不稳定,所有这些都是弗莱明自己所无法解决的。

亚历山大·弗莱明亚历山大·弗莱明画像

应该说,弗莱明所发现的青霉素在当时未引起重视,除了他所在医院的门诊部有一群追随者,在尝试利用青霉素粗提物,治疗眼部感染和疖子这样的皮肤病。有史可查的是在1932年,非弗莱明所在医院的一个医生,也尝试过用青霉素的粗提物治疗眼疾,并取得很好的效果。虽然,弗洛里研究过溶菌酶但当这位医生,向后来牛津小组的领导人弗洛里汇报时,当时的弗洛里对青霉素毫无兴趣。直到1939年,钱恩到来,系统查阅文献后,极力推荐青霉素后,弗洛里才转变态度。牛津小组最初的菌种来源,就是1929年,弗莱明交给弗洛里的前任主任Drever的菌种。

1940年,弗莱明因是青霉素的发现者,开始名动一时,但他始终在各种重要场合的演讲中,将青霉素的诞生完全归功于牛津小组所作的研究。

人物性格

弗莱明是一个脚踏实地的人。他不尚空谈,只知默默无言地工作。起初人们并不重视他。他在伦敦圣玛丽医院实验室工作时,那里许多人当面叫他小弗莱,背后则嘲笑他,给他起了一个外号叫“苏格兰老古董”。有一天,实验室主任赖特爵士主持例行的业务讨论会。一些实验工作人员口若悬河,哗众取宠,惟独小弗莱一直沉默不语。赖特爵士转过头来问道:“小弗莱,你有甚么看法?”“做。”小弗莱只说了一个字。他的意思是说,与其这样不着边际地夸夸其谈,不如立即恢复实验。到了下午五点钟,赖特爵士又问他:“小弗莱,你现在有甚么意见要发表吗?”“茶。”原来,喝茶的时间到了。这一天,小弗莱在实验室里就只说了这两个字。

人物争议

亚历山大·弗莱明亚历山大·弗莱明

有人指出,弗莱明虽然发现了青霉素,却只发表了两篇论文,而有关青霉素在医学上可能存在的价值,只在其第二篇论文中明确提到过一次,“青霉素或者性质与之类似的化学物质有可能用于脓毒性创伤的治疗”,这就是他对青霉素功用所作出的唯一预言。

有人甚至在纪念弗莱明贡献的一次演讲中指出,弗莱明1929年那篇划时代论文中,没有引用,在1928年法国出版,一本专门阐述霉菌和其它细菌,在抑菌观察方面的有关文献的专著,以此说明弗莱明并不真的明白青霉素的价值。而其后,弗莱明即未积极分离纯化青霉素,也未积极推动青霉素的研究,以使它成为一种治疗用的药物(这些事务均是牛津小组——弗洛里和钱恩为主要人员——所作)。甚至没有妥善保存他所发现的青霉菌菌种,而是一位有远见的伦敦卫生和热带医学学院的教授Raistrcik将之保存,后来交给牛津研究小组。

还有人认为,青霉素之所以能迅速在临床大面积推广使用,得益于残酷的二战以及日本偷袭珍珠港,促使美国加入战局,否则钱恩恐怕很难成功游说美国投入到青霉素的研发中。因为,青霉素的分离纯化极其困难,其水溶液极不稳定,很容易分解失效。而且其粗提物口服情况下对天竺鼠的致死性很高,若按现在的情况看,没有人会认为这个药物值得开发。而弗莱明当初发现的菌株,产量极低。高产量菌株是在美国发现的,而一系列关键性技术和临床研究都是在美国实现的。

也有人指责,初期的媒体宣传,完全是弗莱明的个人舞台。而牛津小组所作的诸多实际而艰辛的工作,要么被忽略要么被一笔带过,总之牛津小组被人遗忘了。而没有牛津小组,就算弗莱明要做,也造不出药物来。对此,1999年的《美国新闻与世界报道》周刊中,对1945年同获诺贝尔奖的三个人配发了耐人寻味的说明文字。弗莱明——他对摄影师来者不拒;弗洛里——对新闻界冷如冰霜;钱恩——年轻的生化学家,分析并提纯了青霉素。

青霉素简介

青霉素(或称盘尼西林)是指分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素。青霉素(penicilin)是由青霉菌(Penicilliumnotatum)所分泌的抗生素,主要能抑制革兰氏阳性细菌的繁殖,其作用机制在於阻断细菌细胞壁的生成。

青霉素是很常用的抗菌药品。但每次使用前必须做皮试,以防过敏。1928年英国伦敦大学圣玛莉医学(现属伦敦帝国学院)院细菌学教授弗莱明在实验室中发现青霉菌具有杀菌作用,1938年由麻省理工学院的钱恩(Earnest Chain, 1906-1979)、弗洛里(Howard Florey, 1898-1968)及希特利(Norman Heatley, 1911-2004)领导的团队提炼出来。弗莱明因此与钱恩和弗洛里共同获得了1945年诺贝尔生理学或医学奖。

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