1928年9月,弗莱明从度假回来,发现实验室里有个培养皿长了霉菌。
这不稀奇,培养皿长霉是常事。稀奇的是这块霉菌周围,那些原本茁壮生长的葡萄球菌,全部死了。弗莱明多看了一眼,没有把这个培养皿扔掉。
他把这种霉菌提取液命名为"青霉素",写了篇论文发表,然后——什么都没发生。
接下来的十一年,这篇论文几乎没人引用,青霉素停在实验室里,动都没动过。
不是没人看到,而是大家都认为没用。
问题出在提取上。弗莱明的青霉素溶液极不稳定,室温下几小时就分解失活,而且浓度极低——他能榨出的溶液,每毫升只有区区几个单位的青霉素活性。用这个浓度去治疗感染,需要往患者体内注射大量液体,根本行不通。弗莱明试了动物实验,没有效果,就搁置了。
他后来说,如果他当时做了更系统的动物研究,可能会早点发现青霉素的真正潜力。但他没有,因为他当时认定这东西太难用。
1929年论文发表,1939年,牛津大学的霍华德·弗洛里和恩斯特·钱恩才在故纸堆里翻出这篇文章,重新动了起来。
他那篇1929年的论文里写道,青霉素可能有消毒伤口的用途,但他自己也不确定能不能全身性用药。这个不确定,让这个发现在整整十年里没有人认真跟进。
世界在这十年里发生了很多事:大萧条、西班牙内战、希特勒上台。弗莱明继续在圣玛丽医院做研究,青霉素的培养皿还在冰箱里,偶尔被访客问起,他就解释说这东西有趣但用处不大。
直到1939年,牛津大学的弗洛里和钱恩在研究天然抗菌物质时翻出了弗莱明的论文。他们没有弗莱明的悲观,拿到菌株,重新开始。
弗洛里和钱恩的团队用了两年,到1941年夏天,终于能稳定提取出足够纯化的青霉素,在小鼠实验里证明了它的效果。随后他们治了第一个人类患者:一名英国警察,感染性休克,已经无力回天。注射青霉素后好转,但存货用完了,患者甚至从尿液里回收了青霉素继续打,最终还是因药不够用而死亡。
这个悲剧同时证明了两件事:青霉素确实有效,但当时全英国的产量,连救一个人都不够。
问题从"能不能用"变成了"怎么造"。
英国已经被战争拖住,根本没有工业产能腾出来做这件事。弗洛里和研究员希特利只好带着菌株和资料,1941年7月横渡大西洋,去美国求援。
美国农业部把他们引到了伊利诺伊州皮奥里亚的北方区域研究实验室(NRRL)。
这里研究的是玉米,不是药。但正是在这里,量产问题被解开了。
研究员安德鲁·莫耶发现,当地玉米加工的副产品——玉米浆,是培养青霉素霉菌的绝佳营养液。
往培养基里加入玉米浆,产量直接提升了十倍。莫耶随后又在其中加入乳糖并通入无菌空气进行深层发酵,产量再度翻番。弗莱明当年每毫升只能榨出几个单位,皮奥里亚团队做到了每毫升数百单位。
但突破还不止于此。
他们在全球范围内征集不同霉菌菌株进行筛选,从世界各地的土壤、乳酪厂、厨房里收集样本——最终,在皮奥里亚一家杂货店后面捡到的一个烂哈密瓜上,找到了最强的菌株。这株哈密瓜上的青霉菌产量是弗莱明原始菌株的五十倍,此后经过进一步诱变优化,产量最终超出原始菌株一千倍。
今天全世界生产的青霉素,祖先都是那个皮奥里亚烂哈密瓜上的霉菌。
皮奥里亚的突破发生在1941至1942年间,1943年,工艺转让给制药公司,开始正式生产。
但产量仍然远远不够。美国政府把当时生产的全部青霉素划归军队,平民无法获得。1943年9月,军方正式开始对每批青霉素进行效价检验和分配管控。
这一年的价格是:每十万单位青霉素,二十美元。
这是什么概念?一个完整的治疗疗程需要数十万乃至数百万单位,光药费就是普通美国工人几个月的工资。科学美国人杂志记载,这个价格相当于同重量黄金的二百五十倍。供不应求之下,黑市横行,尤其在战后欧洲,维也纳的黑市青霉素价格奇高,后来成为格雷厄姆·格林小说《第三个人》的历史背景。
【主要信源】
MIT Technology Review《Medicine's Manhattan Project》,1999年7月
