没有这位神秘的女性，青霉素可能救不了几个人
没有这位神秘的女性，青霉素可能救不了几个人
青霉素的发现和量产是20世纪最伟大的医学突破之一。然而，在这个科学史上著名的成就背后，却隐藏着许多被忽视的故事，特别是那些默默无闻的女性科学家和技术员的贡献。本文将带你重新认识青霉素的历史，特别是"霉菌玛丽"的神秘发现如何改变了世界。
1928年，英国苏格兰的细菌学家亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming）在伦敦圣玛丽医院医学院的实验室里发现了青霉素的潜力。当时，他在正研究致病性金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）。敏锐的弗莱明注意到一些蓝绿色霉菌斑点周围出现了一圈保护环，并且这种保护环竟然可以抑制细菌生长。他最初将这种神秘物质戏称为“霉菌汁”（mold juice），后来以产生它的真菌学名命名为“青霉素（penicillin）”。尽管弗莱明发表了这一发现，认为该物质具有抗感染潜力，但起初并未引起太多关注。在20世纪30年代，他在两位年轻研究员的帮助下尝试提纯青霉素，却未能成功。
弗莱明的青霉素（图片来源：National Museum of American History）
大约在弗莱明偶然发现青霉素十年后，牛津大学的一个研究团队接手了弗莱明的青霉素研究工作。此时，欧洲正处于第二次世界大战的边缘。直到1940年，在霍华德·弗洛里（Howard Florey）、恩斯特·切恩（Ernst Chain）和诺曼·希特利（Norman Heatley）的领导下，牛津团队成功分离并提纯了足量的青霉素，挽救了四条生命。尽管只是四条老鼠的生命，但这仍是一个重大的医学突破。
然而，要生产出足够拯救人类生命的青霉素并非易事。弗莱明的青霉菌更喜欢在营养丰富的液体表面生长——弗莱明称之为“霉菌培养液”（mold broth）。但即使有大量的“霉菌培养液”，青霉菌产生的抗生素量也微乎其微。牛津团队为此绞尽脑汁，努力寻找了更多能培养霉菌的表面。从便盆到浴缸，他们几乎在所有地方培养霉菌。最终，团队开发了一种特殊的发酵容器，这种容器提高了一点青霉素的产量。容器的外形有点像老式汽油罐，侧面有一个倒出液体的小口。六位被称为“青霉素女孩”的女性技术员在布满陶瓷发酵容器的实验室里，小心翼翼地培养着牛津团队供应的珍贵青霉素。但尽管如此，她们每周也仅能生产几毫克青霉素用于实验和临床研究。“她们需要从中分离出纯正的青霉素，就像提炼枫糖浆一样。”史密森尼学会美国历史国家博物馆医学与科学部的馆长黛安·温特（Diane Wendt）说道。
但即便做出了这些努力，当时的青霉素产量仍然无法满足战时的医疗需求。1941年，由于纳粹德国对伦敦的闪电战威胁到了弗洛里和希特利在英国的研究，他们将弗莱明的霉菌带到了美国，希望能在更安全的环境中提高产量。他们来到了伊利诺伊州（Illinois）的皮奥里亚（Peoria），美国农业部在那里有一个先进的发酵研究实验室。在那里，他们得到了一个关键发现——将霉菌浸入含有淀粉发酵液的深罐中，可以更高效地培育它们。
然而，弗莱明的霉菌在这些新条件下仍未能大量生长。美国农业部团队需要探索更强大、更高产的青霉菌品种和菌株。团队向陆军运输队寻求了帮助。运输队随后飞往世界非战斗地区，收集了数千个新的霉菌样本，并将它们送交科学家进行检测。这些样本包括一些来自澳大利亚和印度等地的土壤，因为这些土壤含有丰富微生物群体。其他美国研究人员和普通贡献者则负责在成堆的变质面包、奶酪、肉类和农产品中寻找新的霉菌标本。直到1943年，终于有人从一个发霉的哈密瓜中发现了最高产的青霉素菌株——Penicillium rubens strainNRRL 1951。这是一位神秘女性发现的，历史上人们称她为“霉菌玛丽”（Moldy Mary）。
玛丽·亨特（据信在照片左侧）与同事在皮奥里亚的美国农业部北部地区研究实验室内，时间大约是1943年。她们正在检查接触青霉素的细菌琼脂平板，旨在找到产量最高的青霉菌株。（图片来源：USDA）
令人困惑的是，皮奥里亚实验室的一位技术员玛丽·亨特（Mary Hunt）也拥有“霉菌玛丽”这一昵称。1943 年，她作为实验室技术员之一，在帮助从农产品市场收集并分霉菌离样本发挥了重要作用。但实际上，真正的“霉菌玛丽”可能是一位匿名的皮奥里亚女性，是她将一只陈旧的哈密瓜交给了实验室的保安，没有表明身份就离开了。此外，还有很多女性技术员和科学家也一起在当地食品、农产品等上寻找青霉菌样本。但提供发霉样本的人的名字并没被全部记录下来。
这只哈密瓜是历史上最被低估的礼物之一。多亏了这个哈密瓜强大的青霉素生产能力，研究团队终于实现了抗生素的大规模生产。这种生产方法的产量是弗莱明霉菌的6倍。从那时起，青霉素已经挽救了超过8000万人的生命。除了挽救了数千名盟军士兵的生命以外，青霉素的大规模生产还开创了抗生素在战争前线以外抗击感染和疾病的新时代。
这页笔记含有NRRL“青霉素调查”团队成员 Dorothy Fennell Alexander 的记录内容，她致力于检验深层培养条件下生产的青霉素的菌株。（图片来源：USDA）
1945年，弗莱明、弗洛里和切恩荣获诺贝尔生理学或医学奖，以表彰他们“发现青霉素及其对多种传染病的疗效”。史密森尼学会的一位策展人在1953年写信给弗莱明，请求他捐赠实验室的材料用于展览。微生物学家弗莱明寄出了他从原始青霉菌中制备的培养物纪念章。纪念章背面有弗莱明的手写题词：“青霉菌培养物 / 亚历山大·弗莱明。”这份两英寸长的样本生长在吸水纸上，并封存于一个圆形玻璃中。2025年初，这份象征性的干燥霉菌将作为医疗史展览“Do No Harm”的一部分重新展出。这提醒人们，历史上的伟大发现往往来源于最不起眼的地方。