青霉素的发明历程及其在中国的发展
青霉素的发明历程及其在中国的发展
在日剧《仁医》中，现代医生南方仁穿越到古代，大批量制造青霉素，展现了这款神药的神奇功效。那么，青霉素为什么被称为“神药”？它又是如何被发现并应用于临床的？本文将为您详细讲述青霉素的发明历程及其在中国的发展故事。
Cartoon by Alex Gregory for "The New Yorker"
几年前，《纽约客》上刊登了一幅漫画。画中两个史前人在讨论："有些事儿不大对劲儿——我们的空气是干净的，我们喝的水是无污染的矿泉水，我们每天都锻炼，我们吃的食物都是有机的和野生的。但是我们没人能活过30岁。"这幅漫画让人发笑也令人思考。是什么样的变化使现代人的寿命远超过去呢？
在1941年前，人类对第一杀手细菌感染束手无策：肺结核、肺炎、瘟疫、霍乱、脑膜炎……我们人类每天的日常生活都是一场冒险。一旦得了由于擦伤或咬伤而引起的皮肤感染，平均9个人中有1个会失去生命；感染上肺炎后，10人中有3人会丧命；生孩子的过程对所有母亲来说都是一个鬼门关，仅感染引起的死亡率就高达二百分之一。
青霉素的发现
1928年，亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming）在休假时，发现了一个被青霉菌污染的培养皿。他注意到，青霉菌周围的葡萄球菌都消失了，形成一个空环。弗莱明准确地猜测，是那种真菌分泌了某种物质，杀死了葡萄球菌。他将这种神秘物质称为盘尼西林。
弗莱明（Alexander Fleming, 1881-1955) 和被青霉菌污染的培养皿
然而，这一重大发现距离实用依然路途遥远，弗莱明的实验室没法将其变成可用的药物。但是弗莱明发现盘尼西林有两个特性：1）盘尼西林可以杀死几种细菌，包括葡萄球菌和链球菌，但对某些细菌如伤寒杆菌无效。2）盘尼西林对非细菌细胞无害。
青霉素的工业化生产
1939年，牛津大学病理学教授霍华德·弗洛里（Howard Florey）和他的同事经过多次尝试，总算提纯出可药用的青霉素。1941年2月12日，一名叫做艾伯特·亚历山大的患者成为人类第一个接受青霉素治疗的细菌感染患者，几天之内，他的感染就得到了有效抑制。
1941年7月，在洛克菲勒基金会的资助下，弗洛里和希特利几经周折，到达美国东海岸，寻求解决青霉素工业化生产的问题。他们随身携带的最大的一笔财富是几小瓶青霉素粉和青霉菌孢子。
1942年3月14日，在美国，第一个病人接受了青霉素商业产品的治疗，青霉素的成功轰动了全世界。在第二次世界大战后期，青霉素挽救了无数伤病员的生命。由于青霉素的发现和大量生产，拯救了千百万肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命。
1945年9月2日，第二次世界大战结束。同年12月，弗洛里、弗莱明和钱恩因为青霉素而被授予诺贝尔生理或医学奖。
作为一种抗生素，它能杀死细菌，或者抑制细菌的生长和繁殖。它是通过攻击细菌细胞壁中的酶来起作用，青霉素可以防止细菌合成肽聚糖，肽聚糖是细胞壁中的一种分子，可以为细菌细胞提供在人体内存活所需的强度。该药物大大削弱细胞壁并导致细菌死亡，使人能够从细菌感染中恢复过来。
不同的感染是由不同细菌导致的，因此青霉素也被开发出针对相应细菌的种类，比如阿莫西林、氨苄西林、奥格宁、青霉素G和青霉素V等等。
青霉素在中国的发展
新中国成立之前，我国临床上使用的青霉素完全依赖进口，青霉素的时价比黄金还贵。郑智敏在《中国处方药》杂志发表的文章《抗生素产业东方崛起》提到，建国前，1 支 20 万单位、0.12g 的青霉素相当于黄金 0.9 g、大米 13.1kg。
1910年末，东北肺鼠疫大流行，清政府派中国卫生防疫事业的先驱伍连德带领防疫团队赶赴疫区开展防治工作，前后用了不到４个月的时间，一场数百年罕见的鼠疫被“剿灭”，开创了中国运用现代医学手段对流行病进行防控的历史。
鉴此，当时的北洋政府开始酝酿，要在内政部下建立一个永久性的防疫机构。1919年3月，在北京天坛内西南隅神乐署辟地（后扩展至近百亩），成立了中央防疫处（简称“中防处”）。这是中国第一个由中央政府设立的国家卫生防疫机构，旨在开展有关血清疫苗的研究和生产，并负责全国范围内的传染病防治工作。
因时局动荡和日寇侵华等，中防处被迫数次搬迁。1935年，国民政府卫生署令天坛中防处迁往南京，原址改成中防处北平制造所（常称天坛或北平分所）。1937年11月20日，南京国民政府迁都重庆，中防处迁往了长沙。1938年，汤飞凡受命从上海来到长沙准备重振中防处（不日，任处长）。
汤飞凡（1897年7月23日—1958年9月30日），著名微生物学家、病毒学家，沙眼衣原体的发现人之一。1921年汤飞凡从湘雅医学院毕业，获医学博士学位；1925年被推荇去美国哈佛大学医学院学习；1929年回国。
汤飞凡在《吾国自制青霉素的回顾与前瞻》一文中回忆道：“民国三十年秋，昆明中央防疫处文献会之某次周会内，曾由魏曦技正报告：关于Abraham，Chain和Florey诸氏在Lancet（柳叶刀）杂志上，所发表对于青霉素或盘尼西林之研究一文，据称青霉素，既无毒质，且具充分杀菌效能，对于战争必有莫大贡献。因此引起吾人深切之注意，同时以青霉素既系霉菌所产之物，则其制造，自属生物学制品范围之内，是以吾人深欲一为试探。”从1941年冬至1944年春，在汤飞凡带领下，昆明中防所的樊庆笙、魏曦、朱既明、黄有为、卢锦汉等经过上百次试验，终于1944年9月5日利用从旧皮鞋等上获得了帚状霉菌，通过液面培养法（液体培养基），研制出了中国第一批5万单位/瓶的青霉素。
中防处庆祝同盟国胜利大会全体职员合影（此照摄于1945年9月2日昆明中防处大楼前，正值中国首批青霉素诞生之际。）
盘尼西林研制成功并大规模生产之后，樊庆笙考虑应该定个中文名字，便于中国广大百姓能够接受，于是，他取名青霉素。为何会取这个名字呢？樊庆笙在晚年曾向外孙女杨帆说起过起名依据：一是形态上，这种霉株泛青黄色，所以取其“青”；二是，英文中词尾“-in”生物学上常翻译为“素”，如“vitamin”翻译成维生素。两者合一，定名为“青霉素”。从此，这个名字一直沿用到今天。
抗战胜利后，中央防疫处在汤飞凡处长的带领下回迁北京，在被日寇破坏的原中央防疫处旧址上进行重建，白手起家，于1947年元旦建成了万余平方米的中央防疫实验处总处。这时汤飞凡的目标是国产青霉素，从研制走向工业化生产。汤飞凡利用美国医药援华会捐赠的一套青霉素实验生产设备，建立了中国第一个青霉素生产厂，于1948年生产出堪比进口产品的每支20万单位的青霉素。
1946年，Stevens，美国医药援华会执行主任（1941-48年），将该会向青霉素工厂提供的援助计划书递交给汤飞凡。
1948年，中央防疫处，抗生素生产厂的生产车间。美国医药援华会捐赠的一套包括深层培养发酵罐、冷冻干燥机等青霉素实验及生产设备。
在20世纪前50年间，随着现代医学的一些知识和方法在中国的传播，挽救了大量中国人的生命。例如1910年在东北地区爆发的鼠疫，流行初期以极为迅猛的速度在东三省传播。毕业于剑桥大学医学院的马来西亚华裔伍连德受命承担了控制疫情的任务，曾在巴斯德研究所学习过细菌传染病知识的伍连德运用了现代医学的方法，采取火化尸体、大面积环境消毒、隔离患者等有效措施，切断了传染途径，在短时间内迅速遏制了这场无比凶险的疫情。
自1950年开始推广以消毒灭菌为主要原则的新法接生，困扰了中国人数千年的生育危险终于得到了解除。产褥热发病率急剧降低，产妇死亡率大大下降；新生儿因感染导致的死亡迅速减少，婴儿死亡率也迅速下降。婴儿死亡率从原来的200‰逐年下降，1954年为138.5‰，1958年为80.8‰，70年代为47‰，80年代为34‰，90年代为32.9‰，2000年为28.4‰，2005年为19‰。致病微生物的概念和知识使妇女和儿童得到了有效的保护，这是科学赐予中国人的恩典，简单的消毒措施挽救了难以计数的中国人。而数千年来中医都认为因生育所致的疾病是由于“风”的缘故，以至于今天还有坐月子紧闭门窗等一系列陋习。