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小举人

冷知识盲盒第 34 期

青霉素的意外发现:P 人如何改变历史

弗莱明的盘子发霉了,P 人式的漫不经心改写了战争和医学。

本文目录11 节
  1. 引言:二十世纪的神药
  2. 一战的残酷与感染的威胁
  3. 微生物的认知历程
  4. 第一次幸运:溶菌酶的发现
  5. 第二次幸运:青霉素的意外发现——P人的敏锐洞察
  6. 微生物之间的斗争
  7. 被忽视的发现
  8. 工业化生产的突破
  9. 弗莱明的荣誉
  10. 人类与细菌的军备竞赛
  11. 结语:P人的启示

大家好,欢迎收听冷知识盲盒。今天我们来聊聊青霉素的故事。

不过在开始之前,我想先给大家简单介绍一下我标题里的 P 人是什么意思

这个词来自于MBTI性格测试,指的是"感知型"(Perceiving)人格。P人有一个很明显的特质:他们更倾向于保持开放和灵活的态度,不喜欢过分规划和约束,更愿意顺其自然,对意外和变化有很强的适应能力。

简单来说,P人不会把生活安排得过于严密,他们更愿意"走一步看一步",对于突发情况也能敏锐地察觉和应对。

你知道吗?历史上很多伟大的发现,竟然都和"P人"的这种特质有关系。今天故事的主角亚历山大·弗莱明,就是一个典型的P人。虽然他是科学家,不过他却一点也不严谨,甚至还有点恶趣味。

不过正是因为他这种开放、灵活、对意外保持敏感的性格特质,才让我们有了拯救无数生命的青霉素。并且这剂神药深深的影响了人类的历史。

引言:二十世纪的神药

青霉素给人类带来的改变不亚于电脑与互联网。这是实至名归的,它在战场上救下了无数士兵的生命。

工业革命以后,战争在武器方面变化巨大,人类从冷兵器时代过渡到了热兵器时代,战争产生的伤口更大更深,这也让微生物有了更好的繁殖机会。所以一战以后,人们发现战后死于感染的士兵是多于直接死在战场上的士兵的。

在这个时代背景之下,科学家们把精力和时间铺在了微生物领域,但是并不是所有的科学家都像我们今天的主人翁亚历山大·弗莱明这么幸运,可以说青霉素的诞生很大程度上是一种幸运的产物——更准确地说,是一种"P人特质"带来的幸运发现。

一战的残酷与感染的威胁

1914年第一次世界大战爆发,人们被现代战争的残酷吓傻了,士兵们不再是你一刀我一剑,而是用子弹,用炸药,这些热武器会造成更加严重的伤口,伤口的溃烂也让感染变得更加容易。

亚历山大·弗莱明此时在法国的一家战地医院做军医,他亲眼目睹了无数受伤的士兵,好不容易在战场上死里逃生,结果却因为感染死在了医院。

微生物的认知历程

20世纪人们对微生物已经非常熟悉了,早在17世纪,荷兰的列文虎克就通过自己发明的显微镜看到了羽中无数的微生物。后来经过19世纪路易斯·巴斯德的深入研究,也就是我们经常说的巴氏消毒法的创始人,人类已经认识到这个世界生活着远超我们想象的巨大数量的微生物。

这些微生物存在于几乎所有的地方,如果我们身体受伤了,皮肤出现了破损,这个时候我们的生理屏障遭到了破坏,这些微生物就会在伤口处大量繁殖,造成严重的感染。

19世纪以前,外科医生最担心的不是手术失败,而是手术切开病人皮肤以后,病人后续发生感染死亡。于是,1865年,英国外科医生约瑟夫·里斯特就指出,外科手术是需要消毒的,而消毒的手段是用消毒剂,通过里斯特的无菌手术的病人,感染几率大大降低。

但是消毒剂仅仅只能当做一种预防的措施,如果病人最终感染了,这个时候再用消毒剂是没用的。一战期间,弗莱明就用消毒剂去处理伤口,但是结果并不好,并且消毒剂本身是有毒的,它会让人体本身的免疫细胞被破坏,这也让弗莱明认识到,必须去寻找比消毒剂更加有效的抗击细菌的武器。

第一次幸运:溶菌酶的发现

弗莱明运气非常好,立刻发现了第一种神奇的物质,而这个物质竟然来自自己的鼻涕。

1921年,也就是战后的第三年,一次弗莱明得了重感冒,但是他还继续坚持在实验室工作,他在实验室培养了很多金葡菌,这些金葡菌是在培养基上的,在没有干扰的情况下,金葡菌会不断扩张自己的地盘,理论上,最后整个圆形的培养基上应该长满金葡菌。

本身固态培养基是透明的,而长了金葡菌的培养基就会显示浑浊的状态,于是科学家就可以通过培养基各处是否浑浊来判断这个区域是否已经被细菌占领。

弗莱明带着重感冒来到实验室,也不知道当时他到底是怎么想的,他非常恶趣味的取了自己的鼻涕,滴了一滴在培养基上,过了两周之后,他惊讶的发现,除了自己鼻涕的位置,培养基的其他地方都长满了细菌。

这代表什么呢?弗莱明认为,这很可能是因为鼻涕中存在杀死细菌的物质,科学家毕竟是科学家,他们对这些细节十分敏感,于是他继续做了很多其他体液的实验,发现什么眼泪,唾液,大部分体液都有这种神奇的杀菌物质,其他生物,比如鸡蛋,鱼卵,里面都有。

弗莱明把这种神奇的物质取名为溶菌酶,弗莱明在发现鸡蛋清里面也有溶菌酶之前,曾经疯狂的找同事们要眼泪,所以这也让他的那帮同事非常痛苦,后来在鸡蛋中,弗莱明解决了溶菌酶来源问题,就开始一头扎进去研究。

这一研究就研究了七年时间,结果却让所有人大失所望,溶菌酶的抗菌活性非常低,对很多致病菌都没有效果,弗莱明不得不放弃溶菌酶的研究。

第二次幸运:青霉素的意外发现——P人的敏锐洞察

我们开始就提到弗莱明运气非常好,溶菌酶的发现虽然最后结果一般,但也是从弗莱明的一个突发奇想下诞生的,并且这次的好运其实是为了给下一次更大的好运做的一次铺垫。

1928年夏天,弗莱明和自己的家人一起出去度假了,外出了几个星期,一直到八月底才回到伦敦的实验室。这里就要说到我们P人的特质了——P人通常不会过分拘泥于严格的实验流程,弗莱明走之前,实验室的很多瓶瓶罐罐都没有按照标准程序清理,甚至还有长满了细菌的培养剂就这样放在那里。

也不知道弗莱明当时是有意为之,还是单纯没有按照严格的实验室管理规范,反正度假前这些培养皿就都放在实验室没管了。如果弗莱明是个严格按照规范执行的J人(判断型),每天都按标准流程收拾得干干净净,那么青霉素可能永远不会被发现。

关键在于P人的另一个特质:对意外情况的敏锐观察力。就在他清理这些培养剂时,过去的经验让他看到了一个非常重要的细节,那就是这个培养剂出现了一些透明的圈。我们前面解释了,透明代表没有生长细菌,浑浊代表被细菌占领,那么很显然,这些透明圈的中间这个物质是有杀菌作用的。

弗莱明就这样发现了青霉菌,青霉菌也是一种微生物,弗莱明培养的金葡菌是一种细菌,而青霉菌杀死了金葡萄球菌

微生物之间的斗争

具体原因也不难猜测,当时弗莱明的培养剂没有盖上盖子,并且里面又有水,很容易就发霉了。

导致一些青霉菌落在了里面,而青霉菌通过繁殖不断扩大自己的数量,并且青霉菌释放出了一种能够抑制细菌生长的物质,青霉素,也就是牌尼西林。

因为青霉菌能够分泌青霉素,那么它就可以抑制其他微生物的生长,从而为自己的生长创造更丰富的资源和领土,我们通过培养剂就能够看到,葡萄球菌它们根本不敢靠近青霉菌,它们怂了,所以把青霉菌四周的位置让出来了,于是就形成了透明的圆环。

这种微生物与微生物之间的斗争被称为拮抗作用,这是长期生物演化带来的结果。

被忽视的发现

弗莱明对这个发现惊喜不已,1928年9月他发现青霉素,到了1929年6月份,他的论文就发表了,这是一篇未来拿到诺贝尔奖的论文,但是出乎意料的是,在接下来的10年时间都没有人关注这篇论文。

时间一直来到1938年,牛津大学的团队看中了弗莱明的研究,决定提取青霉素。1941年,一位警察不小心跌落进了花丛,他的眼睛和脸被玫瑰花刺划伤,而这个伤口最终发展成了败血症,即便是今天,败血症的死亡率也是非常高的。

于是,牛津大学的团队将提取出来的青霉素给这个病人使用,开始效果非常的好,但是病人最终还是去世了,不是因为青霉素有问题,而是因为实验室提取出来的青霉素量太小。

工业化生产的突破

想靠实验室去生产药物是完全不行的,必须要依靠现代化的制药工厂批量生产,而非常不巧的是,此时英国已经卷入到了第二次世界大战当中,研究团队的人无法找到药厂和他们合作。

还是1941年底,日本偷袭了美国的珍珠港,美国正式参战,牛津团队人员在美国终于找到了希望,他们说服了美国政府,让更多人意识到青霉素将会成为战场上的武器,他们和美国的药厂合作,终于突破了产量低的问题。

随后,批量化的青霉素走出了生产线,走上了战场,成为盟军除了枪炮以外最重要的武器,这让很多盟军受伤之后可以快速好转,几个星期后就可以重返战场,二战的胜利,青霉素功不可没。

弗莱明的荣誉

之后,弗莱明理所当然成为了万众瞩目的焦点,诺贝尔奖加持,在麦克哈特的著作《影响人类历史进程的100位名人》当中,弗莱明排在了第45位。

我随便说一下排在第40位左右的名人,大家感受一下:第40位,古希腊大哲学家柏拉图;第42位,音乐巨人乐圣贝多芬;第43位,量子力学奠基人之一的海森堡。可见弗莱明的地位有多高。

人类与细菌的军备竞赛

随着抗生素的诞生,人类也正式和细菌展开了军备竞赛,我相信超级细菌这个词大家一定不陌生,这是一类对抗生素耐药的细菌。

抗生素是一把双刃剑,弗莱明或许不会想到,人类这么努力地去不断更新迭代抗生素,依然赶不上细菌进化的速度,因为抗生素的出现,无数人死里逃生,同样因为抗生素的出现,很多人死于超级细菌的感染。

结语:P人的启示

下集我们就来聊一聊超级细菌,这个剧毒之物是怎么诞生的,人类和细菌的军备竞赛,到底是一场怎样精彩的对决。

不过今天的故事告诉我们一个有趣的道理:有时候,正是那些P人特有的灵活性、开放性和对意外的敏感度,反而成就了伟大的发现。当然,我可不是说严谨的科学态度不重要,而是想说,保持开放的心态和敏锐的观察力,有时候意外的惊喜就会出现在最不经意的地方。

冷知识盲盒,我们下期再见。