名目繁多的抗生素今天已是醫(yī)院、藥房乃至家庭常備的藥物。曾幾何時(shí)那些猖獗的不可一世的鏈球菌、結(jié)核菌等病菌所引起的細(xì)菌性肺炎、腦膜炎、肺結(jié)核等疾病還被人們看成必死無(wú)疑的不治之癥。自從抗生素問(wèn)世后，在那些瀕死的病人身上出現(xiàn)了“藥到病除”的奇跡，把許多病人從死神身邊搶救了回來(lái)。在今天，抗生素不但被廣泛地用來(lái)殺菌治病，還可以用作家禽和家畜的飼料添加劑，減少家禽和家畜的疾病，刺激家畜長(zhǎng)大長(zhǎng)肥。

　　抗生素為什么會(huì)有這么神奇的功效？人們最初是怎樣發(fā)現(xiàn)它的？它真是萬(wàn)能的嗎？

　　古代中國(guó)人用霉豆腐治病

　　和許多其他藥物一樣，抗生素的使用比它的發(fā)現(xiàn)要早得多。也就是說(shuō)在人們還未認(rèn)識(shí)它的真實(shí)面目之前，就已經(jīng)懂得利用它了。早在兩千多年前我國(guó)漢朝，人們就懂得用豆腐上的霉來(lái)治療皮膚上的瘡癤。距今一千年前，北魏賈思勰的《齊民要術(shù)》記載治療腹瀉、下利的神曲，三百多年前《天工開物》中提到的丹曲，就是最早的抗生素藥物了。

　　而抗生素的發(fā)現(xiàn)還是從青霉素開始的，這還是一個(gè)十分有趣的故事。

　　17世紀(jì)末，荷蘭德夫特市政府的看門老人列文虎克是世界上第一個(gè)用自制顯微鏡看到肉眼看不見細(xì)菌的人，從此人類揭開了微生物的秘密。但是到19世紀(jì)中期，法國(guó)的生物學(xué)家在研究了大量的材料后，第一次指出某些肉眼看不見的細(xì)菌就是導(dǎo)致傳染病的罪魁禍?zhǔn)�。同時(shí)他們也發(fā)現(xiàn)一些物質(zhì)能抑制細(xì)菌，指出正是“生命抑制了生命”。1889年法國(guó)化學(xué)家，第一次用抗生素這個(gè)詞來(lái)命名這類物質(zhì)。

　　早在1897年,愛尼斯·杜切斯就證實(shí)了抗生素可以抑制動(dòng)物中的傳染病。雖然做實(shí)驗(yàn)的老鼠被救活了，但他的發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有認(rèn)真深入地探討下去，很快就被人遺忘了。兩年后又有人用一種叫膿毒酶的粗制抗生素來(lái)醫(yī)治白喉病，但這些試驗(yàn)卻由于種種原因未能進(jìn)行下去。

　　腐爛的土壤給了細(xì)菌學(xué)家靈感

　　直到1927年,英國(guó)的細(xì)菌學(xué)家亞歷山大·弗萊明在研究葡萄球菌時(shí)，標(biāo)本意外地被含腐殖質(zhì)的土所污染了，從而長(zhǎng)出了綠色的霉菌。而這些綠色霉菌所到之處，葡萄球菌就消失得無(wú)影無(wú)蹤。在綠色霉菌周圍出現(xiàn)了一圈空白區(qū)域——稱為抑制圈。

　　弗萊明并沒(méi)有忽視這個(gè)偶然的現(xiàn)象，而是對(duì)這個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)地觀察、認(rèn)真地研究。他最后確認(rèn)一定是這種青霉菌分泌了一種物質(zhì)有強(qiáng)大的殺菌能力。他和他的助手把青霉菌接種在肉湯培養(yǎng)液里，讓它旺盛地繁殖。然后把這些液體小心地過(guò)濾，最后才得到一小瓶澄清的濾液。他發(fā)現(xiàn)把這些濾液即使稀釋幾百倍也能殺死葡萄球菌和肺炎菌，甚至兇惡的鏈球菌也被它制服了。他把這種由青霉菌分泌的物質(zhì)叫“青霉素”。英文的譯音就是盤尼西林。

　　然而弗萊明的發(fā)現(xiàn)和研究并沒(méi)有引起人們足夠的重視。因?yàn)檫@些濾液中所含青霉素的量實(shí)在太少了。一個(gè)病人如果用這種青霉素治病至少要數(shù)萬(wàn)毫升的濾液，這就需要一個(gè)小池塘那么多的培養(yǎng)液。因而這個(gè)實(shí)驗(yàn)就只能停留在試管中。

　　科學(xué)家曾嘗試用便盆培養(yǎng)青霉素

　　11年過(guò)去了，英國(guó)牛津大學(xué)的豪爾德·法勞來(lái)在尋找抗生素治病的新藥時(shí)讀到弗萊明的論文，引起了他很大的興趣。他與化學(xué)家恩斯特·秦恩合作開始了制造青霉素的艱巨工作。秦恩絞盡腦汁，改進(jìn)了提純青霉素的方法，但改進(jìn)后這個(gè)工作仍是艱苦而乏味的。一個(gè)比人還高大的培養(yǎng)罐中全部培養(yǎng)液只能提取出針尖大小的青霉素，而且它又是那么“嬌嫩”。稍微加熱就會(huì)分解；酸堿度稍微改變就會(huì)失效。正在他們研制的過(guò)程中第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)了。連實(shí)驗(yàn)所需要的玻璃器皿也供不應(yīng)求了。他們不得不把所有可以利用的容器甚至人的便盆都用來(lái)培養(yǎng)青霉菌。

　　經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力他們才制出一小撮棕黃色的青霉素粉來(lái)。他們選擇了嘴角生瘡被細(xì)菌感染已經(jīng)生命垂危的一名警察做試驗(yàn)。當(dāng)給他注射了青霉素后，病人創(chuàng)口的膿液顯著地減少了，神志開始清醒。但由于人體新陳代謝的緣故，青霉素在體內(nèi)消失得很快，只要一小時(shí)所有未起作用的青霉素就從尿液中排泄干凈。這時(shí)法勞來(lái)不得不一邊給病人滴注青霉素，一邊收集病人排出的每滴尿液送給秦恩，讓他從這些尿液中提取比黃金還珍貴的青霉素。到第五天病人的病情已基本好轉(zhuǎn)了，可惜此時(shí)青霉素已用完了，哪怕連針尖大小的青霉素也沒(méi)有了。將要絕跡的病菌又迅速地繁殖，重新向身體還很虛弱的病人進(jìn)攻，最后奪去了他的生命。

　　一塊值得人類頂禮膜拜的甜瓜皮

　　為了提高青霉素的產(chǎn)量必須找尋產(chǎn)量高的青霉菌菌種和改善培養(yǎng)液。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，成千上萬(wàn)的傷病員從火線上被抬到后方醫(yī)院治療，法勞來(lái)也和他的伙伴們來(lái)到大后方的美國(guó)，繼續(xù)他們的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

　　1942年一些飛行員接到一個(gè)奇怪的命令，要求他們從世界各地機(jī)場(chǎng)附近收集一小塊泥土帶回美國(guó)。原來(lái)法勞來(lái)他們想從各地的土樣中篩選出高產(chǎn)的菌種。從世界各地收集來(lái)的泥土，甚至發(fā)霉的食物、瓜果皮都集中到實(shí)驗(yàn)室。最后，他們還是從來(lái)自皮奧里亞市場(chǎng)上一塊發(fā)霉的甜瓜皮上找到了理想的菌種——第832號(hào)霉菌。同時(shí)用玉米粉和乳糖取代了以前的肉湯和葡萄糖的營(yíng)養(yǎng)液，使產(chǎn)量十倍地提高。

　　1943年初生產(chǎn)的青霉素只夠醫(yī)治十幾個(gè)病人。而兩年后，青霉素就已成為普通藥房都可以買到的藥物了�？茖W(xué)家們又研究了三千四百種土樣后取得金霉素。收集了上千萬(wàn)個(gè)土壤標(biāo)本，才分離出土霉素。從此，抗生素的家族就不斷壯大。

　　那么，科學(xué)家們是怎樣從成千上萬(wàn)的霉菌樣本中確定哪種霉菌對(duì)某些細(xì)菌是否有抑制作用，并把這些霉菌篩選出來(lái)呢？

　　百里挑一篩選出“種子霉菌”

　　首先，科學(xué)家要對(duì)無(wú)數(shù)可培養(yǎng)真菌并有殺菌價(jià)值的無(wú)數(shù)土樣做有條理地篩選。通常是把沖稀的土壤懸濁液倒在有營(yíng)養(yǎng)介質(zhì)的陪替氏培養(yǎng)皿中培養(yǎng)幾天后，所有的微生物都繁殖起來(lái)、培養(yǎng)皿中就出現(xiàn)各種顏色的菌落，可以將它們逐個(gè)鑒定和分離。然后，再將它們轉(zhuǎn)移到傾斜的瓊脂上進(jìn)一步培養(yǎng)。

　　怎樣確定你所得到的霉菌是否能分泌殺死病菌的抗生素呢？這就要把上面所得到的霉菌進(jìn)一步培養(yǎng)。將盛有這種霉菌的小口容器倒置在一個(gè)大培養(yǎng)皿中，增養(yǎng)皿中盛著接種了致病細(xì)菌的培養(yǎng)液。這時(shí)抗生素在小口容器中繁殖并從塞子中滲入培養(yǎng)皿。若它有殺死那種致病細(xì)菌作用，瓶口周圍就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)致病細(xì)菌不能生存的清晰的圓圈，這就叫抑制圈�？茖W(xué)家們用這種方法已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了上千種抗生素，但只有幾百種具有較好的特性，目前被廣泛應(yīng)用的還不到50種。

　　瓊脂是培養(yǎng)細(xì)菌的理想材料。它是從海藻中提取出來(lái)的一種多糖。當(dāng)它被加熱熔成液體時(shí)，它可以與各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均勻地混合，冷凝后就變成凍膠狀固體。所以它既可以根據(jù)細(xì)菌繁殖需要混入各種養(yǎng)料，又使細(xì)菌在固定的區(qū)域繁殖不致混雜，使它易于分離。為了增大與空氣的接觸面，常把液態(tài)的瓊脂傾斜放置，凝固后成為斜瓊脂。

　　下一步工作就是對(duì)有培養(yǎng)前途的霉菌進(jìn)行測(cè)定，確定它對(duì)病原體的抗病作用。若這種抗生素是新發(fā)現(xiàn)的，而且又確有顯著的抗病作用，就可以進(jìn)一步將它分離、提純。為了保險(xiǎn)起見，還要試驗(yàn)它對(duì)人畜的毒性，因?yàn)榭股�素往往有副作用。然后才用于工業(yè)生產(chǎn)。

　　霉菌和人一樣怕捂怕高溫

　　以金霉素的生產(chǎn)為例。首先要進(jìn)行純化，將有生存能力的孢子保存在無(wú)菌土壤中。再用試管進(jìn)行培養(yǎng)，試管中盛有富含營(yíng)養(yǎng)物的瓊脂。再把這步繁殖所得的菌落洗進(jìn)盛有培養(yǎng)基的燒瓶擴(kuò)大培養(yǎng)。培養(yǎng)基通常是含有淀粉、蔗糖或其他能提供碳的糖類，還有像酪朊、魚粉、玉米浸出液這些能提供氮的物質(zhì)。這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在霉菌繁殖過(guò)程中被逐漸消耗。有時(shí)為了在抗生素中加入特定的活性基團(tuán)，也把一些含有這些化學(xué)基團(tuán)的拌料加入燒瓶中。例如，在青霉素生產(chǎn)中加入苯基醋酸，可以將苯基導(dǎo)入青霉素分子，從而產(chǎn)生活性較高的青霉素G。

　　下一步是把燒瓶中的菌轉(zhuǎn)移到大瓶子中再擴(kuò)大培養(yǎng)。然后把大瓶中的菌種接種到發(fā)酵桶中進(jìn)行生產(chǎn)。每一步所使用的容器都必須嚴(yán)格地進(jìn)行消毒，發(fā)酵桶和其中的管道也要用高溫高壓的蒸汽進(jìn)行消毒，這樣才能保證產(chǎn)品的純凈。

　　主要的生產(chǎn)還是在發(fā)酵桶中進(jìn)行的。反應(yīng)過(guò)程中必須嚴(yán)格地控制桶內(nèi)的溫度和酸堿度。通常是用加入酸或堿的方法來(lái)控制PH值。桶內(nèi)有螺旋狀的冷卻器，管內(nèi)流著冷卻水用來(lái)控制桶內(nèi)溫度，防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱能使桶內(nèi)溫度過(guò)高而燒死霉菌。為了使桶內(nèi)溫度均勻，應(yīng)在桶中裝有攪拌器，進(jìn)行機(jī)械攪拌。為了防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的大量泡沫將溶液與空氣隔絕開，而使溶液中的霉菌缺乏空氣而“窒息”，有時(shí)還要加入無(wú)菌豬油之類的防沫劑。發(fā)酵過(guò)程完畢后，可以從霉菌或培養(yǎng)液的結(jié)晶中得到產(chǎn)品。一般每升發(fā)酵液可制出幾克抗生素。

　　抗生素對(duì)感冒毫無(wú)作用？

　　雖然抗生素的益處是顯而易見，不容置疑的，但仍有些問(wèn)題是必須注意的，即副作用和產(chǎn)生抗體�？股�素所產(chǎn)生的副作用從輕度皮疹到嚴(yán)重貧血，甚至休克、死亡。

　　另一種副作用是引起機(jī)體細(xì)胞變態(tài)。正因?yàn)榕c抗生素接觸的每個(gè)機(jī)體細(xì)胞都有變態(tài)的可能，抗生素劑量越大，細(xì)胞變態(tài)的可能性就越大。因而使用抗生素時(shí)切忌過(guò)量。

　　抗生素的另外一個(gè)副作用是會(huì)產(chǎn)生和發(fā)展有抗藥性的菌種。有些抗生素比其他抗生素更易于誘發(fā)細(xì)菌產(chǎn)生抗體，而有些細(xì)菌對(duì)這些抗生素又特別敏感。事實(shí)上問(wèn)題是十分復(fù)雜的，細(xì)菌的抗體是可以傳遞的，不但在同種細(xì)菌中抗體可以從這一代傳給下一代，有時(shí)在不同種的細(xì)菌中也會(huì)傳遞抗體。

　　同時(shí)，有些醫(yī)生對(duì)目前過(guò)度使用和濫用抗生素的現(xiàn)象感到擔(dān)憂。亨利·西蒙斯和鮑爾·斯脫利在《美國(guó)醫(yī)學(xué)聯(lián)合會(huì)月刊》上發(fā)表文章，指出抗生素目前已被作為最普通的藥物用于臨床治療，大約有15%到20%的處方中有抗生素藥。他們發(fā)現(xiàn)有些處方中用抗生素是多余的。有不少處方中開抗生素只不過(guò)用于預(yù)防細(xì)菌感染。其實(shí)只有兒童病毒性中耳炎癥必須防止細(xì)菌感染，因?yàn)榧?xì)菌感染可能導(dǎo)致死亡，這時(shí)才非用抗生素作預(yù)防不可。西蒙斯和斯脫利認(rèn)為處方上絕大多數(shù)以預(yù)防為目的開抗生素是多余的。有一份材料指出約20%～30%的感冒患者醫(yī)生為他們開了抗生素，其實(shí)抗生素對(duì)感冒病是毫無(wú)作用的。

　　可是，西蒙斯和斯脫利的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及由此得出的結(jié)論卻遭到許多人的反對(duì)。而事實(shí)上，美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)在70年代中期就決定檢查醫(yī)院中使用抗生素的情況。同時(shí)也擬訂一個(gè)計(jì)劃收集抗生素使用的情況，并教育醫(yī)生使用抗生素要適量。

　　動(dòng)物長(zhǎng)快的秘密藏在雞糞中

　　雖然抗生素通常是作為治病的藥，但人們?cè)谑褂脮r(shí)驚訝地發(fā)現(xiàn)它們有促進(jìn)許多動(dòng)物生長(zhǎng)的作用。這是第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)現(xiàn)的，由于當(dāng)時(shí)魚和其它動(dòng)物蛋白飼料的短缺，不得不用植物蛋白來(lái)代替動(dòng)物蛋白飼養(yǎng)家禽畜。但植物蛋白總不能使家禽畜長(zhǎng)得像喂動(dòng)物蛋白那么快。

　　按理說(shuō)，動(dòng)物蛋白中必定含有某種植物蛋白中所缺乏的東西�，F(xiàn)在，已弄清楚動(dòng)物蛋白中這種神秘的東西是動(dòng)物的蛋白因子稱APF。

　　美國(guó)農(nóng)業(yè)部的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)APF存在于動(dòng)物的肝臟中，從牛糞、雞糞甚至沒(méi)有喂過(guò)動(dòng)物蛋白的雞糞中也發(fā)現(xiàn)有APF。然而，西方的雞舍是用鐵絲網(wǎng)，隔網(wǎng)架空飼養(yǎng)雞，而不讓它們?cè)诘厣想S意啄食的，顯然APF可能是由它們身體中自行產(chǎn)生的。

　　但是，使科學(xué)家們困惑不解的是，為什么雞自身產(chǎn)生了這種刺激生長(zhǎng)的物質(zhì)而又將它作為無(wú)用的糞便排出體外呢？問(wèn)題得到解答，原來(lái)這種物質(zhì)并非由雞的身體產(chǎn)生，而是在溫暖的雞舍中被細(xì)菌發(fā)酵的糞便中產(chǎn)生的。

　　遺憾的是由于APF的量太少，分離它十分困難。最后還是由墨克公司的一個(gè)科研小組和英國(guó)的一個(gè)科研小組用不太理想的方法分離出來(lái)了。他們從肝臟中分離出尋求已久的抗惡性貧血因子，也就是B12，他們想弄清楚維生素B12是否就是APF中的活性成分。他們已經(jīng)知道APF存在于肝臟中。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，他們證實(shí)B12可以促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。

　　為了制造B12，他們調(diào)查了各種發(fā)酵方法后，發(fā)現(xiàn)這種維生素是由幾種有機(jī)體其中包括已用于生產(chǎn)鏈霉素的鏈霉菌產(chǎn)生出來(lái)的。

　　其他制造商隨即尋求這種維生素潛在的市場(chǎng)，并尋找他們自己合成這種維生素的新方法。例如，列德列爾實(shí)驗(yàn)室就是利用制造金霉素的生金菌來(lái)制造B12的。隨之，他們又發(fā)現(xiàn)了另外一個(gè)驚人的效果：喂雞吃這種抗生素的培養(yǎng)物比單純喂B12長(zhǎng)得更快。最后他們得出結(jié)論：微量的抗生素，例如金霉素，哪怕少到只有體重的百萬(wàn)分之幾也足以促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。

　　今天，抗生素已作為必不可少的動(dòng)物飼料添加劑，被加到動(dòng)物的飼料中。但至今還沒(méi)有人弄清抗生素是怎樣刺激動(dòng)物生長(zhǎng)的。(快報(bào)記者 白雁 摘編整理)