【微生物与诺贝尔奖系列科普】青霉素的发现

2023-11-24 17:00   四川  


Microbiology & The Nobel Prize

微生物与诺贝尔奖

第七期

CAMPUS EDUCATION

本科生做科普



许多微生物学先驱者,孜孜不倦、科学探索,取得了一系列划时代意义的伟大成就,在人类文明史上留下不可磨灭的一页,并因此被授予诺贝尔生理学或医学奖。他们的科学精神与成长故事激励着后人不断勇攀科学高峰。

  《临床微生物学检验技术》课程于2020级医检系开设“微生物与诺贝尔奖”系列科普活动,共计8个专题,推文均由本科生撰写,鼓励学生团队协作、感悟微生物学大家风范。




世界提高抗微生物药物认识周

每年11月18日至24日是世界提高抗微生物药物认识周(World Antimicrobial Awareness Week,WAAW)。

今年活动的主题是齐心协力,预防抗微生物药物耐药性”。什么是抗微生物药物?耐药性从何而来?需要从第一个投入商业应用的抗菌药物——青霉素讲起。

青霉素

青霉素(Penicillin,或音译盘尼西林)是抗菌药物的一种,属于β-内酰胺类抗生素(β-lactams)。青霉素分子中含有青霉烷,能破坏细菌的细胞壁并在细菌繁殖期起杀菌作用,可从青霉菌中提炼。青霉素是很一种常用的抗菌药物,但每次使用前必须做皮试,以防过敏。


一次偶然发现

青霉菌

1928年,英国微生物学家亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming)偶然发现一个葡萄球菌培养皿污染了青霉菌。他用放大镜观察培养皿时,发现青霉菌落周围的葡萄球菌被明显溶解,可能是一种微生物拮抗现象。随后他立即对青霉菌展开研究。

青霉素

弗莱明把青霉菌的培养液滴到葡萄球菌中,后续发现青霉菌附近的葡萄球菌都被裂解了。于是他推论,真正的杀菌物质是青霉菌生长过程中的代谢物,他称之为青霉素。

研究成果

1929年2月13目,弗莱明向伦敦医学院俱乐部提交了《青霉素——它的实际应用》论文。这篇刊登在《新英格兰医学杂志》上的论文阐明了青霉素的强大抑菌作用、安全性和应用前景。

菌种保存

由于弗莱明不懂提纯技术,无法提取足量、高浓度的青霉素,使得推广应用受阻。但他坚信青霉素是有价值的,总有一天会用于临床治疗,于是坚持在培养基上定期传代保存菌种。

科学的延续

1939年-1940年

英国病理学家弗洛里(Howard Florey)、德国生物化学家钱恩(E.Chain)延续十年前弗莱明未完成的研究。他们实现青霉素的提取和纯化,并通过动物实验发现青霉素对抗细菌感染的惊人药效。该研究成果刊登在《柳叶刀》杂志上。

1942年-1944年

然而青霉素的工业化生产却是一波三折。当时正处于二战时期,钱恩与弗洛里等人四处奔波,希望英国的药厂能大量投产这一新药,遗憾的是多数药厂以战时困难拒绝。

直到1944年,英美联军在诺曼底登陆,开始大规模作战。受伤的士兵越来越多,对抗菌药物的需求也越来越迫切。青霉素在治疗伤员的奇妙作用,引起了政府的关注,从而开始工业化生成的道路。

青霉素发现的意义

  • 青霉素被列为二战最伟大的三项发明之一,在二战期间挽救了无数同盟国士兵性命。

  • 青霉素的发现是20世纪医学界最伟大的创举之一,是人类发展抗菌药物历史上的一个里程碑

  • 青霉素作为第一种能够治疗细菌感染的抗菌药物,给人类带来了福音,也引发了寻找抗菌新药的热潮,使人类进入了合成药物时代。


获得荣誉

弗莱明于1928年首次发现了青霉素。后弗洛里、钱恩进一步研究改进,并实现用于临床治疗,三人共获1945年诺贝尔生理或医学奖。




参考文献

[1]陈俊升, 陈代杰, and 路慧丽. "传染病背后的科学——从"N个第一"的诞生到传染病的防治." 中国抗生素杂志 45.4(2020):32.

[2]罗伊斯顿.百大医学发现[M].上海科技教育出版社,1999.

[3]苏怀德.青霉素发现及开发简史[J].中国药学杂志, 1988, 23(8):494-497.

[4]王磊,任东明.青霉素——从发现到应用[J].生物学通报, 2006, 041(012):61-62.

(部分图片来源于网络,如有侵权请联系删除)

作者:

陈凤玉、雷舒婷、张昕雯、鞠嘉妮、张琳嫄

(2020级医检系)

编辑:黄曦悦


微信号|华西临床微生物室



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