名目繁多的抗生素今天已是醫院、藥房乃至家庭常備的藥物。曾幾何時那些猖獗的不可一世的鏈球菌、結核菌等病菌所引起的細菌性肺炎、腦膜炎、肺結核等疾病還被人們看成必死無疑的不治之癥。自從抗生素問世后，在那些瀕死的病人身上出現了“藥到病除”的奇跡，把許多病人從死神身邊搶救了回來。在今天，抗生素不但被廣泛地用來殺菌治病，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，刺激家畜長大長肥。

　　抗生素為什么會有這么神奇的功效？人們最初是怎樣發現它的？它真是萬能的嗎？

　　古代中國人用霉豆腐治病

　　和許多其他藥物一樣，抗生素的使用比它的發現要早得多。也就是說在人們還未認識它的真實面目之前，就已經懂得利用它了。早在兩千多年前我國漢朝，人們就懂得用豆腐上的霉來治療皮膚上的瘡癤。距今一千年前，北魏賈思勰的《齊民要術》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。

　　而抗生素的發現還是從青霉素開始的，這還是一個十分有趣的故事。

　　17世紀末，荷蘭德夫特市政府的看門老人列文虎克是世界上第一個用自制顯微鏡看到肉眼看不見細菌的人，從此人類揭開了微生物的秘密。但是到19世紀中期，法國的生物學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菌就是導致傳染病的罪魁禍首。同時他們也發現一些物質能抑制細菌，指出正是“生命抑制了生命”。1889年法國化學家，第一次用抗生素這個詞來命名這類物質。

　　早在1897年,愛尼斯·杜切斯就證實了抗生素可以抑制動物中的傳染病。雖然做實驗的老鼠被救活了，但他的發現并沒有認真深入地探討下去，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醫治白喉病，但這些試驗卻由于種種原因未能進行下去。

　　腐爛的土壤給了細菌學家靈感

　　直到1927年,英國的細菌學家亞歷山大·弗萊明在研究葡萄球菌時，標本意外地被含腐殖質的土所污染了，從而長出了綠色的霉菌。而這些綠色霉菌所到之處，葡萄球菌就消失得無影無蹤。在綠色霉菌周圍出現了一圈空白區域——稱為抑制圈。

　　弗萊明并沒有忽視這個偶然的現象，而是對這個現象進行仔細地觀察、認真地研究。他最后確認一定是這種青霉菌分泌了一種物質有強大的殺菌能力。他和他的助手把青霉菌接種在肉湯培養液里，讓它旺盛地繁殖。然后把這些液體小心地過濾，最后才得到一小瓶澄清的濾液。他發現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叫“青霉素”。英文的譯音就是盤尼西林。

　　然而弗萊明的發現和研究并沒有引起人們足夠的重視。因為這些濾液中所含青霉素的量實在太少了。一個病人如果用這種青霉素治病至少要數萬毫升的濾液，這就需要一個小池塘那么多的培養液。因而這個實驗就只能停留在試管中。

　　科學家曾嘗試用便盆培養青霉素

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

　　經過幾個月的努力他們才制出一小撮棕黃色的青霉素粉來。他們選擇了嘴角生瘡被細菌感染已經生命垂危的一名警察做試驗。當給他注射了青霉素后，病人創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，青霉素在體內消失得很快，只要一小時所有未起作用的青霉素就從尿液中排泄干凈。這時法勞來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了，可惜此時青霉素已用完了，哪怕連針尖大小的青霉素也沒有了。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量必須找尋產量高的青霉菌菌種和改善培養液。第二次世界大戰爆發后，成千上萬的傷病員從火線上被抬到后方醫院治療，法勞來也和他的伙伴們來到大后方的美國，繼續他們的科學實驗。

　　1942年一些飛行員接到一個奇怪的命令，要求他們從世界各地機場附近收集一小塊泥土帶回美國。原來法勞來他們想從各地的土樣中篩選出高產的菌種。從世界各地收集來的泥土，甚至發霉的食物、瓜果皮都集中到實驗室。最后，他們還是從來自皮奧里亞市場上一塊發霉的甜瓜皮上找到了理想的菌種——第832號霉菌。同時用玉米粉和乳糖取代了以前的肉湯和葡萄糖的營養液，使產量十倍地提高。

　　1943年初生產的青霉素只夠醫治十幾個病人。而兩年后，青霉素就已成為普通藥房都可以買到的藥物了。科學家們又研究了三千四百種土樣后取得金霉素。收集了上千萬個土壤標本，才分離出土霉素。從此，抗生素的家族就不斷壯大。

　　那么，科學家們是怎樣從成千上萬的霉菌樣本中確定哪種霉菌對某些細菌是否有抑制作用，并把這些霉菌篩選出來呢？

　　百里挑一篩選出“種子霉菌”

　　首先，科學家要對無數可培養真菌并有殺菌價值的無數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養介質的陪替氏培養皿中培養幾天后，所有的微生物都繁殖起來、培養皿中就出現各種顏色的菌落，可以將它們逐個鑒定和分離。然后，再將它們轉移到傾斜的瓊脂上進一步培養。

　　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一步培養。將盛有這種霉菌的小口容器倒置在一個大培養皿中，增養皿中盛著接種了致病細菌的培養液。這時抗生素在小口容器中繁殖并從塞子中滲入培養皿。若它有殺死那種致病細菌作用，瓶口周圍就會出現一個致病細菌不能生存的清晰的圓圈，這就叫抑制圈。科學家們用這種方法已經發現了上千種抗生素，但只有幾百種具有較好的特性，目前被廣泛應用的還不到50種。

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

　　下一步工作就是對有培養前途的霉菌進行測定，確定它對病原體的抗病作用。若這種抗生素是新發現的，而且又確有顯著的抗病作用，就可以進一步將它分離、提純。為了保險起見，還要試驗它對人畜的毒性，因為抗生素往往有副作用。然后才用于工業生產。

　　霉菌和人一樣怕捂怕高溫

　　以金霉素的生產為例。首先要進行純化，將有生存能力的孢子保存在無菌土壤中。再用試管進行培養，試管中盛有富含營養物的瓊脂。再把這步繁殖所得的菌落洗進盛有培養基的燒瓶擴大培養。培養基通常是含有淀粉、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。這些營養物質在霉菌繁殖過程中被逐漸消耗。有時為了在抗生素中加入特定的活性基團，也把一些含有這些化學基團的拌料加入燒瓶中。例如，在青霉素生產中加入苯基醋酸，可以將苯基導入青霉素分子，從而產生活性較高的青霉素G。

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

　　主要的生產還是在發酵桶中進行的。反應過程中必須嚴格地控制桶內的溫度和酸堿度。通常是用加入酸或堿的方法來控制PH值。桶內有螺旋狀的冷卻器，管內流著冷卻水用來控制桶內溫度，防止發酵過程中產生的大量熱能使桶內溫度過高而燒死霉菌。為了使桶內溫度均勻，應在桶中裝有攪拌器，進行機械攪拌。為了防止發酵過程中產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”，有時還要加入無菌豬油之類的防沫劑。發酵過程完畢后，可以從霉菌或培養液的結晶中得到產品。一般每升發酵液可制出幾克抗生素。

　　抗生素對感冒毫無作用？

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

　　另一種副作用是引起機體細胞變態。正因為與抗生素接觸的每個機體細胞都有變態的可能，抗生素劑量越大，細胞變態的可能性就越大。因而使用抗生素時切忌過量。

　　抗生素的另外一個副作用是會產生和發展有抗藥性的菌種。有些抗生素比其他抗生素更易于誘發細菌產生抗體，而有些細菌對這些抗生素又特別敏感。事實上問題是十分復雜的，細菌的抗體是可以傳遞的，不但在同種細菌中抗體可以從這一代傳給下一代，有時在不同種的細菌中也會傳遞抗體。

　　同時，有些醫生對目前過度使用和濫用抗生素的現象感到擔憂。亨利·西蒙斯和鮑爾·斯脫利在《美國醫學聯合會月刊》上發表文章，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。他們發現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用于預防細菌感染。其實只有兒童病毒性中耳炎癥必須防止細菌感染，因為細菌感染可能導致死亡，這時才非用抗生素作預防不可。西蒙斯和斯脫利認為處方上絕大多數以預防為目的開抗生素是多余的。有一份材料指出約20%～30%的感冒患者醫生為他們開了抗生素，其實抗生素對感冒病是毫無作用的。

　　可是，西蒙斯和斯脫利的統計數據及由此得出的結論卻遭到許多人的反對。而事實上，美國醫學會在70年代中期就決定檢查醫院中使用抗生素的情況。同時也擬訂一個計劃收集抗生素使用的情況，并教育醫生使用抗生素要適量。

　　動物長快的秘密藏在雞糞中

　　雖然抗生素通常是作為治病的藥，但人們在使用時驚訝地發現它們有促進許多動物生長的作用。這是第二次世界大戰期間發現的，由于當時魚和其它動物蛋白飼料的短缺，不得不用植物蛋白來代替動物蛋白飼養家禽畜。但植物蛋白總不能使家禽畜長得像喂動物蛋白那么快。

　　按理說，動物蛋白中必定含有某種植物蛋白中所缺乏的東西。現在，已弄清楚動物蛋白中這種神秘的東西是動物的蛋白因子稱APF。

　　美國農業部的科學家發現APF存在于動物的肝臟中，從牛糞、雞糞甚至沒有喂過動物蛋白的雞糞中也發現有APF。然而，西方的雞舍是用鐵絲網，隔網架空飼養雞，而不讓它們在地上隨意啄食的，顯然APF可能是由它們身體中自行產生的。

　　但是，使科學家們困惑不解的是，為什么雞自身產生了這種刺激生長的物質而又將它作為無用的糞便排出體外呢？問題得到解答，原來這種物質并非由雞的身體產生，而是在溫暖的雞舍中被細菌發酵的糞便中產生的。

　　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科研小組和英國的一個科研小組用不太理想的方法分離出來了。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。他們已經知道APF存在于肝臟中。最后，通過實驗，他們證實B12可以促進動物生長。

　　為了制造B12，他們調查了各種發酵方法后，發現這種維生素是由幾種有機體其中包括已用于生產鏈霉素的鏈霉菌產生出來的。

　　其他制造商隨即尋求這種維生素潛在的市場，并尋找他們自己合成這種維生素的新方法。例如，列德列爾實驗室就是利用制造金霉素的生金菌來制造B12的。隨之，他們又發現了另外一個驚人的效果：喂雞吃這種抗生素的培養物比單純喂B12長得更快。最后他們得出結論：微量的抗生素，例如金霉素，哪怕少到只有體重的百萬分之幾也足以促進動物生長。

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