【案例呈现】
青霉素的发现者是亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming)。1881年,弗莱明出生于苏格兰西部洛奇菲尔德的一个农民家庭,一本《生理学基础》使年幼的他对医学产生了浓厚的兴趣。但因为家庭贫穷,他不得不进入苏格兰军团服役。20岁那年,弗莱明意外继承了一笔来自亲戚的遗产。通过考试,他凭借第一名的成绩,进入圣玛丽医学院学习。弗莱明优异的表现吸引了年轻助教弗里曼的关注,经他推荐,弗莱明为著名的防疫学教授赖特担任实验助手,转而研究细菌学。也许,全人类都应该为弗莱明的这个决定感到庆幸。
1928年的一天,弗莱明偶然间发现一批接种了金黄色葡萄球菌的培养皿因为没有及时处理,长出了青色霉菌。在青色霉菌周围,葡萄球菌竟然消失了,而青色霉菌以外的葡萄球菌依然生长旺盛。弗莱明马上敏感地意识到,一定是青色霉菌分泌了某种物质,从而抑制了葡萄球菌的生长。经过实验,他很快发现具有杀菌作用的是特定青霉菌的变种——过滤后的青霉菌培养液不仅能杀死葡萄球菌,还能杀死链球菌、白喉棒状杆菌等多种病原菌。更令他兴奋的是,这种具有很强杀菌能力的物质对实验动物不会造成任何损害,他将这种杀菌物质叫作“盘尼西林”。1929年,弗莱明发表了那篇著名的论文——《关于霉菌培养的杀菌作用》。
发现青霉素之后,弗莱明着手进行提纯工作,然而这项工作困难重重。首先,青霉素的产量非常低——为了得到一小瓶澄清的滤液,弗莱明和他的助手们不得不过滤几十公斤培养液;其次,青霉素的性质极不稳定,一遇热就失活。因此,青霉素研究看起来前景黯淡。因为没有人支持,弗莱明只能自筹经费坚持研究,但进展甚微。1932年,弗莱明坚持不下去了,他转而研究在当时看起来更有价值的药物——磺胺。
因为第二次世界大战,青霉素在被搁置8年后重新被人提起。在各国都急需战争药品的情况下,牛津大学的弗洛里(Howard Walter Florey)和钱恩(Ernst Boris Chain)开始探索强力的杀菌物质。他们查到了1929年弗莱明的那篇文章,并决定用新的方法提纯。擅长化学的钱恩经过反复试验,通过冷冻、干燥将青霉素水溶剂的温度降低,成功萃取了褐色的青霉素粉末。这种粉末的化学性质不仅十分稳定,其抗菌能力比当时最强的磺胺还高20倍。1940年,青霉素的动物实验和临床实验都成功了,为此,年近60的弗莱明还登门致谢,感谢这两位年轻人为青霉素的诞生发挥了临门一脚的作用。
当时英国陷入不列颠空战,在纳粹的威胁下,青霉素研究显得岌岌可危。于是,它被带到了反法西斯同盟国之一的美国,以保证大规模生产。它在临床应用中把肺炎患者的死亡率从过去的18%一次性降到了1%。在见识过青霉素的威力之后,美国人在1942年就把青霉素生产提到了战时重要生产的第二位,而排名第一位的是制造原子弹的“曼哈顿工程”。1943年,弗洛里和美国军方签订了青霉素生产合同,这个举动让无数原本需要截肢,或可能死于坏疽病的士兵重返战场,迅速扭转了战局。1944年,青霉素的供应量已经足够治疗二战期间所有参战的盟军士兵。
作为世纪神药,青霉素的发明是人类在战胜感染性疾病方面取得的里程碑式的进展。1945年10月,弗莱明、弗洛里和钱恩共同获得了诺贝尔生理学或医学奖,他们的获奖理由是发现青霉素及其对各种传染病的疗效。这是二战期间与原子弹、雷达相提并论的三项重大发明之一。值得一提的是,无论是弗莱明还是弗洛里,他们都没有为青霉素申请专利。弗莱明说:“为了我自己和一家人的荣华富贵,而有意无意地去危害无数人的生命,我不忍心。”弗洛里则说:“我认为知识和科学发现本应为人类所共享,申请专利只会影响青霉素的总产量。”
【素材出处】
谭昭麟:《青霉素传奇》,载《食品与健康》,2020,10:18-20;《弗莱明的故事》,载《中国科技奖励》,2020,2:77-78。(根据以上文献整理)(www.daowen.com)
【案例点评】
弗莱明等人发明青霉素的事迹包含以下思政元素:
(1)科学精神。“机会总是留给有准备的人”,弗莱明发现青霉素的过程看似偶然,实则与他认真、细致的工作态度是分不开的,正如他在获奖后的演讲中所说:“我唯一的功绩在于,我当时没有忽略这项观察。”
(2)创造性思维。青霉素提纯难度大,弗莱明研究了好几年也没有结果,钱恩使用了新的方法,成功萃取了青霉素,足见创新思维在科学研究中的重要性。
(3)淡泊名利。青霉素对各种感染性疾病有很好的疗效,经济利润巨大,而弗莱明和弗洛里拒绝申请专利,在他们眼中,人类的利益比个人名利重要得多。
【教学建议】
本素材可用于“药理学”课程β—内酰胺类抗生素部分“青霉素”内容的教学,可由教师介绍,也可提前安排学生介绍。
(梅建伟 董晓霞)
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