亞歷山大·弗萊明從原始的青黴菌培養物中製作了許多這樣的“黴菌獎章”。他有時會將這些獎章作為紀念品贈送給像溫斯頓·丘吉爾（Winston Churchill）、教皇庇護十二世（Pope Pius XII）和瑪琳·迪特里希（Marlene Dietrich）這樣的名人。1953年，弗萊明將這枚獎章捐贈給了史密森尼學會（the Smithsonian）。(圖片來源：National Museum of American History)
撰文 | Ashley Braun
譯者 | 鄭添惺
編輯 | 冬鳶
對於許多人來說，黴菌的滋生總是意味著實驗失敗。然而，有一枚特殊獎章上的兩朵“真菌花”，卻代表了驚人的成功。這兩朵“真菌花”彷彿定格在永恆的春天中，它們點燃了一場抗生素革命。
1928年，英國蘇格蘭的細菌學家亞歷山大·弗萊明（Alexander Fleming）在倫敦聖瑪麗醫院醫學院的實驗室裡發現了青黴素的潛力。當時，他在正研究致病性金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）。敏銳的弗萊明注意到一些藍綠色黴菌斑點周圍出現了一圈保護環，並且這種保護環竟然可以抑制細菌生長。他最初將這種神秘物質戲稱為“黴菌汁”（mold juice），後來以產生它的真菌學名命名為“青黴素（penicillin）”。儘管弗萊明發表了這一發現，認為該物質具有抗感染潛力，但起初並未引起太多關注。在20世紀30年代，他在兩位年輕研究員的幫助下嘗試提純青黴素，卻未能成功。
如今，人們提起弗萊明時，總認為他是實驗室中的孤獨天才。弗萊明憑藉敏銳的觀察力和一次偶然，給世界上的人們帶來了青黴素。然而，要想真正發揮青黴素的治療作用，還離不開更多人數年的辛勤工作、離不開一場曠日持久的“戰爭”，以及一塊非常特殊的發黴哈密瓜。
弗萊明的青黴素（圖片來源：National Museum of American History）
大約在弗萊明偶然發現青黴素十年後，牛津大學的一個研究團隊接手了弗萊明的青黴素研究工作。此時，歐洲正處於第二次世界大戰的邊緣。直到1940年，在霍華德·弗洛裡（Howard Florey）、恩斯特·切恩（Ernst Chain）和諾曼·希特利（Norman Heatley）的領導下，牛津團隊成功分離並提純了足量的青黴素，挽救了四條生命。儘管只是四條老鼠的生命，但這仍是一個重大的醫學突破。
然而，要生產出足夠拯救人類生命的青黴素並非易事。弗萊明的青黴菌更喜歡在營養豐富的液體表面生長——弗萊明稱之為“黴菌培養液”（mold broth）。但即使有大量的“黴菌培養液”，青黴菌產生的抗生素量也微乎其微。牛津團隊為此絞盡腦汁，努力尋找了更多能培養黴菌的表面。從便盆到浴缸，他們幾乎在所有地方培養黴菌。最終，團隊開發了一種特殊的發酵容器，這種容器提高了一點青黴素的產量。容器的外形有點像老式汽油罐，側面有一個倒出液體的小口。六位被稱為“青黴素女孩”的女性技術員在佈滿陶瓷發酵容器的實驗室裡，小心翼翼地培養著牛津團隊供應的珍貴青黴素。但儘管如此，她們每週也僅能生產幾毫克青黴素用於實驗和臨床研究。“她們需要從中分離出純正的青黴素，就像提煉楓糖漿一樣。”史密森尼學會美國曆史國家博物館醫學與科學部的館長黛安·溫特（Diane Wendt）說道。
但即便做出了這些努力，當時的青黴素產量仍然無法滿足戰時的醫療需求。1941年，由於納粹德國對倫敦的閃電戰威脅到了弗洛裡和希特利在英國的研究，他們將弗萊明的黴菌帶到了美國，希望能在更安全的環境中提高產量。他們來到了伊利諾伊州（Illinois）的皮奧里亞（Peoria），美國農業部在那裡有一個先進的發酵研究實驗室。在那裡，他們得到了一個關鍵發現——將黴菌浸入含有澱粉發酵液的深罐中，可以更高效地培育它們。
然而，弗萊明的黴菌在這些新條件下仍未能大量生長。美國農業部團隊需要探索更強大、更高產的青黴菌品種和菌株。團隊向陸軍運輸隊尋求了幫助。運輸隊隨後飛往世界非戰鬥地區，收集了數千個新的黴菌樣本，並將它們送交科學家進行檢測。這些樣本包括一些來自澳大利亞和印度等地的土壤，因為這些土壤含有豐富微生物群體。其他美國研究人員和普通貢獻者則負責在成堆的變質麵包、乳酪、肉類和農產品中尋找新的黴菌標本。直到1943年，終於有人從一個發黴的哈密瓜中發現了最高產的青黴素菌株——Penicillium rubens strain NRRL 1951。這是一位神秘女性發現的，歷史上人們稱她為“黴菌瑪麗”（Moldy Mary）。
瑪麗·亨特（據信在照片左側）與同事在皮奧里亞的美國農業部北部地區研究實驗室內，時間大約是1943年。她們正在檢查接觸青黴素的細菌瓊脂平板，旨在找到產量最高的青黴菌株。（圖片來源：USDA）
令人困惑的是，皮奧里亞實驗室的一位技術員瑪麗·亨特（Mary Hunt）也擁有“黴菌瑪麗”這一暱稱。1943 年，她作為實驗室技術員之一，在幫助從農產品市場收集並分黴菌離樣本發揮了重要作用。但實際上，真正的“黴菌瑪麗”可能是一位匿名的皮奧里亞女性，是她將一隻陳舊的哈密瓜交給了實驗室的保安，沒有表明身份就離開了。此外，還有很多女性技術員和科學家也一起在當地食品、農產品等上尋找青黴菌樣本。但提供發黴樣本的人的名字並沒被全部記錄下來。
這隻哈密瓜是歷史上最被低估的禮物之一。多虧了這個哈密瓜強大的青黴素生產能力，研究團隊終於實現了抗生素的大規模生產。這種生產方法的產量是弗萊明黴菌的6倍。從那時起，青黴素已經挽救了超過8000萬人的生命。除了挽救了數千名盟軍士兵的生命以外，青黴素的大規模生產還開創了抗生素在戰爭前線以外抗擊感染和疾病的新時代。
這頁筆記含有NRRL“青黴素調查”團隊成員 Dorothy Fennell Alexander 的記錄內容，她致力於檢驗深層培養條件下生產的青黴素的菌株。（圖片來源：USDA）
1945年，弗萊明、弗洛裡和切恩榮獲諾貝爾生理學或醫學獎，以表彰他們“發現青黴素及其對多種傳染病的療效”。史密森尼學會的一位策展人在1953年寫信給弗萊明，請求他捐贈實驗室的材料用於展覽。微生物學家弗萊明寄出了他從原始青黴菌中製備的培養物紀念章。紀念章背面有弗萊明的手寫題詞：“青黴菌培養物 / 亞歷山大·弗萊明。”這份兩英寸長的樣本生長在吸水紙上，並封存於一個圓形玻璃中。2025年初，這份象徵性的乾燥黴菌將作為醫療史展覽“Do No Harm”的一部分重新展出。這提醒人們，歷史上的偉大發現往往來源於最不起眼的地方。
原文連結：https://www.smithsonianmag.com/smithsonian-institution/pencillin-girls-made-one-worlds-most-life-saving-discoveries-possible-180985449/
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