青霉素（Penicillin，或音譯盤尼西林）又被稱為青霉素G、peillin G、盤尼西林、配尼西林、青霉素鈉、芐青霉素鈉、青霉素鉀、芐青霉素鉀。青霉素是抗菌素的一種，是指分子中含有青霉烷、能破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁并在細(xì)菌細(xì)胞的繁殖期起殺菌作用的一類抗生素，是由青霉菌中提煉出的抗生素。青霉素屬于β－內(nèi)酰胺類抗生素（β－lactams）,β－內(nèi)酰胺類抗生素包括青霉素、頭孢菌素、碳青霉烯類、單環(huán)類、頭霉素類等。青霉素是很常用的抗菌藥品。但每次使用前必須做皮試，以防過敏。

青霉素是人類歷史上發(fā)現(xiàn)的第一種抗生素，且應(yīng)用非常廣泛

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發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史

早在唐朝時(shí)，長(zhǎng)安城的裁縫會(huì)把長(zhǎng)有綠毛的糨糊涂在被剪刀劃破的手指上來幫助傷口愈合，就是因?yàn)榫G毛產(chǎn)生的物質(zhì)（青霉素素菌）有殺菌的作用，也就是人們最早使用青霉素。

20世紀(jì)40年代以前，人類一直未能掌握一種能高效治療細(xì)菌性感染且副作用小的藥物。當(dāng)時(shí)若某人患了肺結(jié)核，那么就意味著此人不久就會(huì)離開人世。為了改變這種局面，科研人員進(jìn)行了長(zhǎng)期探索，然而在這方面所取得的突破性進(jìn)展卻源自一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)。

1928年,英國細(xì)菌學(xué)家亞歷山大·弗萊明首先發(fā)現(xiàn)了世界上第一種抗生素—青霉素，弗萊明由于一次幸運(yùn)的過失而發(fā)現(xiàn)了青霉素。

1929年，弗萊明發(fā)表了他的研究成果，遺憾的是，這篇論文發(fā)表后一直沒有受到科學(xué)界的重視

在用顯微鏡觀察這只培養(yǎng)皿時(shí)弗萊明發(fā)現(xiàn)，霉菌周圍的葡萄球菌菌落已被溶解。這意味著霉菌的某種分泌物能抑制葡萄球菌。此后的鑒定表明，上述霉菌為點(diǎn)青霉菌，因此弗萊明將其分泌的抑菌物質(zhì)稱為青霉素。

青霉菌

弗萊明在論文中提到青霉素可能是一種抗菌素，僅此而已。他沒有開展觀察青霉素治療效果的系統(tǒng)試驗(yàn)。他給健康的兔子和老鼠都注射過細(xì)菌培養(yǎng)液的過濾液——進(jìn)行青霉素的毒性試驗(yàn)，但從未給患病的動(dòng)物注射過。如果當(dāng)時(shí)他做了這方面的試驗(yàn)，這種“神奇藥物”很可能會(huì)提早10年問世。

其實(shí)，弗萊明并不是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)霉菌的抗菌作用的人。

1870年，同樣在圣瑪麗醫(yī)院工作的博登－桑德斯已觀察到在被霉菌污染的培養(yǎng)液中細(xì)菌無法生長(zhǎng)。受博登－桑德斯的啟發(fā)，英國外科醫(yī)生、外科防腐技術(shù)的發(fā)明者李斯特對(duì)此做了進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)被青霉污染的尿液會(huì)抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。1875年，英國著名物理家丁鐸爾向倫敦王家學(xué)會(huì)報(bào)告說，青霉會(huì)殺死細(xì)菌。1877年，法國著名微生物家巴斯德及其同事發(fā)現(xiàn)霉菌會(huì)抑制尿液中的炭疽桿菌的生長(zhǎng)。1897年，23歲的法國醫(yī)學(xué)生恩斯特·杜徹斯尼完成其博士論文，報(bào)告說青霉能完全清除培養(yǎng)基中的大腸桿菌，并證明青霉能防止被注射了傷寒桿菌的動(dòng)物得傷寒。但是這項(xiàng)研究被忽視了。1920年，比利時(shí)人安德烈·格拉提亞和莎拉·達(dá)斯在法國巴斯德研究所工作時(shí)發(fā)表論文報(bào)告說感染了青霉的葡萄球菌培養(yǎng)基中，葡萄球菌的生長(zhǎng)被抑制了。這篇論文也未引起注意。

在盤尼西林霉菌培養(yǎng)瓶中注入培養(yǎng)液

但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)不夠先進(jìn)，認(rèn)識(shí)不夠深刻，弗萊明并沒有把青霉素單獨(dú)分離出來。然而遺憾的是弗萊明一直未能找到提取高純度青霉素的方法，于是他將點(diǎn)青霉菌菌株一代代地培養(yǎng)，并于1939年將菌種提供給準(zhǔn)備系統(tǒng)研究青霉素的英國病理學(xué)家弗洛里（Howard Walter Florey）和生物化學(xué)家錢恩。

02

分離提純過程

但是弗萊明很快就不看好青霉素做為藥物的用途。他發(fā)現(xiàn)青霉素很難成批生產(chǎn)，更難被純化，如果口服的話不能被人體吸收，注射的話，只過幾個(gè)小時(shí)就從尿液排泄出去了，還來不及在體內(nèi)發(fā)揮抗菌作用呢。這些都表明青霉素不會(huì)是個(gè)實(shí)用的藥物。

在30年代，弗萊明雖然繼續(xù)在實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)青霉素和向其他實(shí)驗(yàn)室推廣青霉素，但是主要是從細(xì)菌學(xué)研究的角度，把它做為幫助研發(fā)疫苗的工具來用的（由于青霉素只是抑制某些種類的細(xì)菌的生長(zhǎng)，就可以用它來幫助分離、純化不受其影響的其他種類的細(xì)菌）。雖然弗萊明繼續(xù)關(guān)注抗菌藥物的開發(fā)，但是1934年起他停止了青霉素的研究，轉(zhuǎn)向德國人新發(fā)現(xiàn)的磺胺藥物了。

另外兩位科學(xué)家——霍華德·弗洛里和厄恩斯特·錢恩，從這個(gè)已被人遺忘的發(fā)現(xiàn)中挽救了有治療效果的霉菌，證明了青霉素的功效，并把這項(xiàng)技術(shù)奉獻(xiàn)給人類，從此開創(chuàng)了抗生素時(shí)代。

1938年，德國化學(xué)家厄恩斯特·錢恩在舊書堆里看到了弗萊明的那篇論文，于是開始做提純實(shí)驗(yàn)。

弗洛里和錢恩在1940年用青霉素重新做了實(shí)驗(yàn)。他們給8只小鼠注射了致死劑量的鏈球菌，然后給其中的4只用青霉素治療。幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，只有那4只用青霉素治療過的小鼠還健康活著。此后一系列臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)了青霉素對(duì)鏈球菌、白喉?xiàng)U菌等多種細(xì)菌感染的療效。青霉素之所以能既殺死病菌，又不損害人體細(xì)胞，原因在于青霉素所含的青霉烷能使病菌細(xì)胞壁的合成發(fā)生障礙，導(dǎo)致病菌溶解死亡，而人和動(dòng)物的細(xì)胞則沒有細(xì)胞壁。

1940年冬，錢恩提煉出了一點(diǎn)點(diǎn)青霉素，這雖然是一個(gè)重大突破，但離臨床應(yīng)用還差得很遠(yuǎn)。

1941年，青霉素提純的接力棒傳到了澳大利亞病理學(xué)家瓦爾特弗洛里的手中。在美國軍方的協(xié)助下，弗洛里在飛行員外出執(zhí)行任務(wù)時(shí)從各國機(jī)場(chǎng)帶回來的泥土中分離出菌種，使青霉素的產(chǎn)量從每立方厘米2單位提高到了40單位。

1941年前后，英國牛津大學(xué)病理學(xué)家霍華德·弗洛里與生物化學(xué)家錢恩實(shí)現(xiàn)對(duì)青霉素的分離與純化，并發(fā)現(xiàn)其對(duì)傳染病的療效，但是青霉素會(huì)使個(gè)別人發(fā)生過敏反應(yīng)，所以在應(yīng)用前必須做皮試。所用的抗生素大多數(shù)是從微生物培養(yǎng)液中提取的，有些抗生素已能人工合成。由于不同種類的抗生素的化學(xué)成分不一，因此它們對(duì)微生物的作用機(jī)理也很不相同，有些抑制蛋白質(zhì)的合成，有些抑制核酸的合成，有些則抑制細(xì)胞壁的合成。

通過一段時(shí)間的緊張實(shí)驗(yàn)，弗洛里、錢恩終于用冷凍干燥法提取了青霉素晶體。之后，弗洛里在一種甜瓜上發(fā)現(xiàn)了可供大量提取青霉素的霉菌，并用玉米粉調(diào)制出了相應(yīng)的培養(yǎng)液。在這些研究成果的推動(dòng)下，美國制藥企業(yè)于1942年開始對(duì)青霉素進(jìn)行大批量生產(chǎn)。

到了1943年，制藥公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了批量生產(chǎn)青霉素的方法。當(dāng)時(shí)英國和美國正在和納粹德國交戰(zhàn)。這種新的藥物對(duì)控制傷口感染非常有效。

1943年10月，弗洛里和美國軍方簽訂了首批青霉素生產(chǎn)合同。青霉素在二戰(zhàn)末期橫空出世，迅速扭轉(zhuǎn)了盟國的戰(zhàn)局。戰(zhàn)后，青霉素更得到了廣泛應(yīng)用，拯救了數(shù)以千萬人的生命。到1944年，藥物的供應(yīng)已經(jīng)足夠治療第二次世界大戰(zhàn)期間所有參戰(zhàn)的盟軍士兵。因這項(xiàng)偉大發(fā)明，1945年，弗萊明、弗洛里和錢恩因“發(fā)現(xiàn)青霉素及其臨床效用”而共同榮獲了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

另外，一般人都只知道弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素，不知道青霉素能從實(shí)驗(yàn)室走向臨床，變成救人無數(shù)的良藥，主要得歸功于錢恩和弗洛里。而一些對(duì)青霉素的發(fā)現(xiàn)史有更多了解的人，則反過來貶低弗萊明的發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為他不過是重新發(fā)現(xiàn)了以前已有多人發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象而已，甚至有的人認(rèn)為他不該得諾貝爾獎(jiǎng)。然而，在弗萊明之前雖然有多人注意到了青霉能抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，但是他們沒有一個(gè)人像弗萊明那樣做進(jìn)一步的更深入的研究，更沒有一個(gè)人像弗萊明那樣確定了這個(gè)特殊的現(xiàn)象是由于青霉分泌的某種物質(zhì)所致。所以，弗萊明雖然不是青霉抗菌現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者，但是做為青霉素的發(fā)現(xiàn)者卻是當(dāng)之無愧的。

03

應(yīng)用

青霉素是第一個(gè)應(yīng)用于臨床的抗生素，是一種高效、低毒、應(yīng)用廣泛的重要抗生素。它的研制成功大大增強(qiáng)了人類抵抗細(xì)菌性感染的能力，帶動(dòng)了抗生素家族的誕生。它的出現(xiàn)開創(chuàng)了用抗生素治療疾病的新紀(jì)元。通過數(shù)十年的完善，青霉素針劑和口服青霉素已能治療肺炎、肺結(jié)核、腦膜炎、心內(nèi)膜炎、白喉、炭疽等感染性疾病。繼青霉素之后，鏈霉素、氯霉素、土霉素、四環(huán)素等抗生素的不斷出現(xiàn)，進(jìn)一步增強(qiáng)了人類治療感染性疾病的能力。

1944年9月5日，中國第一批國產(chǎn)青霉素誕生，揭開了中國生產(chǎn)抗生素的歷史。到2001年，中國的青霉素年產(chǎn)量已居世界首位。

來源：藥理學(xué) | 推薦：張小剛 ｜ 編排：小梅