抑菌圈背後的神秘物質#
鑑定黴菌:一場跨越樓層的巧合#
弗萊明把那團絨毛狀黴菌送請真菌學家鑑定,最初被定為 Penicillium rubrum,後來經愛爾蘭真菌學家克拉克(Charles Thom)確認為 Penicillium notatum(今屬 P. chrysogenum 群)。黴菌如何來到第六樓的細菌室?最廣為流傳的說法指向樓下:聖瑪麗醫院同一棟樓的低層,有一間拉圖什(C. J. La Touche)主持的黴菌研究室——他研究的正是氣喘病人痰液與傢俱中的青黴菌。老式建築的樓層間以通風管道與敞開的樓梯井相連,孢子可以隨氣流「搭電梯」上樓,落入弗萊明疊在角落的培養皿。這條傳播路徑未必有一錘定音的證據,卻是流行病學式的最佳解釋:一座混合用途的綜合醫院大樓,讓「樓下研究的黴」遇上「樓上研究的菌」。制度建築的垂直堆疊,成為科學抽象裡的介質。
命名與「選擇性毒性」的洞見#
弗萊明把黴菌在液體培養基中培養,再以過濾等無菌處理取得澄清的黃色濾液。他以開門見山的方式命名這種物質為 penicillin(盤尼西林,源自黴屬名)。他接著做了一件在慢工出細活的時代極具戰略眼光的測試:把濾液與各種細菌共培養、量測抑菌圈。結果呈現一幅驚人的選擇地圖——葡萄球菌、鏈球菌、肺炎球菌、腦膜炎球菌等革蘭氏陽性菌(及部分奈瑟氏菌)被極稀的濾液殺死,而對傷寒菌、大腸桿菌等革蘭氏陰性菌幾乎無效;更重要地,它對白血球溫和。
這正是他在一戰布洛涅戰地醫院學到最痛的教訓的正面回答:理想的抗菌藥物不是「更毒」,而是「對人高效而無毒」的選擇性毒性——保羅・艾利希(Paul Ehrlich)追求魔術子彈(Zauberkugel)的夢,第一次在培養皿裡現形。他甚至以小白鼠實驗證明注射該濾液不傷動物——這意味著全身性化學治療的可能性已經擺在桌上。
發表、提純失敗與十年蟄伏#
1929 年 2 月,弗萊明在《英國實驗病理學雜誌》(British Journal of Experimental Pathology)低調發表論文,並在倫敦的醫學研究俱樂部(Medical Research Club)報告——據說會後幾乎沒有人提問,更沒有人預言這是將改變世界的物質。原因不神秘但致命:
- 化學提純失敗。penicillin 在酸性下不穩、在鹼性下分解、加熱更脆。弗萊明的訓練是細菌學而非有機化學;他與幾位化學系同事嘗試的萃取與濃縮方法,破壞了活性。沒有足夠純、足以盤點結構與劑量單位的物質,化學治療的黃金問題——能否安全地注入血流並達到治療濃度——無法回答。
- 只有在局部滅菌上勉強可用。濾液不純但對表淺傷口仍具活性,於是 1930 年代的聖瑪麗偶爾把它當作「洗滌液」用於清潔膿瘍與結膜的局部外用——效果時好時壞,不足以形成制度性的臨床證據。
- 時代擁護了別的答案。1932 年德國拜耳的格哈德・多馬克(Gerhard Domagk)發現紅色染料偶氮磺胺(prontosil)對鏈球菌感染的小鼠有神奇療效,1935 年發表,1939(陰錯陽差地)獲得諾貝爾獎。磺胺類藥物化學性質穩定、可口服、可工業生產,一時間占據抗菌市場、醫院處方與政府採購。這既是市場對「可用之物」的合理選擇,也說明了為何美國製藥巨頭在 1930 年代幾乎都在追磺胺,而非弗萊明那個不穩定的黴菌液體。
弗萊明不是沒有失望。1930 年代中後期,他把那一皿的原始菌種衍生培養寄給所有來訪、索求的人——美國與英國的細菌學家、藥廠研究員——包括 1941 年前後到訪的美國西北地區農業研究所(NRRL)細菌學家羅伯特・科格希爾(R. D. Coghill)與牛津的同好。這個看似饋贈的舉動,其實是一次跨越國界的種子傳播:他口中「我只是把種子撒出去」的行為,成為後續量產傳奇的隱藏引信。
骯髒的冰箱、善良的直覺、制度的失靈#
後世常把這十年讀作「弗萊明無所作為」。這不公允:一個非化學家面對熱不穩定分子,在當時的英國學術制度(研究經費緊、醫院職位兼臨床、幾乎無工業連結)下,能做的本就有限。他把菌種留存於聖瑪麗的培養管、定期轉種,這一維護本身就是工作。他缺少的從來不是勤奮,而是氧氣——化學家、工程師、資本與戰爭。
故事還有一層人文的反諷:若弗萊明是個整潔的實驗室管理者,按 SOP 在度假前滅菌所有培養皿,盤尼西林可能要再晚十幾二十年、甚至永遠不被發現。而科學界隨後幾十年廣為流傳一句半開玩笑的經驗談:「這片混亂,把我們的下一個盤尼西林悶死在冰箱裡。」保守、沉默的蘇格蘭農場人,以一種近乎固執的耐心保存菌種,等來了牛津的兩位講求速度與化學素養的人——錢恩與弗洛里。