《抗生素的故事》3.第二部分

《抗生素的故事》的读书笔记和读后感。药企们通过青霉素赚到了第一桶金，这也给了它们在抗生素领域继续掘金的动力。实际上，从开发青霉素算起，人类在短短10年间就发现了今天市面上几乎所有的抗生素种类，这个过程堪称神速。那人类是怎么做到这一点的呢？接下来的第二部分，我们就聊聊这个话题：在青霉素之后，人类是如何探索抗生素家族的？青霉素虽然杀菌能力强大，但也不是没有缺点，那就是它只对革兰氏阳性菌有效，无法抑制革兰氏阴性菌的生长。所以接下来，科学家们就把目光投向了新型抗生素上面。其实早在20世纪初，就已经有科学家发现，土壤中有一类名为“放线菌”的特殊细菌，和青霉菌有着很相似的性质，都能分泌一类特殊的物质抑制其他细菌的繁殖。放线菌的这种特性，让美国生物学家塞尔曼·瓦克斯曼很感兴趣，他就是我们在最开始提到的，发明了“抗生素”这个词的那个人，他一直以来都想寻找一种能有效对抗结核分歧杆菌的药物，这是一种革兰氏阴性菌，同时也是引起肺结核的罪魁祸首。为此，瓦克斯曼从上世纪20年代起，就率领团队在美国西部的各个地方收集土壤，从这些土壤样本中找到不同种类的放线菌菌株，同时检测这些放线菌的抗菌性能。瓦克斯曼的这个工作思路其实并不复杂，但是工作量极大。他曾估算过，他的团队前后一共分离了大约10万种放线菌的菌株，其中有1万种能在琼脂培养基上存活，100种可以在动物体内存活，10种可以有效对抗结核病原体，但最终只有1种可以用来制造有效的抗生素。具体的数字虽然不一定准确，但足以体现这项工作的艰辛繁琐。幸运的是，功夫不负有心人，1943年他的团队终于发现了能有效对抗结核分歧杆菌的放线菌菌株，并把这个菌株分泌的物质命名为链霉素。同时，瓦克斯曼在美国默克公司的资金支持下，通过一系列动物实验证实了，链霉素对包括肺结核在内的多种疾病，都有明显的治疗效果。应用在人体上，链霉素可以让肺结核患者的三年存活率达到80%，这对于当时的患者来说简直就是一个奇迹。链霉素的故事给了其他研究人员很大启示，既然人们能在土壤中找到一种神药，就肯定能找到第二种，于是各路科学家们纷纷开始在土壤中寻找能有效对抗其他细菌的放线菌，这一套路屡试不爽。1949年，美国礼来公司的研究人员，在菲律宾的土壤样本中，发现了一种生命力极强的链霉菌，这种链霉菌能制造第一种大环内酯类抗生素——红霉素。虽然和青霉素一样，红霉素也只适用于革兰氏阳性菌，但具体的作用机制有所不同，它主要通过抑制细菌合成关键蛋白质的能力来杀死细菌。和青霉素一样，红霉素也是一种强大的医学武器，但因为只能对抗革兰氏阳性菌，所以本质上还是一种窄谱抗生素。相比之下，能适用于所有种类细菌的广谱抗生素，更能吸引大家的眼球。在广谱抗生素领域，最先获得突破的是美国立达公司的研究人员，他们在1948年研究土壤中的放线菌时发现，有一种金黄色放线菌的抗菌性能很强，能分泌出一种叫做金霉素的抗生素。金霉素的强大之处在于，它能同时有效对抗革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌，正是凭借这种全面的抗菌范围，金霉素成为人类发现的第一种广谱抗生素。比立达公司稍晚，1949年美国辉瑞公司也发现了一种广谱抗生素，这种抗生素和金霉素一样，也能同时对抗革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。因为这种抗生素也来自土壤，所以辉瑞将其命名为土霉素。后来的研究发现，辉瑞的土霉素和立达的金霉素在功能和结构上都很相似，这两种化合物都是四环结构，因此被统称为四环素。不同种类的抗生素，有着不同的杀菌机制。比如青霉素的抗菌原理，是弱化革兰氏阳性菌形成细胞壁的能力；红霉素则能抑制革兰氏阳性菌合成关键蛋白质的能力；链霉素能破坏结核分歧细菌制造蛋白质的能力，但有一定的毒副作用，比如造成肾损伤、导致耳聋等；四环素的原理，同样是抑制病原体的蛋白质合成能力，但是效果更强大，适用范围更广泛。在针对不同疾病时，医生们可以根据不同抗生素的特性对症下药，自此，人类对抗细菌的这座军火库已经初步建成。