青黴素作為第一種抗生素，它的發現是人類醫藥史上最重大的發現之一。眾所周知，它是英國細菌學家亞曆山大·弗萊明偶然發現的。我們從小就從報刊、科普讀物讀到了這個傳奇故事：1928年9月的一天，弗萊明在一間簡陋的實驗室裏研究一種病菌——葡萄球菌。由於培養皿的蓋子沒有蓋好，從窗口飄落進來一顆青黴孢子落到了培養細菌用的瓊脂上。弗萊明驚訝地發現，青黴孢子周圍的葡萄球菌消失了。他斷定青黴會產生某種對葡萄球菌有害的物質，因此發明了神奇的抗菌藥物青黴素。
這個故事最開始當然是弗萊明本人講述的。曾經有人對此產生了懷疑。在倫敦聖瑪麗醫院的弗萊明實驗室的窗戶是沒法打開的，青黴孢子如何能飄進來？何況，弗萊明用來生產青黴素的那種青黴（點青黴）很罕見，不太可能在倫敦空氣中到處飄。而且，按弗萊明所說的培養條件，青黴孢子是無法生長的。當時有許多人試圖重複弗萊明的工作，都失敗了，把青黴孢子放進長滿葡萄球菌的培養基上，並不能起任何抗菌作用。
現在我們知道，弗萊明的點青黴孢子並非來自窗外，而更可能來自聖瑪麗醫院的真菌學實驗室。弗萊明以實驗馬虎著稱，經常忘了給細菌培養皿蓋上蓋，遲早會有細菌培養基被真菌實驗室飄來的青黴孢子汙染。雖然弗萊明認為隻要落下一顆青黴孢子就能馬上殺死細菌，但這是錯誤，孢子首先要長成青黴菌落、青黴成熟產生孢子才能分泌青黴素。葡萄球菌是在35攝氏度的溫箱中培育的，而在這個溫度下青黴無法生長。弗萊明的助手羅納德·黑爾後來發現，青黴的最佳生長溫度是20攝氏度。難怪其他人重複不出弗萊明的發現。
回頭來看，弗萊明的青黴素發現故事要比人們熟知的更為碰巧。那一年的夏天，弗萊明把細菌培養基放在桌上度假去了。之後恰好有9天的時間天氣特別涼爽，於是青黴得以生長，而葡萄球菌則難以生長。然後氣溫上升，葡萄球菌開始生長，但這時青黴已產生了足夠的青黴素來殺死周圍的葡萄球菌。弗萊明過完一個月的假期回來後，並沒有注意到這個培養基有何異樣，而是將它和其他被汙染的培養基一起扔進消毒液中。剛好他以前的助手來訪，弗萊明為了介紹自己的工作，給他看了幾個細菌培養，順手從準備消毒的一堆培養皿中拿了最上麵的還沒浸泡的那個來看，這才注意到這一個有些異樣。如果弗萊明沒有去度長假，如果汙染其細菌培養的不是青黴，如果那一段時間的氣溫沒有先涼後熱，如果消毒液淹沒了培養基，如果他的前同事不是剛好來訪，這些環節隻要有一個沒有發生，這一切就都不會出現了。
但是青黴素的發現並非僅僅是意外。弗萊明並不是第一個發現黴菌的抗菌作用的人。1870年，同樣在聖瑪麗醫院工作的博登－桑德斯已觀察到在被黴菌汙染的培養液中細菌無法生長。受博登－桑德斯的啟發，英國外科醫生、外科防腐技術的發明者李斯特對此做了進一步研究，發現被青黴汙染的尿液會抑製細菌的生長。1875年，英國著名物理家丁鐸爾向倫敦王家學會報告說，青黴會殺死細菌。1877年，法國著名微生物家巴斯德及其同事發現黴菌會抑製尿液中的炭疽杆菌的生長。1897年，23歲的法國醫學生恩斯特·杜徹斯尼完成其博士論文，報告說青黴能完全清除培養基中的大腸杆菌，並證明青黴能防止被注射了傷寒杆菌的動物得傷寒。但是這項研究被忽視了。1920年，比利時人安德烈·格拉提亞和莎拉·達斯在法國巴斯德研究所工作時發表論文報告說，感染了青黴的葡萄球菌培育基中，葡萄球菌的生長被抑製了。這篇論文也未引起注意。
弗萊明很顯然不知道法國人、比利時人的這些研究，但是此前英國人的研究他似乎不太可能一無所知。要知道，弗萊明養葡萄球菌並不是養著玩的，而是想要發現抗菌藥物，應該會廣為閱讀與抗菌藥物有關的文獻。在意外降臨之前，他為此已研究了7年，雖然他當初的目標是溶菌酶，但在發現了青黴的抗菌作用後，他立即想到可以從中開發出抗菌藥物。他分離出能抗菌的青黴提取液，把它命名為青黴素，並發現它能抑製多種細菌的生長。1929年弗萊明在《英國實驗病理學雜誌》上報道了其發現。
但是弗萊明很快就不看好青黴素作為藥物的用途。他發現，青黴素很難成批生產，更難被純化，如果口服的話，不能被人體吸收，注射的話，隻過幾個小時就從尿液排泄出去了，還來不及在體內發揮抗菌作用呢。這些都表明青黴素不會是一種實用的藥物。在1930年代，弗萊明雖然繼續在實驗室生產青黴素和向其他實驗室推廣青黴素，但主要是從細菌學研究的角度，把它作為幫助研發疫苗的工具來用的（由於青黴素隻是抑製某些種類的細菌的生長，就可以用它來幫助分離、純化不受其影響的其他種類的細菌）。雖然弗萊明繼續關注抗菌藥物的開發，但是1934年起，他停止了青黴素的研究，轉向德國人新發現的磺胺藥物了。
青黴素作為一種藥物，最終是由牛津大學的霍華德·弗洛裏實驗室開發出來的。1938年，猶太人恩斯特·錢恩逃離納粹德國到了英國，在弗洛裏實驗室工作，其課題是研究天然抗菌物質，他讀到了弗萊明1929年的論文，立即很感興趣。他設法提取出了一些相對比較純的青黴素，想用它在老鼠身上試一試。但是錢恩是個生物化學家，沒有資格做動物試驗，幾次向弗洛裏提出試驗要求，弗洛裏都很冷淡。後來，錢恩趁弗洛裏不在，找一個同事幫忙，給兩隻被細菌感染的老鼠注射了青黴素。兩隻老鼠都康複。弗洛裏獲悉實驗結果後，才對青黴素發生了興趣。在他的領導下，組織了一支強大的研發隊伍，生產出更多、更穩定的青黴素，開始了人體試驗，並在美國進行大規模的生產。生產出來的青黴素首先被用於拯救盟軍受傷戰士，避免因受傷感染導致的死亡，據估計，青黴素救了12%-15％戰士的生命。戰爭結束後，青黴素即轉為民用。
1945年，弗萊明、弗洛裏、錢恩三人分享諾貝爾醫學獎。但是一般人都隻知道弗萊明發現了青黴素，不知道青黴素能從實驗室走向臨床、變成救人無數的良藥，主要得歸功於錢恩和弗洛裏。而一些對青黴素的發現史有更多了解的人，則反過來貶低弗萊明的發現，認為他不過是重新發現了以前已有多人發現的現象而已，甚至有的人認為，他不該得諾貝爾獎。然而，在弗萊明之前雖然有多人注意到了青黴能抑製細菌的生長，但是他們沒有一個人像弗萊明那樣做進一步的更深入的研究，更沒有一個人像弗萊明那樣確定了這個特殊的現象是由於青黴分泌的某種物質所致。所以，弗萊明雖然不是青黴抗菌現象的發現者，但是作為青黴素的發現者卻是當之無愧的。
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