香水不僅僅是一種萃取物，它表達一種抽象的存在。 對我而言，香水是一個謎。——喬治·阿瑪尼
弗萊明沒有邁過去的坎，鄧恩病理學院團隊邁過去了。
健客：什麼坎？好像提到過，能不能總結總結哈。
雲飛：簡單説就是黴菌汁産量低，盤尼西林濃度低且不穩定。由於拿不到充足的濃縮品，更糟糕的是濃縮品在培養皿中的抗菌效果也時靈，時不靈，弗萊明對盤尼西林是什麼東西判斷不清，以至於沒有進行動物抗菌實驗就戛然而止。他已經認識到盤尼西林是一種有機物，也許是黴菌分泌的是一種酶，誰知道呢？謎一樣的存在。
希特利提高黴菌汁産量後，繼續分離黴菌汁中的活性物質。弗萊明曾經嘗試分離黴菌汁中的活性成分。利用有機物溶于有機溶劑的原理，將黴菌汁溶于乙醚中，當乙醚快速蒸發後，就可以獲得濃縮的盤尼西林，但這一方法以失敗告終，也許溶于乙醚的盤尼西林微乎其微吧，誰知道呢？
健客：這就是在中學時學的蒸餾嗎？
雲飛：應該稱為萃取。
健客：啊哦，萃取也學過，看來都還給老師了。
雲飛：蒸餾和萃取都是分離混合物的技術，蒸餾利用混合物中各組成成分沸點不同，萃取則利用溶解度不同。
單純的蒸餾不添加另外的溶劑，從而保證不會引入新的雜質。在古希臘時代，亞裏士多德曾經寫到：“通過蒸餾，先使水變成蒸汽繼而使之變成液體狀，可使海水變成可飲用水。”白酒就是蒸餾酒，用蒸餾的方法去除雜質，提高酒精度數。扯遠了，馬上回來。
後來，一位化學家嘗試改進分離技術。首先將黴菌汁倒入“分液漏斗”中。“分液漏斗”看起來像倒置的梨，漏斗底部有個旋塞閥，旋塞閥下面連接一個燒瓶。液體在分液漏斗中因密度不同而分層，較重的“含水層”位於底部，而“有機層”位於頂部。用力搖動分液漏斗，打開旋塞閥，讓底部的“含水層”流出。通過每次在溶液中加入少許酸性乙醚，將盤尼西林轉化為酸的形式，更好地溶于乙醚中。這位化學家的分離技術比弗萊明高明。然而，將濃縮液體中的乙醚蒸發掉以獲得高濃度的盤尼西林時，殘留的黴菌汁中沒有留下任何弗萊明發現的抗菌物質，難道盤尼西林也隨之蒸發了嗎，誰知道呢？
希特利開始實驗。如果盤尼西林隨乙醚蒸發了，那麼就把盤尼西林留在水中吧。接下來的操作，後來被他稱為“簡單得可笑”。首先加入酸性乙醚溶液，使盤尼西林轉化為酸，溶于乙醚，進行萃取；然後加入鹼水，發生酸鹼反應，使盤尼西林轉化為鹽，溶于水，再進行萃取。
1940年3月19日，他按照此方法操作：用降落傘綢過濾黴菌汁，以去除固體顆粒，然後將過濾後的黴菌汁與酸性乙醚混合，使液體分層後進行分離，此時黴菌汁中的盤尼西林溶于乙醚。此後，將乙醚和盤尼西林的混合液與溶于水的鹼性鹽進行混合，然後再次分離。這一次，盤尼西林處於“含水層”。希特利獲得了盤尼西林鹽與水的混合溶液，其抗菌活性非常穩定，在室溫下可以保持至少11天。“高純度實驗用量的盤尼西林萃取方法”由此産生。現在看來，這一説法有些浮誇，因為在弗萊明的黴菌汁中，盤尼西林的含量僅為百萬分之一，而希特利的第一批萃取液中的盤尼西林含量也不超過萬分之二。雖然純度也不高，但提高了200倍。
健客：過濾也是在中學時學過的。我還記得操作要領是“一貼、二低、三靠”。
雲飛：嗯，一貼是使濾紙潤濕，緊貼漏斗內壁，不殘留氣泡。防止氣泡減慢過濾速度。二低是濾紙邊緣略低於漏斗邊緣。液面低於濾紙邊緣。防止液體過濾不凈。三靠是傾倒時燒杯杯口要緊靠玻璃棒上。玻璃棒下端抵靠在三層濾紙處。漏斗下端長的那側管口緊靠燒杯內壁。防止濾紙破損，濾液飛濺。
健客：經你一説，我想起來了，折疊濾紙也有講究。
雲飛：嗯，將圓形濾紙兩次對折，成為1／4圓形，然後一邊一層，另外一邊三層從中間拉開成錐形，放入漏斗。
健客：化學實驗比語數英有趣多了。
雲飛：細節決定成敗，至少在化學實驗上確實如此。扯遠了，馬上回來。
錢恩早已準備好用新的盤尼西林萃取液做實驗了。一拿到提純後的盤尼西林，他便指導實施動物測試，將僅有的80毫克盤尼西林萃取液全部注射到兩隻老鼠的腹部。隨著更多實驗的完成，錢恩發現盤尼西林可以穿過玻璃紙的篩孔，蛋白質由於尺寸較大而無法做到這一點。而且盤尼西林不會引起實驗老鼠的免疫反應。盤尼西林不可能是蛋白！如果盤尼西林是一種蛋白，老鼠會表現出免疫反應：可能會出現紅腫或者炎症反應，但是它們並沒有。實驗老鼠在被注射盤尼西林的同時被注射了鹽水，但這沒有任何影響，因此盤尼西林絕非任何一種蛋白。令人驚喜的是，實驗老鼠對盤尼西林幾乎完全能適應，這説明盤尼西林很安全。更有意思的是，在實驗老鼠尿液中的盤尼西林萃取液呈棕色，幾乎和注射時的顏色一樣，同時它仍具有很強的殺菌性。理想的抗生素只殺死細菌，而不損害宿主細胞。他意識到盤尼西林有可能就是理想的抗生素。錢恩發現盤尼西林的分子式不但不複雜，而且相對簡單。儘管如此，正如錢恩所説：“我們發現這種簡單的結構是造成它的不穩定性的原因，這一點很有意思。顯然，我們研究的對像是一種化學性質非同尋常的物質。”
鄧恩病理學院團隊即將分離出一種能夠殺死病原體，但不會傷害宿主的物質，這一消息引起了醫學界的高度關注。弗洛裏將盤尼西林研究列為鄧恩病理學院首要研究項目。1940年5月25日上午11點，弗洛裏讓8隻實驗老鼠感染了化膿性鏈球菌。該病原體可引發膿毒性咽喉炎、膿皰病、丹毒等疾病。中午，研究人員給兩隻實驗老鼠注射了10毫克盤尼西林，給另外兩隻注射了5毫克盤尼西林。接下來的注射時間分別為下午4點15分、晚上6點20分和晚上10點。在實驗室值最後一班的是希特利。希特利的實驗筆記顯示，在午夜之前，“一隻老鼠站起來掙扎了幾分鐘，然後倒下，抽搐了一兩下就死了。”5月26日淩晨4點，對照組四隻實驗老鼠全部死亡。而實驗組四隻接受盤尼西林治療的實驗老鼠全部活了下來。希特利放下實驗記錄，解脫、歡樂、幸福已充溢著他的全身。希特利離開實驗室，迎著天邊的第一道曙光，在空空蕩蕩的街道上騎著自行車，仿佛飄在雲中。那個淩晨，他見證了即將改變世界的奇跡。
健客：那時第二次世界大戰正如火如荼吧。
雲飛：嗯，中國戰場正在進行棗宜會戰，第5戰區部隊在湖北省棗陽、宜昌地區對日軍華中派遣軍第11軍進行防禦戰。5月1日，15萬日軍向襄河東岸第五戰區部隊發動大規模進攻。張自忠告諭五十九軍各師、團主官：“只要敵來犯，兄即到河東與弟等共同去犧牲。願與諸弟共勉之。”在以後的幾天裏，日軍沿襄河東岸迅速向北推進，戰局日趨惡化。為扭轉戰局，援救友軍，張自忠決定東渡襄河，赴第一線督戰。行前，張自忠寫信説：“到河東後，設若與179D、38D取不上聯絡，即帶馬之3個團，奔著我們最終之目標（死）往北邁進。無論作好作壞，一定求良心得到安慰。以後公私，均得請我弟負責。”這分明是一封絕命書，忠義之志、壯烈之氣躍然紙上。5月16日，張自忠將軍親率特務營至宜昌南瓜店附近截擊日軍，因發報密碼被日軍破譯，深陷重圍，張自忠力戰不退，身中7彈，壯烈殉國，時年49歲，遂追晉陸軍二級上將，成為上將戰死第一人。噩耗傳出，舉國震悼，5月28日國葬于重慶北碚。延安各界也舉行了隆重的追悼大會，毛澤東、朱德、周恩來分別為張自忠將軍題寫了“盡忠報國”、“取義成仁”、“為國捐軀”的挽詞。
歐洲戰場也處於白熱化階段。5月26日晚18時57分，英國海軍部下令開始執行“發電機行動”，此時形勢比制定計劃時更險惡，原準備使用的法國三個港口只有敦刻爾克可以利用，布倫和加萊分別於23日和27日被德軍佔領。30萬英法聯軍唯一的生路，就是敦刻爾克及其附近40公里海岸線。1940年5月26日晚，即“發電機行動”的第一個晚上，在海軍努力下，首批1312人，主要是後勤部隊，順利離開敦刻爾克回到英國。撤退行動一開始，就不可能再有機密可言，加之形勢緊急，英國海軍部開始在沿海和泰晤士河沿岸徵用船隻，甚至通過廣播呼籲所有擁有船隻的人前往敦刻爾克，這些船主非常明白撤出遠征軍對於英國意味著什麼，所以積極響應海軍部的呼籲，駁船、拖船、貨船、客輪、漁船、汽艇乃至私人遊艇，都紛紛出海，駛往敦刻爾克。先後有693艘英國船隻和168艘法國、荷蘭和比利時船隻加入救援行列。
5月31日，英國遠征軍司令戈特奉命回國，他將指揮權移交給第1軍軍長亞歷山大，亞歷山大剛在敦刻爾克郊外焚燬了自己的座車，他是騎著自行車趕來接受指揮權的。在險惡形勢下，素以沉著冷靜著稱的亞歷山大越發表現臨危不懼，在海灘上安了帆布躺椅，神態自若地坐在上面，平靜地注視著部隊秩序井然地登船，或是邊啃著蘋果，邊在海灘漫步，毫不在乎空中飛機呼嘯，地面炮火紛飛，他的這種鎮定泰然的氣勢極大影響了部隊情緒，有一名軍官就站在海灘上精心地修著鬍子，身邊的勤務兵還為他拿著鏡子；還有一個士兵竟然坐在船尾悠然垂釣，部隊洋溢著對德軍轟炸毫不在乎的蔑視。而那些堅守在陣地上的部隊，則在堅持戰鬥，一些奉命後撤登船的部隊也一邊還擊一邊後撤，一直戰鬥到登船那一時刻。撤退從1940年5月26日開始進行，至同年6月4日結束，共歷時9天。此次撤軍共有338226人從敦刻爾克撤到英國，其中英軍約21.5萬人，法軍約9萬人，比利時軍約3.3萬人，為盟軍日後的反攻保存了大量的有生力量，創造了二戰史上的一個奇跡。
在四年後的諾曼底登陸日，即1944年6月6日，他們將重返法國。當他們解放法國的時候，他們的醫生和野戰醫院使用的最重要和最有效的藥物將會是挽救了鄧恩病理學院這四隻老鼠的盤尼西林。扯遠了，馬上回來。
5月25日實驗的成功不但激勵了弗洛裏，也鼓舞了鄧恩病理學院團隊的每一位科學家。一種很有前景且可行的解決方案是與英國的制藥企業開展合作。英國帝國化學工業集團類似法本公司，是多家競爭企業，包括諾貝爾炸藥和英國染料公司合併的公司，從1926年至今是是世界最大的化工品生産商之一。但與德國公司不同的是，它對藥物不感興趣。幾家小型化學製造企業如肯博爾、畢肖普、康帕尼對盤尼西林有一定的興趣，並於1940年3月在英國皇家學會主席戴爾的陪同下參觀了鄧恩病理學院，但這幾家公司的實力無法承擔這項研究。最有希望投資的是英國技術最先進的制藥公司——伯勒斯·韋爾科姆公司。這家公司由兩位畢業于費城藥劑學院的美國僑民于1880年創立。16年後，這兩位有遠見的美國人創立了英國首家生物製品研究機構，並根據科赫的抗白喉血清，研製出自己的版本。1940年6月，伯勒斯·韋爾科姆公司的兩位化學家在參觀鄧恩病理學院時，弗洛裏向他們建議雙方共同攻克盤尼西林的生産和提純難題，但他們禮貌地拒絕了。
德軍沒有轟炸牛津，弗洛裏繼續孤軍奮戰。他招兵買馬，帶領鄧恩病理學院團隊在三個不同方向齊頭並進。希特利等人致力於提高盤尼西林菌汁的産量，提取更多活性成分；錢恩等人負責確定盤尼西林的結構，同時研究更好的分離提純技術；生物學家和藥理學家小組負責動物實驗，並開始設計新的方案，準備將盤尼西林用於臨床實驗。弗洛裏認為到了將實驗成果公之於眾的時候了。《作為一種化學治療藥物的盤尼西林》發表在1940年8月24日出版的《柳葉刀》上，作者為錢恩、弗洛裏、加德納、希特利、詹寧斯、奧爾尤因和桑德斯。由於錢恩和希特利之間關於著作貢獻的爭議，弗洛裏遲遲未提交作者順序表。在經歷了幾次對論文署名順序的激烈爭論後，弗洛裏決定按姓名字母順序排序。論文的首行這樣寫道：“近些年，人們對化學治療效果的關注幾乎完全集中在磺胺類藥物及其衍生物上，然而我們還應當關注其他的可能性……”接下來的兩頁就詳細介紹了這種可能性，包括鄧恩病理學院自3月開始實施的5項關鍵研究的結論。在這5項研究中，75隻老鼠感染了葡萄球菌、鏈球菌、梭狀芽孢桿菌等各種病原體：“在過去的一年中，為了獲得大量盤尼西林，快速測定其抗菌能力，我們設計了多種方法。我們從培養基中獲得了一種易溶于水的棕色粉末。它的溶液可在相當長的時間內保持穩定性，雖然它並不是一種純凈的物質，但它的抗菌活性非常強……”在弗萊明題為《論青黴菌培養物的抗菌作用》的論文發表11年零5個月後，人們終於了解到，“實驗結果清楚地表明，盤尼西林在生物體內的活性至少可以抗擊三種體外微生物。”
1941年1月，希特利的盤尼西林工廠已經製造出足夠用於人體實驗的盤尼西林，原先的産量只夠用於體重為20克左右的老鼠，現在的産量可以用於體重為150磅的人。做人體實驗的目的在於確認盤尼西林是否對人體有害，以及其抗菌性在人體內是否同樣有效。畢竟，生物學家和病理學家已經發現幾十種對人體健康細胞和病原體有著同樣的殺傷力，因而不能用於人體治療的抗菌化合物。弗洛裏和他招募的拉德克利夫醫院臨床醫生威茨負責甄選實驗對象。是選擇來自牛津大學的志願者還是選擇瀕臨死亡的病人？他們決定選擇後者。1月17日，已經處於癌症晚期，預估壽命只有一個月的拉德克利夫醫院的患者埃克斯志願接受100毫克的盤尼西林注射治療。研究人員認為，鋻於此前在幾十隻老鼠身上做了實驗，均未發現盤尼西林有副作用，該藥用於人體也應該是安全的。但事實並非如此。剛剛完成注射，埃克斯便立刻發高燒並伴有癲癇發作。
健客：這是盤尼西林導致的嗎？
雲飛：純盤尼西林是良性的。錢恩等人很快找到了原因，並解決了問題。萃取過程中的雜質導致高燒。用於解析盤尼西林結構的分離技術，同樣可以用於提純盤尼西林，並剔除在提純過程中混入的有毒物質。
健客：明白了，這就是前面強調蒸餾不增加溶劑的原因。
雲飛：哈哈，蒸餾水還是比較安全的。
注射第二輪盤尼西林後，埃克斯既沒有發高燒也沒有發抖。實驗證實了盤尼西林的安全性，但這並不意味著它就有治療價值。下一階段的測試，鄧恩病理學院團隊需要將盤尼西林實驗從癌症患者身上轉移到細菌感染者身上。1940年9月，牛津警察亞歷山大在他的玫瑰園裏劃傷了臉。花園土壤中普遍存在的細菌開始大量繁殖並在傷者體內積聚毒素。10月，亞歷山大住進拉德克利夫醫院接受治療。儘管拉德克利夫醫院為其使用了磺胺類藥物，但感染仍然擴散到亞歷山大的肺部。到次年2月初，希特利見到他後，在日記上寫道，這位警察“渾身上下都在流膿”。1941年2月12日，亞歷山大接受了200毫克盤尼西林靜脈注射治療，後續每3個小時注射100毫克。他的醫生後來才知道，當時用的盤尼西林的純度仍然低於5%。一天后，連續8次的注射産生了奇跡般的療效。亞歷山大的燒退了，他的身體已經不再排膿，臉上的腫也消了，他可以進食了。臨床實驗面臨的問題是需要足夠多的盤尼西林以維持療效，希特利的機器連續工作幾天才能生産出亞歷山大一小時的用藥量。通過老鼠實驗，鄧恩病理學院團隊知道盤尼西林可以通過腎臟快速排出體外，並仍然保持其抗菌性能。於是，醫生收集亞歷山大排出的尿液，然後用自行車將尿液從拉德克利夫醫院送到1.5英里外的鄧恩病理學院實驗室，以提取更多的珍貴的盤尼西林，再次使用。亞歷山大並非需要盤尼西林的唯一病人。另一位年僅5歲的男孩兒瓊斯，在臀部手術後，細菌感染，生命危在旦夕，也在接受類似的治療。2月底，包括回收後重復利用的盤尼西林在內，所有的盤尼西林都用完了。瓊斯得救了，而亞歷山大於1941年3月15日去世。也就是説，當藥量足夠多的時候，盤尼西林就會發揮作用。
健客：可以想像，那時的盤尼西林真是謎一樣的存在啊！
雲飛：哈哈，阿瑪尼對香水的理解是不是很契合盤尼西林的發現呢？
健客：還真有點那個意思。
雲飛：阿瑪尼順從家人意願，進入米蘭大學醫學院。由於暈血，他在醫學院學習兩年後中斷了學業。也許，正是因為醫學基礎教育，才讓時尚大師對香水有自己獨特的理解。
弗洛裏估計下一輪臨床實驗所需的盤尼西林用量為一千克，沒有實驗室有能力製造這麼多的盤尼西林，英聯邦沒有企業做，法國被佔領，德國、日本和義大利都是敵對國，只有一個國家可以考慮。
欲知後事如何，且聽下回分解。
往期回顧：
歡迎加入健客群，了解更多運動健康知識
網家家APP下載
