若道中華國果亡,除非湖南人盡死。——楊度
更正:民國三十年,即1941年
1942年,中國出兵緬甸,聯合盟軍對日作戰,一次戰役以失敗告終,日軍傷亡約4500人,英軍傷亡約1.3萬人,中國遠征軍傷亡約5萬人。同年,日軍在中國南方倡狂實施細菌戰。據《井本日誌》記載,1942年4月,日軍參謀本部制定了一個在昆明等地進行細菌戰的計劃。5月,日軍在雲南保山等地投擲大量的霍亂炸彈,又派特務在雲南各地人工投放霍亂弧菌,導致雲南56個縣發生霍亂,據調查致使9萬人死亡。1943年9月,盤踞中國滇西的日軍在我遠征軍反攻下敗退,敗退前日軍在當地投放大量染疫老鼠,造成滇西鼠疫大流行,此後鼠疫肆虐多年。中央防疫處開展傳染病防治工作,以相關疫苗、試劑生産為重點,擔負著抗擊日軍細菌戰的重任。對日本細菌部隊來説,“湯飛凡”成了一個熟悉,且恨得牙癢癢的名字。
健客:《井本日誌》是什麼啊?
雲飛:1993年,日本反戰學者、中央大學吉見義明教授因為調查慰安婦問題,在日本防衛廳防衛研究所圖書館偶然查閱到日軍侵華期間原大本營參謀本部負責聯絡日軍細菌戰實施事宜的作戰參謀井本雄男大佐的工作日記,即《井本日誌》,其中記錄了在中國南方實施細菌戰的許多絕密內容,成為侵華日軍實施細菌戰的鐵證。
在上述背景下,研製盤尼西林起步階段只能是日常工作之餘,順便而為。首先要尋找合適的菌株。青黴菌是自然界中常見的真菌,但並不是所有的青黴菌都能産出盤尼西林,而且不同菌株的産量相差懸殊。如同雷帕爾要求研究人員收集青黴菌樣本,湯飛凡發動中央防疫處所有人在休息時到處找青黴菌,一時間防疫處出現了“尋霉熱”,職工見到“綠毛”就送去鑒定。截至1945年7月,中央防疫處總共獲得30個本土菌株,分離、培養、測試抗菌活性後,發現産盤尼西林的菌株有13個,以血清室盧錦漢一雙舊皮鞋上的菌種最佳。
健客:測試抗菌活性的方法是希特利發明的吧。
雲飛:嗯,希特利發明瞭管碟法測定盤尼西林對金黃色葡萄球菌的抑製程度。以效價表示抗菌活性,效價越高,抗菌活性越大。
健客:管理學中好像也引入了效價。
雲飛:美國心理學家弗魯姆開創期望理論,提出激勵公式:激勵力=效價×期望值。其中,效價是指某項工作或目標對於滿足個人需求的價值。這個公式的含義是,目標預期收益與完成意願的乘積越大,對人的激勵作用越大。
健客:有點暈啊!
雲飛:舉個例子,對於大多數孩子而言,晚飯前完成作業可以玩半小時手機的激勵力大於考全班第一可以玩1天手機的激勵力,因為後者效價雖高,但實現的可能性太低了,期望值近似于零,效價再高也沒有激勵力。
健客:明白了,把看似不可完成的大目標分解成一個個容易實現的小目標,並設定合適的獎勵。
雲飛:嗯,這是管理的智慧。是不是比“重賞之下必有勇夫”感覺更人性化一點兒?哈哈,扯遠了,馬上回來。
1942年秋天,正值世界反法西斯戰爭的關鍵階段,英國政府組建了“英國文化科學訪華團”,派遣學者前往中國進行訪問和支援。據説,這是第一次由英國皇家學院會員率領的科學家代表團來華訪問,具有歷史意義。
健客:這不就相當於院士訪華團嗎,誰是團長呢?
雲飛:李約瑟
健客:他啊,中國人民的老朋友嘛,他不是研究中國科技史的專家嗎?
雲飛:哈哈,李約瑟首先是一位生物化學家。他才華橫溢,深受恩師霍普金斯賞識,在化學胚胎學等方向做出突出貢獻,41歲成為英國皇家學會會員,如堅守生物化學領域,絕對是諾貝爾獎的有力競爭者。一切都是天意,一切都是命運。1943年2月24日,李約瑟搭乘美國軍機從印度加爾各答起飛,經駝峰航線抵達昆明。隨著中國全面抗戰的展開,國民政府遷都重慶,為存續教育和科研的火種,許多大學與科研機構也隨之南遷,一些大學和科研院所匯集到昆明。昆明成為中國西南的重要城市,李約瑟稱昆明為“戰時中國的第二首都”。
剛到昆明,李約瑟即投入工作,對當地的大學和科研機構進行訪問,包括位於昆明西山高峣村的中央防疫處。他看見一些在歐美都很出名的科學家在戰時的昆明卻連獲取足夠的食物都困難重重。然而,他們的精神狀態依舊是飽滿而振奮的,在艱苦卓絕的環境中充分發揮創造性以彌補物質條件的不足,繼續進行教學和科研工作。為了在沒有煤氣的情況下做實驗,西南聯大師生用黏土自製電爐,電熱絲用完後就用兵工廠制炮車床上車出的刨屑代替。無法獲得蘇木紅,就從雲南土生植物中提取染料作為代替品。訪問西南聯合大學時,李約瑟作了一場講座。與學生們進行交流時,他們那“不屈不撓的忍耐力”和西南聯大深厚的文化底蘊、良好的學術氛圍,讓李約瑟把西南聯大比作“康橋研究室”。
1943年春,李約瑟親眼目睹了中央防疫處的工作情況,並將所見所聞撰文,發表在《自然》雜誌上。“在昆明地區的另一處是國立中央防疫處,由中國最有才幹的細菌學家湯飛凡醫生主持,並有黃有為醫生和一大批工作人員協助。去年這裡生産了500萬支傷寒疫苗。這個研究所還生産天花、白喉疫苗、破傷風類毒素和許多其他用品,包括診斷傷寒的肥達氏試驗和診斷梅毒的康氏試驗所需的抗原。正在生産斑疹傷寒疫苗,並有一試驗小工廠生産盤尼西林。儘管缺乏自來水,他們的工廠仍保持高標準的潔凈。湯博士的工廠保持了高水準,雖然沒有自來水,但他的馬廄和動物房都非常清潔。他有一個效率高的培養、分裝和檢定系統。尤其有趣的是,他有一個自己的玻璃廠,能製造各種中性玻璃器皿。故事本身説明瞭這個工廠的作風。若干月來,這個工廠只有一台鍋爐,而且常漏,不安全,每晚用畢都要檢修,幸而沒有發生事故。就靠它,解決了所有的器皿消毒和蒸溜水供應等。用特別設計的方法重新利用瓊脂是這個所的典型傳統,在沒有被魚過分破壞之前,透析是在湖裏的一個木筏裏進行的,後來用很有限的材料在陸地上裝配了一個透析槽。”這段對昆明西山腳下滇池邊中央防疫處的描寫,既生動又真實,非深入考察了解,非專家內行,是絕對寫不出來的,更為中央防疫處留下一段難得的史料。
1944年4月,在李約瑟的斡旋下,英國紅十字會向中國紅十字會昆明辦事處捐贈國幣188萬元。這無異於雪中送炭。1944年6月,樊慶笙回國,不僅帶回3支菌種,還帶回了一些器械和試劑,樊慶笙的加入讓研究如虎添翼。比如,錢恩等人在論文中對萃取過程描述的比較模糊,也許是為了保密,有意為之。由於試劑短缺,此前盤尼西林提純使用的是乙醚萃取,效果欠佳。樊慶笙從國外帶回了一桶乙酸戊酯。朱既明和樊慶笙對牛津方案進行了改良,用乙酸戊酯與乙醚交替萃取,中間增加活性炭脫色,果然取得了非常好的效果。湯飛凡寫道:“吾人既獲得國內外之菌種,復承英國紅十字會捐贈研究金一批,始將此近於玩耍之試探工作,納入正軌。”
健客:萃取,我明白,利用溶解度不同,提取混合物中的特定成分。脫色是什麼意思?
雲飛:嗯,脫色就是去除色素雜質。
健客:樊慶笙也是湯飛凡的學生嗎?
雲飛:哈哈,靠幹事創業招募人才、凝聚人心才是大格局。樊慶笙畢業于南京金陵大學。1940年,赴美國威斯康星大學研究生院攻讀農業微生物學,1943年獲得博士學位。樊慶笙為了把盤尼西林技術帶回國,特地到紐約總醫院學習檢定盤尼西林效價的試驗,又到肯色佛尼亞醫學院和童村切磋。
健客:童村是誰啊?
雲飛:童村畢業于協和醫學院。1940年,赴美國霍普金斯大學醫學院進修。
健客:就是韋爾奇創辦的霍普金斯大學醫學院吧?
雲飛:嗯,童村的導師是美國農業部北部實驗室盤尼西林項目的主要成員。1941年,童村開始盤尼西林研究工作,併發表論文,內容涉及盤尼西林粗製品的濃縮與貯存、與磺胺的聯合應用等。1942年,童村獲得博士學位,隨後留校任教。當時,美國的盤尼西林研究、試製工作都是秘密進行的。童村獲准去美國農業部北部實驗室和相關制藥企業參觀訪問。湯飛凡提到,前沿技術資訊獲取困難,中央防疫處與童村通信往來,獲益不少。
製備盤尼西林的最後步驟是乾燥,同樣遇到缺乏設備的問題。湯飛凡寫道:“回憶吾人實施此一工作,亦甚困難。緣彼時昆明地方,關於乾燥需用之一切設備,百無一有。”當時科學發達國家的大實驗室,大多都有凍幹機,所用的方法一般為化學法和物理法。 “按後一方法(即物理凍幹法),所需設備,至為複雜,殊非吾人彼時所可問津,前一方法比較簡單,故為吾人所採用。但此一器具,亦係吾人自行計劃製造,先於庫房覓得抽氣機一具,另由黃有為君設計,製成小型Cryochem(即化學凍幹法)器具圖説,煩承昆湖電廠機械廠代為制妥。”湯飛凡詳細地記錄了自製凍幹機的過程,可見其重要性。據説,黃有為的這臺乾燥機,只有真空泵是美國貨,其他全是自製。他為了安裝、調試這台機器,常常幾天不離開實驗室,吃飯都由他夫人送來。操作凍幹機時,先把裝有提取液的安瓿瓶放在冰箱裏凍結,再放在冰鹽混合物上,用抽氣機來進行冷凍抽氣,達到凍幹的目的。為了提高凍幹效率,他們儘量利用一切能改良實驗條件的機會。湯飛凡説:“如有液體空氣,如吾人數度得自資源委員會昆明制氧廠者,加於冰塊之上,其溫度恒當低至零下七八十度,且能持久,其效果格外良好。”
有條件要上,沒有條件創造條件也要上。中央防疫處的盤尼西林研製工作正式開始。其中的實驗性工作大多由朱既明完成。從後續的論文研究成果及相關人員回憶看,中央防疫處的盤尼西林研發工作既參考英美技術文獻,但又探索新技術路線,並因地制宜尋求代用試劑、自製儀器設備、簡化效價檢測等。雖然近似“土法煉鋼”,但效果不錯。湯飛凡形容:“有時,青黴上常有呈金黃之珠狀水滴,其情形狀況,殊似雨後荷葉上之水滴,燦爛奪目、備極美麗。”1944年9月,中央防疫處在昆明製成了中國國內第一批盤尼西林粗製品。第一批生産出來的盤尼西林共有5瓶,其中兩瓶送往重慶歌樂山中央衛生實驗院,兩瓶分送英國牛津大學、美國威斯康星大學鑒定。餘下一瓶,如今珍藏于中國醫學科學院抗生素研究所。湯飛凡對盤尼西林效價記述説:“即以單位而言,吾人檢定為5000單位,而屈浦上校(Col Tripp)在重慶歌樂山中央衛生實驗院查驗結果,則為4950單位,後更獲英國牛津大學及美國威斯康星大學之報告,均予吾人甚善之鼓勵,是又為吾人未敢預料者也。”據説,送到牛津大學的樣本,由希特利測定效價。
1945年,朱既明等人的研究成果發表于《中華醫學雜誌》英文版。這篇名為《中國盤尼西林的生産試驗》的作者有四人,排序是朱既明、黃有為、樊慶笙、湯飛凡。朱既明是第一作者,進一步證實他是課題數據主要獲得者和研究者;其次是黃有為,他是回國抗日的夏威夷華僑,醫學博士,湯飛凡招募的得力助手。樊慶笙的名字加了星號,並註釋“樊慶笙的身份為中國血液銀行細菌學家”,“該工作得到了英國紅十字會的幫助”。
中央防疫處用自己生産出的盤尼西林,進行了動物實驗,並在昆華醫院和昆明惠滇醫院進行了數例臨床試驗,驗證療效。與鄧恩病理學院團隊遇到的困境相同,經費限制、人手不足,設備和必要的試劑缺乏,無法進一步擴大生産,無法滿足臨床試驗對盤尼西林數量和品質的需求。由於當時實驗條件過於簡陋,對某些先進技術方法,儘管他們想了各種辦法也無法應用而不得不放棄,深層發酵即是其中最突出的例子。在獲得了適宜的菌株後,實驗人員用大立瓶培養青黴菌、用打氣機24小時不間斷地向培養基中補充氣體,試圖組裝一個簡單的深罐發酵裝置,“結果均未成功”。湯飛凡在《回顧》中説:“現在始知係因空氣不足,以致失敗”。由於青黴菌在培養過程中要不斷鼓入滅菌空氣,但如何連續補充滅菌空氣一直是深層培養的技術難題之一。供給氧氣是困難而且昂貴的技術,因為一定要將空氣裏面的雜菌去除才能保持純種,避免損失。由此可以推測這一技術失敗的原因,是因為以中央防疫處當時簡陋的條件和設備,難以組裝適用的空氣滅菌裝置、無法製備足量的滅菌空氣造成的。
健客:又是雜菌作祟,細菌真是無處不在啊!
雲飛:嗯。劇透一下,多年以後,湯飛凡的卓越貢獻也與雜菌多少有些關係。
健客:哈哈,我等著。對了,像盤尼西林這樣的特效藥,中國只有一家研究嗎?
雲飛:從已有的文獻來看,1941-1945年,中央研究院的植物研究所開展過盤尼西林的研究和提取。貴州安順陸軍軍醫學院附屬血清疫苗研究所使用植物浸出液培養基培養盤尼西林並初步鑒定了培養液中盤尼西林的殺菌效能。人稱“奧地利白求恩”的傅萊在延安也試製過。但毫無疑問,中央防疫處的研究最系統,對日後我國抗生素工業化生産發展最具深遠影響。或者乾脆説,國産盤尼西林正是從這一脈傳下來的。扯遠了,馬上拉回來。
抗日戰爭進入戰略反攻階段。1945年,在滇緬戰場上,一種名為“不明熱”的疾病,在英美盟軍中流行,嚴重威脅部隊的戰鬥力。美國組織了一個以哈佛大學專家為主的斑疹傷寒考察團對此進行調查,但一直沒有搞清病因。應美方邀請,湯飛凡派魏曦赴緬調查病因。魏曦發現之前的調查是將試驗用的盛裝動物的籠子放在草地上,等昆蟲叮咬動物後,再從動物血液中分離病原體。未探明病因可能是因為籠子下面的草被壓成一個草墊,有礙昆蟲接近和叮咬動物。魏曦設計了一個不存在這種缺點的試驗方法,將草地圍成一個小環境,實驗動物在其中自由活動,結果草地上的恙螨叮咬了動物,動物發生恙蟲病立克次體血症。於是,魏曦成功地證實了“不明熱”的本質是恙蟲病。雖然恙蟲病和斑疹傷寒都是立克次體感染,但傳播途徑不同。當採用了針對恙螨的預防措施後,“不明熱”得到了有效控制。1948年,美國哈佛考察團為表彰魏曦的傑出貢獻,特授予“戰時功績榮譽勳章”。
健客:上篇結束的時候就提到了魏曦,今天又出現了,覺得好熟悉,是不是之前出現過。
雲飛:1951年,他參加了美軍細菌戰爭罪行調查團,任檢驗隊隊長。
健客:想起來了。1952年,李約瑟率領來自英國、法國、義大利、瑞典和前蘇聯等國家的專家組成“調查在中國和朝鮮的細菌戰事實國際科學委員會”赴朝鮮和中國東北地區進行了實地調查。
雲飛:在上海醫學院,湯飛凡是魏曦的老師;在哈佛大學醫學院,他們師從秦瑟。聞道有先後,報國無長幼。唉,往事如煙!
1945年8月15日,湯飛凡接到一個電話,對方是駐昆明的美軍軍醫。他們提前幾十分鐘得到日本投降的消息,第一時間想要通知的,是心中真正的抗戰英雄。勝利的消息傳開了,昆明沸騰了、重慶沸騰了、延安沸騰了,全中國都沸騰了。此時的湯飛凡,卻默默的離開狂歡的人群,回到書房裏,默念故鄉先賢楊度那首耳熟能詳的《湖南少年歌》:若道中華國果亡,除非湖南人盡死。盡擲頭顱不足痛,絲毫權利人休取。莫問家邦運短長,但觀意氣能終始……不知不覺間,已淚流滿面。
1946年,中央防疫處遷回北平;1947年元旦,在天壇附近建成盤尼西林製造室。條件好起來了,環境更加錯綜複雜,前途命運再次面臨抉擇。
欲知後事如何,且聽下回分解。