抗菌药征服微生物

抗菌药征服微生物

在医学科技还不是很发达的时候,人们经常会因得一些奇怪的病而不知怎样去医治,因此丧失生命。当时人类还搞不清楚患这些病的原因。经过无数科学家的艰苦努力地工作,终于找到了真正的杀人凶手,它就是细菌。人们研究后得知,结核病是结核杆菌引起的,霍乱病就是霍乱病菌引起的;而白喉的病原菌是白喉杆菌引起的;像伤寒、破伤风、肺炎、脑膜炎等传染病都是细菌在作乱。

经过科学家的大量试验和研究,发现细菌之所以使人患病是因为它具备两种方式,第一种是:有的病菌在侵入人体之后,就会在人体的组织里大量繁殖和扩散,甚至还会侵入血管,在血液里大量繁殖,然后运动到一定的组织器官危害人类的生命;第二种是:它在人体内可以产生毒素。随着病菌在人体内的大量繁殖,毒素越积越多,最后使人陷于中毒的状态,毒素麻痹了心脏,毒害了脑组织,最终致人死亡。细菌疯狂地杀害人类,人们难道就能容忍它们吗?不能。许多科学家们都在探索,来寻找制服这些杀人恶魔的武器。

致病的细菌

一、用磺胺征服链球菌

20世纪30年代,不少致病的"罪魁祸首"——细菌在高倍数的显微镜下原形毕露。于是,医学家和化学家们便开始寻找抗菌的药物。德国化学家格哈德。杜马克也开始了寻找细菌"克星"的工作。他认为这是一项极有意义的工作。因为一旦找到理想的抗菌药物,将会拯救千千万万的生命。杜马克整日泡在实验室里进行筛选工作,终于找到了有杀菌作用的红色染料——"百浪多息"。他用化学的方法改变着这种染料的化学结构,然后把这种药注射到体内有链球菌的小白鼠身上,进行观察。经过无数次的试验,结果证明这种药品可以杀死小白鼠、兔子和狗体内的链球菌,这说明了此药对杀灭链球菌有特效。于是,他根据药的化学结构,给它起了个名字叫磺胺。

杜马克

研制出一种新的药品,并证明这种药品能否给人体治病,首先要在动物身上进行试验,在动物体内实验成功后,才可以在人体上进行试验。这个工作非常危险,因为人毕竟和动物有着很大的区别,在动物身上有效果未必在人的身体上有效果。药品进入动物体内不会引起动物死亡,并不能说明药物进入人体就不会使人死亡,而且一个新药的试验还需要有合适的病例。

杜马克医生自己都没有想到,是他的女儿爱莉莎第一个试用磺胺的。有一天,小爱莉莎的手指被刺刺破了。到了晚上,她的手指肿胀发痛,引起高烧,剧烈的疼痛使爱莉莎整天呻吟不止。

杜马克看到爱莉莎痛苦的样子,就非常地着急。他请来了当时最有名的医生,用了最好的药品给爱莉莎治疗,可均不见效。伤口上的病菌进入到血液里,导致病情恶化。医生对杜马克说:"伤口上的链球菌进到血液里了,再也没有希望了。"难道就这样眼睁睁地看着爱莉莎死去吗?不,不能。杜马克想起了磺胺。既然磺胺可以杀死动物体内的链球菌,为什么不能在爱莉莎身上试一试。虽然磺胺还未在人体上使用过,但此刻也只有铤而走险了。他决定给爱莉莎注射磺胺。

等待是痛苦的,杜马克整整熬了一夜,最后爱莉莎终于睁开了双眼。接着,热度慢慢消退,爱莉莎终于痊愈了。

杜马克特别的高兴,因为磺胺不仅治好了他女儿的病,而且意味着他的试验是成功的。这是磺胺第一次在人类的身体里战胜了链球菌。磺胺药被广泛地应用到医疗中去,救治了许多病人。一直到今天,它仍然被广泛地应用着。

二、青霉素的诞生

没有一种药是万能的,磺胺药也一样,虽然磺胺药救了不少人,可它的能量也是有限的。越来越多的病例促使人们不断去寻找更多更有效的药物。

弗莱明出生在苏格兰的亚尔郡,他的父亲是个勤俭诚实的农夫,生了八个孩子,弗莱明是最小的一个。由于家道中落,他不能完成高等教育,十六岁便出来谋生;二十岁那年,继承了姑母的一笔遗产,才可以继续学业。二十五岁医学院毕业后,便一直从事医学研究工作。早在青年时代,弗莱明就曾经苦苦钻研过病菌引起疾病的秘密,辛勤地探求过消灭这些可怕病菌的方法。面对着当时由病菌肆意作恶的世界,他曾经为发明杀菌药物而努力过,他也为得不到满意的结果而苦恼过。在实验室里,弗莱明就这样天天不停地探索着微生物世界的种种奥秘。

弗莱明

弗莱明是从1928年开始研究葡萄球菌的。葡萄球菌是一种圆形小点形状的细菌,它们常常聚集成串,就像一串葡萄一般,因此人们都把它叫做葡萄球菌。这种病菌一直是人类疾病的祸首,于是弗莱明开始了葡萄球菌变异的研究,他每天都观察着它们在培养过程中的变化。不同的培养条件下繁殖起来的菌落,可以产生不同的形态变化。均匀光泽的细菌菌落,在养料不充分的情况下会变得灰暗。弗莱明就是通过这些繁杂而细致的观察,来了解影响细菌变异的各种条件。

葡萄球菌

为了能更快地研究出葡萄球菌的特性,弗莱明每天要用几十个培养皿接种上葡萄球菌,在培养皿里配制各种养料,调节不同的温度。每天早上,他都耐心地打开一个个培养皿的盖子,取出一点细菌菌落涂在玻璃片上,然后染上颜色放在显微镜下观察它们的形态。当他打开培养皿盖,取出培养的细菌时,在空气中漂浮的一些其他微生物,或者是一种细菌,或者是一种霉菌总会落入到培养皿中,这些家伙在培养皿里也会生长繁殖,从而妨碍了正常实验的进行,这就是细菌研究上常说的染菌。染菌的情况,几乎在每一个细菌实验室里都经常发生。因为空气里的微生物实在太多,如染菌,只得重新再做培养,增加工作的困难。细菌学家最讨厌这种不速之客。

与往常一样弗莱明照例在进行着他的工作,突然,就在他打开培养皿盖时,他被污染的培养皿上奇怪的现象吸引了。一种来自空气中的绿色霉菌落到培养皿里,并且繁殖成了一个菌落。弗莱明拿起这只培养皿对着亮光一观察,他发现了一种奇怪的现象。在这绿色霉菌菌落的周围,所有原先生长着的葡萄球菌全都消灭了,在菌落的周围形成了一个空白透明的圈。弗莱明立刻记录下了这一奇观。是什么东西把葡萄球菌消灭溶化了呢?为了查出原因,他小心翼翼地把这位不请自到的客人培养繁殖起来,对它进行仔细的研究。多奇妙呀,凶恶的葡萄球菌被绿色霉菌制服了。一种新的生物被发现是必然的,也是偶然的。在以往很多试验中,这种情况是屡见不鲜的。人们只是习惯把它作为一般性的染菌而随手扔掉了,只有弗莱明注意到了这个细节。这并不是一种偶然的巧合,而是弗莱明长期以来认真细致观察的结果。如果他没有做长期的、艰苦的钻研;如果他没有养成细致观察的良好习惯;如果他没有消灭病菌的恒心,一个染菌培养皿里的细小变化,他是不会观察到的。

神奇的青霉

有了这个新发现,弗莱明和他的助手就对青霉素展开了攻坚战,他们培养了许多青霉,收集了许多青霉分泌的物质,找来了许多种细菌进行试验。弗莱明进行了动物试验,证明了它是无毒可靠的。他们把这个发现写成论文,发表在1929年英国的一本医学杂志上,并把这种青霉分泌能杀菌的物质叫做青霉素。青霉素在试管里可以成功地消灭危害人类的许多病菌,如果用它来治愈人类的疾病,这将会使弗莱明感到多么高兴呀!

成功的喜悦刚过,他们便发现了一个新的问题,在培养青霉素的滤液里仅含有少量的青霉素,即使用它来治疗人体皮肤上一个小伤口,恐怕也要收集好几公斤的滤液。要杀死人体内的病菌,需要量就更多了。这么多滤液怎么才能灌到人体内呢?

现在的青霉素用途广泛

弗莱明在研究的道路上再一次遇到了很大的难题,研究工作停止了。当时,谁也没有想到青霉素会变成我们今天对付病菌最厉害的药物。人们忽视了弗莱明的发现,再也没有人对它进行研究了。

一项新的发明在还没有得到广泛的应用之前,是很少有人去重视它的。而在11年后,弗莱明发表的关于青霉素的论文,终于引起了一位科学家法劳莱的注意。当时,由于磺胺药的广泛应用,已经引起了细菌的抗药性,磺胺药不灵了。法劳莱也在寻求着新的药物。当他看到弗莱明的论文时,对青霉素产生了浓厚的兴趣。他深知要使青霉素用来治疗人类的疾病,还必须付出艰辛的劳动。他组织起各方面的专家集体攻关。经过漫长的岁月,经过几百人的辛勤劳动,终于试制出一小勺青霉素,它当时的价格要比黄金贵重许多倍。

在第二次世界大战期间,由于战争给人们带来了很大的伤害,人们需要大量的药品。人们不断的努力,终于解决了青霉素生产过程中的许许多多的困难,使青霉素走出了实验室,转入工厂进行批量生产。当时人们都把它当作是杀灭病菌、拯救生命的灵丹妙药。

青霉素的发明有效地杀灭了病菌,减少了许多疾病,使人类的平均寿命提高了二十多岁,是人类生命史上的重大发现。今天,全世界的每一个医院里的医生都在广泛地应用着青霉素。现在人们并不把肺炎当作多可怕的病,而在青霉素未发明之前,每10万人中就要有200人死于肺炎。青霉素的发现,激发了各国科学家向抗菌素进军的信心,他们继续从各种各样的霉菌堆里,寻找着各种有效的抗菌素。使抗菌素成为当代的一个主要的药物品种。

三、抗菌素的年代

任何事物都有它的发展规律,一个新事物的产生,必然会替代旧的事物。自从青霉素问世以来,许多致病菌都有了克星,以前许多被看作是绝症的疾病都被攻克了,然而青霉素并不能治疗所有的疾病,也不能抑制所有的病菌,当它不能抵制那些致病菌时,致病菌就会肆无忌弹地危害着人类的健康。

自从克服困难以后,大量生产青霉素已经不再是困难了。所以1944年开始,青霉素就已经开始大量投入工业生产了,为了对付结核菌对人类造成的危害,美国细菌学家瓦克斯曼在放线菌中寻找抗菌素取得成功,它是从土壤中分离出的一种灰色链霉菌。这种菌可以产生一种抗菌素,它就是我们非常熟悉的链霉素,瓦克斯曼因发现了链霉素等多种抗菌素而成为现代抗菌素的鼻祖。

瓦克斯曼

瓦克斯曼于1888年7月22日生在俄国乌克兰,1910年移居美国,1916年入美国籍;1973年8月16日卒于美国马萨诸塞州。他于1915年获美国新泽西州拉特格斯大学农学士学位,翌年获硕士。1918年获美国加利福尼亚大学生物化学博士学位。此后,他一直在拉特格斯大学任职。自青霉素和链霉素被发现以后,在抗菌素这条科研道路上,涌现出许多科学家,抗菌素成了抗病菌的主旋律,各种各样的新抗菌素陆续出现了。如氯霉素、金霉素、土霉素、四环素、红霉素、庆大霉素、争光霉素等等,像雨后春笋般地涌现出来。在每一个有效的抗菌素的名字后面,都凝结着科学家的大量心血。因为要发现一种新的有效的抗菌素,需要经过许多科学家几年甚至几十年的努力工作。像金霉素的发现,是在研究了3400个含有无数菌种的土样后才取得的。而土霉素则几乎收集了从赤道到两极各地区的千万个土样才分离出来的。至于经过无数分离仍然不能获得有效结果的泥土标本,则是无法计算的。在今天,世界上已经分离成功的抗菌素,已达2500多种,在临床应用上比较广泛的有50多种。这些抗菌素大部分都是由放线菌产生的,这是放线菌对人类做出的巨大贡献。

随着科学的不断发展,现在世界上临床上常用的一些先进的抗菌素品种在我国基本上都能生产,而其中的许多生产菌都是我国的微生物学家自己找到的。在我国辽阔的土地上,肥沃的土壤里蕴藏着许多世界上独有的抗菌素菌种。如从贵州取来的土样里分离出抗菌素万一巧菌,它可以产生万古霉素,可以抗击已经对青霉素产生耐药性的葡萄球菌。来自河北正定县土壤中的菌种能产生治疗白血病等恶性肿瘤的有效药物,它被命名为"正定霉素"。在我国各个省,到处都有分离到新抗菌素菌种的报告。

各种各样的抗菌素

疾病也在不断的变化,而抗菌素科学也在不断的发展,人类对抗菌素的了解也越来越深入。现在知道不仅霉菌、放线菌,就是细菌乃至一些动、植物都能分泌抗菌素。抗菌素是如何杀灭细菌的呢?

每一种生物都有其自身的规律,细菌也不例外,在它的身体内部已有着许许多多的"小零件"。在它的生命活动中,要进行着许多新陈代谢的反应,如果破坏了它的生命规律,或者破坏了它的一个"小零件",阻止它的一个代谢反应的正常进行,都会破坏细菌的整体,而使细菌死亡。有的抗菌素能抑制细菌体内核酸或蛋白质的合成,使细菌自身缺乏原料而死亡,如青霉素能破坏某些细菌细胞壁的合成,而使细胞破裂而死亡。

抗菌素可以说是细菌的克星,但长期使用,也会使细菌产生抗药性。另外,有的抗菌素对人体有严重的副作用。如青霉素不经皮试而注射,容易引起过敏性休克甚至死亡。链霉素会引起耳聋,氯霉素可以引起再生障碍性贫血等。所以在使用抗菌素时,一定要在医生的指导下,采用科学的态度,不可乱用、滥用。现在,人们还在不断地寻找着新的抗菌素,以对付癌症、艾滋病等疾病。

抗菌素的功能特别的大,它不仅可以为人类治疗疾病,而且可以治疗其他动物的疾病。在给动物喂饲料的时候,在饲料中加入一些微量的抗菌素可以使家畜、家禽生长快,少生病。还有一些抗菌素可以用来防治果树、蔬菜、农作物的病虫害。在食品保藏方面,可用抗菌素保藏新鲜鱼、肉、水果和蔬菜,可以在远途运输和长期保存中用抗菌素防止腐败变质,抗菌素用于罐头食品中还可以改进食品的风味。抗菌素在各个方面都有着广泛的用途,它将在国民经济中发挥更大的作用。

四、防止病菌侵入

在空气中有许多我们用肉眼看不见的微生物,它除了通过口腔进入人体外,还可以通过呼吸道和皮肤伤口进入人体。微生物进入人体总是不干好事的,它或多或少地会给人体带来些麻烦,只不过有的时候制造些小麻烦,人们感觉不到;有的时候制造的麻烦大一些,人体就会有所反应,如发烧、发炎等。为了防止微生物进入体内,人们也想了许多好办法,这里主要谈谈如何防止微生物通过皮肤进入人体。

皮肤是人体的保护组织,它的功能之一就是阻止外界的杂质进入人体。但是如果皮肤有了伤口,这就等于为微生物进入人体开了大门。微生物要是通过皮肤进入人体,就会在体内生长、繁殖,然后流入血液,引起人体发烧。有的细菌就在伤口周围利用人体细胞的营养进行生长繁殖,破坏人体的组织结构,使伤口肿胀、化脓。假如进入伤口的是破伤风杆菌,那么它就会在伤口的深处生长、繁殖。值得注意的是,破伤风杆菌有一个与众不同的特点,那就是其他的生物一般是离不开氧气的,而破伤风杆菌在生长繁殖的过程中是不需要氧气的,氧气对它不仅无利而且有害。这一特点使破伤风杆菌得以在伤口的深处生长、繁殖,在其生长繁殖的过程中,产生破伤风毒素,破伤风毒素进入血液后,会很快地使人死亡。

消毒药品

在土壤中及其他不干净的器具上是破伤风杆菌生存的场所。假如皮肤不小心弄破,就要很快地到医院请医生包扎伤口,或者在家里自己先用消毒药品消毒后,用干净的纱布包扎,千万不要往伤口上弄脏东西。现在常用的消毒药品有70%的酒精、碘酒、红汞、消炎粉等。这些药品都是细菌的克星,能在较短的时间内杀死皮肤表面的病菌。像我们到医院打针时,护士总是在打针前在皮肤上用碘酒和酒精擦拭,就是为了防止皮肤上黏附的细菌随针头进入人体。

杆菌

不是所有的消毒药品都口服,需要提醒大家的是,上述这些消毒药品,只能外用,是绝不允许口服的。既然说到消毒药品,就再给大家介绍一些其他常用的几种消毒药品,如高锰酸钾溶液是一种紫红色的液体,常用来对炊具、茶具、水果进行浸泡消毒。漂白粉常用来对饮水进行消毒。石灰水或石灰粉常用来对树木、周围环境和厕所进行消毒。当我们需要使用这些消毒物品时,要根据不同的目的加以选用。

五、用疫苗抵抗

在与各种疾病作斗争的同时,科学家们发现,虽然许多细菌和病毒会给人类带来疾病,造成死亡,然而,人们可以利用这类细菌和病毒的毒素,把它少量地注射到正常人的体内,使人产生对某种疾病的抵抗力,这种用来注射的细菌和病毒,就是疫苗。

宋朝的时候,人们就已知道用天花病人的痘痂,用棉花蘸着塞入健康人的鼻孔里,使其不再患天花病。18世纪,英国的一乡村医生琴纳受挤奶姑娘不患天花病的启示,做了一系列的实验,为一个小男孩接种了牛痘,成功地获得了预防天花的免疫效果,用科学的方法开创了免疫防病的前例。

经过长时间的努力,人们研制出了许多疫苗,用来注入人体,抵抗各种疾病的袭击,还有效地控制了天花、麻疹、霍乱、鼠疫、伤寒、流行性脑炎、肺结核等许多传染病的蔓延。

流脑疫苗

疫苗为什么能预防传染病呢?疫苗、菌苗都是利用微生物制成的,所以称为生物制品,对人体来说,这是一种异体物质,人们称它为抗原,抗原进入人体后,可以刺激人体内产生一种与其相应的抗体物质。抗体具有抑制和杀灭致病菌的功能,这便是人体内的免疫作用。注射了某种菌苗或疫苗,人体就会产生对抗某种致病菌的抗体,这样就获得了免疫力,就不会再得某种传染病了。