淤泥里的金色真菌
自1928年弗莱明发现青霉素以来,目前已发现或发明的抗菌药物有5000~10000种,其中用于临床的100种左右。抗生素作为治疗细菌感染性疾病的主要药物,是世界上应用最广泛、发展最快、品种最多的一类药物。
在第一种抗生素——青霉素之后,第二种重要的抗生素是链霉素,是由美国生物化学博士瓦瑟曼从土壤放线菌中发现并提炼的。1932年,他发现在结核杆菌的培养基中,结核杆菌被一种真菌杀灭,但他未继续研究,那时学术界对抗菌药物的研究普遍缺乏兴趣。1939年,美国最大的制药厂默克公司资助瓦瑟曼研究抗生素,他观察到20%~50%的放线菌能够抵抗细菌或霉菌,于是瓦瑟曼改变了自己的研究方向,集中研究放线菌中的杀菌物质。他从中发现,链丝菌属能杀死其他的细菌,而自己能保存下来。它们不仅可以杀灭青霉素所能杀死的细菌,还可以杀灭结核杆菌等青霉素不能杀死的细菌。瓦瑟曼领导的研究小组在1939~1943年间,从土壤中分离出1万多株放线菌,发现其中10株能产生对病原菌有杀灭作用的抗生素。
抗生素这个名词,就是瓦瑟曼在1941年首先提出并应用于实践的。1943年,瓦瑟曼和他的助手分离出一株灰色的放线菌,其抑制病菌作用更强,瓦瑟曼命名为灰色链霉菌,产生的抗菌物质为链霉素,并在1944年发表研究报告。这篇报告被认为是链霉菌发现的原始报告,实际上,当时瓦瑟曼尚未看到他的发现对人类医学的重大意义。这报告却引起美国明尼苏达州罗彻斯特梅奥医院的药物学家费德曼和欣肖两人的注意,他们当时正致力于结核病药物的研究。费德曼、欣肖立即与瓦瑟曼和默克医药公司联系,合作进行动物试验、人体试验、生产试制等工作,美国国家研究委员会化学治疗委员会也参加组织工作,进展十分迅速,大量临床实验证实,链霉素对结核杆菌具有强大杀伤作用。链霉素的问世使成千上万结核病人获得新生。瓦瑟曼的开创性研究,使人们摆脱了许多疾病的威胁,由于他对人类健康作出的巨大贡献——征服结核病,而荣获1952年度诺贝尓生理学或医学奖。
灰色链霉菌是一种放线菌
另一个重要的抗生素是金霉素,由美国植物生理学家达格尔发现。他从几千份土壤样品中,筛选抗生素。一位朋友从达格尔家乡的密苏里大学附近的淤泥中挖了一块土,装在瓶子里寄给他,最后他在这瓶编号为A377的泥土样本中找到金色真菌。金霉素的化学结构属四环素一类,至今仍在临床使用。在抗生素中,四环素族是一个重要的门类,米诺霉素、强力霉素、金霉素、土霉素、四环素,都属四环素属。
1947年,从委内瑞拉链霉菌中分离得到一种广谱抗生素——氯霉素。
1959年,英国人帕塔西罗和亚帕拉罕等分别分离出青霉素母核和头孢菌素母核,为开发半合成类抗生素奠定了基础。头孢菌素是青霉素的“近亲”,1945年发现菌种,被开发出来多代半合成类抗生素,有氨苄西林、阿莫西林、哌拉西林、头孢呋辛、头孢克洛、头孢他啶等。
1962年,迪尔克海姆在合成抗疟药氯喹时,偶然发现了结晶状的奈啶酸有杀菌功能,尤其对顽固性尿路感染,由此开创了喹诺酮类抗菌药物治疗的历史。喹诺酮类现已开发了四代:第一代萘啶酸、吡洛酸,第二代吡哌酸,第三代环丙沙星、氧氟沙星,第四代帕珠沙星、加替沙星等。喹诺酮类抗菌药已成为21世纪以来全球最畅销的200种药物之一。
纵观抗感染药物的发现史,自20世纪30年代以来,大约每隔10年就有一大类新型化学治疗药物问世。30年代为磺胺药物;40年代为青霉素;50年代为红霉素、四环素和氯霉素;60年代为广谱半合成青霉素、第一代头孢菌素、氨基糖苷类抗生素;70年代为第二代头孢菌素、喹诺酮类抗生素;80年代为第三代头孢菌素、喹诺酮类抗生素。
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