青霉菌的故事

蒋永源

显微镜下的生命色

青霉菌因其孢子在显微镜下呈青绿色而得名，其菌丝体由分枝的分隔菌丝组成，一部分菌丝伸入基质中吸取养料，另一部分暴露在空气中，并在适宜条件下进行繁殖。

显微镜下的青霉菌是极美的：低倍显微镜下，它像极了一个热带丛林；高倍显微镜下，它又像一朵朵花，一颗颗孢子向四周播散着新的生命。

青霉菌的生殖方式属于孢子生殖，既可以进行无性繁殖，也可以进行有性繁殖。

无性繁殖时，菌丝体形成分生孢子梗，顶端产生分生孢子，成熟的分生孢子飞散萌发形成新的菌丝体。有性繁殖时，菌丝体顶端的雌性生殖器官产囊体与其附近的精子囊接触后，形成产囊菌丝，在产囊菌丝顶端处形成子囊，减数分裂后产生8个子囊孢子，子囊孢子萌发形成新的菌丝体。

绿色是大自然的基色，是生命的象征；青绿色的青霉菌产生的青霉素，也是生命的象征。正是它的发现，避免了第二次世界大战期间数百万人的死亡。

传奇诞生于偶然

谈到青霉素的发现，我们就要提到一位科学家——弗莱明，一个偶然的机会让他发现了青霉素。

1928年的一天，弗莱明在一间简陋的实验室里研究导致人体发热的葡萄球菌。由于盖子没有盖好，楼上一位研究青霉菌的学者的青霉菌飘到了培养细菌用的琼脂上。弗莱明惊讶地发现，青霉菌附近的葡萄球菌被溶解了。后来他经过多次实验，发现这个现象可以重复，据此发现了葡萄球菌的克星——青霉素。1929年，弗莱明因这个发现发表了相关的论文，但是他并没有找到合适的提纯方法，并于1934年停止了对青霉素的研究。

1940年，另外两位科学家——弗洛里和钱恩用青霉素重新做了实验，并证明了将青霉素注入小鼠体内能有效治疗多种细菌感染，而小鼠也能够健康地活下来。这个实验说明，青霉素既能杀死病菌，又不损害人体细胞。

1941年前后，弗洛里与钱恩一起实现了青霉素的分离与纯化，并发现了青霉素对传染病的疗效。但是，青霉素会使个别人发生过敏反应，所以在使用前必须做皮试。

青霉素在医学上的应用

青霉菌属包含许多种类，前面提到的可以从中提取青霉素的青霉菌只占其中的一部分，如黄青霉、点青霉等。法国美食蓝纹奶酪的发酵剂也是一种青霉菌。

第二次世界大战促使青霉素大量生产，1943年的生产量足以支撑伤兵的治疗，1950年的生产量就已经可以供应全世界了。目前，按照临床应用可将青霉素分为五类：

第一类为窄谱青霉素，是天然青霉素，如青霉素G（苄青霉素）是治療敏感的草兰氏阳性菌、革兰氏阴性球菌及螺旋体感染（梅毒螺旋体）的首选药。

第二类是耐酶青霉素，不会被青霉素酶水解，如甲氧苯青霉素（甲氧西林），主要治疗产青霉素酶的金黄色葡萄球菌所致的感染。

第三类是广谱青霉素，如氨苄西林、阿莫西林，对草兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有效，但不耐酶。

第四类是抗铜绿假单胞菌广谱青霉素，如哌拉西林，可以治疗铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、变形杆菌、流感杆菌和伤寒沙门菌等所导致的感染病。

第五类是抗革兰氏阴性菌青霉素，如美西林、替莫西林，对革兰氏阴性杆菌作用强，对铜绿假单胞菌无效，对革兰氏阳性菌无效。

那么，何时可以使用青霉素呢？我们的体内有一套防御系统，“防御士兵”叫作白细胞，细菌感染时防御系统就会派出很多士兵去消灭细菌，查血时就会发现白细胞浓度升高，这时就可以使用青霉素啦！

青霉素与皮试：过敏之痛

青霉素溶液中的降解产物存在导致人体出现过敏反应的过敏原。人们第一次接触过敏原后，会在5～8天内产生抗体，当再次接触青霉素时，抗体就会攻击青霉素溶液中的过敏原，出现过敏反应，严重的甚至会发生窒息、休克。

皮试的原理就是在患者第二次接触青霉素治疗前，先将青霉素皮试剂注射到皮下，如果是过敏体质的患者，体内的抗体就会攻击注射在皮肤下的青霉素，使得皮肤局部出现过敏反应，提示这位患者不能使用青霉素，从而避免大量青霉素进入体内造成严重的过敏反应。

虽然每个人的过敏原都不一样，也并不是所有人使用青霉素都会过敏，但是我们并不了解每个人的过敏原是什么，也不了解我们在生活中是否和过敏原发生过接触，因此每个人在用药前都应该进行皮试。

青霉菌大战细菌

细菌的细胞结构分为基本结构和特殊结构。其中，细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等每个细菌细胞都具有的结构，称为基本结构；荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢仅为某些细菌具有，称为特殊结构。

细胞壁对于细菌来说非常重要，它是细菌的“外壳”，可以保护细菌并且维持细菌的形态。如果细胞壁不在了，细菌就会破裂死亡。

细胞壁的主要成分之一是肽聚糖，在合成之后需要形成连接（即交联）才能发挥作用。青霉素属于B-内酰胺类抗生素，当其作用于细菌时，可以与转肽酶结合，从而不可逆地抑制交联的形成，使得细胞壁不能够连接在一起，最终导致细菌细胞的破裂和死亡。

青霉素与细菌的作战并不总是胜利的，由于抗生素的滥用，促进了耐药细菌的产生，使得青霉素对细菌的杀伤力大大降低甚至丧失。endprint