青霉素的发现和战争中的应用
摘 要: 第二次世界大战作为迄今为止人类历史上最大规模的战争,给世界各国民众带来了深重的灾难,人类文明遭受了前所未有的破坏。但,在这一时期,战争各方为取的最终胜利,也获得了一些前所未有的科技新成就。科技发展之快,应用之迅速,是和平时期所无法企及的。其中,有原子能武器、火箭、雷达等战争杀人利器,但二战时间挽救生命的技术进步也是战略性的,它深深影响了第二次世界大战的进程。当中,青霉素在第二次世界大战中的发展和应用是最具代表性的。其杀伤革兰氏阳性细菌的神奇功效使战争各方都对它垂涎不已,它的应用对第二次世界大战乃至整个人类发展产生了深远的影响。
关键词: 第二次世界大战;科技;青霉素
1 青霉素的发现
盘尼西林,俗称青霉素。1928年,英国生理、医学家亚历山大·弗莱明(Alexaner Fleming)在一次查看实验时,意外的发现培养葡萄球菌的琼脂里长出了一片片绿色的霉菌,他通过显微镜观察,发现培养皿中含有细菌的溶液变清澈了,绿色霉菌旁边的细菌全被杀死了。后弗莱明经过反复研究论证,证明了这种绿色菌株具有很强的杀菌效果,并将这种菌株产生的抗生物质命名为青霉素。“青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素,它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力,带动了抗生素家族的诞生。”青霉素的药理作用是破坏细菌细胞壁的合成。而人类细胞无细胞壁,只有细胞膜,所以青霉素在有效杀死细菌的同时并不会破坏人类正常细胞和白细胞。因此青霉素成为了一种近乎完美的杀菌药物。但在弗莱明的实验中,从霉菌中大量提起青霉素和长期保持青霉素的杀菌效果是无法完成的。
青霉素的发现为之后第二次世界大战中青霉素的大量应用奠定了理论上的基础,从此人类医疗史进入了抗生素时代。
2 青霉素的发展历程
青霉素一经发现,它就被冠以神奇的色彩。在战争残酷的生活环境中,士兵们很容易患上疟疾、肺痨病、发高烧,在今天看来是些普通的疾病,但在第二次时却很容易夺去伤病员的生命,而注射青霉素后,病症会有效的好转,伤病员的身体逐步恢复健康。所以,青霉素在二战中被士兵们称之为起死回生的“灵丹妙药”。正是因为青霉素在战争医疗中的这种作用,让青霉素的发展和应用进入了“快车道”。
这时,青霉素的大量提取方法并没有出现。澳大利亚人佛洛里和德裔英籍生物化学家钱恩成为了解决这一问题的关键人物。在弗莱明发现青霉素数十年后,弗洛里敏锐的察觉到,青霉素将会是拯救人类生命的一项伟大发明。弗洛里立刻着手弗莱明未能完成的任务,他与钱恩、希特利等科学家组成一个研究团队,集体研究将青霉素大批量提纯并生产的方法。但他们遇到了与弗莱明同样的困难:“仅能从霉中提取到二百万分之一的有效物质,尽管几经周折,他们提取到的青霉素也仅够在几只人为感染链球菌的老鼠身上完成实验。”在弗洛里团队的实验中,将8只健康的小鼠感染链球菌,当8只小鼠奄奄一息时,一段时间后将其中的4只小鼠注射青霉素,而另外四只小鼠未采取任何措施。过一段时間后,神奇的事情发生了,注射过四只青霉素的小鼠活了下来,并逐渐恢复健康。于是,欣喜的弗洛里团队研究者们奋力的去提取青霉素,经过数月的努力,终于得到了一次在人体试验的机会。
这位病人是一名英国警察,他在刮胡子时不小心弄破了嘴唇,伤口很深,并发生了感染,服用药物治疗并没有好转,最后发展成了败血症。这位病人高烧40度,他只能默默等待死亡的降临。无奈之下,弗洛里团队决定给这位病人注射青霉素试之一试,令人欣喜的是注射青霉素后,之前无限接近死亡的患者病情发生了好转。经过多天的治疗,这名警察可以自行坐立进食。但在这治疗的关键时刻,之前弗洛里团队提取的青霉素用完了,病人在一天后重新陷入了昏迷状态,最终死亡。
这以悲剧告诉弗洛里团队,如果无法找到大量提取青霉素的办法,他们将无法对任何病人治疗。此时,正是第二次世界大战欧洲战场激战之时。身在英国的弗洛里,此时也正遭受着法西斯德国日以既日的轰炸。他深知,如果拥有青霉素,战争中大量的人员将得以拯救。于是,弗洛里向英国政府讲明青霉素的作用并寻求支持。但是,此时英吉利海峡被德军封锁,法西斯德国推行“海狮计划”,对英国本土实施大规模的地毯式轰炸,英国人员物质极度匮乏,无力给弗洛里团队提供帮助。
弗洛里等人将目标转向了美国,解决青霉素大量提纯方法的也正式美国。弗洛里等人到达美国后,美国政府敏锐的察觉到青霉素对于战争的战略性作用,此时第二次世界大战正在激烈进行,为了拯救战场中的大量伤员,美国政府立刻召集数以千名医学家和生物学家成立科研组,研究青霉素的大量生产方法。并将青霉素列入国家战时重点开发名录中,并至于最优先的项目的行列。
青霉素的大量提取和保持长期的杀菌性并不是轻而易举的事。为此美国政府不惜用军用飞机到世界各地地采集含青霉菌的土壤以筛选分泌青霉菌种。研究团队在实验了数以万种霉后,终于找到了一种被称为“产黄青霉素”的霉菌。青霉素的大量提取方法得到了有效解决。1942年,随着美国的参战,在欧洲和太平洋战场,对青霉素的需求不断增加,这也进一步推动了对青霉素提取方法的研究。美国研究团队采取了对霉进行放射的方法,这一极端的方法使青霉素的产量提高了几万倍。经过不懈努力,青霉素最终在战争中大量使用,成为了改变战争格局的一种重要因素。为了表彰对青霉素发现与发展的贡献,1945年,弗莱明、钱恩、弗洛里,共同获得诺贝尔医学和生理学奖。
3 二战中青霉素的应用
如果说,“原子弹是第二次世界大战中杀伤力量最强的武器,那么,青霉素就是从这个战场拯救生命最多的药物。”青霉素的大量应用,使第二次世界大战盟军的医疗条件大为改善,战争中受伤的士兵得到了有效的治疗。有一幅盟军的宣传画在当时流传甚广,画上印有如下标语:“感谢盘尼西林(青霉素),它让伤兵安然返家。”1944年,在第二次世界大战的决胜阶段,青霉素成为当时欧亚各战场的战略性物资。
青霉素首先在太平洋战争中得以应用。在太平洋战场,作战的地域为热带和亚热带地区,气候炎热,自然条件恶劣。丛林中作战,美军士兵们经常会被蚊虫、蚂蝗盯咬很容易发烧,失去战斗力。只要注射青霉素,他们很快将恢复健康。热带地区,由于士兵们水土不服,加之战斗任务繁重,得不到有效的休息,身体抵抗力下降,很容易患上疟疾,青霉素再次发挥了它神奇的疗效,注射一段时间青霉素后,疟疾很快就痊愈了。但是日本士兵就没有这么好的运气了,他们没有青霉素,患有发烧,得了疟疾的士兵,就只能等死。其中,瓜达尔卡纳尔岛战役中美军死亡1000多人,日军死亡2万多人。很大程度上,日军的大量死亡并不是被战争武器所杀,而是士兵们患病后得不到有效的治疗而亡。由此可见,青霉素极大影响了太平洋战争的进程。
“青霉素最显著的贡献是在第二次世界大战规模最大的登陆战—诺曼底战役中,它救治了无数迎着德军炮火登陆而负伤的盟军士兵。”欧洲战场,在诺曼底战役中,一位陆军少将由衷地称赞道,“青霉素是治疗战伤的一座里程碑,也正是第二次世界大战决定了青霉素的命运。”二战后期,青霉素的大量生产,使盟军的后勤医疗条件得到了很大改善。士兵们在战斗中发生的任何战争创伤,青霉素都有很好的治疗效果。在欧洲寒冷的冬天,青霉素对伤冻症也有很好的疗效。青霉素的使用,大大改善了欧洲战场医疗条件,增强了盟军的战斗力。
“1941年,远迁至中国云南省的国民政府中央防疫处工作人员,在看到英国学者发表有关青霉素的制取和临床应用方面的成果后,敏锐地发现这种新药的潜在价值,在著名微生物学家汤飞凡的带领下,根据能够获得的资料中提供的方法,开始了中国自己的青霉素研究。”虽然技术简陋,条件艰苦,但在中国科研人员的不懈努力下,于1944年制得一批可用于临床试验的青霉素粗制品。中国抗日战争中青霉素的临床使用还是依赖于美国的提供,二战后期,美国为国民政府提供了部分青霉素,但由于数量稀少,不足以在战争中大量使用,并且价格昂贵,堪比黄金。
青霉素也挽救了不少第二次世界大战中伟大人物的生命。其中最具代表性的是在1944 年,青霉素治好了英国首相丘吉尔的肺炎。而肺炎在当时医学界还被称为绝症。青霉素也被英国首相丘吉尔称赞道:“它是二战时最伟大的发明。” 悲剧的是,苏联方面军司令瓦图京大将在乌克兰视察时,被叛军打伤,后伤口感染,由于斯大林未向美国进口青霉素,这位可并列朱可夫样的人物就这样病死了。所以在二战时期,有实力的家庭,都会攒黄货,就是黄金,黑货,就是鸦片,再就是青霉素,能救命的东西。
4 结语
青霉素作为第二次世界大战中最重要的科技发明之一,挽救了数万计生命,极大改善了盟军战时后勤医疗条件,加速了反法西斯战争胜利的进程。它的发明至今影响着人类的生活。简言之,是第二次世界大战的进行推动了青霉素的快速发展和应用。战争就像是一个催化剂,许多平常看起来没有用的科学技术,在通过军事应用以后,很多的军事发明都运用到民用上造福人类。“科技与战争是相辅相成的关系,有战争就会有科技的参与,科技为战争提供技术支持,科技在战争中的应用也极大的发展了科技本身,战争间接的推动了科技的发展。”第二次世界大战作为迄今为止人类历史上最大规模的战争,绞杀了无数生命,但也是科学技术井喷的时代,科技的发展和应用,给人类生活带来巨大变化,深刻影响着人类文明的进程。
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