第一种广谱抗生素是如何从密苏里州的泥土中诞生的

节选:神奇疗法

以下节选自 《神奇疗法》 作者:William Rosen

一种名为提摩西的多年生草本植物,高可达两到五英尺,覆盖着美国中西部数千英亩的土地。它以坚韧著称,能抵抗寒冷和干旱,并且几乎在任何土壤中都能茁壮成长,从最肥沃的河岸土到最贫瘠的沙地。像许多新大陆的植物一样,它是一种相对较新的入侵者,由 欧洲 殖民者引入殖民时期的美国——一种流行的理论认为,这个名字来源于一位名叫 Timothy Hanson 的十八世纪新英格兰农民——它被广泛用作动物饲料,用于饲养从家兔到牛马等各种牲畜。

提摩西草作为一种商业商品,其重要性非同寻常,以至于密苏里大学的农学家在 1888 年该校的农业试验站 Sanborn Field 开放时就开始在那里种植它。直到 1945 年,他们仍在进行试验——测试各种改良产量或增强耐候性的品种——此时,一位土壤微生物学家 William Albrecht 收到了一位现在纽约工作的昔日同事的来信。信中请求 Albrecht 从密苏里州的十二个不同地点获取土壤样本,其中包括 Sanborn Field 的 23 号地块。写信人是一位名叫 Benjamin Minge Duggar 的植物学家和真菌学家。

miracle cure cover
《神奇疗法:抗生素的诞生与现代医学的崛起》 作者:William Rosen Viking 出版社

Duggar 当时七十三岁,是一位成就斐然、备受尊敬的植物病理学家。自 1898 年获得博士学位以来,他在农业部以及康奈尔大学、威斯康星大学、圣路易斯华盛顿大学,当然还有密苏里大学等几所著名赠地大学,几乎不间断地研究真菌和疾病。1 1944 年,他离开了最后的学术职位,加入了 Lederle 实验室,在他的杰出研究主管 Yellapragada Subbarao 博士手下工作。

Lederle Antitoxin Laboratories,其最初的名称,由前纽约市卫生局长 Ernst Lederle 博士于 1904 年创立,旨在生产由 Emil Behring、Paul Ehrlich 和 Robert Koch 在十九世纪末开发的白喉疫苗的美国版本,以便他们能够免版税地出售给美国医生和医院。在创始人于 1921 年去世、1930 年被农业化学品制造商 American Cyanamid 收购,以及 Subbarao 于 1940 年被聘用期间,破伤风、伤寒、炭疽和天花疫苗及抗毒素在接下来的四十年里一直是公司的主要业务。

Subbarao 是一位出生于印度的医生和生理学家,于 1923 年作为身无分文的移民来到美国,但获得了哈佛大学热带医学院(该大学医学院的一个分支)的录取通知书。他的学费由岳父支付,但为了支付食宿费用,他在哈佛医学院获得了一份工作,在那里度过了接下来的十七年。他的成就非凡;除其他研究外,他还分离出了三磷酸腺苷(ATP)的组成部分,ATP 是所有细胞呼吸的燃料。事实上,对 Yellapragada Subbarao 成就的完整描述几乎多得无法一一列举——不仅有关于 ATP、肌酸和 B12 的基础发现,还有半打至今仍在使用中的化学突破,包括发现一种被称为抗叶酸的叶酸模拟物如何用于治疗白血病。尽管如此,美国的移民法(包括其他方面,来自英属印度的移民只有在符合美国国务院认为有价值的职业类别时才被允许停留……这个列表会定期更改)要求他在整个职业生涯中都必须登记为外国人。

Subbarao 有问题的移民身份带来的最重要结果是,大学中最杰出的研究人员之一未能获得终身教职。学术界的损失是产业界的收益;1940 年,他离开大学加入了 Lederle,担任研究总监。一年后,他代表 Lederle 参加了由 A. N. Richards 召集,讨论后来成为青霉素项目的医学研究委员会的首次会议。三年后,他聘请了 Benjamin Duggar。

此时,Selman Waksman 在罗格斯大学的研究使他成为世界上最著名的土壤科学家;更重要的是,他的研究激励着整个学科的每个人都效仿他的方法:测试数千种放线菌的抗菌性能。这无疑也激励了 Subbarao 和 Duggar,他们发起了一项全球土壤采集计划。令人惊讶的是,在世界大战最激烈的时候,他们成功招募了数十名士兵和水手,在从高加索到北非再到南美的各地搜寻土壤样本。1945 年,他们在离家更近的地方——字面意义上的——获得了“金矿”,即来自 Sanborn Field 23 号地块的样本。23 号地块中生活着一种黄色的放线菌,是 Selman Waksman 的灰链霉菌的一个亲戚,他们将其命名为 A-377。经过近三年的测试和实验,Duggar 在一篇论文中向世界宣布了他的发现,他在论文中将他新发现的生物命名为“金黄色链霉菌”(Streptomyces aureofaciens),意为“造金者”。

这个名字几乎肯定是为了描述细菌的外观,但 Duggar 的雇主 Lederle 可能有不同的含义。S. aureofaciens 产生了一种身份和结构未知的化学物质,但它比青霉素或链霉素能更广泛地抑制多种细菌的活性。Duggar 将这种物质命名为 Aureomycin(aurum 在拉丁语中意为黄金),它对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都有效,包括引起尿路感染等常见疾病以及鼠疫等罕见疾病的病原体。它甚至对多种病毒似乎也有强大的作用。首个广谱抗生素就此被发现。

1948 年,经过一系列非常成功的动物实验后,Aureomycin 已准备好进行人体临床研究。选择的机构是哈林医院,Louis Tompkins Wright 在那里花费多年时间研究治疗疾病,例如由一种名为沙眼衣原体(Chlamydia trachomitis)的细菌引起的性传播淋巴感染。Wright——美国最著名的非裔美国医生,首位被美国外科学院录取的医生——不仅在治疗沙眼衣原体方面取得了辉煌的成功,而且在治疗病毒引起的肺炎(而非肺炎球菌引起的肺炎)方面也取得了成功。

Aureomycin 看起来像一种真正的“神奇子弹”:有望治愈几乎所有疾病的药物。哈林医院的结果并没有说服所有人;哈佛医学院的 Maxwell Finland,也许是该国最受尊敬的传染病专家,发现 Wright 的报告“带有些许热情”,他并非称赞之意。1948 年,这使他成为“荒野中的声音”。Lederle 公司将其宣传为“迄今发现的最通用的抗生素,其活性范围比任何其他已知药物都更广泛”。这不仅仅是因为它在治疗疾病方面优于现有的抗菌疗法(尽管确实如此)。与普朗托西尔(Prontosil)、青霉素,或者——得益于 George Merck——甚至链霉素不同,Aureomycin 可以申请专利,并于 1949 年 9 月 13 日获得了美国专利号 2,482,055。甚至在专利批准之前,在 1948 年,该公司就花费了当时前所未闻的 200 万美元将这种“造金者”的样本寄给了 142,000 名医生。Lederle 公司拥有了历史上第一个重磅药物,但它不会长时间独占舞台。

  1. 赠地学院,就像农业部本身一样,是第 37 届美国国会(该国会于 1862 年 7 月通过了以其起草人、佛蒙特州国会议员 Justin Smith Morrill 命名的《莫里尔法案》)的产物,旨在“教授与农业和机械艺术有关的学习分支……”。与北方实验室和罗格斯大学的 Selman Waksman 实验室一样,它们提醒着人们国家对基础研究进行投资所带来的不可预测但巨大的回报。↩︎

节选自 《神奇疗法》 作者:William Rosen,经 Viking 出版社许可,Penguin Publishing Group 的一个分支,Penguin Random House LLC 的一部分。版权所有 © 2017,Jeanine Rosen。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .