1928 年 9 月 3 日，英國細菌學家弗萊明 (Alexander Fleming) 度完假回到實驗室，發現自己離開前竟忘了將葡萄球菌的培養皿收好。他收拾整理時，一個角落長了綠色黴菌的培養皿引起他的注意：在這黴菌周圍竟然乾乾淨淨，完全沒有葡萄球菌！
弗萊明馬上想到這種黴菌或許有殺菌功能，隨即進行分離培養，最後發現這個綠色黴菌會分泌某種物質，不只能殺死葡萄球菌，對許多細菌也都有效。弗萊明將此分泌物命名為「盤尼西林」（Penicillin），第一個抗生素於焉誕生，從此改變人類對抗病菌的歷史。
這個無心插柳的傳奇故事廣為流傳，至今只要提到抗生素，幾乎都會歸功於弗萊明，彷彿弗萊明的發現立刻造福人類。但其實事情沒那麼簡單，這並不是像童話故事那樣，王子親吻公主後，從此就過著幸福快樂的日子。事實上，弗萊明並未提煉出盤尼西林，而他第二年發表論文後，得到的反應也相當冷淡。
這是因為弗萊明所發現的菌種是特異盤尼西林菌 (Penicillium notatum)，非常不容易培養，加上他又不是化學家，不知道如何有效分離出盤尼西林，因此無法進行臨床實驗來佐證其療效，也就難以獲得醫界重視。而當 1935 年發現一種磺胺劑具有殺菌效果後，弗萊明的發現更無人聞問了；等到再有人重拾他的研究，已是他發表論文十年之後。
錢恩 (Ernst Chain) 是在德國出生長大的猶太人。1933 年，剛取得化學博士的他為了逃避納粹迫害，連忙逃往英國，兩年後落腳於牛津大學。1939 年，他加入弗洛里 (Howard Florey) 教授領軍的團隊，研究抗生素。錢恩從文獻中找到弗萊明的論文，認為盤尼西林大有可為，向弗洛里報告後獲得支持，兩人成功研究出加以分離純化的方法。但這只能獲取到極為微量的盤尼西林，不足以做臨床實驗，最後是研究助理希特利 (Norman Heatley) 想出逆萃取法，才提高產出，可以進行實驗。
圖片來源： Museum of the History of Science
他們先拿老鼠做實驗，證實盤尼西林比磺胺劑有效又來得安全後，開始進行人體實驗。當時有一位警官因臉部傷口感染在醫院已經躺了好幾個月，用磺胺劑治療都無效，不但左眼得摘除，細菌也侵蝕到肩膀與肺部，痛苦不堪。1941 年 2 月，醫生試著投以弗洛里團隊提供的盤尼西林，結果一天內就有明顯的改善，無奈療程進行到月底，所有盤尼西林都已用罄，原本已經好轉的警官情況再度惡化，於三月中去世。
醫療團隊深感挫折卻也無可奈何，因為實驗室本來就無法大量生產，而此時德軍已席捲歐陸，並對英國展開密集轟炸，英國藥廠在炮火下要生產各式藥品已經相當吃緊，根本無暇研發盤尼西林的量產。弗洛里決定向美國求援，因為此刻唯有遠在戰火之外的美國才有資源進行量產。
弗洛里求學時曾拿到洛克斐勒基金會的獎學金，到美國待了一年，而這次抗生素的研究經費也是由他們贊助。於是弗洛里透過這層關係，請洛克斐勒基金會安排與美方接洽，最後達成協議：弗洛里團隊無償提供製造方法，美方成功量產後須回贈一公斤的盤尼西林。
為了避免在通訊過程中被德軍攔截相關資訊，從中得知如何製造盤尼西林，弗洛里決定冒著戰火的危險，帶著希特利前往美國予以當面指導。為求謹慎，他們並未攜帶文件資料，一切都記在腦中，而且特意不把青黴菌裝在容器中，而是塗抹在大衣口袋裡，以防中途萬一被德軍俘虜，取走樣本。
1941 年 7 月 2 日，弗洛里和希特利抵達紐約，幾天後轉往芝加哥西南方 250 公里的農業小鎮皮奧里亞 (Peoria)，拜會美國農業部位於該處的實驗室。完成洽談後，弗洛里先行離開，逐一拜訪輝瑞、默克、……等各大藥廠，遊說他們生產盤尼西林，才返回英國。希特利則留在實驗室，與負責此專案的莫伊爾 (Andrew Moyer) 開始研究如何大量生產盤尼西林。
當然，首先得要有大量的青黴菌。然而黴菌向來都是生長在培養基的表面，要用這種平面方式大量培養，必須有相當大的場地，實際上並不可行。他們做了各種實驗後，發現以玉米漿作為培養基，放在桶裝容器中攪拌發酵，青黴菌便不受限於在表面生長。玉米漿是製造玉米粉的副產品，當地農夫都直接排入伊利諾河中丟棄，因此取得成本低、數量又多，大量培養青黴菌絕對沒有問題。不過問題在於希特利帶來的特異盤尼西林菌耐受力不佳，難以熬過發酵過程，因此實驗室同時找尋其它不同菌種來試驗。
圖片來源： 華盛頓郵報 (The Washington Post)
1941 年底，日本偷襲珍珠港，美國也宣布派軍參戰，抗生素的研發立刻升級為攸關存亡的國安問題，畢竟以往在戰爭中犧牲的士兵，有一半以上其實都是死於傷口感染。美國軍隊奉令從世界各地蒐集黴菌，送到皮奧里亞的實驗室，其中以來自重慶、孟買、開普敦三地的菌種表現最佳。不過沒想到最好的菌株竟然遠在天邊近在眼前，就在皮奧里亞的市場上。
1943 年，實驗室來了一位年輕的研究助理瑪莉．杭特 (Mary Hunt)，她每星期有兩、三天會去附近的市場上翻找長出青黴菌的水果。由於她不能透露用途，搞得攤販都以為這個神秘兮兮的女子是家庭主婦，不好意思承認家境拮据，為了省錢專挑發霉的水果。不知是從攤販或是同事開始，杭特從此被冠以「發霉瑪莉」(Moldy Mary) 的暱稱。
有一天，她從市場上帶回一顆哈密瓜，上面的魯本斯盤尼西林菌 (Penicillium rubens) 被編為第 72 號黴菌，不但耐受力佳，所分泌的盤尼西林更是原先菌種的數百倍。至此，盤尼西林終於得以大量生產，及時挽救了同盟國數萬名受傷的士兵。直到現在，製造盤尼西林所用的仍是這個菌種。
圖片來源： 華盛頓郵報 (The Washington Post)
二次大戰結束後，弗萊明、弗洛里、錢恩三人共同獲頒 1945 年的諾貝爾生理或醫學獎，實至名歸。不過，後來歷史的聚光燈只打在弗萊明身上，一般大眾很少注意到弗洛里與錢恩的貢獻。至於讓盤尼西林得以大量生產的希特利、莫伊爾與杭特，更是鮮為人知了。
圖片截自諾貝爾獎官網 (NobelPrize.org)
- 標題圖片：弗萊明。圖片來源：華盛頓郵報 (The Washington Post)。
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