1921年11月，弗莱明在实验过程中，不小心打了个喷嚏，一点鼻腔粘液刚好滴在培养基上。自己的这个举动，竟然帮助科学家研究出了一种药物，在70年内救了上亿人性命，人类寿命也平均提高15年。 两周后的一个清晨，弗莱明准备清理实验室的废弃样本。 在显微镜的强光下，培养皿中央那团毛茸茸的绿色霉菌像一块不规则的翡翠，而更令人震惊的是，霉菌周围的葡萄球菌菌落竟然消失得无影无踪，形成了一圈晶莹剔透的无菌环。 “这太不可思议了。” 接下来的几个月里，弗莱明在实验室里展开了疯狂的研究。他将青霉菌接种到各种细菌培养基中，发现它对链球菌、白喉杆菌等多种致病菌都有抑制作用。 1929 年，他在《英国实验病理学杂志》上发表论文，详细描述了这种 “霉菌汁液” 的杀菌特性，并为其命名为 “青霉素”。 只是受限于当时的技术条件，他无法提炼出纯度足够高的样本，这篇论文发表后很快被淹没在浩如烟海的学术文献中。 弗莱明的研究之所以没能立刻引起轰动，根源在于那个时代无法逾越的技术鸿沟。 他在实验室笔记里记录过一个令人沮丧的现象：当把青霉素溶液加热到 37℃（人体体温）时，不到一小时就会失去活性。更棘手的是，这种物质在培养基中含量极低，100 升培养液只能提取出几毫克粗提物，纯度不足 1%。 1931 年，弗莱明尝试用青霉素给一位眼部感染的患者治疗，虽然局部涂抹确实抑制了细菌扩散，但当他试图加大剂量时，溶液中的杂质引发了严重的过敏反应。 这次失败让他意识到：没有提纯技术的突破，青霉素只能是实验室里的好奇物。 当时英国的化工产业还停留在煤焦油提炼阶段，根本没有分离微量生物活性物质的设备，就连剑桥大学的生化实验室，离心分离机的最高转速也只有每分钟 3000 转。 更重要的是，那个年代的医学界还没走出 “磺胺类药物” 的狂欢。 1935 年德国拜耳公司推出的磺胺药能有效治疗链球菌感染，虽然副作用强烈，却已是当时最先进的抗感染武器。 当弗莱明在学术会议上展示青霉素的实验数据时，有同行甚至调侃：“与其研究发霉的培养液，不如想想怎么改进磺胺的配方。” 在战争阴云渐浓的 1930 年代，没人愿意为一项看不到量产希望的研究投入资源。 弗莱明并没有放弃，他保留着青霉菌培养物，每年都要重新接种以维持菌株活性。 他在 1935 年的私人信件中写道：“这种霉菌就像沉睡的巨人，或许未来某天会有人找到唤醒它的方法。” 时间来到 1938 年，纳粹德国的铁蹄正在欧洲大陆步步紧逼。 牛津大学病理学家霍华德・弗洛里在整理旧档案时，偶然翻到了弗莱明那篇被遗忘的论文。弗洛里立刻意识到，这可能是破解感染难题的钥匙。 钱恩带来了当时最先进的蛋白质分离技术。他发现青霉素是一种小分子物质，能通过乙醇沉淀法与霉菌杂质分离。 1939 年冬天，牛津大学的低温实验室里，钱恩团队用玻璃漏斗和陶瓷过滤器进行了上百次实验。他们发明了 “冷冻干燥法”—— 将青霉素溶液冷却到 - 40℃再抽真空，这种方法能让活性物质保留率从 30% 提升到 75%。 但真正的突破来自一次意外：1940 年 3 月的一个深夜，实验室的恒温箱发生故障，培养皿温度降到了 20℃，原本预计三天才能形成的无菌环，竟然在 24 小时内就清晰可见。 钱恩通过色谱分析发现，低温环境能让青霉菌的代谢路径发生改变，青霉素产量提升了 3 倍。 1940 年 5 月 25 日，他们进行了划时代的实验：8 只感染致命链球菌的小白鼠被分成两组，对照组在 24 小时内全部死亡，而注射青霉素的 4 只不仅存活下来，还在一周后完全康复。 当弗洛里把实验结果展示给弗莱明看时，这位已经 54 岁的科学家红了眼眶 —— 他等待这一天，已经等了 11 年。 青霉素的量产之路远比想象中艰难。 1941 年，英国的化工企业因战争全力生产炸药，苯酚、丙酮等基础化工原料优先供应军火厂，弗洛里团队不得不用牛奶桶当发酵罐，在实验室的走廊里培养青霉菌。 最困难的时候，他们甚至发动牛津大学的师生收集家里的果酱瓶，用来盛装培养液。 当年 7 月，弗洛里带着仅有的 5 克青霉素样品登上了前往美国的轮船。大西洋上的德国潜艇让这段航程充满危险，他把青霉素粉末封在玻璃管里，藏在公文包的衬里中 —— 这是当时全世界仅有的纯化样本。 在美国农业部的协调下，位于新泽西州的默克制药、辉瑞公司加入了研究，他们带来了两项关键技术： 默克公司则解决了提纯难题，他们用乙醚萃取法结合层析柱分离，纯度终于突破 95%。1943 年 3 月，美国军方启动 “青霉素计划”，19 家制药企业联手建立生产线，到诺曼底登陆前，每月产量已达 6500 亿单位 —— 足够治疗 10 万名伤员。 有趣的是，量产过程中还出现了意外收获。 1943 年，一名工人在清理发酵罐时发现，沾染了霉菌的香蕉皮上菌落生长特别旺盛。后续研究证实，香蕉皮中的钾元素能刺激青霉菌分泌青霉素，这个发现让产量又提升了 30%。 从牛奶桶到 5 万升的巨型发酵罐，人类用了不到两年时间，完成了从实验室到工业化的跨越。 当 1945 年诺贝尔奖委员会宣布将生理学或医学奖授予弗莱明、弗洛里和钱恩。
