河水中的抗菌物质：头孢菌素的发现

头孢菌素化合物最初是于20世纪40年代，由意大利卡利亚里（撒丁岛首府）大学的医学教授朱塞佩·布罗楚（Giuseppe Brotzu，1895—1976）从撒丁岛排污河中的顶头孢霉菌中提取出来的。“二战”结束时，意大利许多城市因为卫生条件落后而发生了伤寒流行，但卡利亚里有一个地区，虽然人们在一个排污的河流中游泳并吃河里的生鱼，却少有生病者。布罗楚注意到了这一情况，当时他已经了解到了青霉素，并对微生物学有一定研究。于是他怀疑河中有对抗病菌的物质，很可能由河中的微生物产生。于是他用琼脂糖培养基培养河水，并得到了一种顶头孢霉菌。

他发现这些顶头孢分泌一种物质，可以有效抵抗引致伤寒的伤寒杆菌。这种物质不稳定，并且难以纯化。他经过多次试验，使用过滤、离心、提取（水、乙酰、丙酮等多种溶剂），最后得到了一种混合状态的物质。他把包含了有效物质的混合物用于临床试验，得到了振奋的结果，特别是对于葡萄球菌感染及伤寒有特效。

由于缺乏经费，1948年布罗楚把自己的研究结果发表在一本小杂志上。但未能引起意大利科学家的注意。幸运的是，布罗楚把一份头孢制剂和相关说明送给了撒丁岛上的盟军军医布莱思·布鲁克（Blyth Brooke）（少校军衔），希望能够引起重视。布鲁克咨询了英国医学研究委员会，委员会中的一位学者推荐他们联系因发现青霉素而获得诺贝尔奖的科学家——霍华德·弗洛里（Howard Florey）。

1948年7月，弗洛里收到了布鲁克的信。当时弗洛里和他的团队正在进行筛选新型抗生素的研究，于是他立即联系布罗楚索取到了菌株，然后组织了牛津大学的盖伊·牛顿（Guy Newton，1919—1969）和爱德华·亚伯拉罕（Edward Abraham，1913—1999）等人开始研究。

经过6年的研究，他们发现了三种头孢类化合物：头孢菌素P、N、C，其中头孢菌素C引起了他们的兴趣。1957年，本丹·凯利（Bendan Kelly）和在克里夫登的同事们得到了一种突变菌株，可以大量产生头孢菌素C。

1959年，盖伊·牛顿和爱德华·亚伯拉罕使用多萝西·霍奇金（Dorothy Hodgkin，1910—1994）优化的X射线衍射晶体学方法，对新抗生素的化学结构进行了鉴定，并就头孢菌素C和头孢菌素的核心结构7-氨基头孢烯酸（简称7-ACA）申请了专利。

通过专利许可费，两人得到了巨额的利润，而他们也把大部分利润捐献了出来，并设立了多个基金会从事慈善工作。到20世纪结束时，牛津大学已经得到了他们3000万英镑的捐赠，头孢菌素的专利许可费用总计达到了1.5亿英镑。

牛津大学成功提炼出对β内酰胺酶稳定的头孢菌素C，但它却未有足够的效力用于临床。头孢菌素的核心是7-氨基头孢烯酸（简称7-ACA）是从头孢菌素C中衍生出来，并已证实与青霉素的核心（即6-氨基青霉烷酸，6-APA）相似。葛兰素和礼来等药企加入进来，对7-ACA的旁链做出修改，以得出可以临床使用的抗生素。

第一类的头孢噻吩（cephalothin）便是由礼来公司于1964年上市，商品名Keflin。葛兰素公司研发的头孢噻啶（cephaloridine）也于同年上市，虽然一度因为可以肌注、血药浓度高等原因更受欢迎，但因不宜口服等因素，逐渐让位，在今天主要作为兽药用于动物感染。

安静娴，中国制药工业企业第一位中国工程院院士，东北制药高级工程师

引自：http://news.xinhuanet.com/science/2015-07/17/134418063_14370220559131n.jpg

我国在20世纪80年代后才开始头孢类药物仿制，安静娴（1925—2015）院士在东北制药率先仿制成功头孢噻肟、头孢氨苄等药物，这才改写了进口头孢类药物的历史。