COVID 疫苗的開發突顯了 21 世紀科學的獨創性。在短短幾個月內,研究人員就確定了冠狀病毒的刺突蛋白,弄清了如何激發免疫反應,並生產出用於試驗的候選疫苗。這種疫苗,以其多種形式,被譽為科學史上最偉大的成就之一。
但是,當我們慶祝靶向分子生物學的力量時,我們也應該繼續尊重科學發現最重要的支柱之一: serendipity(意外發現)。
幾個世紀以來,機遇激發了醫學和科學領域的創新。第一次世界大戰期間,芥子氣對部隊的毒害導致了化學療法的產生。1955 年,瑞士工程師喬治·德·梅斯特拉爾在遛狗後,從狗的毛皮和自己的衣服上扯下毛刺,並在顯微鏡下觀察後,發明了尼龍搭扣。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
最重大的科學意外發現之一發生在 100 年前亞歷山大·弗萊明位於倫敦普雷德街聖瑪麗醫院二樓的實驗室裡。那不是青黴素的發現,弗萊明因此於 1944 年被喬治六世國王授予爵位,並在次年獲得諾貝爾獎。那是他對溶菌酶的識別,溶菌酶是一種攻擊細菌細胞壁的酶。儘管起初未被充分重視,但弗萊明的發現被證明在免疫學領域具有里程碑意義——並使這位科學家能夠認識到 1928 年掉入他實驗室培養皿中的青黴菌黴菌的潛力。
溶菌酶的故事始於 1921 年底的一天,當時患有感冒的弗萊明即興決定培養一份他的粘液樣本。這位科學家這樣做是有原因的:在第一次世界大戰期間在皇家陸軍醫療隊服役時,他親眼目睹了有毒感染的危險,並願意測試任何可能被證明對它們有效的物質。儘管如此,粘液仍然是一個不太可能的標本,因為當時的細菌學家普遍認為人體無法產生天然防腐劑。弗萊明是一位不知疲倦且求知慾強的研究人員,對此並不確定。
在培養物製備幾周後,弗萊明的學生 V.D. 艾利森注意到他的導師對培養皿中發生的事情感到驚歎。在幾十年後發表的紀念文章中,艾利森描述了他所看到的:“培養皿的顯著特點是,在鼻粘液團塊附近沒有細菌。” 艾利森寫道,培養皿中更遠處聚集的細菌看起來“半透明、玻璃狀且毫無生氣”。弗萊明一如既往地輕描淡寫地說:“這很有趣。”
但這遠不止於此。在隨後的幾周裡,弗萊明和艾利森測試了其他體液,看看它們是否具有類似的抗菌作用。眼淚是顯而易見的選擇,但首先他們必須弄清楚如何製造供應。在洋蔥失敗後,科學家們轉向了檸檬。當在眼前擠壓檸檬皮時,檸檬皮會按需產生眼淚,這些眼淚被收集在玻璃吸管中並放入試管中進行研究。為了增加他們的儲備,科學家們招募了實驗室工作人員,他們忍受了這種折磨以獲得獎勵:每次貢獻三分錢。
像粘液一樣,眼淚也被證明富含溶菌酶,這激發了弗萊明擴大搜索範圍的渴望。他檢查了一系列其他人體分泌物,包括唾液、痰液、血清、精液、膿液和卵巢囊腫中的液體。所有這些都檢測出溶菌酶呈陽性。它也出現在植物和動物組織中:蘿蔔、蛋白、兔子、狗和豚鼠。隨著每一項發現,證據不斷增加:活的有機體產生一種天生的對抗細菌的物質。
早期,弗萊明關於溶菌酶的發現(“溶菌”,因為它溶解某些微生物;“酶”,因為它被確定為一種酶)受到了冷淡的反應。在他 1921 年 12 月在醫學研究俱樂部舉行的首次演講之後,沒有人提出一個問題——艾利森寫道,這是一個明確的訊號,表明這項工作“被認為無關緊要”。最大的挑戰是溶菌酶的效力僅限於對人類非致病的細菌;它對致命的龐然大物如葡萄球菌證明是無效的。科學家的演講風格矜持而謙遜也無濟於事。
儘管如此,弗萊明還是繼續他的研究。他確信溶菌酶在免疫系統的機制方面有很多東西可以教,他很快就會發現溶菌酶培養板的出現將在青黴素的偽裝下回歸。1928 年 9 月 3 日,弗萊明從暑假回到實驗室後,注意到了一些他以前見過的東西:一種抑制細菌生長的物質。他知道他需要注意。
在倫敦的亞歷山大·弗萊明實驗室博物館,房間被儲存得看起來就像弗萊明發現引發抗生素革命的黴菌的那一天一樣。但館長凱文·布朗特意首先向參觀者介紹這位科學家鮮為人知的發現。布朗的參觀從 1921 年開始,講述了粘液、檸檬和眼淚的故事。“關於溶菌酶的重點是,它讓弗萊明對青黴素產生了興趣,”他說。“他總是說他作為科學家所做的最好的工作是在溶菌酶上完成的。”
站在 12 平方英尺的實驗室裡,人們可以想象弗萊明彎腰在他的工作臺上,香菸標誌性地從他的嘴唇上垂下來。這位科學家過去常常取笑艾利森,說他會在一天結束時清理他的桌子並丟棄他的培養皿和試管。弗萊明故意不整潔,因為他想看看是否會發生任何令人驚訝的事情。今天,他的一些原始培養皿仍然擺放在雜亂的工作空間中,沐浴著從窗戶射進來的陽光——這是對這位科學家對意外發現的信念的美好提醒。
分子生物學很快就會,我們希望,將我們從大流行中拯救出來。但是,正如弗萊明多次證明的那樣,專注於你的目標並不是前進的唯一途徑。你可能需要把事情交給偶然,並漫步到未知領域。“人們有時會發現,”他曾說過一句名言,“人們沒有在尋找的東西。”
這是一篇觀點和分析文章。
