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移除书签第四章 青霉素的发现和批量生产
磺胺类药爱莫能助，神奇霉菌拯救苍生。这种霉菌并不直接杀死细菌，但其效力等同于或超过了已知的最强效抗菌剂。
敦刻尔克救援行动是数月以来英国迎来的最好的消息，因为纳粹国防军看似无往不胜，先后征服了比利时、挪威、海峡群岛，6月25日又侵占了法国。邓恩病理学院团队敏锐地感受到德国的威胁，但更专注于自身的研究。5月25日实验的成功不但激励了霍华德·弗洛里，也鼓舞了邓恩病理学院团队的每一位科学家。在接下来的几天里，邓恩病理学院团队在老鼠身上的几项实验均获得了更大的成功。这些实验表明，即使进行高度稀释，青霉素的效力同样可靠。
同时，邓恩病理学院团队急需补充人才。尽管两次老鼠实验证明了青霉素菌汁的杀菌效果，但却无法揭示其杀菌原理。细菌学家邓肯·加德纳和让·奥尔尤因也参与了研究，希望找到青霉素施展“魔力”的原理。弗洛里本人和吉姆·肯特一起设计和实施了一系列实验，比较在不同感染阶段使用不同剂量的链球菌和青霉素的实验结果。
随着化学研究的快速进展，邓恩病理学院团队需要更多更大浓度的青霉素，这就需要对青霉素化学结构有真正进一步的了解。27岁的化学家爱德华·彭利·亚伯拉罕受命与钱恩一起解决棘手的青霉素提纯问题。
亚伯拉罕和钱恩两人配合得十分默契。他们实验了多种提纯技巧以提升霉菌汁的杀菌效力，即通过活性成分与该溶液的其他成分之比来测量：以每升溶液中含有5毫克青霉素计算，其活性成分不到一百万分之一。实验证明，最有效的提纯方法是冷冻干燥法：第一步，使用干甲醇溶解青霉素，再用水稀释，然后对所得的液体进行冷冻；第二步，将冷冻后的溶剂置于高真空环境中以升华溶剂，使溶剂从固体直接变成气体；第三步，在溶剂全部升华后，通过高温，对剩余部分进行分离。真正让两位化学家吃惊的是，他们发现，青霉素的活性成分占比即使被稀释到百万分之一后，仍然能够抑制细菌的生长，这使其抗菌性能比磺胺类药物至少强20倍。
这一发现也让人喜忧参半。一方面，青霉素可能是迄今为止人们所发现的最强大、最有效的药物；另一方面，它又是最难生产的药物之一。缺乏原料是未来研究面临的最大瓶颈。那么，如何能制造出更多的青霉素呢？尽管有了洛克菲勒基金会和英国医学研究理事会的资助，弗洛里的研究资金仍然捉襟见肘，更不要说现在还需要大规模的生产资源。
一种很有前景且可行的解决方案是与英国的制药企业开展合作。尽管英国的制药企业规模通常都远远小于德国的联合型大企业，但其专业性比较强，资金充足，尤其是它们对任何治疗传染病的化合物都有浓厚的兴趣。当时，1880年成立于新西兰的葛兰素公司已经进入英国市场，与其说它是一家药物生产企业，不如说它是维生素D
强化牛奶的生产和加工企业。到20世纪30年代，它已经成为英国最大的营养品生产商。比彻姆药丸是英国最知名的泻药，也是比彻姆有限公司的基础产品。英国帝国化学工业集团（ICI）类似法本公司，是多家竞争企业（包括诺贝尔炸药和英国染料公司）合并的公司，从1926年至今是英国最大的化学公司，但与德国公司不同的是，ICI对药物不感兴趣。几家小型化学制造企业如肯博尔、毕肖普、康帕尼对青霉素有一定的兴趣，并于1940年3月在英国皇家学会主席亨利·戴尔爵士的陪同下参观了邓恩病理学院，但以这几家公司的实力是无法承担起这项研究的。
最有希望投资的是英国技术最先进的制药公司——伯勒斯·韦尔科姆公司。这家公司由两位毕业于费城药剂学院的美国侨民亨利·S.韦尔科姆和西拉斯·M.伯勒斯创建。他们于1880年前往伦敦，创立了该公司。16年后，这两位有远见的美国人创立了英国首家工业生物研究机构——“生理研究实验室”，主要目的是根据罗伯特·科赫的抗白喉血清研制出自己公司的版本。1940年6月，伯勒斯·韦尔科姆公司的两位化学家在参观邓恩病理学院时，弗洛里向他们建议双方共同攻克青霉素的提纯和生产难题，但他们礼貌地拒绝了。
在找不到其他合作者的情况下，邓恩病理学院不得不想方设法地弥补资金的缺陷，自己生产实验所需的青霉素，这也意味着学院把艰巨的任务交给了诺曼·希特利。
要制造足够多的青霉素，希特利面临的首要问题是没有尺寸足够大的培养皿。而要想购买合适的玻璃培养皿，或者说购买任何东西，在当时的经济条件下都是不可能的事情。弗洛里为了每年节约25英镑，甚至关停了邓恩病理学院的电梯。于是，邓恩病理学院的馅饼盘和烤盘莫名其妙地从厨房消失了。拉德克利夫医院的16个便盆也突然不见了。它们都神不知鬼不觉地出现在了邓恩病理学院的实验室里。
*
在1940年这一年中，希特利不断改进从“便盆工厂”生产的霉菌汁中提取青霉素的技巧。他发现的最有效的方法是，通过一台真正神奇的实验设备将乙醚与霉菌汁混合，使其酸化，并分离浓缩后的霉菌汁。
这台自制的实验装置操作起来与鲁布·戈德堡的卡通画中的设备大相径庭。
1.将分别装有霉菌汁、乙醚和酸的三个瓶子倒置固定在架子上。直到
2.取下装霉菌汁的一号瓶子上的玻璃球塞，让瓶中的霉菌汁流下来
3.霉菌汁流入由冰包裹的玻璃蛇管中进行冷却。冷却之后，将三号瓶中酸化液和酸的混合物喷洒到霉菌汁中
4.然后，让该混合液体流入6个分液试管中的一个。同时，
5.取下盛有乙醚的二号瓶的瓶塞，让乙醚流入整个装置的底部。将分液试管中的滤出液喷洒到向上延伸4英尺长的乙醚试管中。由于青霉素对乙醚具有化学亲和力，它会转移到乙醚试管中，排出剩下的霉菌汁原液中的其他成分。
6.然后，将混有青霉素和乙醚（后来使用醋酸盐）的溶液注入另一支试管中与弱碱性水混合。青霉素与水的混合液就被提取出来了，大约占过滤后的霉菌汁（即开始这一烦琐流程的最初原液）体积的20%。
希特利制造了这台能够大幅度提纯青霉素的神奇过滤机，他收集的废弃垃圾和打包钢丝，经过他的改造，可以在一小时内把12升霉菌汁浓缩成2升含有杂质的青霉素：玻璃管上尺寸刚好的滴液小孔是希特利在加热玻璃管后使用缝衣针穿刺而形成的，当每个瓶子装满液体的时候，使用废弃门铃改造的警报器就会响起来。至少，用于老鼠实验所需的青霉素量可以得到保证了。
弗洛里认为，到了将实验成果公之于众的时候了。1940年8月24日出版的《柳叶刀》中有6篇论文，由于纳粹德国对伦敦发动空袭，其中两篇就变得很典型，都是关于肺爆震伤治疗的。另外，还有一篇关于脑膜炎的治疗，一篇描述了“腕关节锁住”的骨科创伤。但在正中间的位置刊登的是一篇即将改变整个世界的论文——《作为一种化学治疗药物的青霉素》，作者为厄恩斯特·钱恩、霍华德·弗洛里、阿瑟·邓肯·加德纳、诺曼·乔治·希特利、玛格丽特·詹宁斯、让·奥尔尤因和A.G.桑德斯。由于钱恩和希特利之间关于著作贡献的争议，弗洛里迟迟未提交作者顺序表。论文的首行这样写道：“近些年，人们对化学治疗效果的关注几乎完全集中在磺胺类药物及其衍生物上，然而我们还应当关注其他的可能性……”
接下来的两页就详细介绍了这种可能性，包括邓恩病理学院自3月开始实施的5项关键研究的结论。在这5项研究中，75只老鼠感染了葡萄球菌、链球菌、梭状芽孢杆菌等各种病原体：“在过去的一年中，为了获得大量青霉素，快速测定其抗菌能力，我们设计了多种方法。我们从培养基中获得了一种易溶于水的棕色粉末。它的溶液可在相当长的时间内保持稳定性，虽然它并不是一种纯净的物质，但它的抗菌活性非常强……”
在亚历山大·弗莱明发表了题为《论青霉菌培养物的抗菌作用》的论文的11年零5个月后，人们终于了解到，他的发现并不仅仅是出于对皮氏培养皿的好奇心：“实验结果清楚地表明，青霉素在生物体内的活性至少可以抗击三种体外微生物。”
*
在《柳叶刀》8月的期刊发表之前，邓恩病理学院团队的研究甚至在向三个不同的方向推进。诺曼·希特利和技术人员仍然致力于改进实验流程，提高青霉素菌汁的产量，以提取更多活性成分；主要由钱恩和E.P.亚伯拉罕负责的生物化学组，正在用青霉素做一系列实验以确定其结构；生物学家和药理学家小组则在设计新的方案，将青霉素用于实验动物身上以测试其抗菌性能。
这个项目的进展也充分印证了弗洛里在科学管理方面的出色才能。尽管邓恩病理学院团队的成员们个性都很强，彼此产生了诸多冲突，但项目在生产、分析和效益方面都取得了巨大成功。也许可以说，至少一部分实验室管理问题是由弗洛里自身造成的，但弗洛里取得的成就仍然令人瞩目。1940年，弗洛里和玛格丽特·詹宁斯开始了一段婚外情。詹宁斯是一名医生和组织学家，于1936年加入邓恩病理学院，无论是作为实验室助理还是作为整个实验室科学出版物的编辑，她对于弗洛里来说都是不可或缺的。这意味着，负责管理青霉素研究团体临床实验的埃塞尔·弗洛里要让其丈夫的情妇来审核自己的论文和报告。
相比之下，安抚天性敏感的厄恩斯特·钱恩的事就不值一提了。钱恩和爱德华·彭利·亚伯拉罕深知，如果不能使青霉素结晶成相对稳定的形式，就无法破译它的结构。
那篇文章在《柳叶刀》上发表的时候，亚伯拉罕和钱恩正在苦心钻研结构化学。在得知这个情况后，杂志的编辑们附上这样一条注释：“它（青霉素）的化学性质是怎样的？能否实现化学产品的规模生产？毫无疑问，这些是牛津大学的病理学家正在解决的问题。”这段话读起来像是委婉的责备，似乎邓恩病理学院团队在当时对工作秘密有所保留，或许这是为了确保他们能够承揽这项发现的全部功劳。
他们确实在谋划着一些事情。9月2日，亚历山大·弗莱明出其不意地造访了邓恩病理学院（邓恩病理学院团队中的有些人甚至比其他人更为惊讶，钱恩显然认为弗莱明已经去世），想看看邓恩病理学院团队在“我之前发现的青霉素”的研究上有些什么进展，而功劳之争显然不可避免。
“成功有一千个父亲”，任何熟悉这句谚语的人都应该预料到接下来会发生什么。在《柳叶刀》上发表的那篇文章结尾，作者很礼貌地加上补充说明，感谢纳菲尔德省级医院基金会、英国医学研究理事会及洛克菲勒基金会的支持，但却没有达到所期望的效果，反而为接踵而来的关于青霉素发现的功劳和认定的争端埋下了伏笔。爱德华·梅兰比指责弗洛里对洛克菲勒基金会的感谢远比对自己领导的英国医学研究理事会的感谢更殷勤：“如果洛克菲勒基金会对这项研究的支持和英国医学研究理事会提供的一样多（他不知道1939年洛克菲勒基金会捐助金的事情），我都会感到惊讶……如果你在自己的国家获得了帮助，你应当表达相应的感谢，不要像这些人，在一些研究案例中，更愿意赞誉外国人而不是他们的同僚……”
在文章发表后不久，弗洛里收到了瑞士联邦理工学院欧内斯特·卡门的报告说总部位于巴塞尔的巴塞尔化学工业公司（CIBA）一直在与他进行接洽，以帮助公司提纯和生产青霉素。更令弗洛里震惊的是来自瑞士的其他消息：德国研究人员正在不顾一切地寻找青霉素样品。
弗洛里陷入了进退维谷的境地。一方面，青霉素必将带来不可估量的价值，引领科学和医学革命，而20世纪科学研究的准则之一是，如此重大的发现应当尽可能地被广泛分享。更重要的是，即使青霉素的治疗信息仍然处于不完善的阶段，没有法律规定可以拒绝了解药物知识的请求。另一方面，当时英国正处于水深火热之中，如果将药物知识分享给德国研究人员，将有利于让受伤的德国士兵尽快康复，无异于助纣为虐，帮助德国侵略者。弗洛里似乎并没有因为应当忠于科学还是忠于祖国而纠结太长时间，他当即写信给爱德华·梅兰比说：“我绝不希望瑞士，继而德国，获得青霉素。我认为有必要让国家标准菌库发布一条命令，不要将青霉素培养物发给任何可能和敌人有联系的人，同时请写信给弗莱明，告知此事。”
梅兰比回复说：“对于你的心情，我完全理解，但我认为英国医学研究理事会无法限制国家标准菌库递送特殊菌类培养物……给瑞士这样的中立国。”信中还说：“如果已经证明磺胺类化合物的药效不如青霉素的药效，我想你有理由这样做。尽管我并不怀疑青霉素的药效可能会强于磺胺类化合物的药效，（但是）我很难相信这种优势会强大到要动用国家力量来限制它的传播。”
1941年1月，希特利的青霉素工厂已经制造出足够用于人体实验的青霉素，原先的产量只够用于体重为20克左右的老鼠，现在的产量可以用于体重为150磅的人。做人体实验的目的在于确认青霉素是否对人体有害，以及其抗菌性在人体内是否同样有效。毕竟，生物学家和病理学家已经发现几十种对人体健康细胞和病原体有着同样的杀伤力，因而不能用于人体治疗的抗菌化合物。弗洛里和他招募来对病人进行治疗的拉德克利夫医院临床医生L.J.威茨负责甄选这一次实验的对象。是选择来自牛津大学的志愿者还是选择濒临死亡的病人？邓恩病理学院团队决定选择后者。1月17日，已经处于癌症晚期，预估寿命只有一个月的拉德克利夫医院的患者艾娃·埃克斯志愿接受100毫克的青霉素注射治疗。
研究人员认为，鉴于此前在几十只老鼠身上做了实验，均未发现青霉素有副作用，该药用于人体也应该是安全的。但事实并非如此。刚刚完成注射，埃克斯便立刻发高烧并伴有癫痫发作。然而，这并非由青霉素本身导致，而是因为生物化学团队不能从青霉素溶液中去除杂质。这是钱恩和亚伯拉罕成功将青霉素过滤液分层的副产物。为了让其中一层液体相对纯净（接近80%的纯度），他们也增加了其他几层液体的杂质，这其中至少有一部分杂质是致热原，即会导致高烧的化合物。
他们很快就认识到，纯青霉素是良性的。钱恩和亚伯拉罕用于解析青霉素结构的分离过程同样可以用于充分提纯青霉素，同时他们可以使用更严格的层析法以剔除在提纯过程中混入的有毒物质。注射第二轮青霉素后，埃克斯既没有发高烧也没有发抖。
实验证实了青霉素的安全性，但这并不意味着它就有治疗价值。下一阶段的测试，邓恩病理学院团队需要将青霉素实验从癌症患者身上转移到细菌感染者身上。
他们无须去远处寻找。1940年9月，牛津的一名警察阿尔伯特·亚历山大在他的玫瑰园里干活儿的时候被刺划伤了脸。最初，其脸部受伤的部位被感染，但很快，这些在亚历山大的花园土壤中普遍存在的细菌——至少包括链球菌和葡萄球菌——开始大量繁殖并在伤者体内积聚毒素。10月，他的头皮也出现了明显的感染症状，于是亚历山大先生住进了拉德克利夫医院接受治疗。尽管拉德克利夫医院为其使用了磺胺类药物，但感染仍然扩散到亚历山大的肺部。到次年2月，他的躯干、双臂和左眼开始化脓，很快就会失明。2月初，诺曼·希特利见到他的时候，希特利在日记上写道，这位警察“浑身上下都在流脓”。
1941年2月12日，亚历山大先生接受了200毫克青霉素静脉注射治疗，后续每3个小时注射100毫克。他的医生后来才知道，当时用的青霉素的纯度仍然低于5%。一天之后，连续8次的注射产生了奇迹般的疗效。亚历山大的烧退了，他的身体已经不再排脓，脸上的肿也消了，他可以进食了。
他们所面临的问题是需要足够多的青霉素以维持疗效，希特利的机器连续工作几天才能生产出亚历山大一小时的用药量。通过老鼠实验，邓恩病理学院团队知道青霉素可以通过肾脏快速排出体外，并仍然保持其抗菌性能。于是，医生们设立了一个程序来收集亚历山大每次注射青霉素后排出的尿液，然后用自行车将尿液从拉德克利夫医院送到邓恩病理学院实验室（1.5英里的路程）以提取更多珍贵的青霉素，再次使用。
亚历山大并非需要青霉素的唯一病人。另一位年仅5岁的男孩儿亚瑟·琼斯在做完臀部手术后感染了病毒，生命危在旦夕，也在接受类似的治疗。邓恩病理学院的医生们既不知道青霉素的药效有多大，也不知道治疗琼斯所需要的剂量。2月底，包括回收后重复利用的青霉素在内，所有的青霉素都用完了。亚瑟·琼斯得救了，而阿尔伯特·亚历山大于1941年3月15日去世。
也就是说，当药量足够多的时候，青霉素就会发挥作用。弗洛里估计下一轮临床实验所需的青霉素用量为一千克，然而没有一个英国大学实验室有能力制造这么多的青霉素，英联邦的任何一家化工企业也做不到。法国被德国占领，德国、日本和意大利都是敌对国，只有一个国家可以考虑。
苏联解体后，人们普遍认为美国是“世界上唯一的超级大国”。从经济上而言，在1912年，美国就已经处于世界领先地位。保罗·埃利希发现撒尔佛散的那一年，德国的GDP（国内生产总值）刚刚超过2270亿美元，仅仅领先英国110亿美元，而当年美国的GDP为4980亿美元，超过了英德两国的总和。1940年，刚刚走出大萧条的美国的GDP接近一万亿美元。
不可否认，并非美国的所有行业都处于领先地位。虽然在1940年，美国的钢产量达4300万吨，相当于世界钢总产量的1/3（远远超过位居世界第二、钢产量为2200万吨的德国），但与法本公司相比，美国的化工企业和制药企业就如同巨鲸旁边的小鱼小虾。虽然美国大学和工业界的研究人员在“二战”后在科学领域占据主导地位，但德国在科学领域的声誉，尤其是在物理和化学领域，仍然远远高于美国。虽然众所周知，诺贝尔奖衡量科学成就的标准并不完美，但1940年，德国人囊括了1/3的诺贝尔科学奖项，这当然不是巧合。美国人获得了12项诺贝尔奖……1934年获得的三个奖项都是因为同一发现——恶性贫血。
然而，美国的农业则是无与伦比的：技术之先进，生产效率之高，是世界上其他国家无法抗衡的。农业、林业与畜牧业仍然占这个世界最大经济体的20%。
因此，当洛克菲勒基金会的瓦伦·韦弗于4月14日访问牛津大学的时候，弗洛里提出去美国考察的请求，明确表示希望找到“愿意担负起大规模（比如10000加仑）青霉菌的培养任务的美国霉菌或者酵母菌培育者”。韦弗几乎立刻就答应了，并特批了6000美元作为此次访问的开销。万事俱备，弗洛里只差一个离开英国的授权。4月底，他写信给爱德华·梅兰比，请求他帮助自己和诺曼·希特利获得战时出境批准。弗洛里此次远行的目的在于解决青霉素大规模培养的问题。几天后，他收到梅兰比的答复：“我认为，只有派你和希特利去美国进行为期3个月的考察，才有可能推进这项至关重要的研究。”
1941年6月27日，弗洛里和希特利乘车离开牛津大学，前往一个绝密机场，在那里登上了一架荷兰客机，7个小时后到达里斯本。在里斯本，他们与洛克菲勒基金会的代表们见面，三天后，他们登上了泛美航空公司的“狄克西飞剪号”，继续他们的美国之行。7月2日下午，飞机抵达拉瓜迪亚海空航站楼。短短几个小时之后，弗洛里就坐在了洛克菲勒基金会曼哈顿办事处的会议桌前，向洛克菲勒基金会医学科学部负责人艾伦·格莱哥阐述青霉素实验的重要性。客观地说，美国人在弗洛里和希特利到来之前就已经开始重视青霉素了。《柳叶刀》的那篇文章发表后，哥伦比亚大学医学院很快就成立了一个研究团队，并向钱恩申请获得青霉素样品以在曼哈顿建立一个类似希特利在牛津大学的生产线。事实上，1940年10月，哥伦比亚大学制造的青霉素（仍然是含有杂质的霉菌汁过滤液）已经足够用在两个人身上，哥伦比亚大学甚至早于邓恩病理学院团队将青霉素用在埃克斯身上。新泽西州立罗格斯大学的土壤科学家赛尔曼·亚伯拉罕·瓦克斯曼和明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所的研究人员也开始了关于特异青霉素的研究。
美国的创新型小规模医药公司也很快表现出对青霉素的极大兴趣。几十年前，帕克-戴维斯就同意和圣玛丽医院接种部建立合作关系，在读了《柳叶刀》上的这篇文章之后，帕克-戴维斯的上级问阿尔姆罗思·赖特，他或弗莱明可否从牛津大学弄到青霉素样品（这也许是上一年9月弗莱明意外造访邓恩病理学院的原因）。总部设在布鲁克林区的威廉斯堡，以生产用于防腐、调味的化合物柠檬酸为主营业务的化工企业辉瑞公司，以及另一家总部位于布鲁克林、主要生产乙醚类外科药品的企业爱德华·罗宾森·施贵宝公司都对制药有兴趣，而德国默克制药公司在美国的分公司对青霉素更感兴趣，该公司早在1940年1月就开始培养特异青霉素。由于洛克菲勒基金会总经理艾伦·格莱哥与默克制药公司的董事长乔治·默克关系稔熟，因此他为霍华德·弗洛里安排了与乔治·默克的会面。
弗洛里对与乔治·默克的会面很感兴趣，但他有更紧迫的事情要做。在上一年的7月，随着英国的战争愈演愈烈，弗洛里将他的两个孩子帕基塔和查尔斯送到了美国康涅狄格州的纽黑文。霍华德·弗洛里的故交约翰·富尔顿答应在“二战”期间帮助照顾弗洛里的两个孩子。与弗洛里一样，约翰·富尔顿也是罗兹奖学金获得者，时任耶鲁大学生理学斯特林教授。7月3日，弗洛里前往康涅狄格州，想给他的孩子们一个惊喜，并与和他志同道合的科学家叙叙旧。富尔顿可以为弗洛里引见十几位朋友，他为弗洛里引见的最重要的人物莫过于NRC执行委员会主席罗斯·哈里森，NRC自1916年开始，负责“运用科学方法加强国防建设”。相应地，哈里森也为弗洛里引见了在马里兰州贝尔茨维尔市场植物工业局的农业部的真菌学家查尔斯·桑姆。在接下来的一周里，弗洛里和希特利便赶往华盛顿与他会面。
桑姆在此之前和青霉素的研究领域已经有了长期的接洽。最初，弗莱明将制造青霉素的霉菌误认为是红色青霉菌而非特异青霉菌，桑姆曾通过老友哈罗德·雷斯瑞克给弗莱明发去样品，为弗莱明指正。尽管如此，比桑姆先前的研究成果更重要的是他当前关注的内容和他的能力。就在几个月之前，他的几名学生从原来位于弗吉尼亚州阿林顿国家公墓的实验室搬迁（因为作战指挥部占用了那里的土地，修建五角大楼）到农业部最大的中西部的实验室。因此，7月12日，霍华德·弗洛里、诺曼·希特利和桑姆会面之后，三人立即从华盛顿联合车站乘火车奔赴芝加哥，在那里，他们将登上“皮奥里亚火箭号”列车。他们最终的目的地是位于伊利诺伊州皮奥里亚市的美国农业部北方区域研究实验室。
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1862年7月，亚伯拉罕·林肯签发了《莫里尔法案》，并“在美国政府所在地创建了美国农业部”。1864年年底，林肯在最后一次的国会发言中说：“农业部……很快会证明它在美国发展进程中的举足轻重的地位。它是真正造福美国人民的部门，相比于其他任何一个部门，这个部门会让美国人民感受到更多来自政府的直接关怀。”
80年之后，农业在美国社会中所占的比例已经大大下降，但美国农业部对美国经济的繁荣发展起着更加重要的作用。农业部除了推广美国食品生产项目，为美国农民提供贷款，还为40多个实验站、研究中心提供研究资金，通过这些实验站、研究中心，农民、牧场主和农学家共同协作以改进现有的农产品和农业实践，开发新品种。农业部通过合作延伸项目，提供农学、畜牧业的持续教育。农业部还是1906年《纯净食品和药品法》的主要执行机构，包括对冒牌药品进行处罚。与弗洛里和希特利直接相关的是美国农业部的四个地区实验室，它们是位于美国农业研究金字塔顶端的最高级别实验室。
除了在皮奥里亚的北部实验室，美国农业部还拥有位于宾夕法尼亚州温德穆尔的东部实验室，位于新奥尔良的南部实验室，以及加利福尼亚州奥尔巴尼的西部实验室。这四个实验室多年来完成了数千项发明，获得了速食土豆泥、抗皱棉布等多项专利。尽管如此，我们仍然可以说，这些地区实验室的最辉煌的时刻要追溯到1941年7月14日弗洛里和希特利登上“皮奥里亚火箭号”列车的那一刻。
无论是在青霉素的发展史上，还是在任何医学史上，美国农业部的北部实验室都算得上规模宏大的实验室。在这里，将邓恩病理学院团队的发现从实验室过程转化为工业过程的三个关键目标得以实现：第一，找到青霉菌中青霉素产量最高的菌株；第二，找到加速青霉菌生长的方法；第三，改进发酵技术，增加霉菌汁的产出量。用传统的农业术语来说，他们需要找到优良的种子、更适宜的土壤和先进的培育技术、收割技术。
首先是优良品种的筛选。就在7月弗洛里和希特利到来之前，北部实验室的首席真菌学家肯内斯·雷帕尔曾经发信息给全球的研究人员（甚至是美国陆军航空运输指挥部的研究人员），要求他们收集青霉菌样本，递送到皮奥里亚。1941年年初，他开始测试几十种青霉菌菌株。到目前为止，雷帕尔所在实验室的技术员玛莉·亨特发现的线索最为重要。玛莉·亨特是一名细菌学家，她的任务是去皮奥里亚集市上寻找发霉的水果和蔬菜。1943年，她发现一个甜瓜上长了霉菌。这些霉菌的生命力非常旺盛，将是20世纪40年代末世界上几乎所有青霉素的祖先。
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雷帕尔在派玛莉·亨特去皮奥里亚的水果摊寻找霉菌的同时，还派了另一位下属微生物学家和真菌学家安德鲁·莫耶去寻找更适合青霉菌生长的土壤——一种可以使霉菌快速生长的培养基，用这种培养基培养霉菌，所用的时间可以比希特利在便盆中放置的察氏培养基和啤酒酵母所用的时间更短。安德鲁·莫耶无意中发现了一种极具潜力的替代培养基。创建北部实验室的初衷是研究“农业富余产品的工业用途”。在实践中，这意味着在美国玉米丰收后，开发剩余产品的商业价值。1940年，美国的玉米剩余量超过5600万吨，大部分用于生产玉米片、动物饲料、甜味剂及十几种其他商品，其中最关键的是提取玉米淀粉后剩余的玉米浆。莫耶和希特利合作几个星期后发现，玉米浆加糖后可以大幅提升青霉素的产量。事实上，提升幅度可达1000倍（这可不是印刷错误），效果非常显著。1941年年初，邓恩病理学院团队定义了“牛津单位”，即在含有标准量细菌的一毫升的水中，存在的完全抑制细菌生长所需要的青霉素量。使用新的培养基可以将原先每一毫升的霉菌汁中的青霉素产量由两个“牛津单位”提升到2000个“牛津单位”。
接下来的问题是如何收集霉菌汁：发酵本身不仅仅是生物学的挑战，也是几何学的挑战。代谢过程，即糖转化为酸、气体和酒精的过程有多种形式，早在巴斯德之前，人们就对此有所了解。但目前为止，人们只知道青霉素可以在培养基的表面发酵，这里所说的培养基通常是指琼脂培养基（这就是皮氏培养皿曾经并且现在仍然常用于生物实验中的原因）。表面发酵意味着青霉菌的生长只能用到两个维度，而要扩大霉菌的产量需要多个开阔的发酵表面，也就意味着需要将希特利的便盆扩展到篮球场那么大。
北部实验室发酵部的主任罗伯特·科格希尔首次提出使用与酿造啤酒的方法相同的深层发酵法来培养青霉素。
深层发酵法并非一种全新的理念，说德语的捷克化学家康拉德·伯恩豪尔自1920年开始，曾发表数十篇相关的论文。甚至更早还可以追溯到“一战”时期，辉瑞公司研究过深层（当时被称为“浸入”）发酵，以提升柠檬酸的产量。作为古老的调味剂和防腐剂，柠檬酸后来成为辉瑞的核心产品。
早先，人们只能从含有柠檬酸的果实（尤其是柠檬）中提取柠檬酸，后来，德国化学家卡尔·韦默尔证实，霉菌也可以制造柠檬酸，尤其是青霉属霉菌。但从霉菌中提取柠檬酸可能会导致产生草酸，草酸不但没有用处还有毒。1917年，辉瑞公司的杰出化学家詹姆斯·库瑞发现黑曲霉可以制造柠檬酸（为黑曲霉添加糖作为养分，就可以收获酸），并开始实施将糖转化为柠檬酸的“SUCIAC”（Sugar Under Conversion to Citric Acid）项目。辉瑞公司柠檬酸的产量因此大增。1929年，辉瑞公司的柠檬酸销售额超过450万美元。
此类发酵为有氧发酵，使用与希特利所用的浅托盘类似的培养皿，将黑曲霉暴露在空气中就可以发酵。1931年，辉瑞公司的化学家们对制造柠檬酸的方法进行了升级（如果我措辞正确的话），他们在容量约为一升的相对较小的烧瓶中制造柠檬酸，其间用一根搅拌器搅拌，保持液体与空气的充分接触。他们还为这一技术申请了专利。
当莫耶和科格希尔刚开始他们的青霉素发酵实验的时候，辉瑞的这项技术仅用于生产柠檬酸。为什么不试试将这项技术用于青霉素的发酵呢？正如巴斯德首次发现的那样，所有形式的发酵大致都相同。因此，从理论上讲，用于生产柠檬酸（或者啤酒）的工业过程可以用来生产青霉素这种“神药”。但它们之间的差异也不容忽视：啤酒和柠檬酸对发酵环境的卫生要求不高，但青霉素的生产需要在无菌环境下进行，以避免混入有毒杂质；培养容器内应保持恒温；在生产过程中需要一种整体控制方案，以使培养容器的每升中有等量的培养基和霉菌。这些困难都是可以克服的。1937年，美国农业部位于艾奥瓦州埃姆斯的副产品实验室（北部实验室的前身）设计过一种铝制旋转发酵罐。于是，1941年秋天，皮奥里亚研究团队拥有了一个类似于搅拌机的演示桶，由一个桶和一台洗衣机组成，同时通过一个注射器将无菌空气源源不断地注入搅拌桶内糊状的培养基中。在接下来的五年中，类似的旋转桶将用于青霉素的工业化生产。
就在皮奥里亚的科学家们和工程师们致力于培育有史以来最强大、最纯净的青霉素菌株的同时，青霉素的潜在药效超越了它最狂热支持者的预期，尤其是英国支持者的预期。尽管粗滤后的毒霉素菌汁因为浓度低，所以在安全的同时也比较低效，哥伦比亚大学医学院的亨利·道森依然为两名病人注射了粗滤后的青霉素菌汁。1941年6月到8月，英国又有五位感染葡萄球菌的患者（以及来自拉德克利夫医院的更多志愿者）接受了青霉素治疗。严格地说，因为药物数量非常有限，而儿童预计的使用剂量相对较少，所以研究人员选择的志愿者中有三名是儿童。8月16日，《柳叶刀》登载了邓恩病理学院团队的另一篇文章，文章指出：“这些病例均获得了良好的治疗效果……”尽管如此，其中一位年仅4岁半的患者约翰·考克斯在接受治疗两周后不幸因脊髓动脉瘤破裂而去世。青霉素虽然杀死了导致其窦腔、肺部和肝脏感染的葡萄球菌，但对其脊髓动脉瘤破裂无能为力。
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1941年9月，弗洛里完成了他在美国的游说工作，回到英国继续自己的研究工作，将希特利留在了北部实验室。因此，1942年3月，当那小瓶棕色青霉素粉末挽救了患败血症的安·米勒的时候，他并不在场。从某种意义上讲，安·米勒事件不仅开启了抗生素时代，而且终结了欧洲，尤其是英国在抗生素领域的优势地位。在接下来的一个月里，弗洛里打开了从美国寄来的包裹，希望能看到他等待已久的一千克青霉素，但包裹里只有5克青霉素。实际上，这个分量比默克匆匆寄往纽黑文医院用来挽救安·米勒的药量还要少。美国人保留了他们可以制造的所有青霉素，用于自己的研究。1941年，尽管弗洛里在从夏天到秋天的这段时间里都在马不停蹄地四处游说，但英国的青霉素研究最终不得不依赖本土的生产。
在希特利、弗洛里穿越美国北部，竭力寻求支持，希望将他们的临床实验所需的一千克青霉素带回英国的这段时期，邓恩病理学院尽管存在一些问题，但仍然是世界上最重要的抗生素研究中心。当钱恩注意到他的两位同事收拾好了行李，才知道他们要去美国。钱恩不仅没有被邀请同行，更没有被任何人告知这件事情，他不由得怒火中烧。
弗洛里给出的理由非常充分：此行的目的是促进青霉素的工业化生产，这是希特利的专长，而无关乎青霉素的结构问题（钱恩负责的工作），但钱恩并不买账。弗洛里从一开始就知道，无论是从治疗的角度还是从科学突破的角度而言，只有完全了解青霉素的结构，才能真正发掘它的潜力。但弗洛里并不了解他的移民同事，钱恩对于荣誉的渴求远远胜过弗洛里的，同时钱恩担心，如果不能进一步参与青霉素的发现，自己可能会受到欺骗而与“属于他的”诺贝尔奖失之交臂。显然，他已经在憧憬来自斯德哥尔摩的召唤。
他不仅仅对任何轻视其科学重要性的事情非常敏感，而且对自己犹太移民身份十分敏感（也许这一点更容易理解）。尽管钱恩当时还不知道他的母亲和妹妹的命运如何（两人很可能在1942年死于特莱西恩施塔特集中营），但他深知对于一名犹太人来说，这个世界从来没有如此危险过。用钱恩的话说：“一个人不能相信弗洛里的任何承诺。最后，我还是屈服了……以避免任何可能引起潜在的反犹太主义的行为，因为到处都在盛行反犹太主义。我不得不牢记这一点，犹太人社区都不会支持任何反犹太的辩论公开化……我一直认为，直到现在也是这样认为，从1941年到1948年我离开牛津大学时，弗洛里对待我的态度都是不可原谅的。”
1942年的前几个月，钱恩和亚伯拉罕最终完善了生产稳定的青霉素盐所需的化学技术。邓恩病理学院团队仍然使用希特利临时拼凑成的设备生产少量青霉素，这些青霉素应用在拉德克利夫医院患者身上的效果越来越显著。与此同时，在温斯顿·丘吉尔的号召下，英国的医药公司最终开始迎接挑战。1942年秋天，肯博尔、毕肖普两家公司每10天向牛津大学送去150加仑霉菌汁，这使得邓恩病理学院（当时是英国青霉素产量最高的“工厂”）在1942年到1943年为埃塞尔·弗洛里提供了充足的研究材料。
同时，弗洛里也意识到，美国是唯一拥有足量青霉素用于开展临床实验的国家，青霉素的生产重心正在向美国转移，这个趋势已然无法扭转。弗洛里最初的研究项目包含三个关键目标：找到更有潜力的菌株；提升产量；解密它的化学结构。对于其中两个目标来说，美国的研究进度正在快速赶超英国。位于皮奥里亚的实验室将很快找到最有潜力的青霉菌株，美国工业拟将大批量生产青霉素这一珍贵的药物。而第三个目标，也就是解析青霉素的基本成分和化学结构，以及其抗菌机制——为何能抗菌，仍然是邓恩病理学院尚待解决的难题。
由于无法过于频繁地重复做实验，了解一种化合物中各种成分的构成原理要比仅仅辨别出包含哪些成分难得多。例如，通过简单的工具虽然可以识别蛋糕中是否含有糖分、黄油和鸡蛋，却很难了解蛋白质、碳水化合物及脂肪的分子链是如何组合在一起的，也无法得知烤箱的温度或者烘烤的时间。所以，简单的工具无法解析青霉素的化学结构。所有研究的最终目的不是在发酵罐里进行青霉素的培养，而是找到一种可以在工厂里生产青霉素的方法以确保质量稳定和产量的提升。这种方法和埃利希制造百浪多息的方法完全相同：解析化学结构，然后合成。
这并不意味着解析青霉素是一件容易的事情。大西洋两岸的团队花了一年多的时间来确定构成青霉素分子的元素类型和数量。早在1940年，邓恩病理学院团队已经证明，青霉素和很多有机分子一样，含有碳、氢、氮和氧。但从一开始，青霉素的样品中就有硫存在，但硫只是存在于一部分样品而不是所有样品中，这可能是由于化学分析中出现了错误，或者硫只是在青霉素的培养过程中或者提纯过程中混入的一种杂质。
或者还有可能，硫才是青霉素有杀菌效力的原因。钱恩、亚伯拉罕和其他来自牛津大学戴森·佩林斯实验室的有机化学家们决心解开这个谜团。当时，钱恩在硅胶上使用“分配色谱法”，可以生产出纯度为70%~90%的青霉素盐，然后再将其氧化，变成酸。尽管青霉素被分解为更简单的化合物（书面名称为“降解产物”）后没有任何药用价值，但它最重要的价值在于：主要的降解产物青霉胺、青霉素二酸和青霉醛都是晶体。
研究人员可以对晶体进行进一步分析。
早在17世纪，博学家罗伯特·胡克和约翰尼斯·开普勒曾分别推测，宝石、普通食盐，甚至雪花之类的晶体，具有相似的结构。它们都是由多个可见的平面按照一定的角度、一定的重复顺序组合在一起的。科学家们认识到所有物质都是由原子组成，他们还推断，宏观晶体反映了它们在微观结构上的相似性：它们的原子构成必然会遵循某种有规律的，因而也是可解析的结构。结构可以被解析，例如，为什么纯碳元素既可以形成木制铅笔中最软的石墨，也可以形成最坚硬的钻石？
到了20世纪20年代，晶体学甚至被划归到声誉不佳的矿物学系，这要归因于分类学：牛津大学的矿物学家托马斯·维庞德·巴克将其毕生精力都放在了为地球上自然出现的晶体进行分类的工作上。1942年，巴克的一名学生开始与钱恩和亚伯拉罕合作，分析青霉素的化学成分。她的名字叫多萝西·克劳福特·霍奇金。截至本书写稿时，她仍然是英国唯一一位获得诺贝尔科学奖的女性。
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1928年，多萝西·玛丽·克劳福特（她在1937年与托马斯·霍奇金结婚）来到牛津大学萨默维尔学院时，距离X射线结晶学成为一门独立的学科刚刚过去十年，但人们在很早以前就了解了衍射原理。几个世纪以前，苏格兰数学家詹姆斯·格雷果里注意到，当阳光穿过鸟的翅膀时，会分离成多种颜色的光谱。从那以后，光波分光镜一直用于对化学元素的分析。另外，德国物理学家威廉·伦琴于1895年发现，X射线是以波的形式传播的，其波长比光波短几千倍。也就是说，使用棱镜和其他用于分离光波的工具来衍射X射线是一种太过于粗糙的过滤，无异于用渔网捕捉小飞虫。尽管如此，1912年，另一位德国物理学家马克斯·冯·劳厄提出，晶体中密集且重复的原子，比如硫酸铜，可以用来分离X射线光波。三年之后，英国物理学家威廉·亨利·布拉格和威廉·劳伦斯·布拉格父子俩描述了一种数学方法，可以解码分散的X射线穿过晶体之后在感光片上留下的多点图：如果X射线波长和图像的强度是已知的，晶体的分子结构就可以被计算出来。两位布拉格先生认为，比如，精制食盐的分子式是一个钠原子加上一个氯原子——NaCl，但是X射线衍射图显示，它是一种交替的立方体结构：一个钠离子周围有6个氯离子，旁边是一个氯离子被6个钠离子环绕。
多萝西·玛丽·克劳福特年仅15岁的时候，仍然居住在喀土穆。她的父亲约翰·温特·克劳福特在英国殖民地办事处的埃及教育处工作。当时在韦尔科姆实验室工作的A.F.约瑟夫博士送给她一本威廉·亨利·布拉格爵士写的关于X射线衍射的书，使她迷上了晶体学。克劳福特到牛津大学后，这种迷恋变成了激情。在来自日后的诺贝尔奖得主，时任戴森·佩林斯实验室负责人一职的罗伯特·鲁宾逊，以及更为主要的J.D.伯纳尔的指导下，她掌握了一种技术——使用X射线晶体学知识来绘制比布拉格的食盐复杂几个数量级的有机分子内部结构。她绘制了包括胆固醇、睾酮、黄体酮、胃蛋白酶及十几种其他有机分子的内部结构，特别是胰岛素的内部结构。多萝西·克劳福特·霍奇金自1934年就开始研究胰岛素，经历了35年，一直到1969年才弄清楚胰岛素的结构。
1940年，霍奇金从洛克菲勒基金会的瓦伦·韦弗那里接受了一笔1000英镑的捐助，由此开启了她与洛克菲勒基金会的长期合作之旅。相比于和伯纳尔的关系，霍奇金与洛克菲勒基金会的关系甚至更长久，她从中收获得更多。尽管如此，能够慧眼识英才并且已经发现了霍华德·弗洛里和厄恩斯特·钱恩两位杰出科学家的韦弗，评价霍奇金申请资金支持的要求“用于蛋白质和病毒的探索，目的是进行更普遍和更基础的研究”，是一个“当前并不确定的提案”。这是双方长达近30年的合作关系的开始，而霍奇金也是洛克菲勒基金会有史以来持续资助时间最长的科学家之一。
1940年，凭借杰出的天分，霍奇金和其牛津大学化学晶体学实验室的团队都成了青霉素项目组的成员。甚至在1940年8月《柳叶刀》那篇文章发表之前，有一次，霍奇金在牛津南公园路散步时遇到了厄恩斯特·钱恩，钱恩告诉她邓恩病理学院正在推进一项神奇的科研发现，当时青霉素刚刚治愈了第一只老鼠。钱恩向霍奇金保证：“有一天，我们会给你青霉素晶体。”一年多过去后，钱恩的保证并没有兑现。1941年11月，霍奇金写信给丈夫说：“现在是晚上10点半，我刚刚去找钱恩了。这次见面的收获很大，我真的是太兴奋了……显然，青霉素到目前为止还无法被制成晶体，但毕竟……钱恩看起来很热心，愿意给我一些材料，我只是很想尝试一下。”信中所说的“一些材料”是指青霉素的降解产物。
霍奇金很快发现，这些降解产物是一些极难处理的微小结晶体，用她的话说，这些物质“浸泡在黏性液体中，吸湿性很强（从环境中吸收水分子），因此将其暴露于空气中几分钟几乎都是不可能的”。但是，这些晶体揭示了青霉素的一个秘密：该化合物的基本元素是硫，其分子构成似乎含有9个碳原子、11个氢原子、4个氧原子、2个氮原子……以及一个硫原子。
但是，这些原子是如何排列成为一种可以彻底阻止传染性病原体侵入的结构的呢？X射线结晶学是研究这类问题的有效工具，但却不是简便易行的方法。X射线在照射青霉胺晶体后会散射到一张感光板上，形成图像，这只是第一步，而且接下来的发现同样会令人困惑。
其原因是，当X射线从化合物晶格表面折射到反光板上时，通过反光板上捕捉的光点强度可以测量出X射线的波的振幅，从理论上讲，这就可以得到晶体的完整图像。电子密度越高，振幅越宽。但是，稠密、高强度的点可能是由两束同时到达的同频率（每秒的波数相同）和同振幅的波形成的。当这种“同相”的波到达感光板的时候，它们会加强光点的密度。同样，密度低的图像可能是由两种相互抵消的异向的波形成的。
解决可能出现的混淆问题需要一种微妙而复杂的数学技巧。19世纪早期，人们就开发了这种技巧，以描述随着时间推移，热波如何在三维空间中扩散。例如，如果将一根点燃的火柴放在一枚硬币的底部中心位置，硬币的中心就会变热，火柴熄灭后，硬币中心位置的温度会逐渐降低，而同时硬币的边缘温度会逐渐上升，直到硬币中心与边缘的温度相同。然而，这种现象是极其复杂的，因此，在19世纪早期，法国的数学家让·巴普蒂斯·约瑟夫·傅立叶开发了一种技术，将此类复杂的波函数转换成一系列简单的正弦或余弦波，这在高中教材的三角学中就有涉及。
当分子结构比较简单的时候，通过X射线的振幅可以相对容易地为分子构图，比如布拉格父子研究的食盐分子。但分子越大，构图就越困难，电子密度图就越来越像标示着旋风、气流和旋涡的三维天气图。绘制青霉素分子这样尺寸的图像（这对充分了解其结构是非常必要的），以及计算哪些波是“同相”或者“异相”的，将花费霍奇金两年多的时间。
同时，在大西洋两岸，关于生产足够用量的青霉素的竞争也越来越激烈：在竞争中出现了越来越多的动物实验，越来越先进的生产方法，当然，解析这种神秘化合物分子结构的构图也越来越准确。这些工作中最关键的部分是对公众保密的。尽管如此，在邓恩病理学院团队1941年8月于《柳叶刀》上发表了那篇文章之后，紧接着在1941年9月15日，《时代周刊》就发表了相关的报道：
磺胺类药爱莫能助，神奇霉菌拯救苍生。牛津大学教授霍华德·弗洛里及其同事们上个月在英国杂志《柳叶刀》上介绍了他们研发的新药。该药的成分青霉素提取自绿色天鹅绒般颜色的，与奶酪霉菌属同一分类单元的特异青霉菌。这种霉菌并不直接杀死细菌，只是阻断链球菌和葡萄球菌的生长，其效力“等同于或者超过了已知的最强效抗菌剂”。
让人难以置信的是，尽管以希特利、科格希尔、弗洛里甚至是钱恩这样的科学家的观点来看，青霉素的诞生应当一石激起千层浪，但是这篇文章和1942年青霉素治愈安·米勒的事件一样，并没有引起多大的反响。由于没有足够量的青霉素用于最低限度数量的人体实验，邓恩病理学院团队的成员最不希望看到的事情就是英语国家和地区的所有病人对青霉素燃起希望。然而，随着战争的趋势从反对轴心国逐渐转向支持盟军，公众，尤其是美国和英国的公众，已经准备好迎接拯救生命的奇迹——世界上第一种抗生素药物。
当然，还有发现这一药物的英雄。
1942年8月底，《泰晤士报》发表了一篇简短的社论，进一步推动了公众对青霉素发展的投资热情。出于无知或谨慎的原因，这篇社论拒绝透露任何科学家或者公职人员的名字，以避免吹捧或者人身攻击。
因此我们无从得知这篇社论本身的影响有多大。然而，8月31日，《泰晤士报》刊登了一封信，内容如下：
先生，在您昨天发表的关于青霉素的重要文章中，您回避将这项发现的桂冠戴在任何人的头上。如果您允许，我将补充一点，原则上讲，荣誉当属获胜之人，这一荣誉非本研究实验室的亚历山大·弗莱明教授莫属。因为是他发现了青霉素，也是他最早在论文中提出青霉素可能在医学上有重要的应用价值。
细心的读者可能已经从“本研究实验室”中猜到，这封信的签名是：
阿尔姆罗思·E.赖特
圣玛丽医院接种部
英国最有名的医生之一，弗莱明的老板和导师阿尔姆罗思·E.赖特站出来说话了。短短几个小时之内，英国“舰队街”的媒体记者们纷纷出动，前往帕丁顿采访弗莱明和赖特。8月31日的《标准晚报》刊登了对弗莱明的采访。9月1日，六七家其他报社也对弗莱明的发现进行了报道。弗莱明被《新闻纪事报》称为“本周杰出人物”。有些报道中甚至称牛津大学使用了圣玛丽医院接种实验室生产的青霉素样品。在《每日邮报》的报道中，弗莱明甚至给人这样一种强烈的印象：7年以前，研究过青霉素的圣玛丽医院才是最有可能取得突破性进展的地方，报道说：“该药的结构非常复杂，研究困难重重，但是他们一直在努力克服这些困难。”
其中的含义不言自明：圣玛丽医院才是青霉素研究的中心。英国的有机化学家和诺贝尔奖获得者罗伯特·鲁宾逊爵士已经于9月1日在《泰晤士报》发表的信中回复了阿尔姆罗思·赖特。这封信的大意在某种程度上可以被解读为：如果弗莱明应当戴上月桂花环，那么霍华德·W.弗洛里至少应当获得一束鲜花，而且是一束漂亮的鲜花……他和他的合作团队在英国医学研究理事会的协助下已经证明了青霉素作为药物的实用价值。
弗洛里对鲁宾逊的声援非常高兴，但对弗莱明仍然余怒未消。1942年12月11日，他写信给英国皇家学会主席亨利·戴尔：“现在我有充分的证据，事实上是BBC的总经理提供的证据……弗莱明正在想方设法地误导公众：是弗莱明预见了青霉素的研究课题并做出了成就，而我们部门的工作只是坐享其成，获得了几项最终成果。”
公众对青霉素的发现和进展一头雾水。在20世纪70年代BBC拍摄的纪录片中包含这样一段情节——弗莱明为了治疗阿尔伯特·亚历山大而制备青霉素，然而这个事件的年份竟然被搞错了。W.霍华德·休斯在为弗莱明写的传记《亚历山大·弗莱明与青霉素》中称，1928年弗莱明发现了青霉素之后，圣玛丽医院的技术人员每周都在制造青霉素。邓恩病理学院团队用自己的方式表达了自己的积怨——开导：开导是打开研究员工作动机的一扇窗户。向其他同僚们宣布一项发现，哪怕是不重要的发现，也会导致一些人的职业生涯在几天内大起大落。毕竟，科学家们都是人，他们尽管薪水微薄，但却能在通风条件极差的实验室里废寝忘食地工作数千小时，原因非常复杂：攻克难题之后的激动；终其一生所培养的才能得到施展时的愉悦；由衷的自豪感和获得的赞誉。这些都是首次发现科研成果的回报。
成果的首次发现还会带来诸多的现实利益。毫无疑问，阿尔姆罗思·赖特早已深刻地认识到这一点。首次发现青霉素的机构可以将青霉素的知识产权归为己有，不但可以拥有公众的赞誉，还能赢得更多来自政府和慈善机构的金融资源。和此前的撒尔佛散和百浪多息的发现一样，通过合法的途径声称自己的发现，将会给青霉素的发现者带来巨大的利益：即使不计对整个社会的贡献，回报也是相当丰厚的。
但这些途径所带来的收益与青霉素被发现后将带来的有形利益相比，都显得苍白无力。
天然维生素D存在于油性鱼类和某些动物内脏（如肝脏）中。全脂牛奶中含有微量的维生素D，但不够人体日常所需。由于最容易患佝偻病（一种由于缺乏维生素D导致的疾病）的儿童日常需要摄入大量的牛奶，所以20世纪30年代初开始，市场上便盛行通过多种工艺来增加牛奶中的维生素D。
该公司早期将最初为制造铅笔而发明的研磨、压缩石墨的设备，改造为可以制造稳定纯度药丸的机器，通常用于生产如吗啡、可待因等生物碱类物质，公司因此获得了快速发展。颇具营销头脑的伯勒斯·韦尔科姆公司还巧妙地将“药片”（tblet）和“生物碱”（lkloid）两个词相结合，首创“tbloid”一词，并且将其注册为商标。虽然后来“tbloid”一度转化为新闻摘要类报纸的统称，但至今在官网上，伯勒斯·韦尔科姆公司仍声称自己拥有这个词的所有权。
美国漫画家鲁布·戈德堡在他的作品中创作出一种设计过度复杂的机械，以迂回曲折的方法去完成一些其实非常简单的工作，例如倒一杯茶或打一颗蛋。之后，人们就以“鲁布·戈德堡机械”命名这种装置。——编者注
以上步骤描述按英文原书样式翻译。——编者注
玛格丽特·詹宁斯在埃塞尔死后成为弗洛里的第二任妻子。詹宁斯在很多方面都和埃塞尔截然不同，有很多为霍华德·弗洛里写传记的作者都对此做了诸多描述。玛格丽特精力充沛，而埃塞尔不但耳聋还体弱多病。同时，玛格丽特出身名门，是英国准男爵之女，待人彬彬有礼，亲和力强，性情温顺，这些优点埃塞尔都不具备。但有一点值得注意的是，弗洛里的两位妻子都是技术精湛的科学家，她们两人在20世纪最重要的医学发现中都做出了重大贡献，这一点绝非巧合。
关于瓦克斯曼的更多内容见本书第六章。
就这件事情而言，他只成功了一半：10岁的帕基塔已经去夏令营了，他只见到帕基塔5岁的弟弟。
作为政府科学家，桑姆需要权衡商业和社会的需求。一方面，他致力于青霉科的两个重要成员的研究：娄地青霉和卡门培尔青霉，因而受到美国奶酪生产商的尊崇。另一方面，几乎从1904年加入农业部的那一刻起，他的主要工作就是贯彻和实施1906年颁布的《纯净食品和药品法》。
1863年3月3日，林肯还签署了创建美国国家科学院（即美国国家研究委员会的前身）的授权书。
1944年，“牛津单位”被采纳为“青霉素单位”，即溶于50毫升培养液中的可以抑制葡萄球菌菌落生长的药量，事实上是指国际青霉素标准中6微克青霉素的比活性，本质上与原“牛津单位”相同。
由于伯恩豪尔是纳粹党早期的狂热党徒，他的很多开创性工作在标准的发酵历史中未被提及。
库瑞同指点弗洛里和希特利去皮奥里亚的真菌学家查尔斯·桑姆一样，都是美国农业部研究分部的研究生。事实上，这两位科学家一直在美国农业部的授意下通力合作，力图生产美式罗克福奶酪，因此需要广博的发酵知识，同时，显然也需要罗克福青霉菌（青霉菌变异体）。
伯纳尔是另一位对X射线晶体学做出重要贡献的科学家，他不仅是霍奇金的导师，还是她的情人。伯纳尔和霍奇金都是忠实的社会主义者，终生拥护苏联。伯纳尔最终成为特罗菲姆·李森科伪遗传理论的最坚定的英国支持者。
青霉素的第一个配方是钠盐，钡盐形式的青霉素的化学式为（C14H19O4N2S）2 B，被命名为青霉素F。另一个稍有不同的版本为青霉素G。
“Plm qui meruit fert”的意思是“荣誉当属获胜之人”，这是霍雷肖·纳尔逊勋爵的座右铭，巧合的是，这也是南加利福尼亚大学的校训。
