第五章 将问题了解透彻
青霉素挽救了几万人的性命,创造了一个全新的行业,也将创造一批有史以来盈利最丰厚的公司。
发现青霉素的功劳之争发生在1941年夏天霍华德·弗洛里离开皮奥里亚一年之后。他离开皮奥里亚的时候把希特利留在那里与莫耶及北部实验室的其他人合作,而他自己成了北美最杰出的青霉素“布道者”。他已经将这一“福音”传播到位于纽黑文市的NRC,以及位于华盛顿和皮奥里亚的美国农业部分支机构。8月7日,他和宾夕法尼亚大学的阿尔弗雷德·牛顿·理查德抵达费城,参加了一个对他而言最为重要的会议。1925年,作为初级研究员的弗洛里首次踏上了由洛克菲勒基金会资助的美国之旅。在此期间,他结识了理查德,并与他合作。现在,他有一个在所有医学领域内最令人振奋的发现,阿尔弗雷德·牛顿·理查德是能够把这个令人振奋的消息转化为获得美国全国范围内支持行为的最佳人选。一年前,阿尔弗雷德·牛顿·理查德出任美国新成立的科学研究与发展局(OSRD)的医学研究委员会(CMR)主席。因此,对弗洛里而言,理查德是他在美国的一个至关重要的人物。
从某种程度上来说,OSRD在即将到来的战争中将成为美国最重要的战略资产。严格地说,当弗洛里和理查德会面的时候,OSRD刚刚成立一周,是根据罗斯福总统签发的第8807号行政命令成立的,目的在于“为与国防相关的科学和医学问题提供充足的保障”。OSRD替代了它的前身——成立于1940年的美国国防研究委员会。两者都由电气工程师万尼瓦尔·布什负责运营。在罗斯福委任万尼瓦尔·布什领导国防相关的研究前,布什早已声名显赫,他不但成功地发明了一些将用于数字计算机和模拟计算机的基础元件,还担任了麻省理工学院工程学院院长、卡耐基学院院长,并且是当时美国器械公司(该公司后来发展成为电子产品巨头雷神公司)的创始人。布什是美国国防研究委员会的第一任主席,也是唯一一位主席。事实上,他还是美国历史上第一位总统科学顾问。作为OSRD局长,他为历史上最重要的战时研究项目制定了战略发展方向。最值得注意的是,他所领导的“曼哈顿计划”项目将会引领全人类进入原子时代。
无论核能的长远影响是否比1941年OSRD的医学研究委员会发起的这场抗生素革命更加意义重大,这都是一着险棋。建立CMR的初衷显然不是为了发起新的研究而是为了监管现有的研究项目,并拟定通过该委员会下属的6个部门来发放资金的相关政策,这6个部门分别为:医药学部、外科学部、航空医学部、生理学部、化学部和疟疾部。尽管如此,8月7日弗洛里与理查德的会晤并没有空手而归,他与CMR签订了协议——CMR保证会为他的青霉素生产项目推荐一项政府补助金。
联邦机构为医疗研究拨款并对其进行管理,即使在当时,这也并非一个崭新的概念。在20世纪40年代以前,美国政府就曾经直接对疾病治疗和预防的重要研究项目进行投资。1887年,海军医院服务部的约瑟夫·金原医生在史坦顿岛的海洋医院内创建了一个细菌学实验室。1891年,该实验室迁至华盛顿哥伦比亚特区,更名为“卫生实验室”。1902年,美国国会通过《生物制品管制法》的主要目的在于规范跨境疫苗销售,同时,这一法案也授权卫生实验室测试并改进如疫苗和血清类的产品,并增设化学、药理学及动物学分部。1912年,海军医院服务部更名为“美国公共卫生服务部”,1930年,卫生实验室更名为“国立卫生研究院”,于7年后迁至马里兰州的贝塞斯达。
但在此之前,政府对研究的投资通常都是拨给联邦政府所管理的机构:美国农业部下属的实验室,或者另一种专门的研究机构——马萨诸塞州斯普林菲尔德兵工厂。像研究青霉素这一类的政企联合项目从来都没有被提上日程。1941年10月8日,理查德和布什在华盛顿召开了一次会议,受邀者是OSRD各部门的负责人:CMR副主席刘易斯·H.韦德、化学部部长威廉·曼斯菲尔德·克拉克及农业部的查尔斯·桑姆。更值得注意的是,这次由布什主持的会议还邀请了施贵宝公司医学研究所的乔治·A.哈洛普、辉瑞公司的贾斯珀·凯恩、立达公司的耶拉普拉加达·苏巴拉奥,以及默克公司的研究负责人伦道夫·梅杰。
特设委员会将于12月17日在纽约再次召开会议。这次,制药公司不仅派出了研究负责人参加会议,同时安排了他们的总裁出席会议。默克家族企业的总裁乔治·默克预计:“如果这些药效可以得到确认……为弗洛里生产一千克青霉素是没有问题的。”但遗憾的是,那次会议召开的时间恰逢珍珠港遇袭后的第十天,美国当时有着更为宏大的目标。因此,理查德并不指望仅仅依靠某一个对此感兴趣的公司来生产一千克的青霉素。当务之急,“(必须)尽一切可能找到对抗战场伤病感染、减少战争伤亡人数的方法”。北部实验室的罗伯特·科格希尔也出席了会议,他后来证实:“由此开启了制药工业化时代。”
随着制药工业化时代的到来,一系列相关问题也接踵而来。尽管在第一阶段中,受到爱国热情的鼓舞,这些公司都积极投入青霉素最初几个阶段的生产中,但毕竟这些企业是商业实体,是需要营利的。同时,尽管青霉素的潜在商业利润对这些企业充满诱惑,但他们很快就敏锐地意识到,与青霉素项目相关的知识才是长久的利益所在。在此情形下,至少需要某种机制来解决有关知识所有权的纷争,那就是专利权。
人们通常认为,科学史学家德瑞克·德索拉·普莱斯最重要的发现是:专利对于科技的重要性无异于学术论文对于科学家的重要性,因为它提供了功绩分配和传播知识的重要方法。尽管自美国建国以来,专利制度一直都是美国社会备受称道的特色之一(《美国宪法》第一条第八款就明确授权联邦政府提供有限的专利权“以促进科学和实用艺术的进步”),但这些制度也一直饱受争议。至少在最初的时候,托马斯·杰斐逊对专利这一理念持反对态度,他曾写道:“如果说自然创造了相对于其他专有财产而言不易受到影响的事物,那就是被我们称为‘理念’的思维能力……从本质上讲,发明不能成为财产的主体。”甚至,当专利应用于医学发明中的时候更具有争议性。由于药物研发者追求自己的商业目标是无可厚非的,所以,至少从理论上讲,应当有更高的法律来对其进行约束以确保其研究工作满足更多人的利益。因此,在法国,药物专利权自拿破仑时代起就曾经一度被禁止,德国早在19世纪80年代现代工业体系出现后不久,就颁布了第一部专利法,但在几十年内都禁止对药物专利权的获取。
而美国医学研究人员尤其反对获取医学专利权。早在1923年,威斯康星大学的生物化学教授哈利·史蒂恩博克发现,将如牛奶这类的高脂肪食物中所含的甾醇暴露在紫外线下,将使其维生素D的含量增加,因此,喝牛奶可以预防当时流行的维生素D缺乏症,即佝偻病。
据说,尽管哈利·史蒂恩博克以自己的名义申请了专利权,但他拒绝了桂格燕麦公司100万美元的专利转让费,而是将该专利权转让给了一家新成立的非营利组织——威斯康星大学校友研究基金会(WARF)。1940年,威斯康星大学校友研究基金会起诉多家牛奶制造商使用这项专利技术,并因此获得了高达750万美元(这笔钱当今的市值远远超过10亿美元)的专利使用费。
这一事件导致了公众的强烈不满及后续的反应,这是意料之中的。包括哈佛大学、宾夕法尼亚大学、约翰斯·霍普金斯大学、加州理工大学在内的几十家研究机构,禁止或者严格限制研究员申请专利。1937年,美国化学学会甚至召开了一次大会,标题为“医学发明专利和食品专利是否符合公共利益?”
当涉及知识产权的时候,无一例外至少会出现另一方面的情况——厄恩斯特·钱恩从邓恩病理学院成功提取青霉素的时候开始,就提议为这一化合物申请专利。1941年3月,他一直在不厌其烦地游说当时韦尔科姆研究实验室的负责人J.W.特里文博士支持他们的专利申请,他从自己的上司那里也获得了很多支持。弗洛里和钱恩一样也渴望获得专利,但是他更希望通过专利争取到一个像CMR这样的独立实体,获得他们的支持和赞助,其次才是为邓恩病理学院的研究人员谋福利。
然而,不巧的是,CMR对此专利毫无兴趣。其负责人爱德华·梅兰比,也就是维生素D的发现者,曾经带头指责史蒂恩博克,并宣称其专利权在英国无效。他甚至认为专利权助纣为虐,通常成了富有贵族们赚取巨额利润的工具。梅兰比和钱恩在专利问题上各持己见,互不妥协。钱恩认为,抗生素的发展是“一个极具潜力、尚待开发的广阔市场,在这里我们目前处于领先地位。并且,如果我们有足够的钱,我们就可以一直保持自己的领先地位”。他后来说,“不能使用专利权来保护本国的公民以对抗国外企业的剥削”是不道德的。
梅兰比指责钱恩对申请专利一事执迷不悟,并告诉钱恩,如果他“坚持向钱看,他在英国将无科学前途可言”。在这种情况下,弗洛里没有劝说梅兰比,而是转而与洛克菲勒基金会合作。洛克菲勒基金会有一项规定是,由该基金会资助的科学发现应当没有专利纠纷……而自1939年开始,该基金会一直在资助弗洛里和他的邓恩病理学院团队。
但是,1941年年底,洛克菲勒基金会和英国医学研究理事会都失去了对青霉素项目的掌控权,青霉素项目主要掌控在OSRD、美国的制药公司及美国农业部的手里。这些机构都对追逐专利权乐此不疲——为了经济利益,更为了利用专利权系统地掌控新知识的传播。这种热情源自一种强大的历史基础:被誉为“美国农业部之父”的亨利·莱维特·埃尔斯沃思于1839年创建了美国农业部的前身——专利局农业司。
1941年秋天,包括诺曼·希特利在内的所有在美国北部实验室工作的各方,共同签署了一份协议,同意任何后续的专利权都归属美国农业部长,这一点也就不足为奇了。显然,当时各方并未对此产生异议。
直到1942年6月,希特利都在皮奥里亚和他的美国同行真菌学家安德鲁·莫耶一起工作。希特利尽管天性随和,也有过和极其难以相处的厄恩斯特·钱恩相处的经历,但和安德鲁·莫耶之间的关系并不和睦。在希特利的回忆中,莫耶是一名言辞激烈、举止粗鲁的孤立主义者,莫耶深信是英国让美国卷入了一场错误的战争,因而“(美国)血流成河”的灾难将不可避免。
甚至从长远的角度来讲,莫耶申请并获批的专利更令人不安。这个专利的内容不但包括他和希特利共同研发的深层发酵方法(该专利本身这样写道:一种有效的、通过培养霉菌生产青霉素的新方法,和之前所用的方法相比,借助这种方法,青霉素的产量会大大提升),还包括使用玉米浆作为培养基的方法。专利的署名是罗伯特·科格希尔和安德鲁·莫耶,根本没有提及任何与邓恩病理学院相关的信息。事实上,尽管希特利和莫耶共同撰写过一篇总结他们在皮奥里亚研究工作的论文,但莫耶从来没有将这篇论文提交给媒体进行发表,甚至他在他的个人参考书目和专利申请中都对这篇论文只字未提。基础的专利权已经被授予美国农业部长,允许美国所有用户无须授权就可以使用专利,与此同时,却并未提及在与美国签订专利条约的国家的专利持有者具有提起诉讼以获得赔偿的权利,这些国家中就包含英国,而英国允许莫耶为自己的生产方式申请英国的专利。
一石激起千层浪,牛津大学团队的成员们异常愤慨。尤其是钱恩,他在后半生对这项专利一直耿耿于怀,虽然他有自己的理由,却并不充分。事实是,自1928年青霉素被发现以来,青霉素的专利申请本身就困难重重。随着时光的飞逝,人们渐渐认识到,生产一种物质的专利化过程比这种物质本身的价值更高。钱恩虽然怨愤难平,但他的愤怒不满得不到法律的支持。生产青霉素的真正创新方法是在皮奥里亚研发成功的,而非牛津。比如,“科格希尔-莫耶专利”的关键在于为青霉素霉菌汁添加苯醋酸,由此使得青霉素的产量提升了三分之二。当然,这也并不能成为莫耶的两面派行为的借口。但是,自人们对专利的质疑聚焦在1941年北部实验室研发的步骤上以后,希特利才是最有理由感到委屈的人。
如果希特利因为失去了功绩而心生愤懑,他甚至都没有时间跟别人倾吐他的怨言。就在专利被授予之前,弗洛里给希特利发了一封电报说:“如果默克公司付给你钱,你为什么不去那里工作6个月?去那里比回这边更有用。”
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1942年,诺曼·希特利离开皮奥里亚,前往新泽西州的拉威。默克公司是当时世界上历史最悠久的制药公司,但却乏善可陈。该公司自1668年弗雷德里奇·杰考伯·默克收购天使药房之后,便一直从事药用化合物的制造和销售工作。天使药房是位于黑森·达姆施塔特公国内的一家药店。黑森·达姆施塔特公国是组成17世纪神圣罗马帝国的诸多说德语的公国之一。
尽管在巴斯德和科赫确立微生物导致传染病学说之前的一个世纪,该药房的业务并无长足进展,但将近两个世纪以来,天使药房的唯一业务就是向消费者和医生销售药品。1816年,弗雷德里奇·杰考伯的一位后人海因里希·伊曼纽尔继承了家族产业,将其企业名字改为E.默克,并整合了多种经营方式。作为一名19世纪早期的科学药剂师,雄心勃勃的伊曼纽尔敏锐地感知到,大量的强效植物提取物(比如颠茄和咖啡因)中均含有生物碱,这种化学品可以被提纯和标准化。这些植物提取物中效力最大的是罂粟提取物。1827年,默克从一位名叫弗雷德里希·塞尔吐纳的普鲁士药剂师那里购买了一种工艺,这种工艺可以将鸦片制成一种化合物,他用奥维德的《变形记》中梦之神的名字“吗啡”为其命名。
一个世纪以来,吗啡都是默克公司生产的最赚钱、最受欢迎的药物,但最重要的是,吗啡让这家目前为止规模依然很小的企业在化学制造领域占有了一席之地。从杂质较多的鸦片中提纯出剂量稳定的吗啡的技术使默克公司成为一家所谓的“精细化学品制造公司”:制造小批量、高价值、高纯度的化合物。机缘巧合,在威廉·亨利·珀金首次发现苯胺染料后,社会上出现了一大批化工巨头,它们都成了默克公司的大型客户,也成了默克公司洞悉19世纪最先进的工业化学技术的重要途径。1889年,默克公司首次出版的《默克索引》,为一代科学家和化学工程师提供了很有价值的化学信息。
默克公司也是药品生产商。1887年,默克公司在美国开设了第一个办事处,作为当时仍以吗啡为主营业务的德国母公司的营销部。1891年,该营销部成为默克公司的美国子公司——美国默克公司,由乔治·默克负责经营。1892年,乔治·默克按照英语的拼写习惯在其原先的名字“Georg”后加了一个“e”,成为“George”,并迎来了他的第一个孩子:乔治·W.默克。
在接下来的25年里,美国默克公司空前繁荣:1900年,该公司收购了位于新泽西州拉威的120亩
沼泽地,在这片沼泽地上建立了一家工厂,生产铋(1901年发明,是止泻药佩托比斯摩中的活性成分)、可卡因和吗啡。在这家工厂隔壁是默克公司的另一家子公司——拉威煤焦油产品公司。该公司生产的诸多产品中包括40年前约瑟夫·利斯特发现的杀菌剂石炭酸。1917年,美国默克公司的年销售额记录为800万美元,差不多相当于现在的9600万美元,但考虑到同年美国通用电气公司的销售额为近2亿美元,美国钢铁公司的销售额为4亿美元,800万美元的数字虽然很庞大,却还不算令人震撼。
1917年,美国卷入了第一次世界大战,德国企业在美国设立的子公司都受到严重影响。由于德国的企业,尤其是法本卡特尔,垄断了几乎所有药用化学品的生产,美国市场中重要的化合药物供应面临很大问题。例如,颠茄提取物阿托品作为当时全世界用于治疗心脏病的关键药物被德国和其盟友垄断。1917年4月17日,美国国防顾问委员会医疗部召开了一次会议,寻求阿托品的替代药物,有250家公司派代表参加了会议,包括默克公司。
同时,受反德势力的影响,美国出台了十几条新的法律,意在限制“敌国机构”的活动,比如限制德国企业的活动。影响最为重大的是1917年10月开始实施的《1917年与敌对国家贸易法案》,其中一条提供了选举外国财产托管局的法律依据。联邦法官亚历山大·米切尔·帕尔默立即要求在美国的德国化学公司“美国化”。为了兑现自己的诺言,帕尔默没收了默克公司美国子公司80%的股份,即位于黑森·达姆施塔特的默克母公司所持有的8000份股份,在老乔治·W.默克申诉之后,改为其代管这些股份。老乔治·W.默克持有美国默克公司另外的2000份股份,他不希望该公司在自己的任期内被卖掉。
就在美国默克公司遭受重大打击之际,29名刚刚入职的研究人员(化学家、药剂师和化学工程师)及时地帮助默克公司在战争期间迅速成长壮大,默克公司在拉威的工厂厂区才得以扩大三倍。也正是因为如此,老乔治·默克才得以在1919年以375万美元的竞价,挫败孟山都公司和美国苯胺公司,顺利回购了美国默克公司的股份。1925年,当小乔治·W.默克接手该公司的时候,一部分研究人员仍然在职。
那些一直在寻找品行完美无缺、值得尊敬的成功商业领袖的传记作家,一定会认为小乔治·默克就是他们要找的人。小默克出生于纽约,成长于新泽西郊外、环境宜人的卢埃林公园。至少根据家族传说的记载,小默克与托马斯·A.爱迪生的两个儿子关系甚好,曾经是伟大发明家爱迪生的实验室和车间的常客。据说,爱迪生称这位默克家族的继承人为“小个子”,之后可能再也没有人这样称呼小默克了,因为小默克成年以后身高为六英尺五英寸(约1.93米),身材健硕,充满活力。1915年,小默克从哈佛大学毕业(提前一年毕业),由于当时欧洲正处于战火之中,他无法完成在德国攻读化学硕士学位的原定计划,于是加入了默克家族企业——美国默克公司。1918年,小默克成为该公司的副总裁。1925年,当老默克病倒的时候,他接任了总裁一职。
尽管人们有理由认为小默克的快速晋升是由于他的身份而不是他的才能,但从一开始,他就以实际行动证明了自己的实力。由于从外国财产托管局赎回公司的股份花费不菲,默克公司在1927年的时候仍然负债累累,乔治计划与另一家精细化工制造商——费城的鲍尔斯-韦特曼-罗森加滕公司(默克公司最大的非家族股东阿道夫·罗森加滕准备退休)合并。1929年,乔治甚至做出一个更为大胆的决定:在拉威创建实验室。1933年4月25日,在实验室落成典礼上,未来的英国皇家学会主席亨利·戴尔爵士(十年之后,亨利·戴尔爵士试图说服英国的制药公司参与邓恩病理学院的青霉素创新研究,却未能成功)为现场500多名观众做了题为“治疗领域的学术和工业化研究”的演讲。而乔治·默克也表达了自己的决心:“我们对这个新的实验室充满信心……推动科学进步,积累科学知识,让人类生活远离病痛,赢得更多自由。”
默克公司将赌注押在医药科学的未来前景上并非特立独行。1938年,雅培公司(1914年前名为雅培生物碱公司)建立了占地53000平方英尺(约为4924平方米)的芝加哥研发中心(基地内饰由天才设计师雷蒙德·罗维完成)。同年10月,施贵宝医学研究所在新不伦瑞克投入使用。1934年,美国礼来公司在印第安纳波利斯开设了礼来研究实验室。一年后,杜邦公司在特拉华州的纽瓦克建成了哈斯克尔工业毒理学实验室。
但总的来说,默克治疗研究所是第一家,而且是最具创新性的一家科学医药研究机构。“从学院到工业企业”的人才输送方式使得德国的化工企业受益匪浅,默克对此深受启发。他聘用维也纳药理学家汉斯·莫里特作为研究所的第一任所长,从普林斯顿大学招募了伦道夫·梅杰加入阿尔弗雷德·牛顿·理查德(来自宾夕法尼亚大学,曾经是霍华德·弗洛里的导师)的拉威研究团队。
他的投资方向不限于引进尖端人才,研究所1933年的年度研究预算为14.6万美元,而到了20世纪40年代初,预算增长到近100万美元。
如果乔治·默克的目标是“推动科学进步,积累科学知识”,那他应该不会失望。1937年,梅杰劝说马克斯·蒂什勒离开哈佛大学来拉威工作。(曾有一所大学这样评价马克斯:“马克斯天生具有雪崩之能量和活力四射的大脑。”)在默克治疗研究所成立的前五年中,研究人员在同行评审期刊上发表了30篇论文,从1939年到1941年,发表了将近50篇论文。这些论文中还不包括默克本人于1935年在《工业与工程化学》杂志上发表的题目为“化工与医药”的文章,文章中提到:“为了做名副其实的研究,为行业带来真正的价值,为知识的进步做出贡献,行业必须重视、保护真正的创造性思维,这样才能将思考、研究、创造力的精神力量集中在解决最大的困难上。将问题了解透彻本身也是一项重要的任务。”
1942年,希特利抵达默克公司位于拉威的实验室。在梅杰的领导下,该实验室仍然以研究维生素为主要工作,当时维生素的销售额超过了默克公司总销售额的10%。1936年,默克公司的约瑟夫·克莱因和贝尔实验室的罗伯特·威廉斯首次合成了维生素B1。1940年,不久前还在耶鲁大学供职的卡尔·福克斯分离并合成了维生素B6和维生素B5。伦道夫·梅杰亲自聘用了马克斯·蒂什勒,并明确了其工作内容为维生素研究。梅杰告诉蒂什勒:“我们决定专攻维生素领域的研究。我们要分离出每一种维生素,确定它们的结构……将它们合成后提供给需要的人们。”法本公司和霍夫曼·拉·罗氏公司都不愿意将专利使用权授予默克公司,而蒂什勒争分夺秒,于1938年发现了一种新的合成维生素B2的方法,从而使默克公司无须再为获得法本公司和霍夫曼·拉·罗氏公司的专利而四处奔走。
一切都将发生改变。不仅仅是默克公司,其他投资了数百万美元建设实验室的美国公司,都急切渴望开发比维生素和抗菌剂更具有商业潜力的产品。1942年2月,默克公司与施贵宝公司签署了一项研究共享协议。施贵宝公司成立于1858年,主要生产手术麻醉剂,创始人爱德华·罗宾森·施贵宝曾经是一名美国海军外科医生。施贵宝公司的创建时间可以说占尽天时:两年之后,美国内战爆发,因此美国年度截肢手术的配额随之增加,其他外科手术用品也供不应求。联邦军队的外科医生们携带着数千个装满药品的木制药箱,从安提塔姆一路辗转到阿波马托克斯。当时,这种药箱被称为“施贵宝急救箱”,里面装着一套化合药品,包括乙醚(此后40多年里都是施贵宝公司的标志性产品)、类麻醉剂、治疗疟疾的奎宁,当然还有威士忌。
1942年年初,施贵宝公司的掌门人为默克公司的前高管西奥多·韦克。
韦克在30年前收购了施贵宝,并一直经营着这家公司。1903年,韦克卖掉了自己持有的默克美国分公司的股份,在其资金雄厚的实业家岳父洛厄尔·帕尔默的支持下,从默克的同事变成了默克的竞争对手。如果说当初韦克离开公司的时候与默克之间有任何积怨,随着时间的流逝,加之当时美国的危急形势,这种积怨早已被冲淡。默克-施贵宝协议详尽规定了合作方对未来可能获得的任何发明所共同享有的权利。同时,共享权利不仅限于目前的两家公司,还包括其他“为科研问题的解决方案做出特定贡献的公司”。
在1942年的“其他公司”中,最重要的是位于纽约州布鲁克林区的查斯·辉瑞制药有限公司。
虽然辉瑞公司在美国建立的时间比默克公司的更长,但它同样有着德国的渊源。在19世纪40年代初期,大量德国移民抵达新大陆,其中一部分人是因为政治原因而移民(1848年,德国革命失败导致几千人成为政治难民),但大多数人是因为经济原因而移民。1840年到1860年,有超过140万母语为德语的移民来到美国,他们同时带来了大量先进的技术知识,并准备将其商业化。药店学徒查尔斯·辉瑞和他的表兄糖果制造商查尔斯·厄哈特就在这些移民之中。19世纪40年代的某一天,他们离开了路德维希堡市(位于当时仍然独立的符腾堡王国辖区内)。1849年,他们开了一家营业厅。后来,他们从辉瑞的父亲那里贷款2500美元,在布鲁克林威廉斯堡区巴特莱特和汤普金斯街道的拐角处建了第一家化工厂。
这对兄弟最初除了提供糖果制造技术,还提供化学知识培训,将口感很苦的抗寄生虫药散道宁(更准确地说,是一种肠虫驱除剂,用来杀死或者至少是驱除肠道蛔虫的药物)包在圆锥形的太妃糖内。带糖衣的散道宁在随后的60多年里一直是该公司生产的最重要的医疗药品,该公司还生产如碘、杀菌剂、三氯甲烷、氯化亚汞(用于治疗便秘和梅毒,是一种曾受到高度质疑的含汞化合物)之类的消毒剂,但其真正的业务和几十年后的默克公司的一样,是生产精细化学品:酒石酸(作为膨松剂添加到烘焙粉中,同时改善口感)、樟脑,特别是柠檬酸。
柠檬酸不仅为辉瑞公司带来了高额的利润,还为该公司积累了全世界最丰富的深层发酵加工经验。这也使他们成为莫耶、希特利和科格希尔在皮奥里亚的创新项目的理想合作伙伴。1941年年底,辉瑞公司将其SUCIAC工厂用于制造柠檬酸的充气瓶用于青霉素制造。虽然其产量仍然小且极不稳定(产量最大的时候为每毫升20个青霉素单位,有时一无所获),但足够提供给哥伦比亚大学的同一实验团队做实验用。该团队曾在1940年向厄恩斯特·钱恩索要青霉素样品,团队成员均为研究溶血性链球菌的科学家,其中包括亨利·道森、化学家卡尔·迈耶、微生物学家格拉迪丝·霍比等。其他团队也在做相关研究。亚历山大·霍兰德是美国国立卫生研究院的一名研究员,也是放射生物学领域的创始人之一。他在冷泉港实验室组建了一个团队,希望通过辐射找到青霉菌产生的变异体,并招募了明尼苏达大学和威斯康星大学的研究人员,使用X射线对青霉素进行冲击。从20世纪20年代开始就致力于通过射线照射的方式来提升牛奶中维生素D含量的麦迪逊研究团队建立了一个深层发酵实验工厂。这些团队的研究进展非常顺利,最后研制出一种新型的青霉菌株Q-76,每毫升的Q-76可以制造2000个青霉素单位,大大提升了辉瑞公司的青霉素产量,与莫耶和希特利在皮奥里亚创造的青霉素最大产量不相上下(牛津大学最初的产量:每毫升只有两个青霉素单位)。
在不到一年的时间里,美国一直在不断拓展其青霉素的研究资源:农业部下属的各大实验室、美国大学的生物部,尤其是20世纪30年代美国各大制药公司建立的研究机构。这些资源加快了青霉素研究的创新速度,青霉素产量的攀升更是让人难以想象。
邓恩病理学院(更不用说圣玛丽医院)的才华横溢但苦于经费不足的科学家们已然了解青霉素制造行业在美国的飞速进展,但他们唯一能做的就是眼睁睁地看着美国政府斥资数百万美元掠夺他们的研究成果。然而,除了偶尔关于“神药”的文章见诸报端,英国和美国大众对青霉素的潜在抗菌性知之甚少。1942年,OSRD的各分支机构在全美只授权了22名专家获取这一药物,而且只允许他们将青霉素用于研究有限的几种感染情况,主要是对磺胺类药物没有效果的葡萄球菌、链球菌、肺炎双球菌。
就在青霉素逐渐淡出人们的视野之际,1942年11月发生的一起恶性事件,将人们的关注点重新聚焦到青霉素身上。
位于波士顿后湾附近皮埃蒙特街的椰林夜总会,在禁酒令执行时期曾经是一家地下酒吧,在沃尔斯特法案被废除后成为波士顿最受欢迎的夜总会。11月28日(感恩节周末的周六),椰林夜总会会集了1000多人,而当时波士顿消防局只允许该夜总会接待不超过500人。晚上10点多,一棵用于装饰的人造棕榈树着火了,火焰迅速点着了夜总会墙上和天花板上的装饰品。5分钟后,夜总会就变成了到处弥漫着炽热气体和有毒浓烟的人间地狱。惊慌失措的人们争先恐后地冲向出口大门,互相挤踏,结果导致492人死亡。
数百人吸入了浓烟,被火焰灼伤的程度达二级和三级,100多名伤者被送到马萨诸塞州总医院。医院的急救医生决定先不清理烧伤的创面(即清理掉创面上的衣服残渣或者其他不明物质),他们认为清理创面的同时将会使皮肤失去保护,更容易造成细菌的入侵。相反,他们希望病人通过“内服化学药物”来抵抗感染。医院虽然有磺胺类药物,但磺胺类药物仅仅可以对抗有限种类的病原体感染。因为情况紧急,需要采取应急措施。火灾发生几天后,默克公司的拉威工厂就打包了一批青霉素(不是安·米勒用的那种粉状物质,而是32升高度稀释的霉菌汁),并全程由警察护送运到马萨诸塞州总医院。
当时,鉴于医生们很难判断神奇的青霉素是否真的会产生奇效,马萨诸塞州总医院和其他波士顿医院急诊室的医生们对烧伤患者采用了多种治疗方法。仅仅在几年以前,葡萄球菌感染还是致命的,但这一次,数十名伤者都转危为安。医生们给伤者同时使用了外用的保护性敷料和包括磺胺类药物在内的内服抗菌药,因此并没有确凿的证据可以证明是默克公司提供的青霉素起了决定性作用。尽管如此,《波士顿环球报》在12月2日的报道中仍称青霉素“千金难求”,也没有人对此说法表示怀疑,因为即使有,也无据可查。人们坚信,一种神奇的药物很快就可以在大范围内被使用了。在椰林事件之前,使用青霉素治疗的患者总共不过几十人。出于政策的原因,CMR主席阿尔弗雷德·牛顿·理查德严格限制关于新药青霉素的公开报道,在后续的媒体新闻稿中含糊其词。他的用意很明显,由于国家优先考虑的是制造足够的青霉素用于支援战场,所以让普通民众燃起使用青霉素的希望不仅残忍,还容易使公共关系陷入紧张状态。波士顿大学的切斯特·基弗当时担任美国化学治疗和其他药物委员会主席,他对新闻记者持有敌意,认为新闻记者必定会让公众对青霉素产生一种期待,而这种期待不可能得到满足。几个月以来,所有关于青霉素项目进展的公报只能通过CMR媒体办公室来发布。但某一天晚上,波士顿有人走漏了风声。1943年2月8日,《时代周刊》发布的报道一语道破天机:“事实证明,1943年的‘神药’极有可能是青霉素。从1929年英国发现青霉素以来,没有人解开其神秘的面纱,现在这种‘神药’正处于临床实验阶段。”
虽然基弗和理查德竭尽全力封锁消息,但该报道所列举的几条椰林事件之后的文章标题又给足了猛料:“生死攸关7小时——飞速送达的稀缺药品挽救了婴儿的生命”“20岁的女孩儿因拒绝使用青霉素而不治身亡”“青霉素……挽救众生的人间甘露”
。
俄克拉何马城的一位妇女写信给罗斯福总统,因为“我不知道除了您还有谁能帮我,或者您能不能告诉我,我的儿子在哪里能买到青霉素这种药”。另一位母亲也给总统写了一封信,她在信中说道:“我知道您为了战争日夜操劳,但是……请您救救我们吧。我的丈夫得了重病,只有新药青霉素才能救他……”鉴于公众对青霉素的迫切需求,《纽约先驱论坛报》甚至为公众提供了百无一用的青霉素的家庭制造方法作为精神安慰。
在此后的一段时期内,青霉素的供应与需求严重失衡。1943年1-5月,美国的青霉素产量仅4亿单位,由于治疗单一的葡萄球菌感染需要200万单位的青霉素,生产的所有青霉素都不够治疗100人的用量。比如被称为“丹毒”的急性链球菌性皮肤感染性疾病,治疗一位患者需要900万单位甚至更多的青霉素:每天用药3次,一连10天,每次的用量为20万~40万单位。
青霉素的生产必须走上产业化的道路。
1943年6月,理查德和基弗在华盛顿参加了由美国国家科学院的伊莱休·鲁特主持的会议。与会者有来自北部实验室的罗伯特·科格希尔和美国军工生产委员会(WPB)的几名成员。WPB的成员在战争期间对所有资源(无论是私有资源还是公众资源)的分配上享受有绝对优先权。三个月后,这几位与会者作为WPB的青霉素生产工业顾问委员会成员再次集会,参会人数稍有增加。会议主要有两个议程。第一是任命青霉素计划“青霉素最高指挥官”,即官方青霉素项目的协调人——美国专利局化学司的化学工程师阿尔伯特·艾德尔。第二是招募足够数量的合格的美国公司以提高青霉素的产量。
新的议程提出了扩大青霉素项目的合作范围。在1941年10月和12月由理查德召集的会议中,只有四家制药公司参会——默克、辉瑞、施贵宝和立达,并且只有前三家企业承诺动用所有资源支持该项目。而到1943年,情况发生了巨大变化,青霉素项目已经成为全国的当务之急,几乎所有与药用化合物沾边的企业,甚至是主营发酵业务的企业都应邀提出资格审议申请,多数受邀企业对该项目只是一知半解。
理查德、艾德尔、基弗和科格希尔从175家提交申请的企业中挑选出17家参与研发青霉素项目。除了最初的默克、施贵宝和辉瑞,还包括其他制药公司和一些在发酵行业经验丰富的企业。制药公司如立达、礼来、沙东、雅培、帕克-戴维斯、温思罗普、普强、卡特实验室、罗氏纳特利(位于新泽西州的纳特利是瑞士霍夫曼·拉·罗氏制药公司的分公司),以及百时美谢普林实验室。发酵行业企业如阿莱德·莫拉斯、申利·迪斯提乐、海登化学公司(和默克公司一样,曾经也是一家德国公司,在“一战”期间被美国外国财产托管局办公室没收),以及商用溶剂公司。
每一家公司都可以免费获得所有关于青霉素发酵的公开信息,外加他们作为项目参与方所开发的任何技术的专利权。
无论如何,这都是一个戏剧性的转变。据罗伯特·鲁宾逊后来回忆:
理查德……领悟到一个简单的真理,那就是只有保证这些企业在投入人力、物力后能够得到相应的回报,青霉素项目的发展才能获得质的飞跃。也就是必须要承诺这些参与研发青霉素项目的企业能够获得其发现的专属权力,确保一旦青霉素项目完成,没有任何人可以和他们分享与之相关的免费成果。CMR发现自己缺乏一种体制,通过这种体制,私营企业至少可以获得一部分使用公用资金开发生产工艺和产品的专利权。
1943年年底,CMR的公共支出如流水一般。回顾相关文献中所体现的公共开销涉及的范围之广令人惊讶:CMR办公室招募了36所大学和医院,22家独立的企业,4家联邦、州级、地方级和全国性的公司,其中不乏拥有数百万美元资产的公司,如施贵宝,但并非全部如此。第一家做出实质性贡献的机构是一家规模相对小的公司——位于宾夕法尼亚州西切斯特市的切斯特县蘑菇实验室。当时,该公司每天可以处理4.2万种青霉素表面培养物。仅1943年,CMR就批准了54个合同,用于青霉素研究的拨款总额超过270万美元,并同意以每百万个青霉素单位200美元的价格向青霉素制造商购买青霉素。切斯特·基弗获得190万美元的拨款,用于购买他负责的临床实验所需的原料。另外,WPB核准了总投资为2300万美元的16家新制药企业生产青霉素。由于青霉素是战时优先产品,这些企业除了获得所谓的生产青霉素所必要的执照,还获得了税收减免,政府允许默克和辉瑞这类公司在短短5年内将投资折旧。WPB还投资近800万美元的联邦款项,兴建了6家青霉素生产厂。“二战”结束后,这6家工厂全部以“闲置设施”的名义被卖给了私营公司。“闲置设施”是一种处理资产的方式,这种方式不分公有和私有,这也是对整个青霉素项目恰到好处的比喻。
对纯粹的自由市场经济的追求者而言,这不仅是最大程度的背离,或者更是一种认知的颠覆。20世纪20年代,医药研发和制造行业在美国利润最高的行业中排名第16位。到1944年,它成为当时最赚钱的行业,而这种情形还将持续近20年。
此外,美国制药行业的几百家制药企业(没有一家公司的销售额的全国市场占有率超过3%)已经合并成为20家左右的大公司,其药品销售量占全美药品市场总销量的80%,而全美的销售量已经增长了10倍。这20家大型制药公司与其他制药公司的本质区别就是他们拥有青霉素的生产合同:每一家与OSRD签合同的公司的发展速度都会很快超越其同行企业。用经济学的术语来说,一份合同等同于为该企业追加了300名研究人员或者1000万美元的纯利润(在青霉素项目之前,这个数字相当于施贵宝这一类规模的企业在效益好的时候一整年的利润)。这并非有意夸大这份合同的重要性。一家盈利能力和增长速度属于中等水平的企业,如果没有OSRD的合同,要想一跃成为盈利最高的企业之一,仅需赢得CMR的“六合彩”,这相当于给赢家在整个行业内20年的优先发展权。在美国的经济发展史上,唯一能与之媲美的事件就是在修建横贯大陆铁路时期及分配无线电广播频段时期所达成的协议。
事实将证明,青霉素项目改变了美国企业的竞争规则。诸如默克公司,尤其是辉瑞公司,它们将自己的未来发展孤注一掷,押在青霉素项目上。贾斯珀·凯恩在代表辉瑞公司参加1941年10月OSRD召开的会议后,向自己的老板辉瑞公司总裁约翰·L.史密斯提出自己的计划:使用企业现有的柠檬酸深度发酵罐来发酵青霉素。史密斯问道:“这个项目值得我们这样做吗?”史密斯进一步解释说:“霉菌就像喜怒无常的歌剧演员一样,性质极不稳定,产量低,分离起来困难重重,在提取的过程中会损失一部分,净化过程难以把控,而实验的结果也不尽如人意。我们一方面必须考虑青霉素在培养过程中的风险,另一方面还要考虑大发酵罐的巨额投资风险:每一罐产品出现问题,损失将高达2000加仑而不是一烧瓶。”
凯恩的回答没有记录,但一定是相当有说服力的。
史密斯清楚地记得,他有一位朋友的女儿患丹毒,在注射了几个疗程的青霉素后痊愈了。1943年年初,他派首席工程师约翰·麦基恩将一个旧的冰激凌工厂改造成青霉素实验工厂,并为工厂配备了14个容量为7500加仑的发酵罐。此后的“每一天,这些罐子都开足了马力生产青霉素”。
他不得不这样做。在北部实验室,把放于洗衣机大小的罐体中的优质青霉素从发酵的其他杂质中分离出来已经相当困难。为了将生产规模扩大几个数量级,麦基恩雇用了在将原油分离为柴油、煤油和航空燃料方面有着丰富经验的加工工艺工程公司——巴杰父子公司(该公司是石油、化学和石化行业的工艺设计机构和承建商,其首席工程师玛格丽特·哈钦森·鲁索是首位获得麻省理工学院化学工程博士学位的女性)。在几个月之内,巴杰父子公司就通过在罐体底部注入增压后的无菌空气,同时用多个搅拌器随之搅动,解决了罐内的发酵霉菌汁无法与无菌空气均匀混合的难题。1944年6月,青霉素的月产量超过了1000亿单位,产量的激增对青霉素的价格也产生了可预测性的影响。一年前,美国政府为参与青霉素项目的企业制定的青霉素收购价格为每百万单位200美元。当美国政府取消对青霉素的所有价格支持的时候,市场已经趋于供需平衡,每百万单位青霉素的价格降到20美元……并将逐渐下降到6美元。
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有一段时间,尽管英国在青霉素的研究上投入的资金仍然少得让人诧异,但其青霉素产量能够跟上美国的脚步。英国青霉素的研究一直依靠有头衔的贵族们赞助。1943年,弗洛里说服纳菲尔德勋爵(威廉·莫里斯)捐助了3.5万英镑,但这是供给7年研究的合计捐款。英国政府的拨款在短期内弥补了资金缺口,原因是英国首相丘吉尔推断:盟军在诺曼底登陆日可能需要大量的青霉素,或者更糟的情况是所有的青霉素都必须留给美国和加拿大的军队。从长远来看,英国的青霉素产量要和美国抗衡,将是一项极其严峻的挑战,这一点毫无疑问。
英国政府挑选了两大财团来领导青霉素的生产。第一家是化学工业巨头ICI。在1942年年底,该公司每周仅能生产几十剂青霉素,但却同意投资30万英镑兴建一座现代化工厂(显然是在参观了位于宾夕法尼亚州的切斯特县蘑菇实验室之后)。另外一家是治疗研究公司,该公司是由布特纯净医药公司
、英国制药房、葛兰素实验室、英国制药公司、梅-贝克公司及韦尔科姆基金会于1941年共同成立的一家合资企业。
英国首相的支持和英国制药公司的鼎力相助,使英国1943年的青霉素产量与美国的旗鼓相当。尽管如此,正如前面所说,这两个国家的青霉素总产量都仅够临床实验的用量。
即使在这样的情形下,英国人,尤其是多萝西·克劳福特·霍奇金,对于青霉素的基础研究仍然起到了至关重要的作用。霍奇金不知从哪里弄了一台当时最强大的计算机——穿孔卡片式计算机。英国皇家海军执行跨大西洋任务时用它来整合最高效的护航舰队,英国皇家空军用它来制作投弹表。这台计算机不但操作程序非常复杂,而且价格不菲,以至于英国医学研究理事会质疑霍奇金的这笔开销是否合理,认为买它就是一个错误。霍奇金保证说这笔钱没有白花。1943年5月,霍奇金报告说:“我们的研究发展到一个新的阶段,我们有理由相信,我们发现了青霉素的原子在其晶体结构中的位置。”遗憾的是,冷静平实的科学文体无法将霍奇金的研究规模和重要性淋漓尽致地表达出来。如果对于一种物质的分子结构没有清晰的了解,想要合成它,即根据这种物质最基础的成分来制造它而不是在发酵罐里培养它,无异于痴人说梦。而要提高青霉素的抗菌性能,无论通过何种生产过程,都必须明确其分子的三维结构。如果青霉素对于革兰氏阳性菌的抵抗是通过破坏其细胞壁来实现的(事实正是如此),那么青霉素的某些分子成分一定可以附着在病原体的细胞表面,因而了解这些分子成分的确切位置是非常必要的。
更重要的是,霍奇金使用了一种非同寻常的方式来分析青霉素的结构:不是给它拍照,而是通过高精度的放大镜对其分子活动情况进行观察,并凭经验计算出其原子位置……这在生物学上的成就无异于通过测量可见物体所受到的引力而发现正常情况下不可见的行星。
尽管傅立叶X射线晶体学分析结果证实了霍奇金的发现,但关于青霉素分子结构的争议仍然没有停止。
戴森·佩林斯实验室的罗伯特·鲁宾逊(霍奇金曾经的导师)以化合物噁唑酮为基础提出了一种青霉素的结构。霍奇金深知钱恩和亚伯拉罕研究青霉素时所遇到的重重困难,认为噁唑酮的结构过于稳定,她提出青霉素还应含有其他成分。对于这一成分,亚伯拉罕和钱恩也推测过,因此他们“立刻接受”了霍奇金的想法。
所谓的“其他成分”指的是一个β-内酰胺环。
β-内酰胺环的化学结构非常简单:是由三个碳原子(其中一个碳原子连接一个双键氧原子,一个连接氮原子)直接与一个含氧碳原子连接构成的正方形结构。由于其中两个碳原子和氧原子以一种角度连接在一起,第三个碳原子以另一种角度与前三者连接,形成了正方形,这个正方形不断承受一种张力——可以想象一下构成正方形的四个边框向不同的方向扭曲的样子。这一结构既让β-内酰胺环的环状结构不稳定(从弗莱明到钱恩,所有人都对它一筹莫展),也让它具有了抗菌能力。弗洛里的邓恩病例学院团队研究人员从1940年就开始观察青霉素抗病原体的性能,并曾在报告中说明,青霉素并不杀死或者迅速溶解病原体,青霉素使其周围的细菌都会经历和其他细菌在有丝分裂时经历的第一个阶段——伸长阶段,但细菌的细胞并不会直接分裂,而是不断地向两端拉长,有时候长度是正常值的10倍或者20倍,直到细胞破裂。
现在,研究人员找到了原因,因连接角度不同而产生的力使得β-内酰胺环容易断开。通常含氧碳原子和氮原子之间的连接键会首先断裂,导致含氧碳原子附着在酶上。而酶是革兰氏阳性细菌用来创建细胞壁所需物质的必要成分,不受脂多糖外膜的保护。当已经打开的β-内酰胺环锁定了酶的时候,革兰氏阳性细菌就无法制造足够量的细胞壁所需要的成分,所以当它的细胞分裂的时候,细胞壁就如同一面缺少大量砖块甚至砂浆的新墙。
因此,难怪这些“墙壁”最终会坍塌。尽管关于青霉素的争论仍在持续,但1945年,霍奇金和美国化学家罗伯特·伯恩斯·伍德沃德均以无可辩驳的X射线晶体学的证据证明了β-内酰胺环的存在,所有的谜团终于被解开。霍奇金后来送给钱恩一个用图钉点缀在相应位置以代表青霉素分子结构的模型作为纪念。
霍奇金的诸多发现均被誉为科学典范,而她本人也是科学家的优秀楷模。除了诺贝尔奖,她还赢得了荣誉勋章、科普利奖章、英国皇家学会年度奖章,并且两次成为印在英国邮票上的人物。
她推导出多种在医学史上意义最为重大的化合药物的分子结构,例如胰岛素、维生素B12,以及包括青霉素在内的整个抗生素家族。1994年,在为她召开的追悼会上,她在牛津大学和剑桥大学工作时的同事,分子生物学家马克斯·佩鲁茨说:“她将自己的爱辐射给了化学研究事业,辐射给了她的家人、她的朋友、她的学生、她的同事,以及她研究的晶体……她具有人格魅力。她没有敌人,即使那些科学理论被她推翻或者政治观点与她相左的人也不愿与她为敌。”
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事实证明,对于美国和英国的青霉素研究而言,应用傅立叶对X射线晶体学的分析来合成青霉素的费用高昂却又充满玄妙的诱惑力。对于多萝西·霍奇金这样杰出的学者,以及ICI和辉瑞这样的企业而言,通过发酵霉菌析出物这样的方式来制造青霉素似乎有点儿不太体面,这充其量也就是一种权宜之计,就好比为了治疗疾病而使用金鸡纳皮熬制的金鸡纳碱而不是服用阿的平药片(人工合成的治疗疟疾的药物)。在那个人们的思想似乎还停留在中世纪的历史时期,一方面,涌现出的药物越来越多,让人们眼花缭乱;另一方面,对制造出来的药物进行剂量标准化处理是一件有难度的事,甚至如北部实验室的研究员们所知道的那样,很难找到一种可靠的“纯”青霉菌株。1944年,出于对实用性和自尊心的综合考虑,志在必得的默克公司独自投资了近80万美元,用于合成青霉素的实验,甚至向OSRD的万尼瓦尔·布什保证,于1945年年初提供一瓶合成青霉素。OSRD曾为美国的几所高校提供共计35万美元的资金,用于合成青霉素的研究。显然,化学合成法是一种公认的更先进、更现代的制药方法。
必须掌握青霉素合成技术的诉求,还出于一个迫在眉睫的原因。同盟国正在与世界上最强劲的化学合成高手们进行一场殊死较量:德国人早在1931年就首次合成了治疗疟疾的药——帕克林(或称阿的平)。不可否认,德国在“二战”前所拥有的丰富的学术和工业资源(至少可以称为“化学创新”)远远胜过美国或者英国的,但却未能发起战时抗生素项目。这是为什么呢?
乍一看,可能是因为万尼瓦尔·布什、阿尔弗雷德·牛顿·理查德和OSRD拥有雄厚的资源;或者是因为,在“二战”后期,美国凭借自身的资源和工业的强势发展创造的GDP占全世界GDP总量的一半;也或许正如美国事实上已经主导了其他所有可衡量的经济活动一样,美国最终将主导新药品的制造业务,这是难以避免的。
但这只能说明,战后美国在全球范围内所取得的经济主导地位已经比“二战”期间有了大幅提升,而德国在关键的药品研发和生产领域都遥遥领先。它不仅在化学制造的各个方面卓尔不群,还从上百家如法本卡特尔之类的公司之间的强强联合,以及在“二战”爆发初期仍然享誉世界的多所大学中获益。此外,自牛津团队于1940年公开发表了其论文后,几乎每周都有关于青霉素的学术论文以英文和德文形式发表。也就是说,无论OSRD或者英国医学研究理事会怎样对研究细节守口如瓶,1942年,青霉素研发的秘密都会被泄露出去。然而,直到1945年,德国每月才能生产大约30克青霉素,相当于治疗四五十位患者的药量。因此,曾经研制出撒尔佛散和百浪多息的德国,在寻找更加强效的抗菌药的时期曾经一度陷入瓶颈。
这当然并非由于纳粹政府不重视治疗战场创伤。1943年5月,当OSRD和WPB为诺曼底登陆日所需的青霉素额外核准了16家新制药厂,以生产青霉素的时候,仅东线战场,已经有3万名纳粹德国的国防军士兵死于战争,其中大部分人死于脓毒性伤口感染。
到目前为止,从所搜集到的历史资料来看,主要原因不是“他们在为毒气室制造氰化氢”。对于纳粹政府而言,工业级别的大屠杀确实是政府的首要任务,但是对于德国的大型化学企业而言,比青霉素优先级别更高的是燃油。盛产煤炭的德国萨尔地区曾经为德国工业革命提供了充足的动力,也促进了德国工厂的长足发展。但德国是个贫油国家,尤其缺乏石油。从大西洋到乌拉尔地区,除了罗马尼亚境内,没有一个地区具备一定规模的油田。因而在1933年纳粹党掌权之前,法本公司在制造合成燃油方面投入了大量的资金:1925年到1932年,投入了1~1.25亿美元,至少相当于现在的17亿美元。
按照传统的标准而言,这不是一笔划算的投资。合成汽油品牌“路那”就是通过“加氢”的化学过程,将德国储藏量仍然丰富的煤炭进行气化的一种尝试。这一品牌的名称来源于制造商所在的地区——萨克森州的洛伊纳市,距离莱比锡市不远。虽然法本公司曾多次获得魏玛政府的大笔资金补贴,但它从1930年开始入不敷出,这种情况一直持续到1933年纳粹政府掌权之后。诺贝尔奖获得者卡尔·博施曾经是巴斯夫公司的负责人,在1925年8家企业合并之后成为法本公司的首席执行官。他指导员工向政府提供文件以获得更丰厚的财政补贴。他提出,德国政府在1937年的燃油消费量将增长50%。而卡尔·博施一手提拔上来的继任者卡尔·克劳赫是一名纳粹党员,与对法西斯充满敌意的老板的做法不同,他向希特勒的内阁提出,可以将德国的燃油和石油产量每年提升25%~63%,年产量可以从50万吨提升到约300万吨。前提是,德国政府停止进口燃油和石油,以杜绝国际市场对国内市场的影响,并同意以远远高出国际市场的价格来购买其燃油。
这意味着在1939年之前,纳粹政府要将德国除煤和电以外所有工业投资款项的近40%用于补贴石油生产,以制造合成油或者机械化部队所需要的合成橡胶。
如果我表述准确的话,法本公司此后获得了空前的成功。公司的收入猛增,至少部分原因是骇人听闻的劳动力成本控制政策:几十名法本公司的董事将作为战争罪犯受到惩罚,因为他们曾用奴役的方式经营自己的合成油和橡胶工厂。绍文公司是一家由几家德国采矿公司共同成立的合资公司。1936年,其合成燃料的产量为12.5万吨。而1939年8月,“二战”爆发前夕,法本公司就拥有了12家生产汽油和其他精炼石油产品的加氢工厂,年收入为6500万美元至1.4亿美元(相当于现在的150亿美元)。另外,法本公司生产合成橡胶的年收入高达5000万美元。
但是,这也使德国投入所有药物研发中的资金骤减了几千万美元,青霉素项目能获得的资金更是少得可怜。相反,由于担心投入的生产设备很快会过时,美国和英国的制药企业毅然将资金从研究当时还在应用的发酵生产技术转移到德国自认为无人能与之匹敌的化学合成技术上,力图超越德国。当德国企业放缓对青霉素的研究,转向其他项目的时候,英美制药企业却在急流勇进。20世纪30年代,拥有全世界最优秀化学家的德国,将这些化学家随后十年的宝贵时间,以及巨大份额的国家投资资金,用在为纳粹国防军提供燃料而非药物的创新研究上。美国与德国之间的巨大差异是:美国有足够的经济实力来为代价高昂的错误买单,而德国却没有。
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1943年,英国的青霉素产量大致和美国持平。而1944年,英国的青霉素产量是1943年时的4倍。
对于这一非凡成绩,霍华德·弗洛里的功劳最大。在1943年到1944年的大多数时间里,他都在战场上,研究如何使青霉素在治疗战场创伤方面发挥最大价值。在一次回澳大利亚家乡的旅途中,他就如何正确使用青霉素的主题做了42次演讲,后来还为500名临床医生和200多名病理学家做了青霉素治疗培训。
他还论证了青霉素在治疗淋病方面的有效性,而淋病对于盟军而言,至少和德国大炮具有同等的杀伤力。在诺曼底登陆日之前的几个月内,CMR拨的最大一笔款项指定用于研究使用青霉素治疗淋病的最佳方案。一位美国的行政官员注明“目的是将青霉素的制造成本降到足够低,让治疗(性病)的成本比得病的成本更低”,以确保至少几万名士兵在备战时不再受到淋病的困扰(尽管如此,战后也引发了治疗欧洲平民优先于治疗感染性病的士兵的伦理问题)。
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1945年12月,当弗洛里和亚历山大·弗莱明、厄恩斯特·钱恩同时获得诺贝尔生理学或医学奖的时候,青霉素已经挽救了几万(也许是几十万)人的性命。同时,青霉素为世界带来了其他改变。青霉素项目创造了一个全新的行业,也将创造一批有史以来盈利最丰厚的公司:不仅仅是参与青霉素项目的美国公司;还有几家英国公司,如葛兰素公司;法国的罗纳-普朗公司;甚至还有几家瑞士公司,如西巴盖吉公司和桑多兹公司。在诺贝尔奖宴会上,诺贝尔医学研究院的A.H.T.西奥莱尔在祝酒词中说道:
敬你们,厄恩斯特·钱恩、霍华德·弗洛里,还有亚历山大·弗莱明,你们让我想起我在孩提时代听过的一个格林童话故事。一个穷学生听到橡树底下有个声音在哭泣,这个声音还请求把它放出来。于是学生开始在树下挖掘,他挖到一个塞着木塞的瓶子,里面有一只小青蛙。原来是这只小青蛙在苦苦哀求穷学生把它放出来。于是学生拔掉瓶盖,瓶子里蹿出来一个有魔力的精灵。为了感谢这位学生,精灵送给他一贴神奇的膏药(即绷带)。膏药的一面可以治疗人的所有疼痛,膏药的另一面可以点石成金……
弗洛里、钱恩和弗莱明及其团队成员的发现并不能治愈所有的疾病。青霉素应用广泛,但是并非包治百病的万能药,它对于由病毒或者革兰氏阴性菌引起的感染并没有疗效,但是对于默克、辉瑞、施贵宝及其他参与青霉素项目的企业而言,它确实起到了点石成金的作用。第一种抗生素及后来被发现的抗生素,在随后的几十年里都将创造巨额的财富。
十几年后,1957年,布什被任命为默克公司董事会主席,虽然对多数人而言,这在很大程度上是一个没有实权的职位,但布什却颇有拿着鸡毛当令箭的架势。他上任一年后,就在写给乔治·默克的信中指责其企业“戾气太重”,而默克本人则过于软弱。
1921年,纽约市有四分之三的儿童出现了佝偻病症状——罗圈腿、四肢关节疼痛、牙齿松动、骨骼退化。
该专利也用来防止人造奶油生产商通过照射来提升产品的口味,这对威斯康星最重要的农业产业而言意义重大,并非巧合。
1亩约为667平方米。——编者注
默克公司并非特例。拜耳美国子公司售价510万美元,是被卖掉的最大的德国公司。卡塞拉制造公司和法贝韦尔克·赫希斯特公司在“一战”结束前一直被外国财产监管机构托管。
1930年,美国默克公司与理查德接洽。其时,美国药理学和实验治疗学会禁止会员与任何商业企业有关联。与学会协商未果的理查德接受了默克公司的职位,同时向学会递交了辞呈。美国药理学和实验治疗学会在面临坚守制度或失去其最受尊崇的会员的两难选择时,放低了身段,修改了自己的章程,并开始接纳工业企业会员……这也许是理查德所取得的诸多辉煌成就中影响最为深远的一个。
韦克是位颇有天分的化学家,他的营销策略则更为出色。1921年,他了解到广告的宣传推广潜力,为了不引起医生们的反感,他特意从广告代理公司N.W.艾尔父子公司挖来优秀的广告文案撰稿人雷蒙德·鲁比堪,负责策划一系列广告活动,目的是向公众推广施贵宝公司,同时不得罪专业人士。鲁比堪(也很有可能是韦克,不同版本的记录都给出了各自的理由)杜撰了一则由“智者哈基姆”讲述的寓言故事,故事结尾提出一条醒世箴言:产品制造商的信誉和诚实是无价之宝。当然,“哈基姆”这个名字很快就被人们遗忘了,但在随后的25年里,几乎在任何施贵宝公司名字出现的地方都有这条标语作为陪衬。
事实上,这是约克制冷与空调设备公司在《时代周刊》上登载的一则广告,意在宣传制冷设备用于药物储存方面的重要性。
在“奇怪的联系”的标题下,商用溶剂公司使用由以色列第一任总统哈伊姆·魏茨曼开发的工艺生产丙酮,并且得到了其授权。值得注意的是,弗洛里在美国之行期间拜访过的许多公司都不在此列,包括史密斯-克兰公司、康诺特实验室、兰伯特制药公司、马尔福德公司。
“二战”结束后,那些新近繁荣起来的私营制药企业尝到了与政府合作的甜头,额外斥资1160万美元购买或者租赁了政府战后闲置的工厂,将其改造为抗生素生产厂。礼来公司购买了一家飞机螺旋桨工厂。辉瑞公司不但购买了位于康涅狄格州格罗顿的潜艇维修基地,还购买了位于特雷霍特市,占地6000多英亩(超过24平方千米),拥有648栋厂房、库房的弹药装填工厂,并将其改造为抗生素生产和包装工厂。默克公司则购买了位于宾夕法尼亚州丹维尔市的切诺基军械厂。
几乎在同一时期,青霉素项目组的另一位成员礼来公司,将自己的青霉素“生产线”从17.5万个容量为2夸脱(约为1.9升)的牛奶瓶子改装为3000加仑(11400升)的发酵罐,并于1944年1月1日生产出第一罐青霉素。
早在1930年年初,弗莱明曾为布特公司的细菌学部门负责人C.E.库特哈德提供一份霉菌汁样品。但他们和其他人一样,都没能从中研究出任何有价值的东西。
1943年7月,美国的施贵宝公司已经成功地将青霉素晶体化,将其制成了一种钠盐而不是它的降解产物之一,和邓恩病理学院的爱德华·彭利·亚伯拉罕殊途同归。相比于施贵宝制成的钠盐,亚伯拉罕制成的钠盐青霉素的结构更复杂,但由于亚伯拉罕的钠盐是被首次分离出来的,所以人们将亚伯拉罕制成的钠盐青霉素命名为青霉素F,将施贵宝的钠盐青霉素命名为青霉素G。青霉素G是用在皮奥里亚发现的甜瓜的青霉菌培养而成的,已经成为占主导地位的青霉素变异体。
根据持左派政见的英国科学家们伟大但有时令人尴尬的传统,她同时接受了苏联科学院颁发的列宁和平奖和罗蒙诺索夫金奖。其后果之一就是她屡次被禁止前往美国。然而,有一点值得我们所有人注意:霍奇金最著名的学生玛格丽特·撒切尔·罗伯茨是她一生的朋友,在撒切尔位于唐宁街的办公室里一直挂着霍奇金的肖像。
弗洛里发明的滴注法即指使用橡胶管滴注青霉素从而冲洗创面,目的是让受到感染的软组织伤口尽快闭合。直到1944年年底,人们才有足够的青霉素可以用于肌肉注射,肌肉注射从而取代了滴注法。
