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1942年11月，由于“二战”愈演愈烈，沙兹被征召入伍，作为空军医学部的细菌医师，在佛罗里达州的一个医院工作。他使用磺胺药、短杆菌肽类抗生素及新出现的青霉素为士兵治疗细菌感染。在此期间他利用习得的技能，在当地土壤及环境中分离细菌培养，还把两份样本寄给了瓦克斯曼。1943年6月，沙兹因背部受伤而退出军队医院工作。
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他重新来到瓦克斯曼的实验室工作，并接受了抗结核药物的研究工作。正在这时，梅奥医学中心的威廉·费尔德曼（William Feldman）主动与瓦克斯曼合作，开展抗结核药物的研究。而瓦克斯曼就把这一任务交给了沙兹。
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沙兹称自己通过培养两种不同样品中的灰色链霉菌，这种菌与瓦克斯曼于1915年接触过的菌是不相同的，并且从这两种菌里，分离出对结核杆菌有特效的物质——链霉素。这正是两人日后争议的焦点所在。
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沙兹所用的样品H-37结核杆菌是费尔德曼（Feldman）分离的，费尔德曼本人也在研究过程中被感染了结核病菌，所以他警告瓦克斯曼等人，要格外小心。正是面临着这种危险，沙兹通过几个月的努力工作，终于发现了链霉素（streptomycin）[2]。他本人还亲自制作了第一份临床样品，并治好了费尔德曼的结核病。
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费尔德曼与时为胸科医生的同事H.科温·欣肖（H.Corwin Hinshaw）在梅奥医学中心进行链霉素抗肿瘤实验，他们首先在豚鼠上检验，55天后豚鼠的结核被治愈，随后他们又在患者中进行了临床试验，最终证实了链霉素对结核的有效性。欣肖也因此获得诺贝尔奖提名。
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根据瓦克斯曼和美国默克公司在1939年签署的资助协议，美国默克公司将拥有链霉素的全部专利。瓦克斯曼担心美国默克公司没有足够的实力满足链霉素的生产需要，觉得如果能让其他医药公司也生产链霉素的话，会使链霉素的价格下降。于是他向美国默克公司要求取消1939年的协议。美国默克公司的总裁乔治·默克（George Merck，1894—1957）慷慨地同意了。默克公司在1946年把链霉素专利转让给罗格斯大学，只要求获得生产链霉素的许可。1946年，沙兹获得了博士学位，在他离开罗格斯大学之前，他在瓦克斯曼的要求下，也将链霉素的专利权益无偿转交给罗格斯大学。
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1946年，军队率先开展链霉素治疗耐青霉素细菌感染的临床应用试验，但前两例患者一例死亡，一例眼盲，只有第三例患者——未来的参议院多数党领袖鲍勃·多尔（Bob Dole）成功痊愈了。多尔在1969年后长期担任参议员，并多次参与总统选举，虽然在1996美国总统选举败给了克林顿后正式退休，但2007年仍被小布什起用，调查沃尔特里德陆军医疗中心（Walter Reed Army Medical Center）的卫生问题。
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军队开展的临床研究缺乏随机性，也没有设对照组。正式的链霉素的抗结核临床试验由医学研究理事会结核病研究中心（Medical Research Council Tuberculosis Research Centre）主持，于1946—1947年展开。该试验是随机、双盲并设有安慰剂对照，这也是第一个被认可的随机临床试验。临床结果表明链霉素对结核杆菌有效，本药随即进入临床。包括美国默克、施贵宝公司在内的多家药企同时生产。此时在施贵宝公司工作的香农（James Augustine Shannon，前NIH院长）主持了链霉素的生产工作。
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美国默克公司的研究组长约翰·克拉克·希恩（John Clark Sheehan，1915—1982）解决了链霉素发酵后，发酵液中组胺杂质的问题，大大提高了制剂的纯度，降低了副作用。后来希恩到美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）工作，在那里他第一次全合成了青霉素V，并开发了6-氨基青霉烷酸（6-APA）这一中间体，开启了抗生素的化工合成阶段。
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罗格斯大学从药企处得到大笔专利收入，其中20%给了瓦克斯曼。当沙兹获悉这一消息后，向法庭起诉罗格斯大学和瓦克斯曼，要求分享专利收入。1950年12月，案件获得庭外和解。罗格斯大学发布声明，承认沙兹是链霉素的共同发现者。根据和解协议，沙兹获得12万美元的外国专利收入和3%的专利收入（每年大约1.5万美元），瓦克斯曼获得10%的专利收入，另有7%由参与链霉素早期研发工作的其他人分享。瓦克斯曼自愿将其专利收入的一半捐出来成立基金会资助微生物学的研究。
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瓦克斯曼的另一位研究生休伯特·勒舍里耶（Hubert Lecehevalier，1926—2015），分离得到新霉素（neomycin），两人联合署名的文章发表于1949年的Science杂志，本品目前仍在临床被广泛应用。勒舍里耶还发现了加地霉素（candicidin），不过临床已经不再使用。
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1952年，瓦克斯曼因链霉素获得诺贝尔生理学或医学奖。他与沙兹的关系更加恶化。而沙兹状告导师与母校的行为也不容于美国学术界，他只得前往国外教学。两人之间终生也未产生宽容和谅解。
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应当说，瓦克斯曼实验室的设备、资源和技术为沙兹提供了发现链霉素的基础，而沙兹的执着性格与忘我工作是发现链霉素的关键因素。争论的焦点在于链霉素是从沙兹培养的菌株中提取的还是从实验室原有菌株（瓦克斯曼曾研究过，但并未发现抗结核杆菌效应）中提取的。无论是哪种，沙兹的工作都是不可磨灭的。
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但从传统上来说，以前的发明、发现工作量较小，并通常由获奖者一人完成，即便有助手帮助，获奖者也做了大量工作。完全不像今天的基因组计划一样，涉及全世界的科学家参与。所以将诺贝尔奖授予瓦克斯曼一人，也符合科学界这一保守的传统。
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四环素新药的发现和四环素诉讼：药企与政府对抗
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四环素类抗生素，是由金色链霉菌、龟裂链霉菌菌株产生的二氢化萘取代化合物家族。第一个四环素类药物是于1945—1848年左右被发现的。“二战”期间，美军士兵征战世界各地的同时，还负有另一任务，把当地的土壤收集并运回美国，统交由美国氰胺公司立达（Lederle）实验室进行培养，并分离相应的菌种，用以发现新的抗生素。
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立达实验室的顾问——植物生理学家本杰明·达格尔（Benjamin Duggar，1872—1956）博士从一种名为金色链霉菌的土壤寄生菌分离获得氯四环素（chlortetracycline），因为其具有金色，所以被命名为金霉素（Aureomycin），这是人们发现的第一个四环素类抗生素。这一工作得到了发现磷酸肌酸和三磷酸腺苷（ATP）体内作用的印度生化学家亚乐帕拉科达·萨巴罗（Yellapragada Subbarow，1895—1948，被认为首先合成了叶酸和甲氨蝶呤）的协助。
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辉瑞公司原本是一家小药坊，在19世纪后期因为使用发酵工艺生产柠檬酸而获得成功。也正因为该公司的发酵技术，所以被美国任命为青霉素生产的指导单位。青霉素的成功造就了辉瑞公司的先进制药企业地位，激励该公司继续寻找更多的抗生素。
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1950年，辉瑞公司的芬利（Finlay）和同事用公司附近的土壤培养皲裂链丝菌，然后从培养液中分离出土霉素［氧四环素（terramycin）］[3]。1950年，哈佛大学的诺贝尔奖获得者罗伯特·伯恩斯·伍德沃德（Robert Burns Woodward，1917—1979）确定了土霉素的化学结构，并申报了发酵法生产土霉素的专利。以劳埃德·希利亚德·康诺弗（Lloyd Hillyard Conover，1923— ）为首的一个辉瑞公司7人团队，与伍德沃德合作两年，成功地研究出它的化学合成工艺，应用于工业大生产。
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金霉素和土霉素都是天然产物，因为当时人们相信，细菌产生的抗生素是完美的，人工化学修饰后，反而可能破坏其效果。康诺弗尝试着将这两个抗生素结构优化，得到了四环素（tetracycline）。四环素是通过还原金霉素使其去氯得到的。在今天，四环素的生产方法仍采用半合成，首先通过发酵得到前体，然后通过化学修饰得到终产物。
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当时有多家美国制药企业把目光投向新生的四环素，争先申报专利，开发新产品。其中四环素的专利，除了辉瑞公司外，还有美国氰胺（American Cyanamid）公司和海登化学品（Heyden Chemicals）公司申报。他们之间的争议引起了著名的四环素专利诉讼，在这一过程中，为了保证自身的利益，各个公司先后达成谅解。因为专利申报优先权存在缺陷，辉瑞公司与美国氰胺公司（购买了海登化学品正在申报的四环素专利）达成协议，许可后者生产这一药品。随后，为了避免在官司中被法院判定专利无效，两家公司又允许百时美（Bristol-Myers）公司参与进来。
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美国联邦贸易委员会发现了这一交叉许可，认为这是一垄断行为，随之对上述三家企业及其总裁提出了诉讼，但没有成功。为了达到使专利无效的目的，该委员会甚至针对相关专利的审查员进行受贿罪调查，但因制药企业的强大游说力量，最终仍没有影响到相关的专利有效性。本次诉讼在1982年以政府的失败而告终。
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1967年，FDA批准了辉瑞公司的多西环素（doxycycline）。2005年，FDA又批准了辉瑞公司的新一代四环素：替加环素（tygacil）。辉瑞公司通过四环素类药品，大大提升了自身实力。
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在1956年，有人发现了四环素会使牙齿变色的副作用，而在我国直至20世纪70年代中期才引起重视。因为儿童免疫力低，易感染，所以四环素类抗生素的广泛使用导致大量儿童出现四环素牙。主要表现为牙齿变黄，严重的引起牙釉质发育不良（牙齿表面不光滑，出现小凹陷）或牙齿畸形。
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