千鎰之裘,非一狐之白。——墨子
巴斯德攻克蠶病,但他始終沒有下定決心深入人類和動物疾病研究。面對神秘的醫學迷宮,他感覺自己還未做好準備。
19世紀60年代,英國醫生利斯特異軍突起。在格拉斯哥大學任教時,巴斯德關於發酵問題的研究讓他心中突然一亮。微生物使葡萄酒變酸,變成粘稠的泥狀物,這和傷口化膿很相似啊!如果是細菌造成傷口化膿,那麼最好辦法是在細菌進入傷口前將其消滅。利斯特用石炭酸做滅菌劑,建立了一套新的滅菌法。他在手術前認真洗手,確保器皿、敷料都做衛生處理,甚至在手術室噴灑石炭酸,因為他相信空氣中存在很多細菌。結果手術後死亡率出現了明顯的下降。據統計,從1861年到1865年期間,男性急診手術後死亡率為45%,到1889年減少到15%。簡直堪稱奇跡。
健客:石炭酸是什麼啊?
雲飛:石炭酸是德國化學家龍格于1834年在煤焦油中發現的,學名:苯酚。利斯特讓石炭酸首次聲名遠揚,而它與細菌和人類的愛恨情仇,以後慢慢説。
1867年,在著名的醫學雜誌《柳葉刀》上,利斯特發表了5篇文章,用一種新方法綜合了他的研究成果:滅菌法。和塞麥爾維斯一樣,利斯特也不得不面對同行的蔑視和嘲諷,但是療效就在那裏。1869年,他任愛丁堡大學臨床外科學教授,很快世界各地都有醫生來愛丁堡學習他的滅菌法。1877年,他任倫敦國王學院外科學教授,在倫敦,他公開演示滅菌外科實驗,引起了醫學界的濃厚興趣,接受的人不斷增多,手術室佈置和外科技術發生了根本變化。1893年,利斯特被封為男爵,在英國醫生中獲此殊榮的,他是首例。1895年,他當選英國皇家學會會長。
健客:和塞麥爾維斯相比,真是造化弄人啊!
雲飛:一方面塞麥爾維斯早于利斯特20多年,提出了滅菌法;另一方面利斯特的論文、演講和演示使整個醫學界承認滅菌法的重要性。也許歷史虧欠塞麥爾維斯的加倍補償給了利斯特。“莫以成敗論英雄”,即使冷嘲熱諷,即使眾叛親離,即使十面埋伏,即使身首異處,又怎樣?
對細菌學做出卓越貢獻的另一位著名科學家是科赫。科赫生於德國漢諾威州的克勞斯塔,1866年畢業于哥廷根大學醫學系。畢業後,科赫入伍,作為軍醫參加了普法戰爭,戰爭結束後,在一個小鎮當醫生。1873年,這個地區發生了牛炭疽病疫情,他開始對這種疾病進行認真細緻的研究。
小鎮沒有圖書館,難以和同行溝通討論。科赫唯一的“大型”研究設備,是他妻子送給他的顯微鏡。單槍匹馬的科赫沉浸在自己的研究中。1863年,法國人達韋納發表了一篇論文,提到了炭疽病可以牛傳牛。科赫看到了這篇論文,他想弄清楚炭疽病是怎麼牛傳牛的。
健客:炭疽病是什麼病?好像跟恐怖襲擊扯上過關係。
雲飛:炭疽病是由炭疽桿菌所致,人畜共患的急性傳染病。人主要通過接觸傳播。2001年9月,美國發生炭疽攻擊事件。據報道,數個新聞媒體辦公室以及2名民主黨參議員收到含有炭疽桿菌的信件。該事件導致5人死亡,17人被感染。
為了研究炭疽病的起因,科赫整夜待在實驗室裏,甚至幾個星期都不邁出實驗室一步,像著了魔似的廢寢忘食。科赫在牛脾臟中找到了引起炭疽病的細菌,並且把這種細菌移種到老鼠體內,使老鼠感染炭疽病,又從老鼠體內重新得到了該細菌。這是人類第一次用科學的方法證明某種特定的微生物是某種特定疾病的病原。然而,科赫還想了解更多,他用血清成功培養了細菌。科赫發現,當環境不利的時候,這些細菌會在細胞裏産生圓形芽孢。芽孢能抵禦不良的環境,尤其是缺氧環境,而當周圍環境恢復正常時,芽孢又變成了細菌。
健客:聽説他的妻子不堪忍受,離開了他。
雲飛:哎,都是禮物惹的禍!不得不説,這一點,巴斯德比科赫幸運。
1876年,科赫公開了他的發現。在弗羅茨瓦夫,他進行了3天公開演示實驗,證明了炭疽桿菌是炭疽病的病因,首次提出了桿菌-芽孢-桿菌的迴圈,在土壤中長期生存的炭疽桿菌芽孢,是造成炭疽病流行的罪魁禍首。同時,他還提出每種疾病都有特定的病原菌,而不是像學界之前所認為的,所有細菌都是一個種。同年,科赫發表了“關於炭疽病原學的報告”,這是歷史上第一份全面記載細菌疾病的研究報告,第一次證明一種特定細菌引起一種特定傳染病,開啟了病原微生物研究時代。在科赫的研究報告刊登前不久,巴斯德發表了《啤酒研究》,展示了普法戰爭後,他的研究成果。一場“巨人的對決”就此揭開序幕。
健客:等等,弗羅茨瓦夫不是波蘭的嗎?
雲飛:嗯,事關德國和波蘭的百年糾葛。二戰前,弗羅茨瓦夫是德國重要的經濟文化中心,二戰後, 根據《波茨坦協定》,割讓給波蘭,現在是波蘭第四大城市、歐洲文化之都。弗羅茨瓦夫棲息于奧得河上,有數百座橋,是島和橋構成的迷宮。德意志、波蘭、捷克、猶太等民族均在這座迷宮裏扮演過重要角色。老城有哥特和巴洛克風格的建築,城中隨處可見工業化興盛和衰落的痕跡,令人撫今懷古、唏噓感嘆。
在科赫的報告裏,沒有提到巴斯德的名字。是一時疏忽,還是有意為之?姑且相信科赫是無辜的。那時,他還是偏僻地方的小醫生,細菌學知識全憑自學。他可能的確不了解巴斯德的工作,畢竟那些成果首先屬於化學。除了研究領域不同外,還有語言問題。科赫基本不懂法語,在巴斯德關於炭疽病的論文發表之後,1877年7月15日,科赫在致科恩的信中説:“巴斯德關於炭疽桿菌培養的內容很有意思,我要是能讀法語原文就好了!”其實,巴斯德的德語水準跟科赫的法語水準差不多。
健客:科恩又是哪位?
雲飛:科恩是德國博物學家、植物學家,細菌學奠基人之一。1868年,開始研究細菌,他是第一個嘗試對各種細菌進行系統分類的人。科恩以基本形態差異為基礎,建立細菌分類,同時指出生物學、化學特性也是重要的分類依據。1870年,科恩創辦了《植物生物學文稿》雜誌,該雜誌被稱為“科恩文稿”。許多細菌學奠基性文稿發表于該雜誌。1876年,已經成名的科恩協助當時的鄉村醫生科赫完成了關於炭疽病原學的報告,並推薦科赫到帝國衛生局任職。科恩認為細菌是一種植物,能導致傳染性疾病。他最大的貢獻之一是發現某些細菌(尤其是枯草桿菌)芽孢能耐高溫,並具生殖作用。1885年,科恩獲得了微生物界的最高勳章——列文虎克勳章。
有些人説炭疽病的發現屬於法國人,有些人則認為它屬於德國人。事實究竟如何?據查,第一篇文章的作者是法國人海耶。1850年,他在文中提到:通過向一隻健康的羊注入病羊的血液而使其患病。在病羊體內,“血液中有一種極細小物質,約相當於血球長度的兩倍。這些物質沒有任何自發運動”。然而,海耶不理解這些“細小物質”意味著什麼呢?達維恩協助海耶,負責實驗。他認為“細小物質”就是其他研究人員定義為“桿狀體”或“微粒”的東西。達維恩確定:傳播疾病的只可能是這種前人發現的微粒,並將其命名為“炭疽桿菌”。1855年,德國人伯蘭德在文章中,講述他在1849年秋天,從病死動物的血液中發現了一種桿狀體。這一發現從時間上説要早于海耶。他説:“我完全不知道這些引人注目的神秘微粒來自何處,是何性質。它們存在於生命體的血液中,還是在動物死後才出現?是消化的産物,還是腐爛的産物?……它們具有傳染性嗎?來自疾病的宿主,還是與疾病無關?” 1856年,法國人德拉豐,把這些桿狀體撒進盛滿有機液體的小玻璃杯裏,實現了人為培育,證明它們是有生命的。
也許科赫的文章是個契機,燃起了巴斯德的興趣,讓他戰勝了猶豫,帶著一貫的激情和充沛的精力打開了新學科的大門。巴斯德的動力究竟是什麼?後人也只能憑空猜測。或許是出於自尊心和愛國情感,或許是認定科赫沒有説服力的直率信念?説到自尊心,因為他認為微生物對傳染病的影響,應該是他發酵研究的必然推論,這是他的課題。結果這一理論卻被一個名不見經傳的年輕醫生完成了論證,怎能不讓他惱火?尤其這個醫生還是德國人,來自他從戰爭爆發就深深仇恨的國度,這就讓他更無法接受了。最後一點,他分析和指出了達維恩和科赫實驗的缺陷。在他看來,這些實驗是有爭議的,不可能説服大多數認為疾病在人體和動物體內自然發生的醫生和獸醫。巴斯德在信中説:“按照達維恩和科赫……的做法,把一滴感染了炭疽病的血液混入水中,混入純凈血液中,混入血清或眼房水中,然後把混合液植入動物體內,造成動物死亡,這樣做還是會讓人對致病原因存疑。”因為無論是達維恩植入未經稀釋的血液的做法,還是科赫植入有限稀釋液的做法,都不能排除一種可能性,即致病因子存在於病血中,但並非炭疽桿菌,而是別的物質。
於是輪到巴斯德登場了。1877年初,他開始了艱難的工作。與科赫不同,巴斯德有自己的實驗室,有自己設計的一套器材,尤其是有20年科研經驗造就的精良技術。他可以無限地複製細菌,他也知道哪怕是稀釋度很高的微生物,在有利的環境下也能輕易繁殖。對炭疽桿菌來説,這個有利環境就是尿液。他找了高師畢業的學生茹貝爾做助手,進行了一系列實驗,證明僅有炭疽桿菌就能導致炭疽病。4月30日,他向科學院通報了實驗結果。他採用了科赫的重復移植細菌的原則,但通過大量稀釋,對科赫實驗的不確定因素予以糾正。具體做法是,連續培養炭疽桿菌,每次做新的移植時,從前一次的培養液裏只抽取一滴,滴入大約50毫升的新尿液中。稀釋比例,第一次是千分之一,第二次是百萬分之一,第三次是十億萬分之一。十幾次之後,血液原液的比例已經微乎其微。血液中所有可能的成分,不管是紅血球、白血球,還是任何性質和形狀的細小粒子,要不就在環境改變時被摧毀,要不就在極端稀釋後融入‘汪洋’,難尋蹤跡。只有炭疽桿菌存活了下來,它在每一次的培養中都能大量繁殖。在最後一次稀釋液中,任取一滴,仍然具有跟原液同等的威力,能輕易殺死一隻兔子或是一隻老鼠。因此證明,具有致病性的只能是炭疽桿菌。就這樣,巴斯德給炭疽桿菌的病原學實驗畫上了圓滿的句號。
《巨人的對決》的作者,法國分子生物學家、巴斯德研究院前院長施瓦茲和巴斯德博物館名譽館員佩羅説在法國往往會出現如此對話:
“巴斯德和科赫?巴斯德我認識,但科赫是誰?”
“科赫是德國人。”
“他是誰?”
“説到科赫桿菌,您想起什麼來了嗎?”
“啊!結核桿菌!原來是他發現的啊!不過,怎麼能把他和我們偉大的巴斯德相提並論呢?”
……
巴斯德與科赫,細菌界兩位巨人曾針鋒相對,這種對立甚至擴展到了他們的合作者身上。許多激烈的對抗在口頭上和書信中都留下了痕跡。正是普法戰爭,使巴斯德一改青年時代熱切的親德態度。而科赫呢,從一個不起眼的鄉下醫生一步一步攀上榮耀頂峰,卻在與巴斯德的競爭中落于下風,令他不忿。人們可能會認為,這樣的競爭將造成科學家之間的內耗,不利於他們出成果。但事實似乎恰恰相反,他們本人乃至法德兩個學派的成就互利互補。而利斯特是巴斯德和科赫的朋友,不斷為他們提供支援,對傳播醫學細菌學起到了決定性作用。如何面對死亡率極高的傳染性疾病呢?
欲知後事如何,且聽下回分解。
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