出人意外者,仍须在人意中。——袁牧
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天花是人类永久根除的第一种传染病。它曾是世界上最具毁灭性的传染病。感染者遭受巨大痛苦,发烧、疼痛、出血、呕吐、毁容。天花病*也许起源于一种无害的痘病*,感染家畜,在人畜密切接触中,偶尔畜传人,产生轻微不适,在人体内变异后,引发烈性传染病。这个过程可能发生在公元前年左右。迄今发现最早的天花病人,是公元前年去世的古埃及法老拉美西斯五世。此后,伴随战争,天花逐渐遍布亚欧大陆。随着大航海时代的到来,它的“版图”扩展到美洲大陆。天花在美洲流行导致几千万印第安人死亡,整个印第安文明就此衰落。天花在中国流行,最早可追溯到公元1世纪,由俘虏从印度经越南带到中国,因此天花也称“虏疮”。年5月,英国医生詹纳在“种人痘”的基础上,发明了更安全的“种牛痘”技术。年5月,美国总统杰弗逊在致詹纳的信中预言:“将来的人们只能从历史书上知道可恶至极的天花曾经存在过,并且被你消灭了。”
健客:我知道种牛痘就是打预防针嘛,种人痘呢?
云飞:种人痘源于我国。据《医宗金鉴》记录,“宋真宗时峨眉山有神人出,为丞相王旦之子种痘而愈,其法遂传于世。”明清时期,出现了专门用于人痘接种的工具和方法,有痘浆法、旱苗法、水苗法、痘衣法四种,比较讲究的是旱苗法和水苗法。将痘痂粉末以银管吹入或浸湿以棉花塞入鼻中。刚取的疮痂称为“生苗”,再种再取,连取七代,称为“熟苗”,“选练愈熟,火*汰尽、精气犹存,所万全而无患也”。
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年,顺治因染天花去世。出过痘的康熙十分重视人痘接种预防天花,在《庭训格言》中说:“国初人多畏出痘,至朕得种痘方,诸子女及尔等子女,皆以种痘无恙。今边外四十九旗及喀尔喀诸藩,俱命种痘;凡所种,皆德善愈。尝记初种时,年老人尚以为怪,朕坚意为之,遂全此千万人之生者,岂偶然耶?”之后,人痘接种技术在全世界广为传播。
种牛痘成功后,人类一直在努力寻找类似的治疗方法,对付其他严重疾病。可惜将近一个世纪都毫无进展。直到巴斯德发现将微生物*性减弱,可以使原本严重的疾病变得轻微,人类才又向前跨出一大步。
年,巴斯德用鸡霍乱细菌作为实验材料。他培养细菌,为活鸡做皮下注射,人为制造感染,然后观察细菌的生活规律。日复一日的实验在致病菌提纯上取得成果,注射后的鸡都在一天之内因感染鸡霍乱而死亡,但止步于此,没有新的发现。巴斯德按例去休年假,放松一下紧张的神经。可能是因为老师不在,觉得实验无法深入,实验员尚贝兰也去度假了。两个星期后,尚贝兰回到实验室,把度假之前就培养好的菌液取出来,给鸡做了注射。意外发生了,鸡居然没死。它们出现了一些轻微的霍乱症状,但没几天都完全康复了。
尚贝兰觉得自己犯了错,主动做了检讨,并分析原因,认为菌液放置时间太长,已经失效了。他以最快的速度重新制备菌液,给鸡做注射。这批鸡里面,有些是上次打了“过期”针的,有些是刚买的。意外又发生了,那些上次打了针的鸡,一只都没有发病;而那些新买的鸡都病死了。
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巴斯德以敏锐的洞察力,立刻想到了詹纳。他从詹纳的接种和自己的实验,看到了相似之处:一种微生物能让动物或人生病;如果接触到这种微生物的*性不强,那么只会小病一场;小病之后,就产生了抵抗力,再次接触这种微生物就不再生病。从鸡霍乱跳跃到牛痘,巴斯德还有一个理论裂缝需要弥合。
詹纳的接种是万中无一,不可重复的案例,因为他利用了一种天然资源。牛痘病*跟天花病*不是同一种病*,最多算近亲吧,用现代的医学术语说,牛痘病*与天花病*具有相同的抗原性质,但是牛痘病*的*性非常弱,感染人类只会出现红疹,接种牛痘疫苗后同时获得天花病*抗体,就不会再患天花。
含有牛痘病*的现代天花疫苗(图片源于网络,如有侵权请联系删除)
实际上,自然界里,具备这么“完美”性状的微生物,人类到目前也没有再发现。当然,这些原理詹纳和巴斯德都不知道。巴斯德做了个总结:那些放置了两个星期的鸡霍乱细菌液体,跟詹纳的牛痘本质相同。两者都是能致病的微生物,且*性都减弱了。对于研究疫苗来说,这样的认识就足够了。
巴斯德深入研究这次意外的发现,认为那些鸡霍乱细菌之所以*性减弱,就是因为放置了很长时间。于是他们尝试各种方法,试图加快减*过程。首先发现温度对*性强弱有影响。试着试着,又发现空气也有影响。如果把*液密封,不让它们接触空气,减*过程就变得很缓慢。
对巴斯德来说,这种空气的干扰,早在研究发酵的时候,他就发现了,不同的微生物对氧气具有不同的亲和力。有的微生物跟人一样,必须有氧气才能生存。有些微生物却很怪异,它们讨厌氧气,氧气越多,生活越艰难。巴斯德那时就发现,低浓度的氧,有利于发酵;高浓度的氧,抑制发酵,说明酵母菌讨厌氧。这现象还被后人称为巴斯德效应。巴斯德发现鸡霍乱细菌跟酵母菌一样,是厌氧的。你给它们的空气越多,它们就一代不如一代,*性越来越弱。
年,法国鸡霍乱流行,农村的鸡成批死亡。怎样才能使鸡不生传染病呢?正当大家都在着急的时候,巴斯德向科学院送上了一份报告:传染病的免疫法。
年,为了纪念詹纳,巴斯德创造了“疫苗”一词,他说:“弱化的病原体,具有永不杀灭,引起良性疾病,防止致命疾病的特性”。
人工培养、稳定生产疫苗,巴斯德是第一人。人类不必在纯天然环境里苦苦寻找类似牛痘那样的低*微生物,用致病微生物本身做“原料”,也能培养出疫苗。
健客:知识点好多啊,让我稍微消化一下哈。
云飞:做一道题如何?
健客:啊!
云飞:这是一道改编的高中生物考题。鸡霍乱细菌易致鸡死亡,年,巴斯德用久置的鸡霍乱细菌对鸡群进行注射,意外发现全部鸡存活。再次培养新鲜细菌,并扩大鸡的注射范围,结果仅有部分鸡存活。进一步调查发现,存活鸡均接受过第一次注射。下列分析正确的是()
A第一次注射时,所用的鸡霍乱细菌相当于抗体
B第一次注射后,鸡霍乱细菌诱导存活鸡产生了变异
C第二次注射后,部分鸡存活,因为它们在第一次注射后产生了抗体
D第二次注射后,死鸡产生了变异
健客:好久不做题了,要不,蒙一下,我选C
云飞:恭喜,蒙对了。
云飞:第一次注射时,鸡霍乱细菌相当于抗原,而不是抗体,故A错误;鸡霍乱细菌第一次注射后,在鸡的体内产生了抗体,因此在第二次注射后存活,与变异无关,故B错误,C正确;第二次注射后,没有抗体的鸡死于免疫防线被击破,与变异无关,故D错误。
年10月26日,世界上最后一位在自然条件下感染天花病*的患者,马阿林痊愈出院。年5月,世界卫生组织庄严宣告:天花已经在野外灭绝。人类终于摆脱了这个古老的梦魇。年5月,世界卫生组织在全球消灭天花40周年之际回首人类战胜天花的往事,呼吁全球团结协作,战胜新冠病*(COVID-19)。“战胜天花的决定性因素是全球团结协作。”世卫组织总干事谭德塞表示,在冷战的高峰期,美苏两国正是认识到病*不分国家或意识形态,才联手征服了它。“现在比以往任何时候都更需要国家团结一致,只有这样,才能战胜新冠病*。”
图片来源:新华网微博
超万人死亡,影响多个国家和地区,预计到年底造成10万亿美元的损失……今年5月,世卫组织“大流行防范和应对独立小组”发布报告,历经8个月的合作,这份报告对终结新冠疫情,防范未来可能发生的大流行级传染病,提出成立全球健康威胁理事会等多项建议。“直到所有国家安全之前,没有一个国家是安全的。”该小组专家成员钟南山院士强调:除了自然感染这种不现实、不科学、不人道的方式,实现群体免疫的另一种方式是大规模的疫苗接种。
健客:年、年、年、年,这么多大事,怎么都发生在5月呢?
云飞:也许是为了纪念“疫苗之父”詹纳年5月第一次牛痘接种实验吧。算起来,已经过去了整整年。新冠疫苗正在大面积接种。
鸡霍乱疫苗刚研制成功,牛羊炭疽病疫苗竞赛和挑战已经在路上。这事要从年前说起,巴斯德被邀请去研究牛羊炭疽病。畜牧业在所有欧洲国家都是基础产业,这方面法国的优势不像酿酒业或是丝绸业这么明显,但是这既然是全体欧洲人都离不开的产业,那它对法国也算是意义重大。
那几年法国牛羊炭疽病闹得凶,巴斯德是法国首屈一指的微生物专家,国家有难处就来找他了。这个时候,微生物学地位比以前提高不少,致力于研究细菌的人也慢慢多起来。
巴斯德出场之前,已经有人在尝试寻找炭疽病的根源,医院教授勒普拉。有一头母牛死了,他认为是因为炭疽病死的,就从母牛尸体里采血,注射给一只兔子。之后兔子也死了,但是在兔子的血液里没找到任何细菌,于是他宣布:“炭疽病跟所谓的细菌感染无关。”
巴斯德跟细菌打了十几年的交道,一眼就看出勒普拉实验方法的问题。他重复了勒普拉的实验,然后从兔子腹腔里找到了真正的致病菌。原因说穿了就不难理解:母牛不是死于炭疽病。兔子也不是因为注射致死的。导致母牛和兔子死亡的,是脓*性弧菌。这种病菌是厌氧菌,所以不会出现在血液里。它们是在密闭无空气的动物腹腔里繁殖,勒普拉只在血液里寻找,自然不能发现这种弧菌。巴斯德研究蚕病吃过亏,知道鉴别诊断有多重要,所以能迅速猜到牛很可能不是死于炭疽病。他深谙生长环境对细菌的影响,所以能想到往腹腔里而不是血液里找致病菌。
巴斯德借助之前的研究,已经知道,如果炭疽杆菌暴露在充足的氧气下,确实是会减*的。只不过单纯用空气中的氧来熏炭疽杆菌,不知道为什么,效果不稳定。这时,尚贝兰意外听说,在巴黎南面多公里的图卢兹,兽医杜桑也在研制炭疽杆菌疫苗。巴斯德听到这个消息,立即紧张起来。这是竞争啊!好胜的巴斯德就让尚贝兰去打探。结果杜桑的处境跟他相似,做出来的疫苗也是有时候效果很好,但有时候不行,听完这话,巴斯德稍稍宽心。
尚贝兰继续说道:“有个事情,我不知当讲不当讲。”巴斯德眉头一皱,赶紧问:“快说,什么事?”尚贝兰于是把他在杜桑那里发现的一件事情告诉了巴斯德。巴斯德听了,顿时喜笑颜开,大叫了一声:“妙啊!我怎么没想到。”原来,杜桑也在设法给炭疽杆菌减*,只是他用的不是空气暴露和长时间放置这种物理方法。他用的是化学方法,用石炭酸来处理炭疽杆菌。要说化学,巴斯德太有优势了。经验告诉他,石碳酸不是个好选择。
健客:我记得石碳酸,苯酚嘛,利斯特用来杀菌的。
云飞:哈哈,学会抢答了。
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巴斯德要让炭疽杆菌继续活着,但是*性减弱。对,用氧化反应,巴斯德知道怎么用氧化剂让炭疽杆菌暴露在更充足的氧气下。他选择了强氧化剂重铬酸钾来处理炭疽杆菌,果然立竿见影,连续给14只羊接种疫苗,都获得了成功。14例对于科研来说,尤其是变数远远多于物理和化学的生物学来说,其实还是太少,不足以下明确的结论,可风声还是透露出去了。毕竟这结果对法国的畜牧业意义太重大,实验室里总有人抑制不住兴奋而露了口风。
消息很快传到了著名兽医罗欣约尔的耳朵里。他是坚定的自然发生论者,听说巴斯德在弄什么疫苗,还号称用这种方法能让牛羊生出抵抗力,不再患炭疽病。他觉得特别荒唐。
罗欣约尔公开向巴斯德挑战:我出钱,给你一批牛羊做实验,要能证明你的疫苗真有用,我就服了你。罗欣约尔就是想让巴斯德当众出丑嘛,巴斯德实验室的人一致反对,但好胜心极强的巴斯德立刻接受了挑战。其实,他当时并无必胜把握。双方约定在巴黎附近的农场,在全国各大媒体记者到场的情况下,做公开实验。时间是年。
罗欣约尔虽然不相信细菌致病理论,但他并不是浪得虚名。他知道,要判断疾病防治技术的效果,一两个神奇案例是不算数的,所以他要求这个实验必须有对照组,就是说25只羊接种疫苗,另外25只不接种,等巴斯德认为接种做好了,接下来就给这50只羊同时注射炭疽杆菌新鲜*液。要求做到接种的25只羊一只都不能死,没接种的25只羊一只也不能活。
苛刻,超级苛刻!巴斯德本可以要求把条件放宽一点,比如接种组死亡率不超过10%就算有效。但这不是他的个性。他没有讨价还价,全盘接受了罗欣约尔的条件。这纯粹就是赌博。巴斯德在别人面前表现得坚定不移,其实内心无比忐忑。实验结果揭晓的那一天,他没去现场,就在自己家里不停地踱步,怎么也坐不下来。
欲知后事如何,且听下回分解。
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