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巴斯德、柯赫:为人类征服传染病开辟路径

2020-06-16南铁英

工会信息 2020年4期
关键词:巴斯德炭疽炭疽病

◆文/南铁英

巴斯德

柯赫

传染病起因于病菌和病毒的肆虐

目前,在我国人民全力防控新型冠状病毒导致的肺炎疫情的过程中,奋战在战“疫”一线的医学专家,正在加紧研制抗击病毒的药物。

病毒是什么?病毒就是一种有害微生物,确切地说,就是非细胞型微生物,它们是地球上最原始的生命体,早在没有细胞之前,病毒这种微生物就已经存在。通过显微镜观察,可以发现,这些微小的有机体——病毒的形状,有球状、杆状、丝状、冠状等等。病毒的特点是,当它们没有接触宿主(寄宿的主体)——动植物的细胞之前,它们属于非生命体,只是以一个个大化学分子的形式存在,可当它们遇到宿主的细胞,就会通过吸附、进入、复制、繁殖,呈现出生命特征,从而侵害宿主的机体,对宿主的健康和生命带来巨大的威胁。宿主体内的病毒,一旦通过某种方式传播到其他生命体上,就会像接力棒一样传播开来,导致某种传染病的流行。

自古至今,流行病、传染病就是人类的天敌。千百年来,在全球各地都曾出现发生在人类、禽类、牲畜和植物上的传染病疫情,为人类的健康带来巨大的威胁;为人类经济社会的发展,带来难以估量的损失。这些流行病、传染病的起因,就是那些微小的生命体:各类病菌(细菌)和病毒。早在19世纪,人类就开始注意到微生物与人类健康的关联性,从而加大对微生物领域和细菌领域的研究力度。在微生物学和细菌学研究方面做出巨大贡献、并帮助人类抗击因病菌导致的鸡霍乱病、蚕病、狂犬病、炭疽病、肺结核等传染类疾病的人,是19世纪法国微生物学家巴斯德、德国细菌学家柯赫。

巴斯德:对导致传染病的病菌“说不”

人类对包括细菌在内的微小的生命体的认知,起于17世纪,荷兰人列文虎克最早通过自己制作的显微镜,首次发现微生物的存在。到了19世纪中后期,法国人巴斯德,在微生物学、细菌学的创建和研究方面,做出了巨大贡献。通过大量的科学试验,巴斯德让人们知道,所谓的传染病、流行病,是微小的生命体——病菌在作祟,换句话说,某种传染病是某种病菌在生命体内发展的结果。正是这些有害的病菌,还有后来被科学界认知的非细胞型微生物——病毒,在传播疾病,威胁着人类、禽类和牲畜的生命。

路易斯·巴斯德1822年出生于法国的一个工人家庭,从19岁开始投身科学事业。1843年,21岁的巴斯德考入巴黎高等师范学校。从学校毕业后,他开始充分展露其微生物科学研究的天赋,譬如,他通过研究观察,确定导致啤酒变酸的原因,是啤酒中含有乳酸杆菌这种微生物,并通过高温加热有效杀灭乳酸干菌,从而解决了这个困扰啤酒企业多年的难题,对法国啤酒业的发展做出了巨大贡献。

巴斯德在检测病菌

巴斯德的最大成就,还是在医学微生物学上的研究和实践。在坚持不懈的科学试验的基础上,巴斯德站出来否定千百年来流行于科学界的“微生物自然发生说”。按照“自然发生说”的观点,不洁的衣物会滋生蚤虱,污秽的水中会自生蚊,肮脏的垃圾会自生虫蚁,粪便和腐臭的尸体会滋生蝇蛆。总之,生物可以从他们所在的物质元素中自然发生,而不是通过上代同类生物繁衍产生。巴斯德则认为,微生物不是自然发生的,而是原本就存在的微小生命体。他将这个判断延伸到医学领域:人类患病的病因,在于客观存在的病菌,防止病菌进入人体,才能避免得病。这不啻是医学界的一次革命。巴斯德之所以坚决反对“自然发生说”,主要原因在于,他发现这个理论对医学科学和患者都具有极大危害。巴斯德曾经研究了法国产科医院流行的一种致命的疾病——产褥热,在当时的法国,产妇进入医院分娩,死亡率极高。没有人了解产妇发病致死的真正原因。巴斯德通过对死于这种疾病的产妇的血液进行检测,发现了导致这种疾病的微生物——病菌,并得出了这些产妇实际上是得了传染病而死亡。之后,他对产褥热的传播途径进行了研究,得出了结论:是医护人员将已经感染的产妇身上的微生物带到健康产妇的身上,导致疾病的传染和流布。在他的建议下,医护人员对双手和使用过的医疗器械进行高温消毒,产妇产褥热的发病率大大降低。巴斯德创制的高温灭菌的方法,被称为“巴氏灭菌法”,直至今日还在医疗界广泛应用。

巴斯德关于传染病起因于病原微生物的观点,被他的几次医学实践所反复证明。

他曾经依托微生物导致传染病流行的理论,有效解除了法国养蚕业的一次危机。当年,法国发生大面积的桑蚕病,由于桑蚕大量死亡,法国蚕农损失巨大。受蚕农之托,巴斯德在显微镜下仔细观察了干燥的病蚕体,发现导致桑蚕死亡的原因,是一些小小的微生物——蚕病病菌。后来,他提出了将病蚕和蚕屎深埋,并对使用过的器皿进行高温消毒。巴斯德建议的方法被广泛使用,终于止住了桑蚕的传染病。同时,他还选出了没有传染病的桑蚕,挽救了法国的桑蚕业。

巴斯德采用相同的方式,还有效地找出了传染性极高的鸡霍乱病的致病原因,并大胆地采取“以毒攻毒”的方法,发明了预防鸡霍乱病的疫苗,大大缓解了这种疾病的发病率。鸡瘟流行之时,健康的雏鸡一旦吃了病鸡粪便中的食物以后,很快就会死亡,死亡率高达90%以上。巴斯德通过实验发现,导致雏鸡死亡的病因,是一种霍乱病菌!他在接下来的实验中,意外地发现,用新鲜的菌液注射到雏鸡身上,雏鸡就会很快染上霍乱疾病;而将放了一段时间的菌液注射到雏鸡身上,它们只有轻微的症状,而且很快好了。更令人惊奇的是,再把新鲜的菌液注射到曾经受过轻微感染的雏鸡身上,它们不再发病了!于是,巴斯德将这种近乎“以毒攻毒”的方法运用于治疗鸡霍乱病,获得了成功,注射了“疫苗”的雏鸡不再患病。

巴斯德后来将鸡瘟防治的方法,运用到炭疽病的防治上。当时欧洲流行炭疽病,这种可怕的传染病首先在牲畜间传播。牛、羊等牲畜一旦染病,几个小时就会死亡,死亡率高达90%以上。后来,炭疽病又传染到人身上,到1879年,仅俄罗斯就有500多人死亡。想一想那是多么恐怖的景象。巴斯德在牲畜身上分离出导致它们染病的微生物——炭疽杆菌,之后他用温度为42-43度的培养液培养出只有轻微毒性的菌株。他将防治鸡瘟的“以毒攻毒”的方式用在牲畜疾病防治上,对健康牲畜进行了菌株注射实验,结果那些预先注射过轻微毒性菌液的牲畜,再被注射强毒性菌液时,不再染病。他的方法,获得成功。

巴斯德最杰出的贡献,是帮助人类成功地防治了狂犬病。狂犬病在当时,是人们谈之色变的可怕的传染病,人类一旦染上,就无药可救。巴斯德按照他对鸡瘟、炭疽病的“以毒攻毒”的防治方法,再一次在狂犬病防治中进行了大胆探索。他先在一个病故的小孩身上分离出狂犬病的病毒,之后在动物身上进行了接种实验。1885年,巴斯德终于研制出预防狂犬病的疫苗,为人类预防狂犬病做出了重大贡献。巴斯德还成功治愈了被疯狗咬伤多处的小男孩的狂犬病,这次,他依旧是采取“以毒攻毒”的治疗方式,从注射14天前的狂犬病疫苗开始,依次对小男孩注射了不同时间段的狂犬病菌苗,到最后,小男孩奇迹般地恢复了健康!此后,在1885年7月至1886年10月间,巴斯德共治疗了2500多个狂犬病患者,治愈率达到99%以上。

巴斯德对病原微生物导致传染病流行的认知,以及他依据这样的认知从事的成功医疗实践和探索,为人类防治和治疗传染病开辟出全新的天地。

柯赫:为征服肺结核打开大门的人

罗伯特·柯赫,19世纪德国的细菌学家和医生,1843年出生于德国克劳斯特尔。他是继巴斯德之后,第一个发现炭疽杆菌,并培养出纯净菌株,从而最终攻克炭疽病的人;也是最早发现导致结核病的结核杆菌的人。1905年,因发表控制结核病的论文,柯赫获得诺贝尔生理学和医学奖。

当人畜共患、病死率极高的炭疽病在欧洲蔓延的时候,当时还是乡村医生的柯赫,使用夫人给他购买的显微镜,从病畜的血液里发现了一种长条形的微生物,这种长条形的微生物,在健康牲畜的血液里是没有的。柯赫由此断定,这些长条形的微生物,就是致病的原因。之后,在夫人的启发下,他用肉冻作为炭疽病病菌的培养基,成功培养出这种长条形的炭疽杆菌的纯净菌株,为他今后的实验奠定了基础。再后来,柯赫经过在小白鼠、兔子和山羊身上进行的反复实验,最终破解了病原细菌——炭疽杆菌导致人畜罹患炭疽热的秘密。

柯赫经过进一步的研究,发现了炭疽病传播的渠道——炭疽杆菌的孢子。在适宜的环境里,只要温度在摄氏15度以上,炭疽杆菌会长成一个个长条形的不分枝的丝状体,同时产生许多孢子。这些孢子很快又长成新的炭疽杆菌。柯赫发现,正是炭疽杆菌的孢子,导致炭疽病广泛而迅速的传播。这些孢子的抵抗能力超强,它们在干燥、潮湿或干湿交替的环境中保存一年,仍旧具有生命力。一个死于炭疽病的动物尸体,刚好是可以产生出无数个孢子的传染源。

基于对炭疽病传播原因的研究和认知,柯赫向德国政府提出了有效的预防措施,即将炭疽病致死的动物尸体深埋,深埋的深度是2-10米,在这样深度的土壤里,温度刚好在15度以下,能有效禁绝孢子的生长,由此消除炭疽杆菌的危害。柯赫提供的科学的防治方法,使人类终于控制住了炭疽病的传播。

柯赫坚信,一种特定的病原微生物是引起一种特定疾病的原因,每种传染病都是由某种病原细菌感染造成的。他后来循着这个思路,致力于肺结核传染病的研究。肺结核在中国被称为“痨病”,在相当长的岁月里,肺结核被视为绝症,人类一旦染上,就无再生希望。19世纪,肺结核是人类传播最广、死亡率最高的传染病,危害大于鼠疫,其传染性也是超强的。柯赫所在的欧洲人民,也正在痛苦地遭受着肺结核的侵袭。正如柯赫所介绍的,当时,“全世界有1/7的人死于肺结核”。对人类健康富有强烈责任感的柯赫,开始在显微镜下追踪肺结核病原细菌的踪迹。他从患结核病死亡的尸体上收集结核病的结节,将经过反复实验确认含有病菌的溶液,放到显微镜下观察,却始终没有发现导致结核病的病菌存在。后来,他对检验对象进行染色,再将染色的液体放到显微镜下仔细观察,终于让透明的结核杆菌现出原形。结核杆菌是一种比炭疽杆菌小10倍的透明微生物,它们有的整齐地排列在一起,有的单独游动在一边。它们就是结核病的元凶!柯赫对结核杆菌的发现,为人类最终征服肺结核打开了大门。

柯赫还是世界上首次发现伤寒杆菌、首次发现霍乱弧菌、首次发现鼠蚤传播鼠疫秘密的人,他也是世界上首次发明蒸汽杀菌法、首次提出霍乱预防法、首次发明预防炭疽病接种方法的人。尤其是他制定的被称为“柯赫法则”的研究病原微生物准则,至今依旧是医学界普遍遵循的法则,其内容包括:第一,这种微生物必须能够在患病动物组织内找到,而未患病的动物体内则找不到;第二,从患病动物体内分离的这种微生物能够在体外被纯化和培养;第三,经培养的微生物被转移至健康动物后,动物将表现出感染的征象;第四,受感染的健康动物体内又能分离出这种微生物。

柯赫和巴斯德,这两位产生于19世纪欧洲的杰出微生物学家、细菌学家和医学家,为人类有效防控传染病疫情、最终征服各种传染疾病,开辟出正确的道路,让后世的人类,能够遵循他们指引的路径,在防控各类疫情的征程中,继续坚定地走下去。

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