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世界抗疫史上的先驱

2020-12-08 02:28:20 时代报告 2020年3期

张丹丹

人类最大的敌人,一为战争,二为传染病。在数千年的文明史中,被传染病夺走的生命比战争更多。那是一场场看不见硝烟、看不见敌人的战争,甚至能将躲在角落、躲在城堡的人们席卷,不分身份、不分年龄。在那些黑暗的日子里,人类从未放弃希翼,从未放弃制服病魔、守护家人的决心。

威廉,牺牲自己保全英国北部

在欧洲,“黑死病”三个字令人闻风丧胆。中世纪时期,黑死病,也就是鼠疫,夺走了一半欧洲人的性命,即便在一些游人罕至的偏僻村镇,也能看到黑死病死难者的纪念碑。当历史步入近代,科学技术爆炸式发展,当时全世界医学最为先进的英国仍难以抵挡鼠疫的侵袭。

17世纪中期,伦敦就发生了一场惨绝人寰的鼠疫。在1664年至1666年间,超过8万人死于这场瘟疫。不过,这场源自伦敦的瘟疫,却在英国中部德比郡的一个小山村亚姆村被迫停止了扩散,英国北部得以保全。

这要归功于一位名叫威廉的牧师,他带领亚姆村的村民以巨大的牺牲换取了其他地方的平安。

山谷中的亚姆村是连接英国南北交通的必经之地。这里富足祥和,村民生活其乐融融。人们并不知道,几百公里外的伦敦已是人间炼狱,鼠疫正让全城1/5的人痛苦死去。一名从伦敦来的布料商人不知道自己携带的布料上藏着传播鼠疫的跳蚤,瘟疫就这样悄无声息地来到亚姆村。很快,村里买了布匹的裁缝一家人发烧、昏迷,几天后就过世了。随着医生和探视者的离开,其他村民也陆续出现高烧症状。此时,伦敦暴发鼠疫的消息才传到亚姆村。为躲避瘟疫,村民打算向北撤离。威廉牧师站了出来,把村民召集到教堂商议:如果向北撤离,会把瘟疫带到北方;如果在村中隔离,可以阻止瘟疫蔓延。

没人知道威廉牧师是如何劝服村民的,只知道最后他们选择了留下。村民将通往北方的道路封锁,并派人把守,其余人将自己隔离在有水井的墙内,确认感染者移送到地下室,确认没有感染的儿童和少年留在教堂。亚姆村村民的善良与勇敢很快传遍四周,人们送来食物和药品,放在村口。可是随着时间推移,还是有越来越多的村民感染了鼠疫,进入地下室的人没有一个活着出来。去世的人被集中埋葬,村里竖起一座又一座墓碑。威廉牧师的墓碑上写着:善良需要传递下去。

直到400天后,瘟疫随着死去的生命而离开,亚姆村确定再无感染者,才解除隔离。344位村民,已有267人丧生。这段历史,曾被写进英国教科书。

至今,威廉牧师提倡的隔离法,仍是对抗病毒、细菌等引发的各类传染病的重要方法。在2003年的非典疫情中,中国人全民普及了“隔离”这个词。在今年的疫情中,钟南山再三强调:早发现、早隔离,这比什么都重要。

詹纳,消灭天花的英国乡村医生

天花,这种从公元前就开始侵袭人类的古老病毒十分猖獗,不但传播性强,而且致死率高,儿童尤其容易染病。人类与天花搏斗的历史长达千年,每每惨烈无比。1719年的天花瘟疫中,仅巴黎就死亡1.4万余人;18世纪的欧洲,天花每隔数年就会卷土重来,死于天花的人以百万计,其中包括荷兰国王威廉二世、法国国王路易十五、俄国皇帝彼得二世等欧洲皇族。

18世纪末,天花又一次在英国流传。而人类历史上最伟大的医学家之一爱德华·詹纳,就在这期间找到了最终消灭这一病毒的有效办法。

爱德华·詹纳,1749年出生于伯克利一个牧师家庭。他从小父母双亡,由兄长抚养长大,并在一位医师那里当学徒。1770年,詹纳在伦敦乔治医院深造,师从英国著名外科学家、剖解学家约翰·亨特。学成归来的詹纳在伯克利医院工作,以精湛的医术赢得当地居民的信任。

作为医生,詹纳时常见到病人因感染天花而痛苦死亡或留下终身创伤。他始终没有放弃寻找治疗办法。实际上,在遥远的东方,中国人在15世纪末、16世纪初发明了“人痘接种法”预防天花。这种接种法是将出过天花的痘痂阴干研磨成粉,吹进儿童鼻孔,或用棉花蘸痘浆塞进儿童鼻孔。这一办法拯救了无数儿童的性命,但如操作不当就会欲速不达,有很高的危险性。“人痘接种法”在随后的两个世纪里传到了土耳其、英国等国家。

在詹纳的家乡,流传着一个说法:凡是得过牛痘的人,不会再被传染天花。詹纳观察发现,每天都和奶牛接触的挤奶女工和牧童很少被传染天花。结合来自中国的方法,詹纳提出一个大胆的假设:是否得过牛痘的人具有对天花的免疫力?今天大家已经知道,牛痘和天花都由病毒引起,它们是两种完全不同的病毒,但共同点是抗原结构相似且稳定,所以由牛痘病毒产生的免疫力能抵抗天花病毒的感染,且终身有效。但在当时,詹纳要想验证自己的想法必须冒险实验,人工接种牛痘。

1796年,当伯克利出现天花时,詹纳果断给一名8岁男孩进行了人工接种牛痘实验。他在男孩胳膊上划开一道口子,将正在经历牛痘的挤奶女工的痘浆接种在男孩胳膊上。接种完牛痘,小男孩出现轻微发烧和食欲不振。但3天后,他就活蹦乱跳了。为了验证人工接种牛痘可以对抗天花这一设想,两个月后,詹纳从天花病人的脓包中取来痘浆,接种给小男孩,而小男孩完全没有反应。又过了几个月,詹纳再次给小男孩接种天花,男孩依旧没有发病。这种试验又在另外23人身上获得成功,证明了人类接种牛痘可预防天花。

這是人类医学史上的重大突破!詹纳提出的预防接种概念,为后世树起一道抵挡病毒的屏障,沿用至今。在詹纳首次实验的183年后,1979年10月26日,世界卫生组织宣布:天花已经消灭,停止接种牛痘。詹纳也被称为“免疫学之父”,被认为是世界上救人最多的医生。

巴斯德和科赫,揭开传染病的真面目

距今两个世纪以前的人类,经历过漫长的与传染病缠斗的过程,无论是鼠疫,还是霍乱,没有人知道敌人究竟是谁。这些敌暗我明的战争,人类往往一败涂地。直到19世纪,法国科学家路易斯·巴斯德出现,人类才终于看清传染病的微生物真面目。

1822年,巴斯德出生在法国东部多尔的一个皮匠家庭。1827年,举家迁往阿尔布瓦,巴斯德在那里开始了求学生涯。青年时代的巴斯德做过一个研究,寻找两种表面看上去相似的酸性物质,即酒石酸与外消旋酸之间的差异。他发现,两者是同一种物质,差异在于晶体结构不同。这一研究,揭示了酒石酸的同分异构现象, 成为化学发展史上研究物质光学活性的新起点, 是“立体化学”这一新的化学分支的先导。这也无意间为巴斯德此后人生的一系列研究开启了命运之门。

1856年,巴斯德在里尔理学院任化学教授。一位酿酒厂厂主请他帮忙解决葡萄酒变酸的问题。经过上百次实验,巴斯德在显微镜下发现牛乳和酒的发酵液中有大量杆状微生物,它们正是让牛乳和酒变酸的罪魁祸首,而加热可以杀死这些微生物。他进而创用一种方法,用适当温度(55℃-60℃)加热,既可使细菌不能繁殖,又能使酒和牛乳不变风味。这一方法就是至今仍广泛应用的“巴氏灭菌法”。巴斯德联想到,既然酒、牛乳的发酵变酸是由于微生物作用,那伤口化脓是否也因为微生物?1859年,他设计了著名的曲颈瓶实验,将曲颈瓶与直颈瓶进行对比,在两个瓶内装入肉汁,分别用火加热,通过高温对肉汁及烧瓶杀菌。结果,曲颈瓶由于颈部弯曲且较长,使空气中的微生物在测管沉积而不能进入烧瓶,煮过的肉汁不再和空气中的细菌接触,并未发生腐败;而直颈瓶内的肉汁则很快发生了腐败。这个实验有力地驳斥了当时的主流学说“自然发生说”,证明并非发酵产生微生物,而是微生物引起发酵,并发现环境、温度、pH值、基质成分以及有毒物质等因素都以特有方式影响着不同的微生物。

巴斯德是第一个把微生物和传染病确切联系在一起的人,奠定了微生物学这门重要科学的基础,被称为“微生物学之父”。

就在他论证“疾病细菌学说”的同时,德国医生罗伯特·科赫将研究方向指向了病原菌。这位比巴斯德小21岁的德国人,1843年12月出生于克劳斯塔尔。从德国格丁根大学学医毕业后没几年,科赫就来到了东普鲁士的一个乡村当医生。在那里,他建立了一个简陋的实验室,从事病原微生物研究。

1876年,科赫以自己的实验证明了炭疽杆菌是炭疽病的病因,并报告了炭疽病菌的生活史,在《植物生物学》杂志发表研究成果。这是人类历史上第一次用科学方法证明某种特定的微生物是某种特定疾病的病原。科赫首先从牛的脾脏中找到炭疽杆菌,把其移种到老鼠体内,使老鼠间相互感染炭疽病,最后从其他老鼠体内找到了同样的炭疽杆菌。随后,科赫成功利用血清在与牛体温相同的条件下培养了炭疽杆菌,并发现其生活规律。他认为,炭疽杆菌是“杆菌—芽孢—杆菌”的循环,而芽孢可以放置较长时间不死。同时,他首次提出了每种病都有一定病原菌的理论,纠正了当时医学界普遍认为所有细菌都是同种的观点,从而兴起了关于疾病生源的研究。

科赫为研究病原微生物制定了严格准则,被称为科赫法则,即要证实某种病毒或细菌是某种疾病的起因,必须进行四项科学试验:第一步要求在所有患者身上发现这种病毒或细菌,但健康人身上没有;第二步是从患者身上分离这种病毒或细菌,并使其在实验室的培养皿内繁殖;第三步是用培养皿中的病毒或细菌使实验动物患上与人同样的疾病;第四步要求从患病的实验动物身上分离出病毒或细菌,并证明它能在培养皿中发育。后来学者们进一步完善,科赫法则又增加了两条,第五步是感染动物体内可测出对该病毒或细菌的特异免疫反应;第六步是必须具有可滤过性。

科赫法则至今仍是科研中遵循的规律及方法。2003年初,非典在广东暴发后,国内就开始了对病原体的寻找。最初广东对41份病人的血样检测,发现其中10份有腺病毒抗体,但未分离出任何病毒。后来有研究机构分离出衣原体,并在病人血清中发现对衣原体颗粒的抗体。这符合科赫法则的部分条件,但仍有两个很重要的有关动物实验的条件没有满足,此时认定非典病因是衣原体显然证据不足。但当时已有医学权威认定衣原体为非典病因,差点将治疗带入歧途。直到当年4月17日,世界卫生组织才最终确定,非典病因为一种新型冠状病毒。

1905年,科赫因发现结核杆菌与结核菌素而获得诺贝尔生理学及医学奖。很多医院里都悬挂着他的名言:“不要为成功而努力,要为做一个有价值的人而努力。”

索尔克,脊髓灰质炎疫苗属于所有人

就在科赫获得诺贝尔奖4年后,人类又发现了一种严重影响健康的疾病由特定病毒引起。这种疾病叫做脊髓灰质炎,俗称小儿麻痹症,能导致患者终身瘫痪,严重时可因窒息死亡。这种病毒在第二次世界大战后出现流行趋势,仅1952年,全球就有57628个报道病例。科学家们抓紧时间研究防治办法,而美国科学家索尔克成为新的英雄。

1914年,乔纳斯·索尔克出生在美国纽约一个贫困家庭,父母是来自波兰的犹太人,尽管家境贫寒,却十分重视教育,索尔克因此获得了良好的教育。1938年,他获得纽约大学医学院一个病毒实验室的奖学金,从此与病毒研究结缘。

当脊髓灰质炎威胁全球儿童时,索尔克加入了研究疫苗的队伍。过去,大多数疫苗采用的是减毒活疫苗,即将毒性已经减弱的病毒或细菌接种到人体内,这样既不会引起疾病,而且能激活人体免疫系统,产生抗体。不过,这种方法存在一定风险,有可能反而致病。索尔克则将灭活病毒作为研究方向。他带领团队在实验室里培养脊髓灰质炎病毒,然后用稀释的甲醛杀死它们,接着将灭活的病毒注射到老鼠、猴子等动物体内。实验表明,这样能保护实验动物免受脊髓灰质炎的侵害。

1951年底,美国小儿麻痹症国家基金会同意索尔克进行人体试验。索尔克选择的实验對象是已经感染了脊髓灰质炎的孩子。他们的体内携带了一定量的抗体,即使疫苗不能起效,他们也不会受到新的感染。注射疫苗几星期后,儿童体内产生了大量抗体。在这次成功的基础上,临床实验扩展到了健康儿童。1952年,索尔克对多名志愿者实验了脊髓灰质炎疫苗,包括实验室员工、索尔克本人及他的妻子和孩子,结果也证实安全有效。1952年5月,索尔克启动了一项准备工作,进行更大规模的疫苗测试,计划给40万儿童注射疫苗,这是美国实行的最大规模的医学实验。这项实验于1954年4月开始,超过100万名6至9岁儿童参与,并采用严格的双盲实验,整个操作成为今天疫苗试验的标准。

1955年4月12日,从美国密歇根大学礼堂传来好消息:对90%的被测试者观察显示,索尔克开发的脊髓灰质炎疫苗安全、有效。当天,索尔克短短15分钟的发言被传遍全世界,热情的人们将他团团包围。当人们猜测这将给索尔克带来多大的财富时,他却拒绝为自己的发明申请专利。在他看来,发明疫苗是科学家应该负起的责任,他只希翼让更多人摆脱病魔的威胁,他说:“脊髓灰质炎疫苗属于所有人,你能为太阳申请专利吗?”

索尔克疫苗投入使用后,仅仅两年时间,脊髓灰质炎的发生率就下降了80%到90%,到1979年美国仅10例报道。1962年,索尔克在加利福尼亚州的圣地亚哥建立起一个生物研究所(后改名为索尔克生物研究中心)。今天,人们如果去研究中心参观,会在纪念馆中看到这样一句话:希翼就藏在那些敢于将梦想变为现实的人的想象和勇气里。

病毒猎手,为人类阻止未知的危险

在这一次的新冠肺炎疫情中,一个平时并不为大众关注的词频频出现——病毒猎手。前不久,中国疾控中心高级别专家组组长钟南山、流行病学首席科学家曾光等人和美国病毒学家维尔特·伊恩·利普金的会面就引发很多关注。

利普金,正是现今世界最著名的病毒猎手之一。他已发现和鉴定了800多个与人类、野生动物或家养动物疾病相关的病毒。

1999年,美国纽约皇后区法拉盛医院医疗中心有多名患者被不明的病毒感染。患者出现发烧、头疼等流感症状以及神志异常、昏迷等神经系统症状,仅一个星期,严重者甚至会死亡。利普金和团队想方设法找来患者的脑组织式样反复观察研究,最终的分析结果让他大吃一惊,这种致病的病毒竟是骇人听闻的西尼罗病毒。他迅速将结果公之于众,指出这种疾病叫做西尼罗热,是一种人畜共患病,由携带西尼罗病毒的蚊虫叮咬人畜而引起发病。

预防西尼罗病毒感染最好的方法是减少和蚊子接触的机会,避免被蚊子叮咬。疾病流行期间更要大规模灭蚊以减少人类被感染的机会。所以,当利普金的团队确定是西尼罗病毒后,美国迅速开展了有效的防蚊措施,阻止疾病进一步蔓延。

非典席卷全球时,利普金加入了美国国防委员会,提出相应防控建议,同时首次推出非典敏感诊断试验。

正因为利普金曾一次次在关键时刻阻止了病毒的蔓延,所以这一次,他与钟南山、曾光等人的见面被寄予厚望。

和利普金一样在国际社会享有盛誉的另一位病毒獵手是英国科学家彼得·皮奥特,现任联合国艾滋病规划署实行主任。他不仅是对抗艾滋病的全球领袖,还是最早发现埃博拉病毒的科学家。

1976年,扎伊尔(今刚果民主共和国)出现一种可致人流血而死的新疾病。27岁的彼得收到了被神秘病毒感染的血液样本,他的任务是快速识别出这种不明病毒。这就是后来人们知道的埃博拉病毒。

彼得在显微镜下识别出病毒后,马不停蹄地前往扎伊尔寻找“零号病人”,也就是第一个得传染病并开始散播病毒的患者。通过对首发病例的细致调查,可以为疾病来源、病因分析、预测、控制措施采用和预警机制的建立提供大量宝贵信息。他和同事挨个村庄搜集信息,最终发现人们是在参加完死于这种疾病之人的葬礼后得病的。这些人触摸了全身是血的尸体后,不经意地揉眼睛或者把手指放进嘴里,一个星期后,他们便会生病。这帮助彼得和其他病毒猎手发现了埃博拉通过接触病人体液传播的途径,从而提出措施阻止其暴发。

除了面对未知的风险外,病毒猎手在追踪病毒的过程中也会受到争议。比如另一位病毒猎手艾伯特·奥斯特豪斯就是如此。他是世界上首批找到非典背后元凶的科学家之一,却因未经允许在猴子身上进行实验而遭到动物保护组织的谴责。

当时,为了确定新发现的冠状病毒究竟是不是非典肺炎的元凶,奥斯特豪斯直接用短尾猿猴来做实验。按照荷兰法律,这需要取得认可。如果走完正常手续,至少要两到三个月时间。可疫情严重,奥斯特豪斯带领团队顶着被动物保护组织起诉的压力,在没有许可的情况下进行了猴子实验。通过3周的猴子实验,奥斯特豪斯确认了非典病因正是这种冠状病毒。

确定病因后,世界各地的科学家迅速作出诊断实验,采取隔离被感染者等一系列措施,最终控制住了疫情。

与新冠肺炎的这场战斗,也像索尔克说的那样,希翼蕴藏在无尽的想象和勇气中。1965年,英国科学家泰瑞在2万名志愿者自愿感冒的实验中发现了冠状病毒。这个长相令人不适的病毒,正是感冒等一系列传染病的起因。人类至今已经发现7种致病冠状病毒。2020年,冠状病毒带来了一种前所未见的肺炎,来势汹汹。大家看到,无数科学家、医护人员,甚至每一个普通的你我,都用无尽的勇气与病毒争抢生命、争抢时间。大家相信,病毒杀不死人类,这次也一样。

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