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[英]罗伯特·斯奈登◎著
——英国著名作家、出版人,拥有30多年的出版从业经验,科普创作奇才,以将复杂难懂的科学问题展现得有趣且令人发省见长,他的作品深受各年龄段读者的喜爱,无论成人还是孩童,均从中受益。
[中]芦东昕 李力 李青峰◎译
第六章 发现细菌
一、细菌理论发展时间线
16 世纪:吉罗拉摩·法兰卡斯特罗提出,“疾病的种子”是通过肉眼不可见的颗粒传播的。
1807 年:阿戈斯蒂诺·巴斯(AgostinoBassi) 通过研究蚕虫发现疾病具有传染性,致病因子是一种微小的寄生型真菌。
1840年:德国病理学家和解剖学家雅各布·亨勒(Jacob Henle)发表了《瘴气和传播》一文,他支持法兰卡斯特罗关于寄生生物致病的观点。
19世纪中期:医学界对三种致病理论进行了积极探讨:瘴气理论、自然发生理论和细菌理论。
1854年:约翰·斯诺(JohnSnow)研究了伦敦SOHO地区的霍乱疫情分布情况,发现所有信息都指向了同一个水泵——这个水泵已被患有霍乱的婴儿所用过的尿布污染。他的研究结果指向细菌理论,但是直到他去世几年后,这个理论才被世人接纳。
1865 年:威廉·巴德(WilliamBudd)在论文《霍乱——传播模式及其预防》中指出,霍乱是由一种独特的生物活体起的,这与斯诺的研究结果一致。
19世纪中叶,关于疾病起源的争论愈演愈烈。1853年,医学杂志《柳叶刀》的编辑托马斯·威可利(Thomas Wakely)写了一篇关于霍乱的文章,“初都是黑暗的混乱,模糊的理论,徒劳的猜测。霍乱的致病因子是真菌、配虫、类氧、还是从肠道中排出的毒素?我们一无所知,只是陷入无尽的猜测中。
西方医学史上有三种主要的致病理论。
第一种理论是瘴气理论,很长时间以来都深受人们的认可。根据这一理论,腐烂的物质会产生有害气体,人吸入该气体就会导致疾病。瘴气理论深受认可,因为它看似合理地解释了为什么流行病在贫困地区的发病率较高。
第二种理论是自然发生理论,其最坚定的支持者是德国化学家尤斯图斯·冯·李比希(Justus von Liebig)。这种理论认为,疾病具有化学性,并且它会自然发生。但该理论的支持者并不像瘴气理论的支持者那么多。
第三种理论便是细菌理论。这种理论认为感染是由微生物导致的。虽然法兰卡斯特罗和雷迪已经进行了相关研究,列文虎克和安德里也对研究进行了进一步拓展,但是人们依然对细菌理论深表怀疑。不过越来越多的迹象表明细菌理论是正确的。
1807年,阿戈斯路诺·巴斯开始着手研究引发 MDS 的原因。MDS 是一种发生在蚕身上的疾病,几乎击垮了当时法国和意大利的蚕丝制造业。经过25年的调查和实验,巴斯证实了这种疾病具有传染性,可以通过直接接触和食用被感染的食物传播,而致病因子是一种微小的寄生型真菌。他建议人们杀死受感染的蚕并使用消毒剂以保证房间的清洁。巴斯的发现挽救了蚕农们,并为自己赢得了声誉。根据研究成果,巴斯进一步推断,植物、动物和人的许多疾病都是由寄生生物引起的,他的推论奠定了细菌理论的基础。
二、关于瘴气与传染
1840年,德国病理学、解剖学家雅各布·亨勒发表了《瘴气和传播》一文,这是一项支持300多年前法兰卡斯特罗关于传染病观点的新的研究成果。更加先进的科学仪器使得亨勒可以比法兰卡斯特罗更容易地证明自己的观点。
亨勒指出,根本没有人提供过令人信服的证明瘴气存在的证据。因为没有任何有力的证据能证明疾病的传播原理,每个人都只是简单地假设瘴气是存在的。亨勒为传染病是由生物体引起的这个观点提供了更合理的解释。亨勒写道:“传染源不只是一种有机物,而且是一种有生命的物质,它本身就是一个生命体,但要依靠患者的身体生存。它很可能是一种寄生的生命体。”他宣称:“这种寄生的生命体不是传播疾病的原因,而是引发疾病的原因。”
然而,亨勒也没有完全否定瘴气理论。他认为疟疾等疾病是由瘴气引起的,而狂犬病、性病等疾病是传染性疾病。其他疾病,如天花、流感、伤寒和麻疹可能是由瘴气和相关传染源共同引起的。
这样的分类加剧了致病因子的不确定性,也在一定程度上掩盖了亨勒的研究成果的重要性。在很长时间内,研究人员依旧不了解微生物在疾病传播中的作用。
三、约翰·斯诺和霍乱
霍乱是一种非常危险的胃肠道感染病,即使在今天,卫生条件较差地区的居民依然深受霍乱的侵扰。霍乱的主要症状包括腹泻、恶心和呕吐,严重时会引起脱水。若患者每天都流失近20升的水,那他很快便会死亡。
1854年8月,一场严重的霍乱疫情袭击了伦敦SOHO地区。数千民众被卷入这场灾难之中,至少有600 人死亡。那时,人们相信霍乱和其他疾病一样都是由瘴气引起的,强气理论也被当时的学者推崇,如公共卫生改革先驱爱德文,查德威克(EdwinChadwick)和现代护理学的开创者弗洛伦斯·南丁路尔(Florence Nightingale)。约翰·斯诺是一位在伦敦 SOHO 地区工作的医生,他对霍乱的传播持不同的观点。
斯诺曾经与霍乱打过交道。1848年9月,他试图追踪伦敦霍乱的情况,以研究霍乱是如何传播的。他怀疑霍乱是一种传染病,并且从他了解到的许多病例来看,患者的第一个症状都是消化系统异常。这使斯诺相信,霍乱应该是通过被污染的水和食物传播的如果瘴气是致病源,他认为,患者的第一个症状就应该出现在呼吸系统而非消化系统。他怀疑患者排出的粪便会成为霍乱的一种传染源。一旦一个区域的水源受到污染,整个地区的居民都会遭殃。
1849年9月,一篇发表于《伦敦医学》杂志的评论员文章称赞斯诺“正努力尝试揭开霍乱的面纱”,但接着指出“除了水源问题,还有其他引起霍乱的因素”
1854年,霍乱在伦敦暴发,斯诺通过与当地民众交谈和查阅当地医院的就诊记录,绘制了霍乱病例出现的具体位置图,并发现所有信息都指向了同一个水泵。他写道:“在剑桥街和宽街交叉口方圆250米范围内,在10天内出现了500多起致命的霍乱病例。在我了解了所有的信息和当地霍乱的具体情况后,我便怀疑在宽街人们使用的水泵里的水可能被污染了。”
斯诺将他的调查结果带到了当地的议会,说服了参会者将那个水泵拆掉,以避免大家继续使用。在不久之后,霍乱便平息了。之后经过调查发现,那个水泵所连接的水井被挖在了靠近粪池的地方,水泵已被患有霍乱的婴儿所用过的尿布污染。
当霍乱平息之后,斯诺便向伦敦医学会提出了自己的观点,却被伦敦医学会否定了。斯诺所支持的细菌理论在一段时间以后才受到广泛认可。然而遗憾的是,斯诺无法看到自己的观点被世人接受了。1858年,斯诺因中风去世。
四、威廉·巴德
威廉·巴德的研究进一步为细菌理论提供了证据,并且证明了疾病可以通过水传播。巴德在巴黎当了一段时间的医学学徒,这让他对伤寒这类疾病很熟悉。
1847年,巴德在布里斯托的一个街区的34个居民中诊断了13个伤寒患者,而他们的共同点就是都饮用了同一口井的水。由此巴德认为水是可以传播疾病的。
1849年,巴德在研究布里斯托的供水系统后,提出霍乱也是可以通过水来传播的。在写研究报告的时候,巴德发现斯诺在伦敦的研究成果与自己的结论相仿。
巴德在论文《霍乱——传播模式及其预防》中指出“霍乱是由一种独特的生物活体引起的”。巴德和布里斯托皇家医院的同事在显微镜下研究霍乱患者的粪便,以及疫情地水和空气的样本、基于这些研究,巴德写道:“从我目前的判断来看,我认为患者身体的反应大都和真菌有关。”巴德认为,确定导致霍乱的生物体及其传播途径对于防止霍乱蔓延至关重要。
巴德和斯诺所生活的那个时期,瘴气理论被广泛认可,而对于细菌理论,人们大多持怀疑态度。巴德和斯诺对于疾病传播途径的研究使他们远远领先于同时代的其他人。爱尔兰物理学家约翰·廷德尔(John Tyndall)评价巴德:“他是一个十分睿智的人,他的每一个新的发现都是绝妙的预言。”