传染病的克星疫苗的前世今生

疫苗的发明与三个人有不可分割的关系,免疫学之父——爱德华·琴纳、微生物之父——路易斯·巴斯德、细菌学鼻祖——罗伯特·科赫。

一、琴纳

年1月26日,一位七十三岁的英国医学博士,安然病故在伯克利的寓所里。

在当时的英国医学界,这位乡村医生出身的医学博士,属于出名的话题人物。英国皇家医学会名流们,常年嘲笑他是“沽名钓誉的医学骗子”,大声疾呼取缔他的会员资格。

教会里部分神职人员们,更是多年如一日对他恶语谩骂,但几天之后,一行刻写在他墓碑上的文字,却足以涵盖他一生伟大的贡献:向母亲,孩子和人民的恩人致敬!

这位话题医生,正是人类医学史上里程碑般的人物:安特·爱德华·琴纳(下面简称琴纳)。他的半生恶名,身后数百年的荣耀,都来自一桩他奋斗终生的伟业:攻克天花病毒。

天花的病原体——天花病毒

01

16世纪欧洲天花蔓延,发病人数每年以10万计,病死率高达25%~40%。直到18世纪,当时总人口仅为万的欧洲,每年死于天花的竟达44万。

18世纪中叶有一年,天花流行得很厉害,仅在俄国就死了万人;面对天花的威胁,人类几乎是束手无策。

公元年,在来自塞纳河流域、入侵法国的诺曼人中间,天花突然流行起来,这使得诺曼人惊惶失措。

残忍的首领为了不让这可怕的瘟疫累及自己,就下令杀掉所有天花患者以及所有看护病人的人。这种极其残酷的手段,在当时还被认为是可能扑灭天花流行的唯一办法。

02

历史记住了一位叫爱德华·琴纳的英国乡村医生,是他第一个发明了牛痘疫苗,并于年5月14日,首次成功地在人体上进行了牛痘接种术,为人类最终战胜天花病毒提供了有力的武器。

琴纳年生于英格兰葛洛斯特郡伯克利村一个牧师家庭,幼时丧父,由其兄抚养。13岁时,在一家私人诊所当学徒。

年,琴纳赴伦敦,在英国当时最著名的外科医生亨特门下学医。亨特对琴纳日后的科学生涯产生了深刻的影响,他俩一直保持着深情厚谊,也正是从亨特那里,琴纳熟悉了接种痘苗预防天花的办法。

完成学业之后。琴纳于年返回故乡,接受了一个乡村医生的职位开始行医。他在工作之余从事刺猬和杜鹃等动物的研究,不时把研究成果呈报给英国皇家学会。

身为临床医生。他也做一些病理解剖实验。但是,琴纳日常的任务是给当地农民和牧场工人接种人痘。

在接种人痘过程中,琴纳看到由于接种人痘前采取放血、泻泄、减食等不适当处理,致使接种者处于衰弱状态,有时接种人痘后也会酿成天花流行。

因此,他一心想寻找到一种更好的预防方法。琴纳在早先学徒时,曾听当地一位挤奶妇说:“我不会再得天花了,因为我已出过牛痘。”

此事给琴纳以深刻的影响。他毅然从人痘转向牛痘的研究,经常深入到牧场挤奶工中进行调查。他仔细地观察牛痘是怎样从奶牛传到人身上,又怎样在人的身上发作的,并且还做了无数次从某些动物向另外一些动物接种的试验。

年5月14日,这是医学史上一个值得纪念的日子。这天,琴纳的候诊室里一清早就聚集了很多好奇的人。屋子中间放着一张椅子,上面坐着一个8岁的男孩菲浦士,正津津有味地吃着糖果。琴纳则在男孩身边走来走去显得有些焦急不安,他正在等着一个人。

不久,一位包着手的女孩来了。她就是挤牛奶的姑娘尼姆斯,几天前她从奶牛身上感染了天花,手上长起了一个小脓疱,琴纳所等的人正是她。

今天他要大胆地实施一个几十年来日思梦想的计划,他要把反应轻微的牛痘接种到小男孩菲浦士身上去以预防天花。

琴纳用一把小刀,在男孩左臂的皮肤上轻轻地划了一条小口子,然后从挤牛奶姑娘手上的痘痂里取出一点点淡黄色的脓浆,并把它接种到菲浦士划破皮肤的地方。

琴纳为小男孩接种

3天后小孩手臂接种处出现小脓疱,第7天腋下淋巴结肿大,第9天轻度发热,小孩略感周身不适,不久局部结痂,留下一小瘢痕。接种后第7周,琴纳再给小孩接种天花患者的脓液。

那些天,琴纳真是度日如年,如坐针毡。他很担心,小孩会不会真的生起天花病来,万一有什么意外,后果将不堪设想。几周过去了,奇迹出现了,小孩安然无恙,证明他对天花确实产生了抵抗力。这是世界上首次人体牛痘接种的成功试验。

接着,琴纳继续改进接种材料来源。琴纳的首例牛痘接种,接种材料是取自牛痘自然感染者,以后取自患牛,最后改用牛痘接种者的痘痂。经数十例儿童和成人观察,都取得同样的免疫效果。

琴纳是一个谨慎和负责的人,他没有立即公布这一发现。又经过多次观察和大量试验后,更多事实证明牛痘确能预防天花。

年。琴纳将研究结果写成论文呈递给皇家学会。可是,皇家学会那些自以为博学而傲慢的“科学大人物”对一位不知名的乡村医生的发明嗤之以鼻,拒绝发表琴纳的论文。

琴纳不得已只好自费在第二年出版了题为《牛痘原因及结果的研究》的小册子,系统阐述了牛痘接种预防天花的效果,描述了牛痘的形态特征,介绍了牛痘取浆、牛痘接种方法及接痘后的反应等。

年,又陆续发表了《牛痘接种的进一步观察》、《牛痘接种的继续观察与发现》等论文。

面对用辛勤汗水换来的科学成果,琴纳曾兴奋地说:“想到我命里注定要使世界从一种最大灾难中解脱出来时……我感受到一种巨大的快乐,以至有时沉醉于某种梦幻之中。”

但是与此同时,琴纳也清醒地预感到:“现在是太明显了,人类最可怕的灾难——天花是否一定由于这项实施而得以灭绝,有可能引起争论。”

事实恰如琴纳所料。牛痘术当时受到一部分保守派医生的百般讽刺和嘲笑。同时也遭到一些愚昧无知者的非难,他们幼稚地认为“种了牛痘,会使人的头上也长出牛角,发出牛叫声音”。

甚至当时一些著名学者也对琴纳的牛痘术提出异议,如康德就曾担心,接种牛痘的人会和动物处于同样的地位,并且保持动物粗野的特性。但是,琴纳并不因此退缩,他还是继续为孩童们接种牛痘,而且一次又一次地获得了成功。

03

正如琴纳预料的那样,在挨了多年骂之后,他穷尽一生的研究成果,渐渐被悄然验证了。之后的十年时间,欧洲美洲各国的学者们,都开始尝试琴纳的实验,也都毫无例外,如琴纳预料的那样成功。人们终于认识到一个重大事实:琴纳,完成了攻克天花的关键一步。

挨过骂的琴纳,这下开始火了,连与英国隔海相望的美国,都开始推广琴纳的接种法。而此时正横扫欧洲大陆的法国皇帝拿破仑,更是特意请琴纳为皇室全家接种牛痘,还授予了他一个特殊称号:罗马之王。

就连骂琴纳一度最起劲的英国,也两次以国会的名义,为琴纳颁发巨额奖金。而琴纳的一些好朋友们羡慕地说:奖金算什么?掌握这样救命的牛痘技术,财源岂不滚滚而来?

但琴纳的态度,却又叫他们大跌眼镜:可以带来巨额财富的防治天花技术,被琴纳无偿推广出去。至于传说中的巨额奖金?除了少部分用于研究,绝大多数琴纳都送给了菲利普斯一家——那个自愿接受琴纳实验的男孩及其父母。

琴纳用自己大部分奖金,为他们买了一栋华丽的房子,以感谢他们做出的牺牲。至于琴纳自己?一直住在伯克利的旧公寓里,在俭朴的生活中继续着艰难的研究,直到年1月26日,安然闭上眼睛。

04

年10月26日,联合国卫生组织在肯尼亚首都内罗毕宣布,全世界已经消灭了天花病,并举行了庆祝仪式。

这种曾经杀死过上亿人的传染病从地球上消失了,现在,只有美国和俄罗斯的两个高防实验室里还存放着天花病毒。天花病毒成为了教科书上的例子,而不是临床实验的标本,这是人类历史上第一次在与传染病的战斗中获得胜利。

二、巴斯德

微生物学之父——巴斯德,微生物学上里程碑式的人物。

路易斯·巴斯德是十九世纪法国伟大的化学家、微生物学家,现代微生物学和免疫学的奠基人,他在立体化学、结晶学、微生物学、医学等不同领域取得一系列的重大科学成果,特别是他作为医学上的门外汉,创立了微生物致病理论和免疫学,从而引起医学的重大变革,亦被誉为现代医学之父、人类的大救星。

美国著名的物理学家麦克.哈特(MichaelH.Hart)在其所著的《影响人类历史进程的名人排行榜》中,把巴斯德排在第12位,其影响力比他著名的同胞拿破仑(第34位)还要大得多,认为他是医学史上最重要的人物。

他在书中写道:“自从19世纪中叶以来,人类寿命的显著延长对每个人产生的巨大影响,很可能超过了整个人类历史上任何其它发展对人的影响。这一现代科学和医学的发展,几乎为我们每个人提供了第二次生命。如果延长生命的功劳全部归功于巴斯德的话,我会毫不犹豫地将他排在本书的第一位。尽管事实并非如此,但巴斯德的贡献是如此的重要,以至毫无疑问降低上个世纪人类死亡率的大部分荣誉应归功于巴斯德。”

这说明巴斯德在医学发展的历史进程中,影响的程度最为深远,无人能及。他的科学成果、科学方法和科学精神仍然对最前沿的科学领域产生巨大的影响。

巴斯德在生物学、医学上的贡献主要集中在以下三个方面:

1.奠定了微生物学:巴斯德弄清了发酵的奥秘,发现了酵母菌和乳酸菌,成为微生物学的奠基人。而后创立了巴氏消毒法(目前牛奶的保存多采用此法)。

2.否定微生物自然发生说。通过鹅颈瓶实验证明微生物不能从物质中自然产生,而是来源于原本存在的微生物。

3.重新发现了免疫法,成功研制出狂犬疫苗,开创了免疫学的新局面。

下文中将详细讲述巴斯德在免疫学上的贡献。

狂犬病是由于病毒感染所致,病毒繁殖速度快,变异率高,感染能力强,难以提取,狂犬病死亡率是%。人畜共患,人大多是被疯狗咬伤患病,虽然这种病并不常见,但是却无法治疗。

年,英国乡村医生爱德华·琴纳发明了牛痘接种法(见前文)。虽然,人类手中有了对付天花病毒的方法,但由于琴纳无法从理论上加以解释,使这种方法过于简单,毒素的弱化程度无法控制,而且易被感染,危险性很大。

巴斯德以微生物学为基础重新研究了詹纳的牛痘疫苗,解决了疫苗不纯的问题,从而减少了牛痘接种的风险。

巴斯德为了找到治疗狂犬病的办法,尝试了多次试验,遇到重重困难,但都克服了。为了采集标本,他甚至冒着生命危险,跪于疯狗面前,等待其分泌唾液。最后终于在患病动物体内提取到病原体,经过多代培养,减轻毒性之后,获得可以使人体产生免疫的疫苗。

狂犬病疫苗的诞生标志着巴斯德免疫学理论的成熟。从此免疫学为人类战胜疾病提供了又一有力的武器。与琴纳发明用牛痘治疗天花相比,巴斯德的免疫法有以下特点:

1、有坚实的理论基础,在预防疾病时能有的放矢,减少盲目性,降低了预防风险,适宜于广泛推广。

2、具有普遍适用性。尽管琴纳制备天花疫苗的方法要比巴斯德发现免疫法早80年,但是詹纳的重要性比巴斯德小很多,因为琴纳的免疫法只能用于一种疾病,而巴斯德的方法可以并已经应用于防治多种疾病。

3、能够明确和控制疫苗的剂量,利于临床治疗。而琴纳的天花疫苗在剂量上无法控制,临床应用的风险性很大。

巴斯德还研究了多种病毒,比如鸡霍乱,炭疽病等等。

但预防狂犬病的疫苗接种才是巴斯德伟绩最主要的标志,治愈被狂犬咬伤的约瑟夫·梅斯特,这是有史以来第一例能阻止狂犬病发病的治疗,也是第一次攻破的人类传染病。

狂犬病研究的成功,使巴斯德跨入了人类病理学领域。在巴斯德微生物致病理论和免疫学理论的指引下,一批又一批像科赫这样优秀的追随者相继攻克了各种各样的传染病。

后来诺贝尔奖的大部分医学奖项都颁发给攻克传染病的医生,其中包括青霉素的发明者弗莱明,他们都是巴斯德事业的继承者。

三、科赫

世界病原细菌学的奠基人和开拓者。科赫对医学事业所作出的开拓性贡献,也使他成为在世界医学领域中令德国人骄傲无比的泰斗巨匠。

重要贡献:首次证明了一种特定的微生物是特定疾病的病原体,阐明了特定细菌会引起特定的疾病。

众所周知,传染病是人类健康的大敌。从古至今,鼠疫、伤寒、霍乱、肺结核等许多可怕的病魔夺去了人类无数的生命。

人类要战胜这些凶恶的疾病,首先要弄清楚致病的原因。而第一个发现传染病是由病原细菌感染造成的人就是罗伯特·科赫,他堪称是世界病原细菌学的奠基人和开拓者。发明了用固体培养基的细菌纯培养法,第一次培养和分离出炭疽杆菌。又在号样品中发现了结核杆菌,并认为该菌是引起各型结核病的病原体。

年3月24日,在柏林生理协会的会议上,他宣读了自己发现结核杆菌的论文,所有与会者无一批评和异议。这一天成了人类医学史上的一个重要里程碑。

此后他又发现了霍乱弧菌,找到了霍乱病交叉感染的途径和治疗控制的方法。他还揭开了鼠蚤传播腺鼠疫的秘密,很快控制了腺鼠疫的流行。

年,他发现了结核菌素。在科赫身边,差不多每天都有新的细菌学奇迹出现,被后人尊为细菌学鼻祖,被授予德国皇冠勋章,并因结核病研究获诺贝尔生理学和医学奖。

由于人体内的微生物有成百上千种,要确定一种新型传染病的病原体是一件非常困难的事情,科赫发明了科赫法则来确定病原微生物,包括本次新型冠状病毒的确定也是遵循科赫法则。科赫法则的内容如下:

1.在每一病例中都出现相同的微生物,且在健康者体内不存在;

2.要从患者体内分离出这样的微生物并在培养基中得到纯培养;

3.用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的人或动物,同样的疾病会重复发生;

4.从实验发病的人或动物体内能再度分离培养出这种微生物来。

四、疫苗的原理

对于一种新型传染病,要研制出相应疫苗,首先应确定其病原体,然后对病原体进行处理,制成减毒活疫苗或灭活疫苗。

1.减毒活疫苗:将病原微生物(细菌或病毒)在人工培育的条件下,促使其产生定向变异,使其极大程度地丧失致病性,但仍保留一定的剩余毒力、免疫原性及繁殖能力。如卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、流行性腮腺炎疫苗等!

通俗的讲就是对病原微生物进行人工处理,使其毒性大大减弱,不会引起人或动物患病。然后再将这种经过人工处理的病原微生物注入到人或动物体内,刺激人体免疫细胞产生该病原微生物的抗体同时记住它的特征,当下次人体接触到真正的病原微生物后,由于人体内存在抗体以及记住了该病原微生物的特征,免疫系统会迅速反应,利用抗体及时将病原微生物消灭掉!

2.灭活疫苗:用物理或化学方法使病原微生物完全失去活性,但同样能刺激人体免疫细胞产生抗体和记住它的特征。如狂犬疫苗、百日咳疫苗等等。

疫苗的出现极大的扼制了传染病的流行,是传染病真正意义上的克星。

如果没有疫苗,这世界将会怎样……

人口可能不到10亿;平均寿命可能只有40~45岁;社会发展和科学进步速率至少降低一半;每年都会有各种各样的疾病流行带走数百万甚至上千万人的生命,就好像每年都在进行世界大战,人人生活在死亡的恐惧之中。

新型冠状病毒疫苗也正在紧锣密鼓的研制之中,相信不久,我们就可以真正征服这种传染病!

年1月28日?周二

参考文献:《巴斯德的对人类的贡献》陆春菊,杨丽波,邱传机,覃炫杰

《中学生百科—文综理综》9年第9期杨君

                谢正宇




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