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转载:巴斯德(5):炭疽病

(2016-03-09 13:25:46) 下一个



作者:苦丁山

巴斯德的扩散思维能力是如同战马一般纵横驰骋,即使在46岁的时候(1868年)经历了一场中风,他的思维的穿透力也丝毫未见减损。1878年,鸡霍乱疫苗的研制刚一成功,他马上联想到一年前他做的一项牛羊炭疽病研究。

一年前,也就是1877年,巴斯德被邀请去研究牛羊炭疽病。

畜牧业不是法国的专有产业,因为欧洲所有国家都是吃牛肉喝牛奶穿羊毛纺织品的。所以在这个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,那它对法国当然也意义重大。这几年法国的牛羊炭疽病蔓延得厉害,巴斯德现在已经是法国知名微生物研究专家,国家有难处就来找他。于是他就去研究牛羊炭疽了。

当时已经有不少高手在研究牛羊炭疽病,比如罗伯特·科赫就从炭疽病的研究里总结出著名的科赫法则。但是因为对微生物的研究还处于早期,大家对微生物的生活习性了解不多,所以各家的研究结果有不少互相矛盾的。而且做这些研究的都是医学界大牛,所以谁对谁都不服气。

然后巴斯德以化学家的身份卷入战团,做了一番研究,澄清了几个关键的疑点,平息了这场关于炭疽病到底是不是微生物引起的争议。

比如他发现以前大家培养炭疽杆菌的时候,其实他们的培养基里的菌种不纯净,就是说里面同时有两种致病菌。那么有些研究里说有动物染病之后,血液里找不到炭疽杆菌,那就不奇怪了。因为那动物是被另一种细菌感染的。

这个发现可能对于化学家出身的巴斯德不算很神奇。做化学研究当然很注重实验材料的纯净。所以他能发现人家实验材料不纯,可以说比较顺理成章。

可是巴斯德还有一个研究,是对芽孢的研究。他在这上面的发现是大大超出了一个化学家的“责任范围”。

芽孢在当时已经不是一个特别新颖的概念。不过早先大家说到芽孢,定义比较模糊。是到了科赫这块,才很肯定地说很多细菌有两种状态,就是生长状态(vegetative)和芽孢状态(spore)。但是科赫就是在显微镜下看到这种区别。至于这些不同状态在微生物的生活中有啥意义,科赫的想法不是太多。

而巴斯德以“理论联系实际”的务实态度,脑子里揣着这个芽孢理论去调查牛羊炭疽病,于是就做出了一个重要发现。

早先,巴斯德指出炭疽病能传染之后,农民们听从他的意见,把染上炭疽病死亡的动物埋到地下,防止炭疽病传给别的牛羊。但是这方法好像不管用。仍然不断有牛羊感染炭疽。

巴斯德于是穿上高筒靴深入基层,亲自到农场查看。

巴斯德没白下乡。他到了农场转了一圈,就发现农场里有些地方的土壤颜色跟周围不一样,就像是撒了一层黑胡椒的样子。

他把农场主叫来一打听,原来这就是埋病死的牛羊的地方。不过,那片土壤的颜色不同,不是因为新掩埋的土质。动物已经埋了很久了。新草早就长出来了。

巴斯德蹲下细看,发现那些深色的土壤,原来是蚯蚓的排泄物。

巴斯德恍然大悟。

他早先在实验室里研究细菌芽孢的时候已经发现,这些芽孢生命力特别强,沸水不能杀死,日晒不能杀死,冷冻不能杀死,高浓度氧气也不能杀死。把它们扔到各种恶劣环境下,它们会停止生长,但是不会死亡。它们只是蛰伏,静候机会。一旦去到适合生长的环境,比如动物的肚子里,它们就苏醒了,就能重新发育成完整的细菌。

那些被掩埋的动物,会因为细菌的吞食而腐败,但是除了细菌,还有一种生物喜欢从这些尸体身上挖掘一些免费食物,这就是蚯蚓。蚯蚓吃了这些带有炭疽杆菌芽孢的动物尸体,自己没事。因为这种细菌只能让牛羊生病,不能让蚯蚓生病。于是杆菌芽孢穿肠而过,随着蚯蚓的排泄物重新回到地面。牛羊到这里吃草,把芽孢吃下去,于是重新染上炭疽病。

巴斯德的发现证明了芽孢的邪恶能量。

不仅如此。动物尸体只是芽孢的载体之一。有过炭疽流行的地方,芽孢到处飘散,在自然环境里可以常年不死,一旦被某个动物吃下去就复苏。这根本无法灭绝。

所以,巴斯德的研究只是找到了炭疽病流行不绝的原因,但是当时没有解决办法。

这是一年前的事。

现在,因为一个意外,巴斯德发现,原来鸡霍乱是可以用人工培养的疫苗来防治的。

那么炭疽病呢?能不能把炭疽杆菌也怎么处理一下,让它减毒,然后做疫苗来给牛羊接种?接种之后能不能防止炭疽病的发生?

巴斯德不是空想家。他想到的立刻会动手尝试。于是他回头捡起去年搁置的研究,开始探索培养炭疽疫苗的方法。

他根据的还是鸡霍乱疫苗制作的原理,就是让炭疽杆菌在充分暴露于氧气的条件下不断培养繁殖,希望通过这样的繁殖过程让它们的后代减毒。

但是导致炭疽的这种细菌似乎比导致霍乱的那种细菌要顽固。这种空气暴露法,有时有效,但并不是总有效。

这当然不能算成功的研究结果。您不能说卖一百支疫苗给医院,然后跟人家说“我这些疫苗大部分是有效的。你们将就用着吧”。

还需要改进,需要找别的能调整的变数,看看怎么能让炭疽杆菌减毒。

巴斯德尝试了不同时间,不同温度,不同的暴露于空气的时间,但是结果还是不稳定。

然后他的助手张伯伦了解到,巴黎南面一千多里地的图卢兹那儿,有个叫杜桑的兽医也在培养炭疽杆菌疫苗。不过杜桑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。他用石炭酸来处理炭疽杆菌。

巴斯德实验室的人紧张起来。这个杜桑,会不会捷足先登,抢到炭疽杆菌疫苗的发明权?

还好,根据张伯伦的查询,目前杜桑的处境跟巴斯德一样,他做出来的疫苗也是有时候效果很好,但有时候不行。

但是杜桑的化学试剂方法让巴斯德实验室的人得到重要启发。

要说用化学试剂,那巴斯德实验室太有优势了。不管巴斯德在巴黎师范学校的时候化学成绩怎么烂,他后来的业绩证明他绝对不是化学白痴。他听说杜桑用的是石炭酸,就认为这不是个好选择。石炭酸是杀菌的。可是我们的目的不是要杀死炭疽杆菌。我们要做的让这些炭疽杆菌继续活着,但是毒性减弱。

而巴斯德借助这之前的研究,已经知道炭疽杆菌暴露在充足的氧气下的话,确实是会减毒的。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。

但是氧化反应不光是靠空气里的氧气才能出现。巴斯德他们在化学实验室里做了多少氧化实验了。他们知道怎么用氧化剂来制造快速氧化反应!

巴斯德立刻行动,选择了强氧化剂重铬酸钾来处理炭疽杆菌,果然功效非凡,连续给14只羊做用这种氧化剂处理过的炭疽炭疽做接种疫苗,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实验的生物科学来说,其实还是太少。可是消息还是透露出去了。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心情而露了口风。

消息很快传到了罗欣约尔(Rossignol)的耳朵里。这位罗欣约尔是巴黎大大有名的一位兽医,而且是一位坚定的自然发生论者。他听说巴斯德在弄什么疫苗,还号称用这种方法就能让他说的那种叫做微生物的东西不再能让牛羊生病。他觉得这说法特别荒唐,于是跟巴斯德挑战:我出钱,给你一批牛羊做实验,你能证明你那个什么疫苗真能有用那我服了你。

有人认为罗欣约尔其实本意是要让巴斯德大大出丑,从此卷铺盖回他的实验室研究醋酸去,别来咱农场里装什么大牛。

巴斯德实验室的人一致认为这事不可以有。但是好胜心极强的巴斯德直接接受了挑战。

其实,他当时只有14例成功案例。以他这个底子,他并无必胜把握。

但是他知道杜桑也在做这个研究,为了抢在对手前面成功,他做了一场赌博,同意罗欣约尔的提议,约定在巴黎附近一家农场,在全国各大报记者到场的情况下做这个公开实验。时间是1881年。

罗欣约尔虽然不相信巴斯德的微生物致病理论,但是他能成为巴黎知名兽医,确实是有点料的。跟那些租个门面挂几面锦旗就能开药的传统郎中不一样,他知道个别神奇案例不足为凭,所以他要求这个实验必须有对照组,就是说25只羊给巴斯德接种他的疫苗,另外25只不接种,等巴斯德认为他的接种已经做好,那么接下来就给这50只羊同时注射炭疽杆菌新鲜毒液。效果的判断标准:接种的25只羊一只都不能死。没接种的25全部都要死(那才能证明注射的毒液真的有足够的毒性)。

这纯粹就是赌博。巴斯德在别人面前表现得坚定不移,其实他内心焦灼如同血液在倒流。实验结果揭晓的那一天,他没去现场。他就在自己家里不停地踱步,怎么都不能坐下来。

幸运的是,他赌赢了。一辆马车带来了快信。信里面写的是:“敬启者:……25只经过接种的羊,一只怀孕母羊一度出现高热,但后来康复。其他24只安然无恙。没有接种的25只羊全部死亡。非凡的成功!”

信末的署名是“罗欣约尔”。

罗欣约尔曾经有失误的时候,曾经执着于一个错误理论。但他也有一个真正的科学家的胸襟。面对这么无可置疑的实验结果,他没有试图找借口为自己挽回面子。他第一个给巴斯德送去祝贺。

巴斯德从此名声大噪。在法国人眼里,甚至在众多的外国人眼里,巴斯德就像一座灯塔一般耀眼。

有一种说法,说法国因为这个成果,在接下来的几年里免受七百万法郎的损失,相当于普法战争法国战败之后的赔款总额。

但是我们或许可以在这里塞一行小字注解:巴斯德毕生没有跟人说到他放弃空气氧化法,改用氧化剂来给炭疽杆菌减毒,是受到杜桑的启发。实际上,他在那个农场实验的报告里说的是,他的疫苗是用“空气氧化法”制作的。

巴斯德因为这次华丽的现场演示会顺利得到炭疽疫苗的专利权,而杜桑的研究自然从此中断,然后在默默无闻中老去。

科学名人有卓越的研究能力,却未必总是有完美的人品。

但是巴斯德在这项研究里还是有足够的独创性。实话实说,也只有他这么有能量有洞察力的人,才能充分把握当时的资源,做出最重大的发现。

从鸡霍乱到牛羊炭疽,两种微生物的疫苗都获得了成功。现在似乎已经没人能拦住巴斯德的前进步伐了。对巴斯德来说,今后要问的问题不是“我们能不能培养疫苗”,而是“我们下一个培养什么疫苗”。
 

转载自《新语丝月刊》2005年12月号

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