1838年,意大利米兰有个马乔利医院,医院里有个停尸房,停尸房里有个杜比尼(Angelo Dubini)正在解剖一具女尸。
那时候医院没有病理科,医生如果需要解剖尸体了解死因,需要自己做尸体解剖。杜比尼是个年轻医生,做这种尸体解剖的时间就更多了。
女尸生前是个种地的农妇。死亡原因是肺栓塞。杜比尼解剖到了女尸的小肠的时候,注意到灰乎乎的小肠粘液里有一条小虫。很小,大约一厘米长,缝衣针这么粗细。如果不是足够认真细心,很可能看不到这个小活物。
那时欧洲医学界已经知道寄生虫能让人生病。1684年意大利的雷迪医生就写过一本书,记载了一百多种寄生虫。但是杜比尼发现,眼前的这条虫子跟以往记载的所有寄生虫都不一样。在显微镜下观察,这条虫子特征很明显,浅白的颜色,嘴巴有四个钩,尾巴弯成一个弧度。这么明显的特征,不可能跟别的寄生虫混淆。他肯定这东西不属于以前纪录过的任何一种寄生虫。
不过,他那时还很年轻,有点自信不足,就这么孤立的一条虫,他不能肯定这会有医学意义,所以没有马上发表文章报告这个发现。
四年之后,他给一个死于水肿的病人做尸检的时候,又在小肠里发现了这种虫子。然后,似乎这种虫子跟他有缘,接下来他发现越来越多的尸体里有这种小虫。大约100具尸体里有20具能找到这样的虫子,大多出现在十二指肠,多的时候一次能找到十几条。
现在他肯定这虫子是一种新的寄生虫了,于是就详细的写了个报告,而且给这虫子起了个名字,叫做十二指肠钩口线虫(Ancylostoma duodenale),简称就是钩虫。
这位就是最早发现钩虫的杜比尼:
后来的观察发现,这种钩虫有个近亲叫美洲钩虫 (Necator americanus)。两种钩虫都能引起钩虫病。当年被贩卖到美洲的黑奴,很多人因为染上钩虫病失去劳动力。
为什么以前的一百多年里没人发现钩虫?因为,钩虫主要栖息在小肠里。虽然制度化的尸检在欧洲已经进行了几百年,但是早年的医生们都不解剖肠子(很可能是因为受不了那里面的味道)。后来有些医生想到解剖肠子,但都是一切开肠子就用大量的水给冲洗干净之后才开始观察。这么做,大型的寄生虫,比如绦虫还可能发现。钩虫这样的小东西自然都是一洗了之了。直到现在出来一个死认真的杜比尼,敢切开肠子,还敢不冲洗就凑近了仔细看,于是就有了这个新发现。
杜比尼的报告发表之后,各地医生纷纷按照他的方法给死亡病人做尸体解剖,很快就发现了这种虫跟贫血大有关系。上面提到的美洲黑奴,染上钩虫病之后,就是因为贫血而失去劳动力。在埃及工作的一批德国医生也发现,一种所谓“埃及缺绿病”,原来以为是缺乏蔬菜导致,但是现在发现这些病人的小肠里都有大量这种钩虫,于是知道了这个“缺绿病”其实是钩虫感染导致的贫血。
钩虫感染为什么导致贫血?因为钩虫就是喝血的。它嘴巴上有四个钩,能用这样的钩挂在人的小肠壁上,然后把小肠壁咬出一个口,就开始喝血。更可恶的是,它们跟蚂蟥一样,为了能源源不断的喝血,会从嘴里吐出一种抗凝剂,不让血液凝固,所以即使它们吃饱了喝足了,撒开钩子睡觉去了,它们咬出来的那个伤口还在继续流血。所以钩虫病人的大便都带黑色(血液经过肠道之后会变成黑色)。
那么,下一个问题就是:钩虫怎么感染人的?
杜比尼研究钩虫的时候发现,钩虫能交配产卵。所以当时大家就根据其他寄生虫的感染渠道推测,钩虫感染也是因为虫卵。虫卵感染最典型的途径就是“粪口感染”。就是说,有人感染了一种寄生虫,这虫子在他肠子里安居乐业还能产卵。虫卵随大便排出。大便被有机农业人士拿去浇菜,然后把菜卖给食客。虫卵很小,一般的水洗未必能洗干净,于是吃菜的这位就把虫卵吃进了肚子里,这种寄生虫就完成了一次生命的轮回。
听起来有道理。
不过,那时候是19世纪,实证医学已经在欧洲形成风气,所以,医生们知道,一种医学理论,“听起来有道理”是不够的。必须有扎实的证明。
首先打算证明钩虫病是经过“粪口感染”的人,名叫鲁卡特(Rudolf Leuckart),是个德国医生。他有热情,但是不幸的是德国没人感染钩虫病。当然,我说“不幸”是从科研角度来说话。没有病人,鲁卡特就没法做研究,就没法探明真相。这对科研来说不是好事。但是对于德国老百姓来说,这应该是个好事。这说明当时德国的卫生管理挺到位。
没有人感染,鲁卡特退而求其次,用动物做研究。钩虫不仅能感染人,也能感染动物,比如狗。狗不这么讲卫生,到处摸爬滚打,地上的东西怎么脏都敢吃,所以感染钩虫病的不少。鲁卡特把狗的钩虫卵放在湿润的泥土里培养,于是发现了钩虫的四个生长阶段,包括幼虫(丝状蚴)的两次蜕皮。他把这种幼虫喂给正常的狗吃下去,果然这条狗就感染了钩虫病。粪口感染得到了证实!
真的证实了吗?
其实不对,至少不全对。确实,人如果直接吃下钩虫幼虫,是有可能会感染钩虫病,但是后来发现,这其实不是主要的途径,实际上是个效率很低的途径。因为,有人挑战了鲁卡特的这个理论,证明他说的不对。怎么挑战的?他们自己吃钩虫卵,或者吃钩虫幼虫。德国医生格拉西(Battista Grassi)把一大堆钩虫卵灌进一个胶囊里吃下去,没有感染钩虫病。他的一个同事喝了一杯水,水里有大量刚刚孵化的钩虫幼虫,也没事(不过,他这个同事可能觉得自己这么干有点太疯狂,就要求格拉西别透露自己的名字,所以我们至今不知道这位很有献身精神的医生叫什么名字)。不过格拉西吃虫卵的事大家是都知道了。这位就是格拉西:
倏忽35年过去,1897年,又冒出一个德国年轻医生,名叫鲁斯(Arthur Looss)。他到埃及做博士研究生项目,研究对象是钩虫。鲁斯细心研究钩虫的生长周期。他用水培养钩虫幼虫。因为大家都知道寄生虫的主要转播途径是粪口传染,他很注意不要让这种含有海量幼虫的水碰到自己的嘴巴。虽然有人喝过幼虫也没事,毕竟这事还是没下最后结论的。
喝这样的水他不干。但是对于这种水接触到皮肤,他倒不是特别介意。所以,有一天做实验的时候,一滴这种含有钩虫幼虫的水滴到自己的手背上,他也没去管,就让那滴水自然风干。
奇怪的是,几分钟之后,他感觉手背那里,那滴水沾到的地方,火烧火辣的疼,而且还发红,好像给烟头烫了一下似的。
他就纳闷:这是怎么了?难道我皮肤对水过敏?
他用一滴净水滴到手背上,没有出现这种疼痛和发红。
这两滴水,一个能让皮肤出现伤害反应,一个不能。两者的区别是,前面那滴水里含有钩虫的幼虫。
难道是钩虫的幼虫导致皮肤发红疼痛?
他再拿一滴含有钩虫幼虫的水,滴到自己手臂上,果然,几分钟之后,这个地方就出现了疼痛和发红现象。
他用显微镜观察这片地方,发现幼虫不见了,只看到一堆空壳,那是幼虫蜕皮之后留下的。
这只有一个合乎逻辑的结论:这些幼虫从皮肤表面钻进去了!
难道这就是钩虫感染人的方式?如果是,那么钻进去的幼虫就会在身体里繁殖,然后会开始排卵。那么只要检查大便里的虫卵就可以知道是不是真的感染了。
只不过钩虫的生长周期长达两个月,有些甚至要八个月才排卵。
但是这对死较真的科学家来算不上挑战。鲁斯天天检查自己的大便,三个月之后,他果然发现自己的大便里出现了大量的钩虫虫卵。
这本来就可以说是很有把握的结论了。可是这个结论有点惊世骇俗:以当时医学界对皮肤的了解,大家都觉得皮肤是个非常完善的保护层,不可能有什么小虫子能钻透皮肤的。说钩虫幼虫能穿皮而入,大家觉得这有点像是说崂山道士穿墙的故事。于是医学界老老少少们都开始嘲笑鲁斯,说这个年轻的博士生太浮躁,肯定是有观察错误。他大便有虫卵,那肯定是因为他不小心吃进去了虫卵。他一个研究钩虫的,天天在钩虫培养皿旁边转,怎么能保证他没让那些带幼虫的水沾到嘴巴?
鲁斯只是个没毕业的博士生,没法靠一张嘴驳倒这么多反对的声音。他决定寻找更有说服力的证据。凭自己亲身经历,他知道钩虫幼虫肯定能钻透皮肤,但是怎么提供铁证呢?如果能在幼虫刚刚钻进去的时候,把那片皮肤做个切片,在显微镜下观察,那肯定就能看到钻到皮肤下面的幼虫。
让幼虫钻自己的皮肤,这个他敢。他已经做过了。但是要做皮肤切片,就需要把那片皮肤给切下来。鲁斯虽然很敬业,但是自己切下一块皮,他觉得还是有点太疯狂。他想找比较合乎情理的办法。
他最先想到的是用尸体的皮肤。他到医院解剖室里,从一个尸体身上切下一小片皮肤,加热到37度,让皮肤感觉像是活人的皮肤,然后把钩虫幼虫放上去。但是幼虫们不肯钻。这些家伙脑容量还没个针尖大,居然也能判断出那张皮虽然温乎,其实是个死皮,没血可喝。
得想别的办法。
1900年,他听他的一个医生朋友说要给一个13岁的男孩做截肢手术,他忽然灵机一动,想到一个办法。征得病人同意之后,他在截肢手术之前不到一个小时,把一滴带有钩虫幼虫的水滴在病人那个就要被截断的腿上。肢体刚截断,他就把感染的那片皮肤做成切片,然后在显微镜下观察。果然,他清楚看到了钻到皮下的钩虫幼虫,他甚至能看到这些幼虫是怎么钻进去的:是通过皮肤的毛孔。
这本来应该有足够的说服力了。可是还有个别特别执拗的保守派,坚决不肯放弃原来的信念,仍然挑毛病,说你这最多只能证明这种幼虫有钻透皮肤的本事,但未必说明这就能导致感染。
鲁斯说好吧。那我们找一个现在没有钩虫感染的人,让钩虫幼虫钻进他的皮肤,如果那以后他感染了钩虫,这你总没话可说了吧?
问题是,有人愿意给他做这个实验吗?那时候钩虫感染可没特效药。一旦感染上,能不能治好属于碰运气。
还好。历史上,愿意为了科研做牺牲的人,似乎总比我们想象的要多。开罗一家医院里的一位管理员,自愿报名,无偿做这样的小白鼠。鲁斯先给他连续检查大便42天。42天里没有发现任何钩虫卵,这证明他目前确确实实没有感染钩虫。然后鲁斯把一滴含钩虫幼虫的水滴到他皮肤上。
71天之后,这个管理员的大便里出现了大量钩虫卵。
现在再没人能推翻鲁斯的结论了。
不但没人否认,还有不少够敬业的医生都学着往自己身上“种”钩虫,于是再次证明鲁斯是对的。
不过,这个传染途径一证明,又带出了新问题:大便里的虫卵是怎么来的?
如果是粪口感染,这个好解释。嘴里吃进去,当然就是穿肠而过,跟着大便出来。
可是从皮肤进去的话,它怎么能进入肠子的?
那时候都进入20世纪了,维萨里推翻传统医学,建立现代解剖学已经三百多年,欧洲的医学家已经知道痰迷心窍这种事是不可能发生的,因为气管跟血管不是一个系统,痰不可能从气管里跑心脏里去。
那么,从皮肤钻进去的钩虫就更不可能跑到肠子里去吧?
鲁斯也觉得从道理上说不可能,可是现在他是钩虫专家。他确切知道,钩虫从皮肤进入人体之后,就是能跑到肠子里去。
皮肤有毛孔,能让钩虫钻。可是身体里别的组织可没有毛孔。
他想弄明白钩虫到底是怎么从皮肤跑到肠子里的。
他想到一个办法,就是在钩虫幼虫钻进人体之后的不同时间做解剖观察,一步一步追踪这些幼虫的足迹。
当然,这种事不能拿人来做研究。就算自愿的都不行。要做这种观察,必须把人大卸八块,那这人就没法活了。
那就拿动物做研究吧。
除了人,身边的动物里,狗是最容易感染钩虫的。鲁斯就用狗做研究,先让钩虫幼虫钻进实验狗的皮肤,然后把狗执行安乐死,再做全身所有器官的解剖。解剖在感染之后不同时间进行:5分钟,10分钟,一个小时,一天,一周,两周,一个月,半年……
您可能觉得这样繁琐的重复劳动,想想就觉得遭罪。但是这时候的鲁斯,对寄生虫研究已经到了痴迷的地步。他成名之后,曾经应邀访问剑桥大学。大学校长为了让鲁斯留下美好印象,带着鲁斯参观校园里最有历史意义的那些大楼。鲁斯看到第三幢楼,忍不住对校长说:“呃……楼房看起来都差不多吧。您能不能让我看看你们培养了什么寄生虫?”
所以,对鲁斯来说,这么长年累月的解剖尸体找虫子,是一种乐趣而不是一份苦差。
鲁斯虽然行事有点疯疯癫癫,模样其实还是很像个教授的。我们看看这个虫痴的尊容:
凭着对寄生虫研究的热情和执着,鲁斯在实验狗的各个器官组织里一步一步的追踪,到底查明了这些幼虫的旅行线路图:它们钻入皮下之后,皮下有淋巴管,淋巴管的管壁是很疏松的,这些幼虫可以轻易钻进淋巴管里。只要进入淋巴管,后面就简单了:淋巴液会流入静脉,静脉血会回到右心房然后进入右心室,这些血液被右心室泵入肺脏去吸氧。钩虫的幼虫就顺着血流一直来到肺泡。肺泡很薄,幼虫能钻透。钻透之后就来到气管。
从皮肤到气管,这是钩虫幼虫在人体里旅行的一个重要中转站。
但是气管跟肠子到底不是一个系统。到了气管,幼虫又怎么能转到肠子去?
说来哭笑不得:它是借助人的吞咽动作,完成了旅程的最后一段路。
是这样:人的气管为了保持清洁,每天不停的分泌粘液,然后用气管内壁的纤毛把这些粘液扫出来。如果气管里有啥异物,就会被这些粘液给带出来——包括那些钩虫幼虫。
扫出来的粘液到了气管的出口,就是咽喉。然后,说了您别嫌恶心,这些粘液的大部分都会被您咽下去。对。你咽口水的时候,其实那口水里面一部分是气管涌上来的粘液。
因为这种反射性的吞咽动作,如果有钩虫幼虫随着气管粘液给扫上来了,人本能的就会把它们给咽到肚子里去。
钩虫幼虫就是这样从皮肤经过肺脏,最后借着吞咽动作来到肠子里的。
幼虫到了小肠里,大约几个星期之后就能发育成成虫,然后就可以喝血,还可以产卵。虫卵会跟着大便排出。排出之后的虫卵,在温和湿润环境里,大约24小时就能孵化,5-7天之后成为丝状蚴。丝状蚴生命力不弱,能在野外生存好几个星期。一旦有机会接触到人的皮肤,几分钟里就能钻到皮下。在过去,钩虫丝状蚴接触人体皮肤的机会可不算少。乡下不用说了。不光地里用粪肥,屋前屋后的地面,甚至官道上,随时都可以看到一坨屎撅子。城里也好不到哪里去。现代卫生管理出现之前,各地的市民们都很洒脱,不介意随地大小便,或者把马桶内容物直接倒在大街上。巴黎是这样,伦敦是这样,北京也是这样(清朝时候北京同仁堂前面的一块空地满是大便,因为那时候没有公厕,外地来瞧病的人有不少露宿街头的,内急了就在那儿解决)。走过的人如果被带虫卵的大便沾到脚上,或是嬉闹之中摔一跤,手可巧撑在一处黄白之物上,几分钟之后幼虫就能钻进皮下,于是他就成为钩虫的下一个宿主。
这是说过去。到了现在,工业不是太落后的国家里,城市环境卫生应该还不错。但是农村里未必都能杜绝随地大小便的行为。至于还没进入工业化的地区,卫生方面就更不好提要求了。
有机粪肥是另一个传播途径。未经腐熟处理的人畜粪肥含有大量寄生虫卵(其中当然包括钩虫卵)。即使是经过正规腐熟处理的粪肥也并不能去除全部寄生虫卵。澳大利亚的有机肥公司,悉尼水与生物固件战略(Sydney Water Biosolids Strategy)所生产的有机肥里都经过系统的腐熟处理,但是检查发现,这些有机肥里仍然含有人酵母菌和脆双核阿米巴,根据一份2012年的报告,这个公司生产的有机肥导致一千多人感染寄生虫。这是有规范操作的大公司。如果是腐熟处理不正规的杂牌公司或是作坊,那就更难保证不带寄生虫卵了。
有这些因素在,人类就还是有机会直接或是间接的接触到大便里的虫卵或是幼虫。所以钩虫病现在并没有绝迹,全球仍然有大约五亿人患病,发病最多的地方是在非洲和东南亚。
感染钩虫的人,主要症状就是贫血。不少人还伴随异食癖,比如吃生的大米,甚至吃泥土。一种理论是说这跟贫血导致缺铁有关,因为,给病人补充铁剂之后异食癖就缓解。奇怪的是,别的类型的贫血却很少伴随异食癖。似乎钩虫还有些别的什么作祟方式,能干扰人类大脑的食欲中心。
治疗本身并不是太困难。苯丙咪唑类药物有效率能超过90%,只要能坚持完成疗程,不难治愈。问题在于,钩虫病高发区的人口,素质通常不是太高,这些人群的一个特点是,用药不严格遵循医嘱。本来应该吃三天,他可能吃两天就停下,这不但不能完全杀死钩虫,那些逃过一劫活下来的钩虫还会产生耐药性,这让以后的治疗更困难。另外,这些人口的卫生观念比较薄弱,随地便溺的习惯很难纠正,所以再感染的机率很高。
顺便说一下,往自己身上招呼寄生虫的疯狂爱好,并不是只有德国人有。中国也有人干过。台湾寄生虫学专家谢献臣,为了知道钩虫在人的肠子里能活多久,就让十多条钩虫幼虫从手背钻进去,自我感染,然后追踪观察。最后的结论是钩虫寿命长达五年。(钩虫卵不会在人体里孵化,必须排到外界才会孵化。只要没有新的感染,这些肠子里的钩虫死了,就不会再有新一代的钩虫。因为这个,谢献臣就可以准确观察出这些成虫的寿命长度。)对于这么个小虫,五年寿命确实很厉害了。要知道,个子差不多大小的蚊子,寿命只有几十天而已。
谢献臣先生1991年去世。这是他的照片:
一只十二指肠钩虫每天只能喝大约0.2毫升的血。南美钩虫吸血能力更弱,每天只能吸0.03毫升。可是一条虫持续喝你五年,积累起来你这亏损就越来越大了。何况,通常一次接触污染粪便,钻进来的钩虫都不止一条。又何况,钩虫口器能分泌抗凝剂,它喝饱了睡觉去了,它咬出来的伤口还在继续流血。它睡醒了,换个地方又再咬一个新的口。这些情况叠加起来,如果不及时治疗,病人自然逃不过贫血的结局。当初这些勇于自我牺牲的前辈们往自己身上“种”钩虫,估计也没少失血。那时候治疗钩虫病还没特效药,好在钩虫卵不能在人的肠子里孵化。只要能防止再次感染,然后平时注意补充营养,最多过几年,等肠子里的成虫寿终正寝了,这次感染也就过去了。