今天的每一针疫苗,都要感谢这位疫苗的祖师爷

作者: 马来之貘

来源: 物种日历

发布日期: 2021-04-07

本文介绍了巴斯德在疫苗研究中的贡献,包括减毒活菌疫苗的发现和狂犬病疫苗的研发,以及他在科学无国界精神下的国际合作和疫苗分享。

由于工作原因,笔者最近要到新冠疫苗接种点上班。接种点的医护人员知道笔者是农学院校的生物科学专业出身,便出言奚落:“疫苗有四种接种法(口服、鼻腔喷雾、注射、皮肤划痕),你知道么?”笔者自然不能示弱:“你们预防医学的祖师爷,也是个从事农学的理科生呀。”今天的主角巴斯德,Albert Gustaf Aristides Edelfelt绘 | Sanofi Pasteur / Flickr

路易·巴斯德生于1822年12月27日,他出身的弗朗什孔泰大区以出产葡萄酒出名,事后看来,他一生的研究都没有和发酵脱离开关系。巴斯德人生的第一个科研课题,就是酒石酸和外消旋酒石酸的分析。1856年巴斯德调到里尔大学做了化学系主任,在这里正式开始研究发酵,他识别出了酒精发酵和乳酸发酵,发现了厌氧微生物,并且意识到发酵其实是微生物的增殖和代谢。

巴斯德成了法国发酵界的权威,以至于当时的法国皇帝拿破仑三世出面委托他解决葡萄酒变质问题。在解决过程中,巴斯德提出了巴氏消毒法,还顺便研究了啤酒酿造,开创了人工选育酿酒酵母的工艺。

1865年,法国政府委托巴斯德带队解决蚕病问题,他通过显微镜观察,确定了当时流行的蚕病是传染病,于是他有针对性地对蚕进行了“隔离”——他要求蚕农使用精选过的未感染蚕种,独立养殖,一举攻克了肆虐的蚕病。控制传染源、切断传播途径这些我们今天已经熟悉的传染病防控措施,其提出和最早实践者,居然是研究酿酒出身的。

1873年,巴斯德当选为法国医学科学院院士,当时的医学界迷信化脓对伤口愈合有益,以至于用脏绷带和奇怪的药物来诱发化脓。巴斯德指出了病原体在感染中的作用,找到了葡萄球菌和链球菌,阐明了产褥热的发病机理,并引进了英国人利斯特的外科消毒法。1878年,巴斯德开始研究鸡霍乱。发现了鸡霍乱的病原体,不是后来科赫发现的霍乱弧菌,而是多杀巴斯德氏菌。这时巴斯德的一次无意之举,竟然打开了一扇全新的大门。

之前巴斯德发明了肉汤培养基,从此带着助手们每天在一瓶瓶肉汤里给细菌传种接代,有一次巴斯德把陈旧的细菌培养基,注射给了几只鸡,鸡表现出鸡霍乱症状,但第二天没有死。接下来研究鸡霍乱的实验中,活鸡不够,就把注射过陈旧培养基的那几只大难不死鸡拿过来再注射一次。结果,大难不死鸡似乎根本没有发病。这个时代,琴纳的天花疫苗牛痘已经发明了一个多世纪了,巴斯德的专业素养和洞察力告诉他,他可能发现了一种新的疫苗!

确认了陈旧细菌培养物的疫苗效果,已经是名垂史册的大发现了,可是巴斯德还没止步!前文说过,巴斯德研究过很长时间的发酵,深知环境条件对发酵的影响,他敏锐地找出了使病菌毒力降低的原因:氧气。就这样,巴斯德利用一次偶然发现,理清了疫苗产学研全过程。

说到注射,这里要插一句,现代注射器的雏形大约是1650年左右,帕斯卡发明的,1853年,普拉瓦给注射器增加了中空针头。那时还不是全玻璃注射器,活塞部分居然是加了两个皮垫片的镀镍金属棍,消毒十分困难,以至于巴斯德更愿意用带尖的玻璃管进行接种。

疫苗的生产原理一经发现,巴斯德马上把它应用到炭疽的研究和疫苗研发中。但是实验动物鸡很难感染炭疽芽孢杆菌,巴斯德估计是鸡的体温高的缘故,于是他给鸡洗冰水浴(鸡:……)然后注射炭疽杆菌,鸡果然感染了。这又一次启发了他的思路:看来高温能降低炭疽杆菌毒力,最终他发现在42 ~43 ℃培养的炭疽芽孢杆菌可以作为疫苗,这种巴氏Ⅱ号炭疽芽孢苗至今仍有使用。

掌握了减毒活菌疫苗的制作工艺之后,巴斯德又要挑战一种恐怖的疾病:狂犬病。狂犬病不是细菌而是病毒引起的,当时的技术无法在显微镜下找到狂犬病病原体,因此巴斯德确定病原体是一种极微小的微生物,称其为“Virus”。他又拿到了一个开创地位。

为了保持狂犬病毒的毒株,巴斯德改用兔脑接种传代保种。他给兔子开颅,注射入疯狗的延髓液,接种过的兔子发病死后,死者的延髓液又被注入新的兔子脑内。随着传代次数的增加,兔发病的潜伏期逐渐缩短,说明狂犬病毒随着兔脑传代毒力逐渐增强。连续传代9次时,其潜伏期缩短并固定至6到7天。巴斯德创立了直至现在仍在狂犬病毒研究中奉为经典的“街毒”与“固定毒”的理论。

然而,固定毒虽然跑得飞快,毒性还是足以致命的。巴斯德再次拾起经典的减毒措施:在感染了固定毒的兔子死后马上取出感染病毒的脊髓,经过14天的干燥减低毒性。1884年,巴斯德用这种含毒病兔脊髓做成的减毒疫苗,给23条健康犬进行免疫试验,因而证明了健康犬通过疫苗接种,能获得对狂犬病的免疫性。

1885年,巴斯德的研究成果见报后,立即引起了轰动。

7月6日,9岁男孩约瑟夫·梅斯特被送到巴斯德实验室,约瑟夫2天被疯狗咬伤十四处,以当时的医学水平已经是命不久矣。巴斯德决定死马当活马医:用含毒病兔脊髓制成的疫苗每天一针给他注射,后一针比前一针使用更为新鲜(毒力更强)的疫苗,其中最后5针含有大量的活病毒。7月16日,约瑟夫打了最后一针,不仅死里逃生,并且一直活到1940年。

在接下来的临床试验中,尽管出现了几次失败,熬过了反疫苗者对于实验失败的大肆报道,甚至造谣诽谤,但是疫苗的保护效果是经得起检验的。

1888年,巴斯德通过募捐形式成立了巴斯德研究院,这既是一所狂犬病防治机构,也是一所传染病学研究机构,还担负着教学职能。这里是世界上第一家分离出HIV的机构,有8位科学家在这里获得了诺贝尔奖。

更了不起的是,巴斯德充分体现了“科学无国界”的精神,用他的科学成果,帮助了世界各国的人民。他的弟子中,卡介苗的发明者之一阿尔贝·卡尔梅特创立了西贡巴斯德研究所;鼠疫病原体的发现者、瑞士人亚历山大·耶尔森创立了芽庄巴斯德研究所;安德烈·尚特梅斯创立了伊斯坦布尔巴斯德研究所,而阿德里安·卢瓦尔创立了突尼斯巴斯德研究所……

虽然巴斯德一生注册了诸多专利,但他从未吝惜向外分享他的疫苗。

1885年12月,4个美国小孩子被疯狗咬伤,人们通过电报向巴斯德求援,巴斯德立即让小孩来巴黎接受救治。1887年俄国要筹建一座防止狂犬病的实验室,阿德里安·卢瓦尔受巴斯德委托,拎起两只感染了狂犬病的兔子去了圣彼得堡……最后值得一提的是,第一个被狂犬疫苗救活的人约瑟夫·梅斯特,成年后当了巴斯德研究院的看门人,最后为了在入侵的德国人面前守护巴斯德的坟墓,举枪自尽。

现在常用的狂犬病疫苗都使用了更为廉价的培养基,价格大大下降,产量却明显提升。除了给人用的减毒活疫苗、灭活疫苗之外,在给动物用的疫苗中,还出现了口服疫苗,用来给浣熊之类的野生动物接种,制造免疫屏障。最近,关于未来“不用打针”(口服或者鼻腔喷雾法)的新冠疫苗的报道不时出现,虽然研发过程会有躲不开的困难,但是人类的经验告诉我们:更便捷的疫苗,这个可以有。

我们对病毒的恐惧,大多来自于对它的一无所知。

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