从2019年底开始的新冠肺炎疫情延烧至今,第二波的全球化也方兴未艾。各国因应国情不同而祭出迥然不同的防疫、抗疫策略。疫情之下,隔离封锁的历史根源,公众耳熟能详。然而疫情下的历史片段何止于此,从方舱医院的设置到日前英国首相鲍里斯·约翰逊提出的自然感染抵抗说,其实都是历史的当代投射与应用。
从历史角度来看,新冠肺炎并不异于过去所有的“新”疫情,从1854年的伦敦霍乱、1918年的西班牙流感,到2003年的SARS与2009年的H1N1流感。随着疫情的发展,舆论的焦点也如走马灯般变换。但众多就当下情况发声的言论都缺少历史的纵深感。这段时间我在接受的专访与约稿中,也感受到当前医史研究与现实生活的距离感,仿佛当下发生的一切都与过去无关。
人之所以敢夸称万物之灵,不仅仅在于能够思考与推演未来发展,这是近代科学思维的一大特征,人类的智慧更来自于能以史为鉴且因时通达、日新又新。遂总结了这段时日以来的一些话题,略尽自己作为医学史工作者的社会责任。
疫情统计中的峰值与拐点
3月3日的美国《世界日报》报道称:“武汉新冠肺炎疫情最严重的阶段已经过去,新增确诊病例从高峰期逐步下行……武汉疫情已过拐点,快速上升态势得到控制。”这段文字中使用了两个生物统计的专业名词:“峰值”与“拐点”。这两个当前令人期待的疫情统计现象,不过是近一百年来发展起来的,而且是在经历过许多疫情后才渐渐为社会大众所接受,开始转化为通俗意思,表达“严重的阶段”和“期望疫情趋势向好”。
数学是一种科学的、客观的思考方式,但近代公共卫生的先驱英国将统计方法用于疫情分析当中,却是为了确认乔瑟夫·李斯特消毒法的功效,以及1854年约翰·史诺霍乱防疫的真正效果。19世纪的后50年,现代流行病学还在蹒跚学步的阶段,更没有具有疫情预测能力的流行病统计与预测模型。当时生物统计这门专业才出现不到一个世纪,“统计(statistics)”的英文也刚从德文statistik借用过来不久。
在20世纪以前,叙述统计而非计量或分析统计,是当时统计学的主流。直到1885年以后,现在常见的计量推估的流行病统计才渐渐出现,之后数据图像化的趋势分析也才能让峰值与拐点的位子得以凸显。
随着医学科学的发展,19世纪中叶的法国医师皮耶尔主张以医院为单位对病例进行数据收集与统计分析。与今天的疫情预测目的不同,皮耶尔只强调运用统计方法推论个别疾病的病程发展,而非整个疫情的趋势。这是因为早在希波克拉底的时代,特定疾病具有一定的病程已被医师知晓,甚至成为其被动性疗法很重要的思考方针之一。大约也是此时,峰值与拐点的病程分析概念逐渐形成。
19世纪的欧洲是近代科学医学发展的领头羊,法国医师的看法后来也影响了德国。在俾斯麦国家社会主义与社会保险的驱动下,统计方法被应用于政府主导的人口统计中,并作为政府劳动、教育与医保相关政策制定的依据。说到近代公共卫生的推动,不能不提英国的关键地位。1893年伦敦大学生物计量学院正式呼吁,疫情分析应该采用标准化与数字化分析法研究疾病的总体趋势和特征,更在1903年进一步设立了生物计量学实验室。
主持该学院与实验室的人,正是受到英国政府倚重并被视为现代生物统计先驱的卡尔·皮尔逊。
作为一名统计学家,皮尔逊将许多统计学的概念和方法引入生物统计中,并对个别疾病的临床发展及疫情趋势提供了崭新的观点。其中拐点与峰值的概念,就反复出现在他的研究与专论当中。值得一提的是,皮尔逊与欧洲的生物统计学家,之所以会醉心于将统计学的趋势分析概念和工具应用在疾病与瘟疫分析上,还与达尔文演化论的发展有关。
在演化论与优生学的驱使下,他们都期望在疫情资料中找到疫情的峰值,并藉拐点的出现显示人类克服瘟疫威胁的演化能力。这一整套奠基于19世纪末的疫情统计法,原本的目的并非预测疫情走向,而是为了解决防疫策略或方法上的争议。
但随着大众社会日益相信医学科学,乃至于其背后所代表的科学思维价值,生物统计分析法终于在20世纪以后成为疫情分析及趋势预测的主流。
从1895年的亚洲霍乱大流行到20世纪发生的许多大疫,如1906年的美国伤寒玛莉、1910~1911年的中国东北肺鼠疫和1918年的西班牙流感,医学界与政府防疫部门都常以疫情数据显示防疫功效,或是据此推估疫情走向以安定人心。换言之,峰值及拐点本应该是两个价值中立的统计学名词,但在生物统计尤其是疫情趋势分析运用时,却逐渐被政府与社会抱以疫情开始走低、趋势向好的期待心理。
在这一波新冠肺炎疫情里,专家和社会大众对峰值及拐点抱以疫情向好的期待,这样的期待也隐约地显示出,当前中国社会具有信仰数字思考及统计逻辑通俗化的现象。
MASH与方舱医院早在一战时,美国志愿医疗人员就拟在法军阵地,建立可移动的阵地医护单位。但因为当时运输设备不甚可靠,加上壕沟战的地理环境不利于建立此等单位,该建议胎死腹中,仅有救护车制度被保留下来。
19世纪以来的兵站医院及野战医院制度,仍旧屹立于战场的后方,成为前方士兵可望而不可即的期待。但到了二战末期,随着战术改变与美军后勤制度及思维的改变,加上运输工具的发展趋于大型化、可靠化,建立机动前线医疗单位的想法不再是纸上谈兵。
1945年起在美军的规划下,战场救护车与营级小型机动医疗单位逐渐在欧洲战场上出现,甚至中国的滇缅战线上也有所引入。
但到朝鲜战争时期MASH建立后,符合美国军事机动医疗理念的机构才真正出现。MASH是Mobile Army Surgical Hospital(美国陆军外科医院)的简称,首次出现于1945年8月,这些医院不仅配有标准3/4吨军用卡车、救护车组成的运输队,还经常应用、改装当时还算十分先进的小型直升机开展伤员运送或者把医疗单位往前线推动的艰巨工作。
MASH设计的主要目的和兵站医院恰好相反。
一战时由于壕沟战死伤惨重,加上炮击与毒气战给伤兵后送造成了极大的困难,战线后方的兵站医院即便医疗物资堆积如山却无兵可救。如何把医疗能量送往前线需要的地方,至少是尽可能接近战线前方,是主要目的。由于MASH属于军事医疗的一环,外科自然是任务的主流。
经过发展,前线医院具有越来越完整的医疗功能,大概除了妇产科与儿科外,一般医院具备的功能都大致完备,甚至为了避免传染病的肆虐与士兵心理卫生问题的发生,也配备了心理医师、隔离病房,作为社会服务工作的附属单位。
3月10日下午,位于武汉市洪山体育馆的武昌方舱医院最后一批49名患者治愈出院,正式休舱闭馆。这标志着武汉14家收治新冠肺炎轻症患者的方舱医院患者清零,全部休舱。中国的方舱医院基本上已经是具有全功能的医疗单位,根据央视网的说明,方舱医院一般由医疗功能单元、病房单元、技术保障单元等部分构成,是一种模块化卫生装备,具有紧急救治、外科处置、临床检验等多方面功能。
根据中国专家的说明,中国方舱医院的发展其实就是顺应世界发展潮流的结果。根据刁天喜与王松俊主编的《世界军事医学1991—2010》,方舱医院的发展始于美军为了适应越南战争的需要,率先将自给式可运输的野战医院投入战场使用,是野战医院方舱化道路的开端。20世纪70年代以后,英、德、法、意等国家各自研发了不同的方舱医院形式,甚至部分国家为了救灾应急所需,把妇产科、儿科也纳入其中。
就这段回顾来说,中国的方舱医院就是战场机动医疗单位的衍生型,其原始设计目的应该也是为了战场救护的需要。只是中国方舱医院在世人眼前露面的场合,几乎都是为了救灾应急,如2008年汶川抗震救灾、2010年玉树抗震救灾,以及这次武汉抗新冠肺炎战役。以救灾抗疫形象出现的中国方舱医院,多的是更多现代防疫与治疗的形象,却不能消弭它与现代军事医学发展史中千丝万缕的关系。
轻重症分流与检伤分类
现代方舱医院是应用“整装卸”理念设计的现代化机动医疗系统;由医疗功能单元、病房单元和技术保障单元三部分构成。平均百人左右的医护能量,已足够担负多数重大灾害救援、应急支持保障、巡回医疗服务,以及武警区域卫勤力量基地化培训等任务。根据说明,中国方舱医院救治能力相当于二级甲等医院,可在接到出队命令后24小时内出发,独立保障、展开医疗救援6个月的时程。
然而,要想发挥方舱医院的最大功能,也须如战场救护一般先进行检伤分类,将轻、重症患者分开处理,以避免医疗资源的无效率配置,甚至拖垮整体的收治能量。这正是政策上把武汉地区重症患者移送火神山、雷神山医院救治,方舱医院主攻轻症收治的基本原因。虽说方舱医院原本是为战地医疗设计,但在疫情下,其灾难医学的角色反倒更为凸显。
根据现行灾难医学与紧急救护的普遍原则,灾难医学的内容包括各种相关的医疗科学,如流行病学、感染科学、急诊医学、创伤医学、重症医学、公共卫生医学与国际医疗等。对于面对大型传染病疫情下的医学应变处置而言,由于武汉及湖北地区疫情灾难所造成的病患,其数目与医疗需求可能已超过该地区所能处理的常态医疗能力,因此从外部引入方舱医院作为补充实有必要。
然而,重大疫情会同时涌入很多感染个案,对于疫源地点和个人染疫的描述可能并不真实和确定,所以收治过程必须十分谨慎小心,以避免轻重不分与院内交叉感染的发生。因此在多数状况下,收治单位须进行类似战场医院检伤分类的程序,将轻、重症分流处理。这样的做法除了避免医疗资源的浪费外,也能让医疗能量尽可能地持续下去。
综上所述,当前社会大众已耳熟能详的轻重症分流,其实就是军事医疗中的检伤分类。检伤分类的英文triage,其实源自法文的trier。大约在1792年,拿破仑直辖皇家卫队的首席军医官多米尼克·拉瑞最早提出这一战地救护原则。但与武汉地区检伤分类是为了保存医疗能量相反,早期检伤分类的实施,是为了确保军队持续的战斗力,将轻伤士兵尽快送回战场以保存力量,只有真正需要医疗手术的士兵才被后送到野战医院。
法国医学对于现代检伤分类制度的发展贡献厥功至伟,除了拉瑞以外,法国卫生服务部在普法战争前夕将检伤分类与后送机制系统化,让后勤的伤兵医院可以根据前线医官的检伤报告,在院内再进行二次分流与相关照护准备。普法战争后兴起的德国,则进一步将检伤分类制度跟兵站的设计结合起来。熟悉德国军事作战史的学者都知道,兵站的设计深刻地影响了二战以前的德国、日本,甚至是中国的军事战术。
在德式战术思维中,兵站的后方是备战区,前方则是接战区,于是兵站医院进行检伤分类的目的也是为了将无碍的士兵尽快投入战场。
但是到了美军设计MASH时,尤其是进入越南战争中期,检伤分类也与如何因地制宜规划前线医疗单位与资源有效配置高度相关。这时的美军方舱医院内部配置较为完备,往前线投送与运输医疗物资及人力的能力也相当不错,但战场上不只是外科方面的枪炮刀伤,在中南半岛高温潮湿的环境下,疟疾、霍乱、伤寒等重大传染病也屡见不鲜,更遑论当时逐渐受到精神医学界关注的战争创伤症候群了。
面对不同战线的各种士兵健康问题,如何让方舱医院的资源符合实际需要,甚至能够有效预测可能的需求并维持医疗能量,遂成为此后美军军医进行检伤分类,甚至是疾病相关统计汇报的推动因素。2005年8月新奥尔良的卡特里娜风灾救援是一个例证。飓风过后,来自乔治亚的第14战斗支持医院立即进入灾区,并在3天后在新奥尔良的一所中学里建立了方舱医院。
然而,原本为救治平民设计的方舱医院却因为市民已经疏散,导致一堆事前备妥的医疗资源无用武之地,只好转而救助前来驰援的第82空降师。
当飓风丽塔随后于9月来袭时,第14战斗支持医院即将方舱医院内的资源分为两半,根据每日检伤分类的结果区分为轻、重症治疗单位,还进一步根据军事需求将军人与平民的住院单位加以区分。
检伤分类的做法减少了该院内部的混乱与资源无效配置的情况,甚至在空中运输稳定之后,多余的医药资源转移到他处,并与周边逐渐恢复的民间医疗单位建立信息联系管道以互通有无。第14战斗支持医院在区区一个月内的转变,关键在于切实执行检伤分类并据此重新调配工作动线与资源。
从历史的角度来看,方舱医院执行的轻重症分流实与西方军事与灾难医学的检伤分类,有着历史对照的呼应关系。
天花、疟疾与英国的群体免疫防疫策略
面对3月以来欧洲疫情失控的状态,英国并未接受世卫组织严抓防疫的建议与警告,拒绝宣布停课或禁止大型聚会。首相约翰逊提出群体免疫策略,即让全国六成人口感染并痊愈以自动产生群体免疫力。虽然约翰逊的说法立即引起了舆论争议,但瑞典却跟进采取类似的消极防疫策略,宣布不再统计全国新型冠状病毒肺炎感染人数。两国做法引起轩然大波。
英国的防疫目标是达到群体免疫(herd immunity)的防疫政策,意即让国内达到一定程度的染病人口,从而获得对新型冠状病毒免疫,然后就不会再传染给其他未染病的人,期望赶在下次冬季来临前,利用夏天这几个月达到目标。各界对于老牌公卫大国的英国竟会作出如此决策有诸多猜测,从国内医疗资源严重不足到趁机排除政治风险等,各种说法一时间反倒混淆了群体免疫应有之义。
根据美国疾控中心(CDC)与世卫组织2007年发布的定义,群体免疫是指人或动物群体中若有一定大比例的群体获得免疫力,将使得其他没有免疫力的个体因此受到保护而不被传染。意即拥有抵抗力的个体的比例越高,易感个体与受感染个体间接触的可能性便越小。根据3月16日《环球时报》转引德国哥廷根大学讲席教授于晓华的文章指出,群体免疫是否有效,需要达到群体免疫门槛,这与病毒的基本传染数R0值相关。
该报道续论,多国学者发表的论文显示,学界普遍认为新冠病毒的R0值在2~3左右,也就是说英国想形成群体免疫,需要有50%至67%的人免疫新冠病毒。
不过这篇报道也承认,历史上确有运用群体免疫成功克制流行病的诸多案例。其中最广为人知的,就是1979年10月25日世卫组织宣布烈性传染病天花完全绝迹。从18世纪开始推广牛痘接种,甚至是更早的人痘术,加上自然感染天花的幸存者,世界人口中具有抗体的总人数经过300年的发展,终于可以压制住天花病毒的自然传播与感染,让这场现代公卫防疫开出胜利的花朵。
除此之外,人们也利用群体免疫的原理,通过接种疫苗控制麻疹、牛瘟等疾病的传播。值得注意的是,这些成功都是来自于人工接种疫苗,以轻度刺激人体免疫反应的方式形成保护力,从而降低了这些病毒在自然条件中的传染力直至消失。相对而言,这次英国首相提出的做法,却是让无保护的人群“自然”地接受感染,“希望”受感染者能够存活并形成免疫保护力。
事实上,除了基本传染数R0值是一大关键外,病毒的生物特性也是一个重要因素。
像天花或腮腺炎这类疾病,只要得过一次就有终生免疫的能力。因此只要能够发展出疫苗并施以大规模接种,这类疾病形成群体免疫效果的概率就比较高。但像麻疹这类不具有终生免疫特性的病毒,即便是接种了疫苗仍旧只有一段时间的保护力。要维持抗体,除了定期持续接种疫苗外实无他法。根据世卫组织发布的讯息,从1980年开始全球至少有7次大规模的麻疹疫情。
以牛痘防治天花的经验,在新冠肺炎上复制群体免疫效果,恐怕有非常多的限制与变量。但从历史上来看,英国首相与其健康医疗顾问的想法却不是史无前例。1900年德国著名微生物学家罗伯特·科赫首先提出利用群体免疫效果遏制疟疾传染的科学分析。他仔细运用了双盲比较与血液检验,分析了疟疾低感染率的西爪哇地区与高感染率的中爪哇地区。
研究之后,科赫作出结论:高密度且持续地感染非致死性的疟疾,可以为居民提供足够的保护力;但这种持续且高频度的自然感染一旦中断,则感染疟疾的风险会在数月中骤然提高,甚至会比未受感染前更具有致死力。
科赫作出这样的观察结论,当然和疟疾的类型有关。疟原虫属中有五个种类可以使人类感染疟疾,其中恶性疟的致死率较高,个案死亡率超过10%;但相对来说,间日疟、卵形疟及三日疟,产生的症状就比较轻微,患者的存活机会也比较大。然而,科赫的研究发现感染间日疟、三日疟、卵形疟并不具有刺激人体免疫反应的能力,反倒是对致死率较高的恶性疟原虫,人体才可以自然产生免疫耐受力,但这种能力只有在数年且多次感染后才会产生。
20世纪20年代后,科赫的疟疾群体免疫论受到汉堡热带医学研究所的重视,他们所进行的一系列相关研究,不仅成为当时流行的灭(疟)蚊法与环境控制法之外的第三条路线,甚至感染者的后遗反应还诱发奥地利医生贾雷格发明了神经性梅毒的疟疾疗法,使其获得了1927年的诺奖。
当然因为DDT、抗生素药物的发明与医学进步,今日已不再有人提到科赫的疟疾群体免疫论,但回到二战前的德国,缺乏热带殖民地供疟疾研究之用,也是让这种德系理论无法持续的原因之一。