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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  不酿酒的理科生不是好巴斯德 路易·巴斯德（Louis Pasteur）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（酒石酸是酒石的主要成分，酒石是葡萄酒发酵中析出的一种晶体）。 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。  巴斯德的细菌研究笔记 | Wikimedia Commons 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。 减毒活菌疫苗的诞生 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（Heinrich Hermann Robert Koch）发现的霍乱弧菌（Vibrio cholerae），而是多杀巴斯德氏菌（Pasteurella multocida）。这时巴斯德的一次无意之举，竟然打开了一扇全新的大门。  多杀巴斯德氏菌培养基 | Joe Rubin / Flickr 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（Edward Jenner）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！  琴纳为小孩种牛痘 | Wikimedia Commons 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。 马来之貘の小知识 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（Blaise Pascal，就是命名压强的那个帕斯卡）发明的，1853年，普拉瓦（Babriel Pravaz）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（Bacillus anthracis），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。  早期的注射器 | Aderito De Sousa Fontes & Leopoldo Briceño-Iragorri / Caracas (2017) 狂犬疫苗，倒要十来只兔子配他 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。 虽然看不到，但是巴斯德明确知道病原体在哪里。唾液传播狂犬病是常识，可他没法用唾液制作疫苗。由于狂犬病症状是神经性的，巴斯德直接对神经系统下手：他给麻醉后的狗开颅，并在脑膜外放置疯狗的脑髓，该狗果然发病死了。就这样，巴斯德找到了病毒的载体——动物神经组织（脑髓和脊髓）。  狂犬病毒的结构 | scientificanimations 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。 巴斯德把从自然感染的疯狗中获取的病毒称为街毒（street virus），街毒需经14天或更长时间的潜伏期后产生疾病。通过对家兔的连续传代后，毒力增加，潜伏期逐渐缩短，直到最终能恒定地在第6天左右使家兔发病，称为固定毒（fixed virus）。巴斯德培育出固定毒，是基于他对狂犬病病理的掌握。人一旦被狗咬，注射疫苗，疫苗毒株就要和街毒“赛跑”，潜伏期短的固定毒跑在街毒前面，才能形成保护作用。  巴斯德研究狂犬病疫苗的漫画 | Wikimedia Commons 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。  拯救众生的疫苗 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。1886年8月，巴斯德宣布：“在我的实验室接受狂犬病预防治疗，来自法国和阿尔及利亚的1235名法国人中间，只有3例治疗无效！” 巴斯德为人们接种狂犬病疫苗 | Wikimedia Commons 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（Albert Calmette）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（Alexandre Yersin）创立了芽庄巴斯德研究所；安德烈·尚特梅斯（Andre Chantemesse）创立了伊斯坦布尔巴斯德研究所，而阿德里安·卢瓦尔（Adrien Loir）创立了突尼斯巴斯德研究所…… 位于巴黎的巴斯德研究院总部 | Guilhem Vellut / Wikimedia Commons 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。 一些关于狂犬病的后续 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。 战疫伙伴 小鼠 噬菌体 中国鲎 我们对病毒的恐惧，大多来自于对它的一无所知。了解病毒，是战胜恐惧的第一步。 读一读这本《病毒博物馆》，就是一个很好的开始。 340余幅高清电子显微镜彩图，全面地展示了各种病毒的形态与结构，彻底为你揭开病毒神秘的面纱。 本期日历娘介绍的狂犬病毒，也在书中有详细的解读与介绍。 狂犬病毒 当你真正了解过病毒是怎样一种存在，打破你对病毒的刻板印象，也许你会重新思考它对于地球与生命进化的意义。 |
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