一戰(zhàn)封神！巴斯德如何用60只羊改寫了人類防疫史？ | 商周專欄

路易·巴斯德（1822-1895）。圖源：維基百科

撰文 | 商周

責編｜ 李珊珊

在近代數(shù)百年的科學史上，一代又一代科學巨匠層出不窮，劃時代的里程碑式發(fā)現(xiàn)更是不勝枚舉。然而，真正能讓公眾親眼見證的科學實驗卻寥寥無幾——這類公開實驗不僅需能在公共場合安全、有效地進行，其結果還必須通俗易懂，便于大眾理解。

在眾多傳說中，最為人熟知的或許莫過于伽利略的落體實驗。據(jù)傳，約在1590年，伽利略登上比薩斜塔，同時釋放兩個質量不同的鐵球，結果二者同時落地，從而有力駁斥了亞里士多德“重物下落更快”的觀點。然而，這一故事很可能只是后世演繹：除伽利略晚年學生維維安尼（Vincenzo Viviani，1622–1703）的記錄外，迄今未見任何同時代文獻或旁證能證實該實驗確曾發(fā)生。

與伽利略那充滿傳奇色彩的自由落體實驗不同，法國科學家路易·巴斯德（Louis Pasteur）于19世紀開展的疫苗公開接種試驗，則是一次真實、可考且影響深遠的科學公開實踐。這場實驗不僅驗證了炭疽病疫苗的有效性，更使巴斯德一舉成為科學史上的傳奇人物，幾乎可以算是“一戰(zhàn)封神”。

01 減毒疫苗

1880年4月，巴斯德在法國《科學院通報》上發(fā)表了一篇關于禽霍亂減毒疫苗的論文。這項研究不僅成功挽救了當時深陷疫情危機的歐洲家禽養(yǎng)殖業(yè)，更標志著人類歷史上第一種減毒疫苗的誕生。從科學史的角度來看，這或許正是巴斯德在疫苗領域最具開創(chuàng)性的貢獻。

但真正讓巴斯德名揚天下的，卻是他接下來發(fā)明的炭疽病減毒疫苗。

與愛德華·詹納（Edward Jenner）依靠偶然觀察發(fā)現(xiàn)牛痘可預防天花的成功不同——那種機遇幾乎無法復制——巴斯德開創(chuàng)的減毒疫苗制備策略卻具有普適性，能夠系統(tǒng)性地推廣到大多數(shù)傳染病的防控中。

事實上，第一個意識到這一點并主動將這一方法拓展到其他疾病的人，正是巴斯德本人。而他選定的下一個目標，便是每年給法國畜牧業(yè)造成巨大損失的炭疽病。

然而，炭疽病疫苗的研發(fā)并非禽霍亂疫苗的簡單復制粘貼。導致禽霍亂的多殺性巴氏桿菌（Pasteurella multocida）與炭疽桿菌（Bacillus anthracis）有一個關鍵區(qū)別：后者在常規(guī)培養(yǎng)條件下會形成孢子，而這些孢子對用于減毒的氧氣并不敏感。在普通培養(yǎng)環(huán)境中，通過通入氧氣只能使炭疽桿菌的營養(yǎng)體（即桿狀活躍形態(tài)）減毒，卻無法削弱其孢子的致病能力。因此，用這種方法制備的“減毒”疫苗仍具有相當毒性——接種后的動物不僅可能感染炭疽病，甚至可能因此死亡。

要解決這一問題，必須做到在整個制備過程中防止炭疽桿菌孢子的產(chǎn)生。在經(jīng)過多次實驗之后，巴斯德找到了答案：將培養(yǎng)液淺淺地鋪在培養(yǎng)皿的表面，以便讓炭疽桿菌充分接觸氧氣，最后將它放到42攝氏度下培養(yǎng)。在這樣的環(huán)境下培養(yǎng)8天之后，炭疽桿菌就會降低到一個對動物沒有致病性的水平。

至于如何利用這些減毒的炭疽桿菌激發(fā)有效免疫，巴斯德早已制定了一套周密的接種方案。該方案分為兩步：首先，用初步減毒的炭疽桿菌為動物進行初次接種；12天后，再注射一劑毒性稍強但仍經(jīng)過減毒處理的炭疽桿菌，以進一步強化免疫反應。

1881年1月初，采用這個方法，巴斯德的團隊在豚鼠、兔子和羊身上開展了實驗，并且如期獲得了成功。

02 成敗之約

1881年2月21日，法國農(nóng)業(yè)協(xié)會決定向巴斯德頒發(fā)榮譽勛章，以表彰他的疫苗研究工作。在勛章頒發(fā)的典禮上，巴斯德發(fā)表了獲獎感言，并且說如果有合適的機會，他非常愿意開展一些公開試驗來證明炭疽病疫苗的效果，以便更好地進行推廣。

有兩類人愿意為巴斯德提供這樣的公開試驗機會：第一類人是盼著巴斯德試驗成功，讓科學知識盡早在農(nóng)業(yè)上獲得應用；第二類人是希望巴斯德失敗，等著看他和他所創(chuàng)建的微生物致病說的笑話。顯然，第二類人更多一些。

最后，塞納-馬恩省省會默倫的一名獸醫(yī)、編輯羅西尼奧爾（M. Rossignol）先生組織了一個大型的公開田野試驗。羅西尼奧爾屬于上面提到的兩類人中的后者，就在一個月前，他曾經(jīng)在一篇文章里這樣嘲笑過巴斯德和他的微生物致病說：

微生物致病說是一種時尚，它無可爭議地霸占著主導地位。這是一個甚至不能被討論的教義，尤其是當它被它的教宗、博學的巴斯德先生宣讀的時候。

與不少當時的獸醫(yī)一樣，羅西尼奧爾懷疑巴斯德的細菌理論，更不相信巴斯德的疫苗。為了驗證他對巴斯德的懷疑，羅西尼奧爾聯(lián)系了近100個農(nóng)場主，獲得了他們在經(jīng)費上的支持，可以開展一個大型的免疫接種試驗，地點就選在默倫北郊普伊勒堡的農(nóng)場。

雖然看出對方的不懷好意，也知道不少獸醫(yī)和醫(yī)生都在等著他的公開試驗失敗，巴斯德還是毫不猶豫地答應了下來。

這一公開實驗的計劃于4月2日提交給了默倫農(nóng)業(yè)協(xié)會，并且迅速得到了批準。總共60只動物將會被用到這次試驗里。除了原本計劃的50只羊外，還臨時按照默倫農(nóng)業(yè)協(xié)會主席德拉羅切特男爵的意愿，加上了10頭牛。

在這項試驗被批準后，羅西尼奧爾充分發(fā)揮了他作為編輯的宣傳能力，將這一公開試驗的信息傳播到了整個法國。這吸引了法國社會各階層人士的注意，其中還包括英國《泰晤士報》駐巴黎的記者德布羅維斯基先生。通過德布羅維斯基的進一步報道，普伊勒堡這個之前默默無聞的法國小村莊，成為了國際社會關注的焦點。

4月底，巴斯德開始制定實驗計劃，他召回了正在休假的助手錢伯蘭和魯克斯。按照巴斯德的計劃，他們將在5月初和中旬分別對動物進行兩次減毒疫苗的接種，然后在5月底注射致命性的炭疽桿菌，檢測疫苗接種的效果。

面對即將用到的50只羊，兩位助手有些不太自信，因為之前實驗室里總共才用14只羊做過試驗。但巴斯德充滿信心地告訴兩位助手，在實驗室里的動物身上取得的成功將會在普伊勒堡重現(xiàn)。

03 公開實驗

5月3日那天，大量的人從附近的默倫和塞松兩個城市涌向普伊勒堡。這個龐大的觀眾人群職業(yè)多樣，包括農(nóng)民、藥劑師、獸醫(yī)、公務員，他們說笑著在那里看熱鬧，其中不少獸醫(yī)更是期待著巴斯德接種的失敗。

巴斯德帶來了3個助手，除了錢伯蘭和魯克斯，還有一年前新加入實驗室的路易·圖利爾。他們將試驗動物分成兩組：25只羊和6頭牛接種減毒疫苗，25只羊和4頭牛不接受任何接種。

在接種完成后，巴斯德在農(nóng)場的大廳里就炭疽病發(fā)表了演講，并且回答了現(xiàn)場觀眾的各種問題。因為觀眾的職業(yè)多樣，對科學的理解也良莠不齊，所以提出的問題也很不相同，有的甚至不太友好，或者就是直接的質疑。巴斯德對這樣不友好的態(tài)度早已習慣。在近一個小時的時間里，他真誠而且耐心地回答了形形色色的提問。

巴斯德在普伊勒堡為綿羊接種炭疽病疫苗圖。圖源：維基百科

第一次接種完之后，錢伯蘭和魯克斯在接下來的四天里每天都來回訪，為被接種動物測量體溫，觀察是否有異常情況出現(xiàn)。被接種疫苗的動物沒有出現(xiàn)什么異常反應，一切都在如期進展。

5月17日那天，巴斯德的團隊第二次為那25只羊和6頭牛接種了疫苗。這一次接種的雖然仍然是減毒疫苗，但它比第一次接種的毒性要稍微強一些。

第二次接種后幾天，錢伯蘭和魯克斯還是每天都來回訪，依然沒有異常情況發(fā)生。所有31只被接種的動物都生長良好，和另外29只沒有接種的動物一起，等待著最終驗證時刻的到來。

在試驗的最后一步，所有60只動物都將接受致命性的炭疽桿菌注射，然后比較兩組動物在患病和死亡上的差異。隨著進行最后一次試驗的日子臨近，獸醫(yī)界越來越興奮。大家每次會面都會討論這一熱門話題。在獸醫(yī)這個行業(yè)里，真正相信巴斯德的人依然不多，大多數(shù)人仍然持觀望態(tài)度。

5月31日，觀眾再次從默倫和塞松涌向了普伊勒堡。為了公平，這一次的注射工作不再由巴斯德團隊的人去做，而是由來自約訥河橋村的獸醫(yī)畢奧先生執(zhí)行。

就在試驗前的兩天，畢奧先生在前往阿爾福特國家獸醫(yī)學院的路上遇到了那里的教授科林。科林一直懷疑巴斯德在微生物學和疫苗研究上的發(fā)現(xiàn)，而且之前兩人也有過一些過節(jié)。對于巴斯德正在普伊勒堡進行的試驗，科林不僅給予了關注，更是盼望著這次試驗的失敗。

在兩人的交談中，科林特意提醒畢奧，細菌因為重力的原因會在注射器中沉積，所以一般來說上層溶液的毒性會低得多，而下層溶液則毒性很強。他進一步建議畢奧，在注射前應該先劇烈搖晃注射液，以確保毒性均勻。

科林的這個建議還算合理，在注射前將細菌溶液混勻的確能讓試驗更加公平。但科林給畢奧的另一個建議，卻多少有些居心叵測。他告訴畢奧，注射量和毒性成正比，建議向動物體內(nèi)注射超量的細菌溶液，以確保試驗中動物得到足夠的致病物質。

在大量觀眾面前，5月31日獸醫(yī)畢奧忠實地執(zhí)行了科林的建議。不僅用力搖晃以混勻細菌溶液，而且向動物體內(nèi)接種了三倍于計劃劑量的炭疽桿菌。為了公平，注射順序是以兩組動物交替接種的方式進行的。

這一切巴斯德都看在眼里，但他沒有提出異議。在他看來，這不會影響最終的結果。巴斯德的淡定和自信，無形中改變了在場觀眾對實驗結果的預測，更多的人開始認為這一實驗將走向成功。

下午三點半，整個注射工作已經(jīng)完成。因為動物對病原體的反應需要一段時間，大家約定6月2日在同一地點會合，當眾驗證試驗結果。無論是希望看巴斯德笑話的觀眾，還是衷心希望試驗成功的人，都急切地盼望著兩天后的到來。

04 峰回路轉

6月1日，錢伯蘭和魯克斯早早來到了普伊勒堡查看情況。同一天到達那里的，還有發(fā)起試驗的羅西尼奧爾先生。

在之前未接種疫苗的動物中，有幾只低垂著頭站在一邊，沒有任何食欲。隨著時間推移，情況變得越來越糟。這些動物開始出現(xiàn)呼吸困難，四肢也因為虛弱而顯得搖擺不停。等到晚上羅西尼奧爾離開的時候，已經(jīng)出現(xiàn)了三只動物死亡。

而在接種疫苗的動物中，有一些出現(xiàn)了體溫升高，其中一只更是高達40攝氏度。一只羊在接種部位出現(xiàn)了炎癥。所有動物都保持著食欲，但有一只小羊羔除外。

當聽到從普伊勒堡回來的錢伯蘭和魯克斯匯報時，巴斯德開始有些擔心起來。沒有接種疫苗動物的患病和死亡都在意料之中，讓巴斯德?lián)牡氖墙臃N疫苗動物出現(xiàn)了體溫升高。而更不好的消息是，羅西尼奧爾當天下午發(fā)來了電報，認為接種疫苗組里有一只羊很可能也要死去。

那些接種了疫苗動物的發(fā)燒，以及其中一只的瀕死狀態(tài)，讓巴斯德焦慮不安。他開始意識到，自己接受的這個公開試驗有些過于大膽，沒有給意外留下任何余地。他開始回顧試驗的整個過程，想起了5月31日注射的過量炭疽桿菌，當時他覺得不是問題，現(xiàn)在卻感到擔心不已。

這種焦慮每分鐘都在增長，以至于巴斯德的情緒逐漸失控，開始埋怨助手魯克斯的不小心，接著又變成了責罵。巴斯德夫人過來安慰他，請他早點休息，以便第二天早些去普伊勒堡。幾近狂躁的巴斯德聲明，他在6月2日這天不會親自去普伊勒堡，而是讓魯克斯一個人去接受觀眾的羞辱。

在以往眾多的公開實驗里，巴斯德從來沒有失敗過，也從來沒有為失敗做好心理準備。而在這個最為重要的公開實驗中，失敗的危險就在眼前，這讓他感到無邊的痛苦。

如果把這個試驗放到現(xiàn)在來看，這一結果已經(jīng)讓人歡欣鼓舞了，因為兩組之間已經(jīng)出現(xiàn)了非常明顯的差異，意味著疫苗接種產(chǎn)生了效果。但在巴斯德的年代，科學中還沒有統(tǒng)計的概念。人們更希望看到的是一個黑白分明的結果，尤其是在這樣的公開實驗里更是如此。

6月2日早上，巴斯德沒有去普伊勒堡的現(xiàn)場，而是在巴黎的實驗室里等待來自默倫的電報。上午九點剛過，電報從默倫傳來。在打開電報的一剎那，巴斯德臉上的焦慮消失了，取而代之的是激動和欣喜。

前一天那只看上去快要死去的、接種了疫苗的小羊活下來了，而沒有接種疫苗的動物已經(jīng)出現(xiàn)了大面積死亡。接種疫苗的6頭牛健康完好，而沒有接種疫苗的那4頭卻處在嚴重的病痛之中。

6月2日下午兩點，巴斯德在家人的陪同下再次來到了普伊勒堡農(nóng)場。在這里迎接他的，不僅有當初的觀眾，更有熱烈的掌聲和歡呼……

05 名揚天下

普伊勒堡公開試驗的結果引起了巨大的轟動，整個法國都為之興奮不已。這次試驗的成功不僅將給畜牧業(yè)帶來巨大的利益，也是法國科學界的一項偉大成就。巴斯德在普通民眾中贏得聲譽的同時，也成為了整個國家的驕傲。

因為普伊勒堡試驗的巨大影響力，巴斯德減毒疫苗試驗成功的消息也迅速傳到了國外，尤其是疫苗的發(fā)源地——英國。即將在當年8月于倫敦舉行的國際醫(yī)學大會的組委會向巴斯德發(fā)出了邀請，希望他能作為特別嘉賓到場。

1881年8月3日，巴斯德在兒子和女婿的陪同下到達圣詹姆斯大會堂。當他被邀請走向講臺時，全場爆發(fā)出掌聲、歡呼聲和喝彩聲。毫無心理準備的巴斯德以為觀眾歡呼的是即將到來的威爾士親王，但大會主席、外科醫(yī)生詹姆斯·佩吉特爵士告訴巴斯德，觀眾致敬和歡迎的正是巴斯德本人。

在大會的開幕致辭中，佩吉特爵士指出醫(yī)學的三個主要目標：新穎性、實用性和慈善性。當舉例加以說明時，巴斯德成為了佩吉特唯一提到的名字，全場再次爆發(fā)出熱烈的掌聲。

作為大會的特邀嘉賓，巴斯德還發(fā)表了關于炭疽病疫苗的演講：

• “……在結束發(fā)言之前，請允許我告訴大家，作為倫敦國際醫(yī)學大會的一名參會者，我向大家介紹了一種疾病的‘疫苗接種’方法，這種疾病對家畜的危害可能比天花對人類的危害更可怕。想到這一點，我感到非常高興。我對‘疫苗接種’一詞進行了擴展。我希望科學界能將此視為對你們的詹納——英國最偉大的人物之一——的功績和巨大貢獻的敬意。我很高興能在倫敦這座崇高而好客的城市的土地上，為這個不朽的名字增光添彩！”

就是在這次國際醫(yī)學大會上，巴斯德對“疫苗接種”這一名詞的含義做了延伸。原本這個名詞指的是“牛痘接種”，現(xiàn)在巴斯德將它擴展為泛指所有的疫苗接種。在向疫苗發(fā)明人詹納致敬的同時，巴斯德自己也贏得了世人的尊敬。

普伊勒堡的公開試驗，不僅讓炭疽病疫苗得以迅速普及，也讓巴斯德一戰(zhàn)封神。