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微生物学的诞生--巴斯德

09/03

微生物学的诞生:巴斯德

摘要:

路易斯·巴斯德(1822-1895),法国微生物学家、化学家,创立了微生物生理学,奠定了工业微生物学以及医学微生物学的基础,对免疫学也作出了很大贡献。本文将以时间顺序循序简述巴斯德对蚕病、炭疽病、鸡霍乱、狂犬病等作出的贡献来介绍巴斯德这位伟大的人。 正文:

在1735年初版的《自然系统》(SystemaNaturae )中,林奈(Carl von Linne ,1707-1778,瑞典生物学家)将自然界分为了植物界、动物界以及矿物界三界。而生物界除了众所周知的植物界和动物界以外,还有微生物的存在。由于微生物的特殊性,直到19世纪,从光学方面消除色差和球面差的技术得到了发展以后,科学家们才有了关察生命微观结构的技术条件。

如果说进化论是时间上的发现,那么微生物学(Microbiology )就是一门在空间上发现的学科。相比于进化论,微生物学更重要的一点是它揭示了某些疾病的成因是微生物,为疾病的治疗做出了极大贡献。而法国化学家和生物学家巴斯德则是微生物学当之无愧的伟大创立者。

巴斯德(Pasteur,Louis,1822-1895)于1822年12月27日出生于法国汝拉省(Jura )的多尔(Dole )。他的父亲约瑟巴斯德(Jean Joseph Pasteur) 是一个以制鞋为生的退伍士兵。巴斯德于1847年从巴黎高等师范学校毕业,他毕业后做的第一个研究是关于酒石酸旋光性的研究。巴斯德本人也因此获得了很高的荣誉,可以说他是从化学发家的。 1854年,巴斯德被委任去里尔大学当理学院院长和化学教授。也正是在酿酒业发达的里尔(Lille ),巴斯德仔细研究了酒精的发酵问

题,从而诞生了一门崭新的学科--微生物学。 在当时的运输条件下,酿好的酒经常无法及时的运出去,而储存的久了,那些酒有很容易坏,这给里尔的酿酒业带来了不小的损失。当地的酿酒商就请求当时很有名的化学家巴斯德制造一种化学药品来阻止酿好的酒变酸。巴斯德于是就取来了酒的样品,放在显微镜下观察。他发现在未发酸和已发酸的酒中各有一种不同形态的酵母菌,这让他坚信发酵是一种生物过程而非化学过程。知晓发酵的微观机理后,既然是生物过程,那解决酒发酸最好最彻底的方法就是杀死酵母菌。巴斯德经过多次试验,终于发现,只要将酒慢慢加热到55℃,酒中的微生物就会被杀死,然后再把酒储存在一个密闭的容器中,酒就不会发酸了。这个简单有效的方法在今天被称为巴斯德消毒法(Pasteurization)。

当时学术界流行着一种观点,叫做自然发生说(Spontaneous Generation) 。这种观点主张自然界会主动产生一些小生命。赫尔蒙特(Helmont,Jan Baptistvan,1580-1644,比利时医生、思想家、化学家) 曾经提出,如果把糠和旧破布塞进一个瓶子里,再将瓶子放在阴暗的床下,瓶子里不久就会生出许多小老鼠。这个在现在看来漏洞百出让人啼笑皆非的主张在巴斯德的时代依旧被许多人多相信。因此就有学者质疑巴斯德的消毒法,因为如果生命可以自然地产生,那么巴斯德消毒法从根本上来说就是无效的。巴斯德当然相信自己的消毒法的效果,为了证明这一点,他精心设计了许多实验,比如加热试验、曲颈实验和葡萄园实验。最终通过这一系列的判决性实验,巴斯德彻底击败了自

然发生说,而他本人也因此成为了公众眼中的传奇人物。

1865年巴斯德根据自己的微生物理论解决了蚕丝病。而英国的外科医生李斯特(Lister,Joseph,1827-1912)首先将巴斯德消毒法用于外科手术,大大降低了术后病人因感染而死亡的比例。但是反而是在法国,许多医生都不相信巴斯德,不愿意在外科手术中使用消毒法。毕竟巴斯德不是医学出生,他也从未得到过医学学位。但也正是这位没有医学学位的巴斯德,最后却在医学上作出了极大的贡献。

当时在法国流行着一种炭疽病(Anthrax ),导致了大批大批的牛、羊、马成批死去,造成了很大的损失。巴斯德通过仔细的分离得到了纯的炭疽病菌(Colletotrichum ),从而有力的说明了炭疽病的发病原因正是炭疽病菌。于是巴斯德提议将得病的牲畜杀死并火烧深埋,最终制服了炭疽病,阻止了炭疽病的蔓延。

作为一个科学工作者,巴斯德自然是想找到预防炭疽病的方法,为此他做了一系列的实验和研究。他将之前提纯的炭疽病菌进行培养,并将其注射到健康的鸡的体内,并且成功的诱发了炭疽病,之后暑假来临,他就去度假了,却遗留了一些炭疽病菌的培养液。也许是上天注定让巴斯德在免疫学上名垂千古,正是这遗留的培养液促成了人工减毒疫苗(Artificial Attenuated Vaccine)的诞生。巴斯德在度假回来后,将遗留的有炭疽病菌的培养液注射入鸡的体内,那些鸡却没有发病。于是巴斯德又用新的炭疽病菌分别注射进这批鸡和另一批新的鸡体内。结果新的鸡都患病死了,老的那批却都没有患病。巴斯德也从中分析得出,旧病菌因毒性减弱而无法使鸡得病,反而让鸡产生了免

疫力。

同样是传染病,发生在人类身上的天花可以说是一种在过去极其可怕的疾病。直到1798年英国医生詹纳(Jenner,Edward,1749-1823)公布了种牛痘法,最终才彻底制服了天花(Smallpox )。詹纳也成为了人类历史上第一个真正制服一种疾病的伟大医生。但詹纳本人并不也不可能直知道为什么种牛痘能预防天花,是巴斯德的微生物学理论对此提供了理论支持。他在对鸡霍乱病的研究中总结出了接种免疫原理:接种什么病菌,就可以预防该病菌所引起的疾病。

在细菌的层次上发现了免疫学的基本原理后,巴斯德更进一步,开始研究如何制作疫苗。结合前一次实验的分析,又经过许多的实验,巴斯德发现,如果将炭疽病菌放在温热的鸡汤里培养的话,病菌的毒性会下降的更快,最终巴斯德培养出了毒性极低的疫苗。让人意想不到的是,这一划时代的发现在当时却遭到了许多人的反对和质疑。于是巴斯德决定,公开实验。

1885年5月5日,巴斯德对48只绵羊中的24只、10头母牛中的6头、两只山羊中的一只注射了巴斯德制作的炭疽病菌的疫苗。31日,这些动物又被注射了炭疽病菌的培养液。结果没接种的动物一只接一只的死去,而接过种的动物却依旧活蹦乱跳。这是人工减毒疫苗(Artificial Attenuated Vaccine)的第一次伟大成功。

如果说巴斯德的贡献仅仅限于此,那么他的工作就只能算是给医学领域带来一场革命而他本人却无法成为一位伟大的医生。巴斯德一生中最辉煌的成就在于征服了狂犬病(Rabies )。巴斯德将狂犬病的

毒液注入兔子的脑膜,待兔子死后,将其脊髓取出再接种到另一只兔子脑膜下,如此反复多次,最终制得了毒性极其微弱以至于杀不死兔子的疫苗。然而这一切都只是在动物身上的实验,从未在人身上试验过,毕竟不可能找个人先注射毒液再去做实验的,这违背了医学的初衷。直到1885年7月6日,一对父母找到了巴斯德,请求巴斯德救救他们的儿子-迈斯特。原来9岁的迈斯特被一条疯狗咬伤,几乎所有医生都断定他必死无疑,抱着死马当活马医的心态,迈斯特父母找到了巴斯德。巴斯德犹豫了,毕竟这个疫苗从未在人身上用过,应该用多少剂量,巴斯德心里都没有底。在迈斯特父母的要求下,巴斯德决定搏一把。他先用给迈斯特注射了极微弱毒性的疫苗,之后才一次次慢慢增加疫苗的毒性。一天,两天,巴斯德焦急地等待着。终于,潜伏期过了,迈斯特没有发病,奇迹般的好了,肆虐的狂犬病终于低下了头。

治愈狂犬病的消息一经传播,轰动了整个欧洲。人们都把巴斯德当救星一样看待,大批大批的狂犬病以及其他病的患者来到法国巴黎找这个惟一能解酒他们的人。为了应付日益增多的患者,法国与1888年成立了以巴斯德命名的巴斯德研究所(Institute Pasteur )。而迈斯特则做了这个研究所的看门人。

如果说詹纳带领人们第一次战胜了一种疾病,那么巴斯德则是给了人类一条战胜许多疾病的道路。正是他将欧洲人的平均寿命由40岁延长到70岁。另外,巴斯德也拥有高尚的品质,试想,如果巴斯德将巴斯德消毒法申请专利,这就将是一笔多么巨大的财富。巴斯德

一生都在为真理奋斗,要是总结一下巴斯德的话,我觉得英国物理学家丁铎尔(Tyndall,John,1820-1893)给巴斯德的一封信中的一句话就能说明一切:“在科学史上,我们首次有理由抱有确定的希望,就流行性疾病来说,医学不久将从庸医的医术中解放出来,而置于真正科学的基础上。当这一天到来时,我认为,人类将会知道,正是您才应该得到人类最大的赞扬和感谢。“

1895年9月28日,一直坚持工作的巴斯德在巴黎走到了生命的尽头,终年73岁。

参考文献:

《生命科学史》(A History Of the Life Science)中译本,玛格纳(Lois N.Magner) 《中西医学史》,李志平张福利刘武顺刘盈


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