最完美科学家:微生物学之父路易·巴斯德
2017-07-05
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​ 在今天看来,“传染病由致病微生物所引起”已经是一个不言而喻的常识,但这个常识经历了至少两千年的努力才被深刻理解。从古希腊时代起,医界已有不少人注意到某些疾病的发生带有明显传染性,但首位采用严密的科学逻辑、谨慎的实验步骤、无可辩驳的事实根据证明了某些微生物可以引起食物腐败、导致疾病的,则是法国天才的化学家、微生物学家路易·巴斯德。

路易·巴斯德(Louis Pasteur,1822—1895)出生在法国东南部一个盛产葡萄酒的小镇上。他的父亲是一位皮革匠,为拿破仑军队制作马鞍、皮靴,但他十分重视对儿子路易的教育,将他送入当地最好的学校读书。对于医学而言,巴斯德可算是一位真正的“门外汉”。他在21岁时进入巴黎高等师范学院(Ecole Normale Superieure),受到几位著名的物理学、化学教授的精心培养,不久就因为在化学实验方面所展现出的天赋、极其敏锐的观察能力而格外受到器重。毕业两年之后,于26岁时即获聘成为著名的斯特拉斯堡(Strasburg)大学的化学教授。年仅26岁的巴斯德因对酒石酸的镜像同分异构体的研究而一跃跨入著名化学家的行列之中。

独具慧眼 发现不同类型微生物对酿酒最终产物起着决定性作用

5年以后(1854年),巴斯德受聘担任里尔大学的理学教授。他的愿望是能以科学研究的成果造福于当地和国家的经济发展。巴斯德注意到,同样的葡萄汁在酿造过程中,大多数发酵生成了酒精,但有一部分却变酸而生成了醋。当时的酒业界人士普遍认为,酿酒是一个纯粹的有机化学反应,几乎没有人去留意糖类和淀粉发酵过程中始终存在的酵母菌。但巴斯德却不愿意轻信一般人的解释。他深信,是那些只有显微镜才能看到的微小生物,通过某种代谢过程,将葡萄汁变成了酒精、醋酸或其它的有机化合物。巴斯德收集了来自不同酿制产物(醇酒还是酸醋)的酵母菌,在显微镜下仔细观察,终于获得了惊人的发现:凡是酿制成功的发酵物,其中只含有一种单纯的微生物;而酿制变酸、生絮、混浊、变味的发酵物中,却是另外一些完全不同的微生物。在显微镜下,这些微小的生物比普通的酵母菌要小,它们不仅可以增殖,还可以出芽。显然,这些不同类型的微生物对酿制过程的最终产物起着决定性的作用。

可惜长达3年之久,他的发现在里尔大学始终得不到重视。他终于决定离开里尔大学,返回他的母校巴黎高等师范学院。在那里,他一边努力主持校务,一边艰苦创业,继续开展关于微生物和发酵过程的研究。在这个发现的基础上,巴斯德不断探索,他不仅对许多细菌的形状了如指掌,而且还掌握了它们生长所需要的必要条件,包括营养、温度、需氧还是厌氧等等。这些条件不仅有利于鉴别不同种类的细菌,也使巴斯德逐渐建立了分离、纯化、选择性培养不同类型的微小生物的具体方法。他将这些方法进一步应用到食品工业之中,大大地改善了葡萄酒、啤酒的酿制和面食类、奶制品的发酵过程。

蚕病事件

1865年,法国南部蔓延着一种可怕的蚕病,使养蚕业面临一场严重的危机,一种病疫造成蚕的大量死亡,南方的丝绸工业也因此遭到严重打击。

巴斯德得到消息之后,马上到法国南部实地调查。他首先取来病蚕和被病蚕吃过的桑叶仔细观察,一连几天和助手通宵达旦地工作。很快,他通过显微镜发现蚕和桑叶上都有一种椭圆形的微粒。这些微粒能游动,还能迅速地繁殖后代。他找来没病的蚕和从树上刚摘的桑叶,在显微镜下,发现了那种微粒。“这就是病源!”巴斯德兴奋地叫了起来。他立即告诉农民,把病蚕和被病蚕吃过的桑叶统统烧掉。这样,蚕病被控制住了。

通过蚕病事件,巴斯德为人类第一次找到了致病的微生物,给它取了个名字,叫“病菌”。

此后,巴斯德开始研究人类致病的原因,结果发现了多种病菌。他还发现在高温下,病菌很快就会残废,于是他向医生宣传高温杀菌法,可以防止病菌传染。现在,我们医院里使用的医疗器械,都要用高温水蒸汽蒸煮,这就是用巴斯德发明的消毒方法,后人叫它“巴氏消毒法”。

鸡霍乱流行 巴斯德发现传染病的免疫方法

1880年,法国鸡霍乱流行,怎样才能使鸡不得传染病呢?这成了巴斯德新的研究课题。不久,他向科学院送上了自己的研究报告,他发现了传染病的免疫方法。

巴斯德把导致鸡霍乱流行的病菌浓缩液注射到鸡身上,当天鸡就死了。病菌浓缩液放了几个星期之后,巴斯德又给鸡注射,鸡却没有死。经过多次实验,巴斯德认识到,病菌放一段时间之后,不仅毒性大为减少,而且还有抗病的效力。这样,他就制成了鸡霍乱疫苗,注射后,能增强鸡的抵抗力,防止霍乱传染。

掌握了制造疫苗的方法之后,巴斯德就开始研究使人类致病的病菌。他组织学士们和助手们进行了无数次实验,制成了伤寒、霍乱、白喉、鼠疫等多种疫苗,控制了多种传染病。

狂犬病

随后,巴斯德的目标转向另一个令人颇为恐惶的传染性疾病—狂犬病(Rabies),又称为“恐水症”(Hydrophobia)。今天的医学生都知道,这是由狂犬病毒引起的疾病。人在被患病的疯狗咬伤之后,狗唾液中的病毒由伤口进入人体,最后侵入大脑,导致病毒性脑炎。典型的患者都会表现出发热、怕水、严重抽搐等十分痛苦的症状,直到死亡。因为狂犬病的病原体不是细菌,而是更小的病毒,巴斯德和他的同事们花费了几年的精力,试图找到一种减毒的病原体,却不能成功地培养出大量的病原体。最后,他们不得不把注意力转移到患病的活体动物,开始研究狗、家兔和猴子。最后,他们将患有狂犬病的家兔脊髓经过两周的干燥之后,制成注射剂,用极小的剂量多次感染家兔,他们终于使动物获得了对狂犬病的免疫力。但是,谨慎的巴斯德一直等到1886年夏天,才有了足够的信心第一次在人体上证实这种“疫苗”的作用。

7月6日那天,一位惊恐万状的母亲将自己9岁的儿子约塞夫·梅斯特(Joseph Meister)带到了巴斯德的实验室。原来约塞夫两天前不幸被疯狗咬伤了,生命危在旦夕。她怀着最后一线希望,来恳求巴斯德的帮助。巴斯德征询了两位医生的意见,都一致认为如果没有特殊的奇迹出现,约塞夫的生命将无可挽回。巴斯德这才决定为小朋友进行试探性的治疗。在10天之内,巴斯德为约塞夫进行了13次小剂量的疫苗注射,同时也满怀焦虑地观察着约塞夫的反应。令人欣慰的是,约塞夫一直安然无恙。巴斯德终于从死神的手里夺回了这个原已被判处“死刑”的小朋友。几个月之后,巴斯德用同样的方法又挽救了另一位被疯狗严重咬伤的牧童。

巴斯德用疫苗注射的方法成功地防止了狂犬病的消息,迅速传遍了法国、传遍了欧洲。这也是人类历史上第一次用科学的方法成功地预防病毒性传染病的辉煌记载。此后,不断有狂犬病患者慕名远道而来,请求巴斯德的救治。为了接纳更多的狂犬病人,巴斯德不得不依靠政府的资助,于1887年在巴黎建立了一个门诊部,后来逐渐发展成为研究、治疗传染性疾病的中心和培养青年研究人员的重要学术机构,这就是后来举世闻名的巴斯德研究所(Pasteur Institute)。

由于长期的辛劳和痛失三位爱女的沉重打击(37岁左右巴斯德刚回到母校巴黎高等师范学院任职时,心爱的大女儿却被类伤寒夺走了生命。此后不久,他的另外两个女儿也先后死于类伤寒。),巴斯德几次发生中风,他的健康每况愈下,终于在1895年9月28日离开了人世。

巴斯德是一位杰出的科学家,有着超乎常人的睿智、极为仔细的观察能力和不屈不挠的奋斗精神。与此同时,他对社会又具有高度的责任心,始终希望以自己的科学研究造福于社会。他的一系列研究对改善全人类生活的许多方面,从葡萄酒、啤酒的酿制、奶制品和其他食品的发酵、保鲜,到传染性疾病的研究和预防,都有着不可估量的影响。他受到全社会的无限尊敬,被同代人誉为“微生物学之父、人类历史上最完美的科学家”。

(环球医学编辑:常 路 )

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