大流感-歷史上最致命的瘟疫的史詩故事(第十二章)_風聞
微信公众号_战争机器-2020-07-30 17:06
第十二章
醫學詞典對肺炎的定義是 “肺部炎症,並有合併症”。這個定義省略了對感染的提及,但實際上肺炎幾乎都是由某種微生物侵入肺部,然後注入人體的抗感染武器引起的。由此產生的細胞、酶、細胞碎片、液體以及相當於疤痕組織的發炎混合體增厚並導致鞏固;然後,平時柔軟的肺部、海綿狀的肺部變得堅硬、堅實、沒有彈性。通常當合並的範圍大到肺部無法將足夠的氧氣輸送到血液中,或者病原體進入血流,將感染帶到全身時,疾病就會致死。
在1936年之前,肺炎一直保持着美國主要死亡原因的地位。它和流感的關係如此密切,以至於現代國際衞生統計,包括美國疾病控制中心編制的統計,經常將它們列為單一死因。即使是在二十一世紀初的今天,隨着抗生素、抗病毒藥物、氧氣和重症監護室的使用,流感和肺炎加在一起,常規上也是美國第五或第六位--每年不同,通常取決於流感季節的嚴重程度--的主要死因,也是傳染病的主要死因。
流感會直接導致肺炎,通過大規模的病毒入侵肺部,或者間接地--也是更常見的--通過破壞身體某些部位的防禦系統,讓所謂的二次入侵者--細菌--幾乎沒有抵抗力地侵襲肺部。也有證據表明,流感病毒使一些細菌更容易侵入肺部,不僅一般地消滅了防禦機制,而且特別促進了一些細菌附着在肺組織上的能力。
雖然許多細菌、病毒和真菌都可以侵入肺部,但引起肺炎最常見的一個原因是肺炎球菌,這種細菌可以是原發或繼發入侵者。(它導致了大約95%的大葉性肺炎,涉及到一個或更多的整個肺葉,儘管支氣管肺炎的比例要低得多)。1881年,喬治-斯特恩伯格在一個軍隊哨所的臨時實驗室工作時,首先從自己的唾液中分離出這種細菌,用它接種兔子,並得知它能殺死兔子。他沒有認識到這種病是肺炎。巴斯德也沒有,他後來發現了同樣的生物體,但卻先發表了文章,所以科學禮節讓他優先發現。三年後,第三位研究者證明這種細菌經常在肺部定植,並引起肺炎,因此得名。
在顯微鏡下,肺炎球菌看起來像典型的鏈球菌,是一種中等大小的橢圓形或圓形細菌,通常與其他細菌連成一條鏈,不過肺炎球菌通常只與另外一種細菌相連--有時也被稱為外交球菌,像兩顆珍珠並排。當暴露在陽光下時,它在九十分鐘內就會死亡,但在黑暗的房間裏,它在潮濕的痰液中可以存活十天。偶爾可在塵埃粒子上發現。在病毒形式下,它可以具有很強的傳染性--事實上它本身就可以引起流行病。
早在1892年,科學家們就試圖製造一種血清來治療它。他們失敗了。在接下來的幾十年裏,當研究者們在治療其他疾病方面取得巨大進展時,他們在治療肺炎方面幾乎沒有取得任何進展。這並不是因為缺乏嘗試。每當研究人員在防治白喉、鼠疫、傷寒、腦膜炎、破傷風、蛇咬傷和其他殺手方面取得任何進展時,他們就立即用同樣的方法來防治肺炎。但還是連成功的苗頭都沒有。
調查人員在科學的最外圍工作。他們逐漸提高了生產能保護動物的血清的能力,但不能保護人。他們努力瞭解這種血清是如何工作的,推進可能最終導致治療的假説。Almroth Wright爵士因開發傷寒疫苗而被授予騎士勳章,他推測免疫系統在入侵的生物體上塗上了他所謂的 “噬菌素”,這使得白血球更容易吞噬入侵者。他的見解是正確的,但他從這一見解中得出的結論卻是錯誤的。
南非金礦和鑽石礦的工人患肺炎的情況最為嚴重。流行病的情況幾乎是持續不斷的,爆發時經常有40%的人患病死亡。1914年,南非礦主要求賴特設計一種預防肺炎的疫苗。他聲稱成功了。事實上,他不僅失敗了,他的疫苗還能致人死亡。這一點和其他錯誤為賴特贏得了競爭研究者的嘲笑性綽號 “幾乎正確的爵士”。
但當時兩位德國科學家已經找到了治療或預防肺炎問題的線索。1910年,他們區分了所謂的 “典型 “肺炎球菌和 “非典型 “肺炎球菌。他們和其他人試圖發展這一線索。
然而隨着大戰的開始,對肺炎的防治進展甚微,以至於奧斯勒本人仍然推薦靜脈切開放血。“我們現在比幾年前更多地採用這種方法, 但更多地是在疾病的晚期而不是早期。我認為,在疾病發作時,對那些身體強健、健康的人進行出血,並伴有強烈的高燒,是一種好的做法。”
奧斯勒並沒有聲稱出血可以治癒肺炎,只是説出血可能會緩解某些症狀。他的説法是錯誤的。他1916年版的教科書還説:“肺炎是一種自限性疾病,既不能中止,也不能用我們掌握的任何已知手段來縮短。”
美國人要挑戰這個結論了。
當魯弗斯-科爾來到洛克菲勒研究所領導其醫院時,他決定將自己和他組建的團隊的大部分精力集中在肺炎上。這是一個顯而易見的選擇,因為它是最大的殺手。
要治癒或預防肺炎,就像當時所有其他傳染病一樣,需要操縱人體自身的防禦系統,即免疫系統。
在科學家們可以戰勝的疾病中,抗原--入侵生物體表面刺激免疫系統做出反應的分子,即免疫反應所針對的目標--並沒有改變。在白喉中,危險的部分甚至不是細菌本身,而是細菌產生的一種毒素。
這種毒素沒有生命,沒有進化,有固定的形式,抗毒素的產生已經成為常規。給馬匹注射了逐漸增加劑量的烈性細菌。細菌製造了毒素。而馬的免疫系統則產生抗體,與毒素結合並中和毒素。然後給馬放血,將血液中的固體物質去除,直到只剩下血清,然後將其提純成抗毒素,這種抗毒素已變得如此普遍,並能拯救生命。
同樣的過程也產生了破傷風抗毒素、抗腦膜炎的Flexner血清以及其他幾種血清或抗毒素。科學家們在給馬接種疫苗,預防某種疾病,然後提取馬的抗體,注射到人的體內。這種從外界借用免疫系統防禦能力的做法被稱為 “被動免疫”。
如果用疫苗直接刺激人自身的免疫系統,使人對細菌或病毒產生自己的防禦能力,這就叫 “主動免疫”。
但在迄今為止所有被成功治療的疾病中,抗原,也就是免疫系統所瞄準的目標,一直保持不變。目標保持不動,它沒有移動。所以目標很容易被擊中。
肺炎球菌則不同。“典型 “和 “非典型 “肺炎球菌的發現打開了一扇門,研究人員現在發現了許多類型的細菌。不同類型的細菌有不同的抗原。有時同一類型的細菌也有毒性,有時沒有,但為什麼一種細菌能殺死人,而另一種細菌能引起輕微的或沒有疾病,還沒有人設計實驗來回答這個問題。這是為未來準備的,是一種拉動數據的暗流。當務之急是找到一種治療性的血清,一種預防性的疫苗,或者兩者兼而有之。
1912年,洛克菲勒的科爾已經研製出一種血清,它對單一類型的肺炎球菌有可測量的療效,甚至有顯著的療效。他偶然讀到了艾弗裏的一篇論文,主題完全不同,是關於結核病患者的二次感染。雖然篇幅狹窄,難成經典,但這篇論文還是給科爾留下了深刻的印象。它紮實、透徹、嚴密,卻又分析深刻,表現出對結論的潛在影響和可能的新研究方向的認識。這也顯示了艾弗裏的化學知識和對病人疾病進行全面科學的實驗室調查的能力。科爾給艾弗裏寫了一張紙條,給他提供了一份研究所的工作。艾弗裏沒有回覆。科爾又發了第二張紙條。他還是沒有收到回覆。最後科爾拜訪了艾弗裏,並提高了工資待遇。後來他發現艾弗裏很少看他的郵件。這是艾弗裏的典型特點,他的注意力總是放在他的實驗上。現在他接受了。大戰開始後不久,但在美國加入戰爭之前,艾弗裏也開始研究肺炎。
肺炎是科爾的激情。對於艾弗裏來説,它將成為一種痴迷。
奧斯瓦爾德-艾弗裏是一個矮小瘦弱的男人,一個體重真的最多110磅的小個子。他的頭很大,眼神很熱烈,看起來就像一個會被人笑為 “蛋頭 “的人,如果當時還在用這個詞的話,他小時候在校園裏被人欺負過。如果是這樣的話,似乎沒有留下任何傷痕,他看起來友好、開朗,甚至外向。
他出生於蒙特利爾,在紐約市長大,是一位浸禮會牧師的兒子,他在市內的教堂裏講道。他有很多的才能。在科爾蓋特大學,他與同學哈里-埃默森-福斯迪克在演講比賽中並列第一,成為二十世紀初最著名的傳道人之一(福斯迪克的弟弟雷蒙德最終領導了洛克菲勒基金會;老約翰-洛克菲勒為哈里建造了河畔教堂)。艾弗裏的長號吹得也很好,曾在國家音樂學院的音樂會上表演過--這場音樂會由安東寧-德沃克指揮,他還經常畫水墨漫畫和畫風景。
然而,儘管他的外在友好和善於交際,艾弗裏卻自稱是 “研究的真正內向性”。
艾弗裏的門徒雷內-杜博斯回憶説:“然而,對我們幾個在日常生活中見過他的人來説,他的個性中常常透露出另一面,……一種更令人難忘的品質,……一個憂鬱的人物輕輕地對自己吹着特里斯坦與伊索爾德中牧羊人之歌的孤獨曲調。對隱私的強烈需求,即使是以孤獨為代價買來的,也制約了艾弗裏的大部分行為。”
如果電話鈴聲響起,艾弗裏會興致勃勃地説話,彷彿很高興聽到來電者的聲音,但當他掛斷電話時,杜博斯回憶説:“彷彿一張面具掉了下來,他的笑容被疲憊而近乎折磨的表情所取代,電話被推開放在桌子上,成為抗議侵佔世界的象徵。”
和韋爾奇一樣,他從未結過婚,也不知道他與任何一個性別的人有過情感或親密的關係。和韋爾奇一樣,他也可以很有魅力,成為人們關注的焦點;他的相聲模仿得很好,以至於一位同事稱他為 “天生的喜劇演員”。然而,他反感任何形式的對自己的侵犯,甚至反感別人對他的娛樂企圖。
他的其他一切都與韋爾奇相反。韋爾奇廣泛閲讀,對一切事物都有好奇心,足跡遍佈歐洲、中國和日本,似乎在擁抱宇宙。韋爾奇經常在精心設計的晚餐中尋求放鬆,幾乎每天都要退回到他的俱樂部。而韋爾奇作為一個很年輕的人,被公認為是有大作為的標誌。
艾弗裏卻不是這些東西。他當然不被認為是一個出色的年輕調查員。科爾僱傭他的時候,他已經快四十歲了。四十歲時韋爾奇已經在國際科學界的最高圈子裏活動。到四十歲時,艾弗裏同時代的那些會留下任何重要科學遺產的人已經名聲大噪。然而,艾弗裏和洛克菲勒那些年輕得多的研究人員一樣,基本上處於試用期,沒有留下什麼特別的印記。的確,他沒有取得任何成就--但不是因為缺乏野心,也不是因為缺乏工作。
當韋爾奇不斷地進行社交和旅行時,艾弗裏幾乎沒有個人生活。他逃避了一個人的生活。他幾乎從不應酬,也很少出去吃飯。雖然他與弟弟和一個孤兒表弟很親近,也覺得對他們有責任,但他的生活,他的世界,就是他的研究。其他都是無關緊要的。有一次,一家科學雜誌的編輯請他寫一篇關於諾貝爾獎獲得者卡爾-蘭斯泰納的紀念文章,他曾與洛克菲勒密切合作。在這篇文章中,艾弗裏對蘭德斯坦納的個人生活隻字未提。編輯要求他插入一些個人細節。艾弗裏拒絕了,他説,個人信息將有助於讀者瞭解任何重要的事情,既不瞭解蘭斯泰納的成就,也不瞭解他的思想過程。
(Landsteiner很可能會批准Avery的治療。當他被通知獲得諾貝爾獎時,他繼續在實驗室裏工作了一整天,很晚才回家,以至於他的妻子都睡着了,也沒有叫醒她把這個消息告訴她)。)
艾弗裏説,研究很重要,而不是生活。而研究的生命,就像任何藝術的生命一樣,在於內心。正如愛因斯坦曾經説過的:“導致人們走向藝術或科學的最強烈的動機之一,是對日常生活的逃避……"。伴隨着這個消極的動機,還有一個積極的動機。人試圖以任何適合自己的方式,為自己塑造一個簡化的、清晰的世界形象,從而通過努力在一定程度上用這個形象來代替經驗世界來克服經驗世界。畫家是這樣做的,詩人、投機的哲學家、自然科學家也是這樣做的,各司其職。在這個形象及其形成的過程中,他把自己情感生活的重心放在了這個形象上,以獲得在漩渦式的個人經驗的狹小範圍內無法找到的平靜和安寧。”
除了對音樂的熱愛可能是個例外,艾利在實驗室之外似乎沒有存在感。多年來,他與另一位在洛克菲勒與他密切合作的單身科學家阿爾豐斯-多切斯,以及一批因結婚或換工作而離開的更臨時的科學家室友們,共同居住在同一公寓裏。艾弗裏的室友們過着正常的生活,出門在外,週末外出。當他們回家的時候,會有艾弗裏,準備開始一場關於實驗問題或結果的長篇大論,一直持續到深夜。
但如果艾弗裏沒有什麼個人生活,他確實有野心。他渴望在荒野中生活了這麼久之後能有所成就,這使他在到達洛克菲勒後不久就發表了兩篇論文。在第一篇論文中,根據僅有的幾個實驗,他和多切斯制定了 “關於毒力和免疫力的全面代謝理論”。在第二篇中,艾弗裏又遠遠超出了他的實驗證據,得出了一個結論。
兩者很快被證明是錯誤的。羞辱之餘,他決心再也不受這樣的尷尬。他變得格外小心,格外謹慎和保守,在他發表的任何東西,甚至在他自己的實驗室之外説。他並沒有停止猜測--私下裏對一個實驗最大膽、最深遠的解釋,但從那時起,他只發表經過最嚴格檢驗的、最保守的結論。從那時起,艾弗裏只會在公開場合一步步向前走。一次一寸,他最終將覆蓋 一個巨大的和驚人的距離。
當一個人寸步難行的時候,進步是緩慢的,但它仍然可以是決定性的。科爾和艾弗裏的合作正是科爾在組織洛克菲勒醫院時所希望的那樣。更重要的是,工作取得了成果。
在實驗室裏,艾弗裏和多切斯起了主導作用。他們在設備簡單的實驗室裏工作。每個房間都有一個深瓷水槽和幾個工作台,每個工作台都有一個本生爐的煤氣出口,下面還有抽屜。桌面空間裏擺滿了試管架、簡單的石臼瓶、培養皿--裝各種染料和化學品的滴管,還有裝着移液器和鉑金圈的錫罐。在同一個桌面上,調查人員幾乎完成了所有的工作:接種、放血和解剖動物。桌面上還放着一個籠子,偶爾會有一些動物被當做寵物飼養。房間中間是孵化器、真空泵和離心機。
首先,他們複製了早期的實驗,部分是為了熟悉技術。他們讓兔子和小鼠接觸逐漸增加劑量的肺炎球菌。很快,這些動物就對細菌產生了抗體。他們從它們身上抽血,讓固體物質沉澱出來,用虹吸管吸掉血清,加入化學藥劑沉澱剩餘的固體,然後通過幾個過濾器淨化血清。其他人也做過類似的工作。他們成功地用血清治癒了小鼠。其他人也曾這樣做。但小鼠不是人。
在某種程度上,它們也不是真正的小鼠。科學家們必須保持儘可能多的因素不變,限制變量,以便更容易準確地理解是什麼導致了實驗結果。所以,小鼠被雜交,直到一個特定品系中的所有小鼠都有幾乎相同的基因,除了性別差異。雄性小鼠過去和現在一般都不用於實驗,因為它們有時會互相攻擊;一隻小鼠因任何原因死亡或受傷都會扭曲實驗結果,毀掉幾周的工作)。這些小鼠是完全有生命的,但也是模型系統,儘可能地消除了生命的複雜性、多樣性和自發性;它們被培育成與試管最接近的活物*。
*艾弗裏所使用的實驗室小鼠的基因系至今仍在使用;至少從1909年開始,這些小鼠就已經被近親繁殖,成為一種有用的工具。正如美國國家癌症研究所的一位科學家所説:“我可以百分之百地治癒小鼠的癌症。如果做不到這一點,你還不如把它掛起來。”
但如果説科學家們是在給小白鼠治病,那麼任何地方都沒有人在給人治病方面取得任何進展。一次又一次的實驗都失敗了。在其他地方,其他嘗試類似方法的研究者都退出了,他們因失敗而確信他們的理論是錯誤的,或者他們的技術不足以產生結果--或者他們只是變得不耐煩,轉而去解決更容易的問題。
艾弗裏沒有繼續前進。他看到一些證據表明他是正確的。他堅持不懈,反覆試驗,試圖從每一次失敗中學習。他和Dochez種植了數百種肺炎球菌的培養物,改變菌種,瞭解越來越多關於它的新陳代謝,改變細菌生長的培養基的成分。(很快,艾弗裏就成為世界上最擅長弄清什麼培養基能最有效地培養不同細菌的人之一。) 他在化學和免疫學方面的背景開始得到回報,他們把每一條信息都當作楔子,把它打入問題,破解或撬開其他的秘密,改進技術,最後,逐漸寸步不離地超越了別人所做的工作。
他們和其他人確定了三種相當統一和常見的肺炎球菌菌株,他們簡稱為I型、II型和III型。其他的肺炎球菌則被指定為IV型,這是對較少出現的幾十種其他菌株(已確定的有九十種)的統稱。前三種類型給他們提供了一個更具體的抗血清目標,他們製作了這種抗血清。當他們將不同的肺炎球菌培養物暴露在血清中時,他們發現血清中的抗體只會與它的匹配培養物結合,而不會與任何其他培養物結合。在沒有顯微鏡的試管中甚至可以看到這種結合,細菌和抗體凝結在一起。這個過程被稱為 “凝集”,是對特異性的測試。
但很多東西在體外,在試管這個狹小的宇宙中能起作用,在體內,在近乎無限複雜的生命中就會失敗。現在他們又在兔子和小鼠身上進行了循環測試,測試不同菌株在動物身上的殺傷力,測試它們產生抗體的情況,抗體與它們的結合情況。他們嘗試注射大量的被殺死的細菌,認為這可能會引發大量的免疫反應,然後使用該技術產生的血清。他們嘗試混合小劑量的活細菌和大劑量的死細菌。他們嘗試了活細菌。在小鼠身上,他們最終取得了壯觀的治癒率。
同時,艾弗裏對細菌的理解也在加深。深化到他迫使科學家們改變了對免疫系統的思考。
肺炎球菌最令人費解的一個方面是,有些細菌具有毒性和致命性,有些則沒有。艾弗裏認為他對這個問題的答案有了線索。他和Dochez專注於這樣一個事實:一些肺炎球菌--但只有一部分--被一種由多糖(一種糖)製成的囊狀物所包圍,就像M&M糖果柔軟的內壁所包圍的硬糖殼一樣。艾弗裏在1917年發表的第一篇關於肺炎球菌的論文就涉及到這些 “特殊的可溶性物質”。他將在這個課題上追求超過四分之一個世紀的時間。當他試圖解開這個謎題時,他開始把肺炎球菌,這種殺傷性細菌,稱為 “糖衣微生物”。他的追求將產生一個重大的發現和對生命本身的深刻理解。
與此同時,西方世界的其他地方已經處於戰爭狀態,科爾、艾弗裏、多切斯和他們的同事準備在人身上測試他們的免疫血清。