巴斯德公布了他的細菌致病理論。
其實,早在巴斯德之前,有一個維也納醫生澤梅爾魏斯也在尋找致病的原因,並向細菌發起了攻擊,隻不過他並不知道他進攻的就是細菌。
澤梅爾魏斯在一個婦產科醫院當醫生。當時醫院中有許多產婦死於產褥熱。奇怪的是,那些在家裏生孩子,由不懂醫術的助產婆幫助接生的產婦反倒很少得產褥熱。
一次,醫院裏有一位醫生,在解剖屍體時不小心割破了手指,結果得了很像產褥熱的病症而死去。澤梅爾魏斯懷疑,是不是醫生們在解剖屍體時,把屍毒帶了出來,傳染給了產婦們。
於是,他要求醫生、護士進產房前必須用漂白粉水洗手。一年之內,他所在的產科病房產婦患產褥熱的死亡率大大降低。
但是,澤梅爾魏斯的做法卻激怒了他的同事們,他們認為讓他們洗手是對他們莫大的侮辱,因為這意味著醫生們是“殺人犯”。他們借口澤梅爾魏斯是匈牙利人把他趕出了這家奧地利的醫院。後來,澤梅爾魏斯在一次手術中,手意外被割傷,不幸得了敗血症而死亡。
巴斯德的細菌致病理論為澤梅爾魏斯開創的滅菌防腐法提供了科學依據,掃清了障礙。英國醫生李斯特在巴斯德理論的啟發下,首先用石碳酸給一位骨折病人的傷口消毒,過去像這樣嚴重的傷口幾乎都會化膿感染,這次病人卻順利地痊愈了。
在這次成功之後,李斯特要求醫生們用石碳酸噴灑手術室、洗手和浸泡工具,手術的感染率大大降低了,許多病人被救活了。李斯特專門寫了一封信給巴斯德,誠摯地感謝他指出了細菌腐敗的真正原因,從而自己才找出了防腐的方法。
巴斯德本人也積極倡導消毒無菌法。1870年普法戰爭爆發,巴斯德是一位熱忱的愛國者,他主動到醫院工作,命令醫生們用開水蒸煮所有的工具、紗布繃帶,大大減少了戰地感染,拯救了許多受傷士兵的性命。
緝拿殺人凶手
巴斯德指出了細菌是使人致命的凶手,但第一個拿到確切證據,證明一種病是由一種細菌引進,並捉拿到這個殺人凶手的是德國醫生、現代細菌學的奠基人之一羅伯特·科赫。
科赫是一位礦工的兒子。他在哥廷根大學讀書時,受到他的老師亨勒的影響,對微生物發生了興趣。大學畢業後,科赫在邊遠的沃爾斯頓當了一名鄉村醫生。
巴斯德細菌致病理論的提出,李斯特的消毒滅菌法都進一步激發了他要探索細菌是怎樣致病這個奧秘的決心。盡管行醫非常繁忙辛苦,但他抓住一切可以利用的時間,在十分簡陋的條例下,開展研究。深深理解他的妻子,在他30歲生日時,送給他一件珍貴的禮物——一台嶄新的精密顯微鏡,從此這台顯微鏡就伴隨著科赫,用它科赫做出了一個又一個重大的發現。
科赫在世界上首次以確鑿的事實證明了炭疽菌是引起炭疽病的罪魁禍首。
當時,在歐洲的許多地區,牛羊中流行著一種可怕的炭疽病,昨天還活蹦亂跳的牛羊,第二天就直挺挺地倒下了,它們的血變成黑色。有時牛羊的主人也會傳染上這種病,身上長出大癤子,嚴重的在一陣陣咳嗽聲中死去。
科赫從農民那兒和屠宰廠找來許多患病的和健康的牛羊的血液,放在顯微鏡底下觀察,他發現,患病的牛羊血液中有許多小棍狀和線狀的微生物,而健康牛羊則沒有。
早在科赫之前,有好幾位科學家,包括巴斯德都已經發現患炭疽病的牛羊體內有這種杆狀和線狀的細菌了,但怎樣證明就是它們引起炭疽病的呢?
科赫找來一些小白鼠,把它們尾巴根部切開一個小口,然後用消毒過的木片蘸上一滴病死的牲畜的血液刮進切口。第二天,小鼠就可憐地死去了,它們的脾變得又黑又大。取一滴小鼠的血液在顯微鏡下觀察,又可以看到那種可怕的杆狀和線狀細菌了。
但是科赫還不肯輕易下結論,他是一個極其嚴謹的科學家,“要證明這些細菌是炭疽病的病源,除非能把這種細菌分離出來,看到它們生長、繁殖、引起疾病。”他想。
為了防止其他雜菌混入,科赫巧妙地設計了兩片貼得很緊、中間有凹槽的玻璃片,裏邊放了一滴牛眼分泌液做營養物質,取了一點剛死去的小鼠的脾放在液滴中。他把這個裝置放在顯微鏡下觀察,這些杆狀細菌分裂成兩半,成百萬倍地繁殖著。
科赫從這個標本中取出一點點液體移到另一滴牛眼分泌液中繼續培養,這樣反複了8次,直到液滴中沒有一點小鼠組織,完全是純的炭疽菌為止。
科赫把這種體外培養的炭疽菌注射到羊、豚鼠、兔子等身上,結果它們都患炭疽病死去。
現在,科赫可以做結論了,正是炭疽菌引起了炭疽病。他激動地寫信把他的發現報告給著名的植物學家柯恩。
1876年4月30日,應柯恩邀請,這位鄉村醫生坐火車專程到布雷斯勞,在植物學會上連續3天演示了他的實驗。他的實驗是那樣完美無缺,轟動了整個科學界。
要證明一種細菌引起一種病,必須獲得單一的這種細菌。從巴斯德開始,人們就是用肉湯來培養細菌,各種各樣的菌混在一起,要把它們分開非常困難。怎樣才能方便地獲得純種細菌呢?科赫日夜思索著這個問題。
一天早上,科赫來到廚房,無意中發現一個煮熟的土豆,上邊長出了一些紅色和白色的斑點,作為細菌學家的科赫馬上想到,這是細菌落在上邊了,可是為什麼這些斑點的顏色不一樣呢?他用一根針挑了一點斑點上的物質放在顯微鏡下觀察,發現原來一種顏色的斑點上全是一種細菌,另一種顏色的斑點上又全是另一種細菌,也就是說在固體上,細菌不能自由移動了,這一發現使科赫驚喜萬分。
不過土豆的營養太少了,好多細菌不能在上邊生長繁殖。經過反複實驗,科赫終於發明了用肉湯加洋菜做成的半固體膠狀的培養基,用針尖把一個細菌挑在這種培養基上,很快就會繁殖出一個純的菌落。
科赫還首先采用染色法給細菌染色,以觀察細菌的形態,他還為顯微鏡下的細菌拍照,這些方法為人們捉拿“殺人凶手”提供了有力武器,致病的細菌一個個被分離出來,在顯微鏡下顯出原形。
在追捕“殺人凶手”中,科赫一馬當先。1882年,他發現了結核杆菌,揭開了這個曾奪去千百萬人性命,在過去被人們視為不治之症的奧秘。
1883年~1884年,他冒著生命危險到埃及和印度疫區考察霍亂,發現了霍亂弧菌,並向人們提出了控製這種疾病的建議。
科赫還不畏艱險,到南非幫助消滅口蹄疫,到印度考察鼠疫,到馬來群島、新幾內亞考察預防瘧疾,到東非研究扁虱引起的回歸熱、采采蠅引起的昏睡病等,他的一生都在不倦地與危害人類的疾病作鬥爭。
1905年,科赫因在病原學研究中為人類作出的偉大貢獻獲得了諾貝爾生理學和醫學獎。這位科學家卻謙虛地說:“如果我的成績真的比一般情況略大的話,那是因為我在醫學領域漫遊時,遇到了一些地區,這些地區金子都放在路邊。顯然將金子與普通金屬分開是必要的,但那也不是什麼偉大的成就。”
在科赫之後,更多的細菌被人們一一發現了,1884年發現白喉杆菌,1886年發現肺炎球菌,1887年發現腦膜炎球菌,1894年發現鼠疫菌……
人們不僅把一個個引起傳染病的“殺人凶手”緝拿歸案,而且還發明了一個比一個更有效地殺滅這些細菌的辦法。1909年,德國醫生艾立希發明了可以殺死螺旋體的藥物606。1935年,德國化學家杜馬克發明了殺傷力更強的百浪多息,這也就是世界上第一個被發現的磺胺藥物,當時被人們稱作是萬應靈藥,不久,磺胺又被新的效力更大的廣譜殺菌藥青黴素所代替。艾立希、杜馬克還有發現青黴素的弗萊明以及弗洛裏、錢恩都獲得了諾貝爾獎。
比細菌還小的病毒
有了磺胺、青黴素等“魔彈”,許多烈性傳染病被控製住了。但是,人們也發現,這些萬應靈藥在某些傳染病前卻不那麼靈,這是為什麼呢?
巴斯德、科赫都指出,一種傳染病是由一種細菌引起的,可是有的傳染病,人們用顯微鏡怎麼也找不出它們的病原菌來,難道是這些病原體小到連顯微鏡也看不到嗎?
巴斯德在研究狂犬病時就對此發生懷疑了,他能夠把狂犬病從一個動物體轉移到另一個動物體,而且製出了能預防狂犬病的疫苗,可卻始終沒有發現這種微生物,巴斯德當時就猜想,可能是這種病菌太小了,小到沒法看見。
巴斯德猜對了。引起狂犬病的是比細菌還要小得多的病毒。在世界上第一個發現病毒的,是俄國植物學家、病毒學的創始人之一伊凡諾夫斯基。他不是在研究人類疾病,而是在研究植物的疾病時發現病毒的。
1892年,在俄國成片成片的煙草田間,一種奇怪的病在蔓延著。得病的煙葉上出現白色的瘡斑,它們越來越多,最後整個煙草枯萎腐爛,這就是煙草花葉病。
年輕的植物學家伊凡諾夫斯基來到農田,決心查清煙草花葉病的病因。
他把患病的煙葉搗碎,把汁液滴到健康的煙葉上,結果健康的煙葉也被傳染上了這種病,顯然,引起這種病的病原體就在煙葉裏。他把煙葉汁放在顯微鏡下觀察,希望找到引起疾病的細菌,卻什麼也沒找到。
為了逮住這些細菌,伊凡諾夫斯基又想了一個辦法,他用一個非常精細的陶瓷過濾器來過濾煙草汁液,這個陶瓷過濾器的濾孔小到連顯微鏡也看不見,比細菌還小,如果有細菌的話,細菌將被留在過濾器上,濾液應當不會再使煙草害病了。
奇怪的是,當他把這些濾液塗在健康的煙葉上,不久,健康的煙葉又害病了。
“會不會是某種毒素呢?毒素溶解在煙草汁中,是可以通過過濾器的。”伊凡諾夫斯基想。為了證實這一想法,他把這棵被濾液染上花葉病的煙草搗成漿,讓漿液通過過濾器,然後把濾液滴在一棵沒患病的煙葉上,結果與前次一樣,這棵煙草也害病了,用同樣的方法,他把第二株煙草的病傳染給第三株,第三株的病傳給第四株……
如果是毒素引起的疾病,那麼把毒素從一株接種到另一株,應該是作用越來越小,可是現在每一株的情況都與原來一樣,伊凡諾夫斯基斷定:“這決不是沒有生命的毒素引起的,而是一種比細菌還要小,可以通過過濾器的微生物!”
1897年,荷蘭科學家貝查克林重複了伊凡諾夫斯基的實驗,他把這種可以通過過濾器的微生物叫濾過性病毒,現在,我們通常都稱之為病毒。
人們發現,許多疾病,包括麻疹、腮腺炎、水痘、流感、天花、狂犬病等都是由病毒引起的。到1931年,人們發現由病毒造成的病已不下40種,可是病毒究竟是什麼樣的,還是沒有人看到過。
1935年,美國生物化學家斯坦利從患煙草花葉病的煙葉汁中分離提純到了煙草花葉病的結晶,把這種結晶溶在水中,它的感染性完全和以前一樣。這是人們第一次得到了純病毒。
而真正看到病毒的真麵目,是在1940年,人們發現了能把物體放大幾萬到幾十萬倍的電子顯微鏡之後。
原來病毒是那樣小,呈細棒狀的煙草花葉病毒長隻有028微米,粗細隻有0015微米,脊髓灰質炎、黃熱病、口蹄疫病毒,直徑為0025到002微米,一個普通細菌中可以容納下4萬個這樣小的病毒。
正因為病毒這樣小,所以整個身體連一個完整細胞也構不成,它們的結構非常簡單,多數隻有一個核酸的芯子,外邊包著一層蛋白質外殼。它們的體內幾乎沒有自己的代謝機器,必須寄生在別的活細胞中,靠那個細胞供應原料,才能進行自我複製。這也就是為什麼許多對細菌有效的藥物,對病毒卻不靈了的原因,因為很難找到一種藥物,既能殺死病毒,又不傷害寄生細胞。
人們發現的病毒已有400多種,凡是有生物的地方,幾乎就有病毒,它們可以傳染動物、植物,還可以傳染細菌。傳染細菌的病毒就叫噬菌體。
病毒還不是最小的微生物。1971年,人們又發現了類病毒,類病毒還不到已知的最小的病毒的1/80,它的結構更簡單,連蛋白質外殼都沒有,隻由核酸組成。
通過300多年許許多多科學家的奮鬥,人們終於揭開了這個肉眼看不見的微生物王國的秘密。人們不僅發明了各種藥物、疫苗,征服了由微生物製造的形形色色的傳染病,而且還讓它們服服貼貼為人類服務,除了利用自然界存在的微生物工作外,人們還用遺傳工程的方法,製造出符合人類要求的人造微生物,讓它們為人類生產寶貴的藥品、食物、金屬等,微生物正在人類生活中發揮著越來越大的作用。