「发明创造的故事」(253)——贝林发明破伤风白喉疫苗的故事

贝林发明抗破伤风、白喉疫苗的故事

提要:祖国医学博大精深,正是依据中医“以毒攻毒”这一思想,贝林才研制成功白喉抗毒血清,挽救了数以百万计的生命,并拉开了20世纪人类征服一系列疑难病症的序幕。

1.白喉

白喉是一种古老的疾病,由白喉棒状杆菌引发。白喉棒状杆菌通过呼吸道传播,定植在人的上呼吸道,在咽部产生一种白色的膜性渗出物。

这种假膜一旦脱落,会导致儿童气管急性堵塞而死亡,白喉还会引起心肌脂肪变性及外周神经损伤。

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白喉棒状杆菌

是谁最早发现白喉抗毒素的呢?他就是德国著名的微生物学家埃米尔·阿道夫·冯·贝林(Emil A.von Behring,1854-1917)。

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埃米尔·阿道夫·冯·贝林

2.下定决心学医

1854年3月15日,贝林出生在当时普鲁士王国西普鲁士罗森堡县中的一个小村汉斯朵夫(今属波兰)。他共有12个兄弟姐妹,他排行第五。

他的父亲是一位贫穷的乡村教师。贝林十岁那年,父亲由于蛔虫钻进胆道险些丧命,幸亏医院救治及时,才侥幸活了下来。

自此,贝林下定决心学医。但是由于家境贫困,他无法继续获得奖学金来读他想读的医学,因此他只能学军医,因为军医学院是免费的,但条件是毕业后必须到*队军**去服役。

当贝林从大学毕业时,普法战争打响了。走上战场的贝林不甘心在后方等待送来的伤员,他经常随担架队到前线去抢救那些刚刚倒下的战士。

一次,在抢救伤员的过程中,他被流弹击中了肩部。贝林被抬上了手术台,躺在另一张手术台上的是一个等待着锯腿的士兵。

混乱的战场什么事都会发生。止痛针只剩下最后一针,贝林让医生给那位士兵注射,关键时刻,这位士兵拔出医生身上的手枪威逼着医生说:“给贝林军医注射,他是重要的,我死了没有关系。”

贝林流着泪接受了这针止痛针。听到那位战士锯腿时发出的惨叫,贝林暗下决心,今生今世要为减轻人类的痛苦而活,矢志不渝!

3.“以毒攻毒”

战争结束后,贝林开始在柏林的科赫研究所工作,在罗伯特•科赫教授的领导下研究细菌。当时这个研究所已经蜚声世界,先后找出许多传染病的病原菌,例如白喉棒状杆菌和破伤风芽孢梭菌。这些病原菌会产生毒素,使受感染的人或动物出现种种病症,严重者甚至引起死亡。

怎样才能征服这些病原菌呢?贝林心里总是想着这个问题。

这时,他结识了一位名叫北里柴三郎的日本人。北里柴三郎,1852年10月20日生于日本熊本县,1875年入东京大学医学院,1883年获医学博士学位,担任细菌学家绪方正规的实验室助手。1884年长崎发生大规模传染病,北里在患者排泄物中发现了霍乱弧菌,从而证明该病为霍乱。这时离科赫刚刚分离并确认了霍乱弧菌只晚一年。由此在1885年北里得到了赴科赫实验室进修的机会。

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北里柴三郎

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霍乱弧菌

北里柴三郎比贝林小九岁,他十四岁开始学习汉学,精通中国古代医学,非常崇拜华佗,李时珍等中国古代医学家。

一天,贝林与北里柴三郎谈起如何征服这些病原菌。北里柴三郎说:“中国古代医书有一条医理,叫做‘以毒攻毒’。例如用*霜砒**这种剧毒药品治疗人体寄生虫。在欧洲,琴纳首创的天花疫苗和巴斯德研制的狂犬疫苗都是以毒攻毒的实例。我们能不能依据这条医理来预防和治疗疾病呢?”

“以毒攻毒,以毒攻毒”,贝林嘴里轻轻念着这个词,突然,他高兴的跳起来:“对,以毒攻毒!既然病原菌能够产生毒素,毒害人和动物,那么就一定会有一种能攻毒的抗毒素。”道理虽然想通了,但贝林深知,距离真正找到“抗毒素”,还有漫长的路要走。

4.想象中的“抗毒素”

该怎样找到想象中的“抗毒素”呢?

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破伤风梭状芽孢杆菌

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贝林决定先从破伤风开始研究。在当时,破伤风的致死率相当高,一旦破伤风芽孢梭菌由皮肤伤口进入,而伤口又具备厌氧条件时,就可以使细菌生长繁殖,并释放出外毒素。

外毒素作用于中枢神经系统,会引发骨骼肌强烈痉挛,并产生破伤风特有的牙关紧闭和角弓反张等症状。

贝林依照巴斯德治疗狂犬病的方法,将感染过破伤风而依然存活的动物的血清,注射到刚刚感染破伤风的动物或者有外伤可能感染破伤风的动物。

经过300多次坚持不懈的实验,他终于证明了这种血清可以预防破伤风!

但是,这种含有“抗毒素”的血清,只有在机体发病前或刚刚发病时立即注射才会有效。而一旦已经发病,再注射就不能发挥效用了。

5.“抗毒免疫”

1889年,在德国医学学会的年会上,贝林根据自己的实验结果提出了一个崭新的概念——“抗毒免疫”,以此来阐述以毒攻毒的原理。

但是,他的观念太新颖了,超出了人们的理解能力。

贝林念着自己与北里柴三郎合写的论文,可会场上许多人都不在意,有人甚至打起了哈欠。他不禁有点儿着急,不由得放大了声音,以引起大家注意。

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北里柴三郎

一位学者站起来,说到:“先生,你们的论文有点儿道理,可是,恕我直言,有些字眼我们根本就没听说过,不是我挖苦二位,你们年纪轻轻,就在杜撰医学新名词!”

一番话惹得与会者哄堂大笑,贝林和北里脸都红了,尽管会场上的气氛很尴尬,但贝林依然坚持读完论文,因为他们坚信,自己的理论是正确的。要想让大家尽快接受,只能拿出更有说服力的证据来。

6.攻克白喉

1890年,贝林开始了攻克白喉的战斗。

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白喉棒状杆菌

他先在豚鼠身上注射白喉棒状杆菌,使它们患上白喉病,接下来,再注射不同毒性的药物进行治疗,结果,成百只豚鼠陆续死去了,却有两只侥幸存活下来!于是,贝林将剂量更大的白喉杆菌注射给这两只豚鼠,它们仍安然无恙,没有丝毫不正常的反应。

他又把白喉杆菌中分离出来的剧毒白喉毒素注射到两只豚鼠身上,结果还是没有发现任何异常的现象。

这说明在感染过致命的白喉杆菌而又康复了的动物血清中,的确存在一种特殊的免疫物质,它可以和细菌结合,并使细菌失去致病作用,这种化学物质应当具有巨大的应用潜力。

7.“圣诞节大拯救”

可是,这种由动物产生的白喉抗毒素血清能不能用来治疗儿童的白喉呢?

1891年12月20日,柏林大学附属诊疗所的儿科病房里,躺着一位奄奄一息的白喉患儿。

面对已经绝望的患儿父母,贝林告诉他们,自己有一种从未尝试过的新药,可能会将孩子救活。

听到这话,患儿的父母眼中闪现出希望的光芒,他们连忙表示同意。

贝林为患儿注射了一针白喉抗毒素血清,第二天,患儿的病情明显好转,四天后孩子的父母在床边一起与女儿庆祝了圣诞。

一周后,患儿出院了!

“圣诞节大拯救”成功了!

科学创造了奇迹!

白喉不再是不治之症,血清免疫学这一伟大成就,拯救了人类,轰动了全世界!

8.白喉抗毒素

可是,要想让“白喉抗毒素”真正投入临床发挥作用,还需要制定生产标准。

此时,曾提出过“受体学说”的埃尔利希加入了研究小组。

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埃尔利希.

他凭借着自己丰富的化学知识,娴熟的实验技术,迅速地帮助贝林解决了生产抗毒素的难题,并设计出一种定量方法来测定抗毒素的治疗单位。

由于抗毒素的量容易受到多种因素的影响而产生明显的变化,因此,埃尔利希制定了一种标准,精确测定抗毒素,并以白喉抗毒素血清为模型,用“单位”来测定抗毒素的量,这样就可以在临床上应用血清疗法了。

1892年,贝林与埃尔利希共同研制成功白喉抗毒素。

从此,白喉抗毒素拯救了成千上万的患儿。

血清疗法成为了征服白喉的有效手段,白喉死亡率从48%下降到13%。

9.血清疗法的创始人

贝林成为了血清疗法的创始人。

1895年,贝林成为了玛尔堡卫生研究所所长。在这里,他进一步开创了抗毒素制品的研制工作。

贝林先提供一种毒素与抗毒素的混合药物,其中抗毒素可以提供即时被动免疫,而毒素则可以刺激身体产生自己固有的抗毒素,进行长时间的主动免疫。这在医学领域又开辟了一条新的途径。

由于贝林在抗毒素血清治疗方面的开创性研究,特别是运用血清疗法防治白喉和破伤风等疾病方面的功绩,1901年,瑞典斯德哥尔摩卡罗琳斯卡医学院为他颁发了首届诺贝尔医学奖。

贝林毫不犹豫地将自己的奖金捐献给了自己创办的结核病研究所,并亲自主持研究所的工作,继续为攻克结核病殚精竭虑,并发明了一种能给小牛免疫的抗结核疫苗,为抗击结核病又做出了重要贡献。

10.血清疗法

谁能想到,2003年,当非典肆虐中华大地之时,贝林发明的血清疗法在治疗重症非典病人时,再一次发挥了神奇的作用。

2003年3月7日,中国人民解放军某医院姜素椿教授参加了非典病人的抢救并进行了尸体解剖。

3月14日傍晚,姜素椿发病,他患上了非典!

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非典病毒(Sars)

在当时,对于非典的治疗尚无特效药,所有的救治工作都是靠临床一线的医生自己想办法,姜素椿躺在病床上,脑子里始终想着的就是在抢救第一例非典病人时就在思考的一个问题:能不能用血清疗法的经验,来尝试用非典患者恢复期血清来救治危重患者呢?

但是这种疗法在治疗非典病人时还没有采用过。而且,鉴于时间及安全性方面的考虑,加之容易过敏,传染丙肝、艾滋病等病原体,医院的领导及专家小组对此顾虑重重。但是在姜素椿的一再坚持下,专家们终于同意了他的治疗方案。

3月22日上午,注射了非典患者恢复期血清之后,姜素椿的身体并没有出现任何异常反应,一周后他的呼吸变得顺畅起来,加之配合其他药物进行治疗,住院23天,他就奇迹般地康复出院了。

血清疗法又一次成功了!

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姜素椿

后来,香港中文大学医学院也采用了血清疗法,40例患者分两组进行对照,经过一个月治疗,输入血清的20例不仅零死亡,病程还缩短了一半。

贝林凭借古老的中医“以毒攻毒”的思想开创了血清疗法,而血清疗法又拯救了非典患者,贝林若地下有知,定会欣慰不已。