巴斯德发明巴氏灭菌法及免疫法

路易斯•巴斯德
巴氏灭菌法是路易斯•巴斯德发明的。1862年巴斯德发明一种能杀灭牛奶里的病菌,但又不影响牛奶口感的灭菌方法,也叫巴氏消毒法。巴氏消毒是利用病原体不是很耐热的特点,用适当的温度和保温时间处理,将其全部杀灭。但经巴氏消毒后,仍保留了小部分无害或有益、较耐热的细菌或细菌芽孢。
路易斯•巴斯德,1822年12月27日出生于法国东尔城,毕业于巴黎大学,法国著名的微生物学家、化学家,1895年9月28日逝世。
他研究了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等,把微生物的研究从主要研究微生物的形态转移到研究微生物的生理途径上来,从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础,并开创了微生物生理学。
循此前进,在战胜狂犬病、鸡霍乱、炭疽病、蚕病等方面都取得了成果。从此,整个医学迈进了细菌学时代,得到了空前的发展。美国学者麦克•哈特所著的《影响人类历史进程的100名人排行榜》中,巴斯德名列第12位,可见其在人类历史上巨大的影响力。
像牛顿开辟出经典力学一样,巴斯德一生进行了多项探索性的研究,开辟了微生物领域,创立了一整套独特的微生物学基本研究方法,开始用“实践-理论-实践”的方法开始研究,他也是一位科学巨人。
巴斯德是19世纪最有成就的科学家之一。他用一生的精力证明了四个科学问题:
(1)每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展,这位法国化学家发现用加热的方法可以杀灭那些让葡萄酒变酸的恼人的微生物。很快,“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。
(2)每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展:由于发现并根除了一种侵害蚕卵的细菌,巴斯德拯救了法国的丝绸工业。
(3)传染病的微菌,在特殊的培养之下可以减轻毒力,使他们从病菌变成防病的疫苗。他意识到许多疾病均由微生物引起,于是建立起了细菌理论。
(4)曲颈瓶的巧妙发明和细菌试验证明其不是由腐败的物体产生,而是细菌将物体腐化,打破了牛顿等人长久以来的观点。
路易斯•巴斯德不仅是个理论上的天才,还是个善于解决实际问题的人。
巴斯德并不是病菌的最早发现者。在他之前已有基鲁拉、包亨利等人提出过类似的假想。但是,巴斯德不仅热情勇敢地提出关于病菌的理论,而且通过大量实验,证明了他的理论的正确性,令科学界信服,这是他的主要贡献。
显然病因在于细菌,那么显而易见,只有防止细菌进入人体才能避免得病。因此,巴斯德强调医生要使用消毒法。向世界提出在手术中使用消毒法的约瑟夫•辛斯特便是受了巴斯德的影响。
灭菌法
当时,法国的啤酒、葡萄酒业在欧洲是很有名的,但啤酒、葡萄酒常常会变酸,整桶的芳香可口的啤酒,变成了酸得让人不敢闻的黏液,只得倒掉,这使酒商叫苦不已,有的甚至因此而破产。
1856年,里尔一家酿酒厂厂主请求巴斯德帮助寻找原因,看看能否防止葡萄酒变酸。巴斯德答应研究这个问题,他在显微镜下观察,发现未变质的陈年葡萄酒,其液体中有一种圆球状的酵母细胞,当葡萄酒和啤酒变酸后,酒液里有一根根细棍似的乳酸杆菌,就是这种“坏蛋”在营养丰富的葡萄酒里繁殖,使葡萄酒“变酸”。他把封闭的酒瓶放在铁丝篮子里,泡在水里加热到不同的温度,试图杀死这乳酸杆菌,而又不把葡萄酒煮坏,经过反复多次的试验,他终于找到了一个简便有效的方法:只要把酒放在五六十摄氏度的环境里,保持半小时,就可杀死酒里的乳酸杆菌,这就是著名的“巴斯德杀菌法”(又称低温灭菌法),这个方法至今仍在使用,市场上出售的消毒牛奶就是用这种办法消毒的。

巴斯德在观察
巴斯德研究了发酵现象,发现了酵母菌、乳酸菌。还有一次实验。他取出二种瓶子(曲颈瓶、直颈瓶),里面放着肉汁,再分别用火加热,将肉汁及瓶子杀菌,结果放在曲颈瓶里煮过的肉汁,由于不再和空气中的细菌接触,结果肉汁经过4年,还没有腐败,另一放在直颈瓶的肉汁,很快就变坏了,这些都可以解释万物都不是自然会发生的,即使细菌亦如此。巴斯德的实验与见解,很快得到大众的信服。也因为巴斯德的这个发现,人们才知道伤口的腐烂和疾病的传染,都是细菌在作怪。消毒与预防的方法就在医界盛行起来。

巴斯德肉汤实验
蚕医生
19世纪60年代,欧洲大陆的蚕卵都感染了疾病。法国的蚕丝业亦遭厄运。全国三千六百个市长、议长、及养蚕者上书向上议院求助,因而成立了一个研究蚕病的委员会。巴斯德的老师杜马担任委员会主席,杜马马上挑选巴斯德去迎战这个棘手的问题。巴斯德自认为对蚕一无所知,甚至连蚕的形态也不清楚,不肯贸然接受老师的差使。但当他想到法国每年因蚕病要损失1亿法郎时,他答应了。
1865年7月,巴斯德抵达阿拉斯(养蚕重镇),亲身参与蚕病的研究。
病蚕的身上长满棕黑的斑点,就像粘了一身胡椒粉。法国人称这种病为“胡椒病”,得了病的蚕,有的孵化出来不久就死了,有的挣扎着活到第3龄、4龄后也挺不住死了。极少数的蚕结成茧子,可钻出茧的蚕蛾却残缺不全,它们的后代也是病蚕。当地的养蚕人想尽了一切办法,仍然治不好蚕病。
巴斯德用显微镜观察,发现一种很小的、椭圆形的棕色微粒,是它感染到桑蚕和桑叶,巴斯德强调所有被感染的蚕及污染的桑叶必须毁掉,必须用健康的桑蚕从头做起。为了证明“胡椒病”的传染性,他把桑叶刷上这种致病的微粒,健康的蚕吃了,立刻染上病。他还指出,放在蚕架上面格子里的蚕的病原微生物,可通过落下的蚕粪传染给下面格子里的蚕。
巴斯德还发现蚕的另一种疾病细菌性软化病。造成这种蚕病的细菌,寄生在蚕的肠道里,使整条蚕发黑死,尸体像气囊一样软,很容易腐烂。巴斯德告诉人们消灭蚕病的方法很简单,通过检查淘汰病蛾,遏止病害的蔓延,不用病蛾的卵来孵化蚁蚕。这个办法挽救了法国的养蚕业。
啤酒
1870年普法战争开打,法国战败投降。面对普鲁士*队军**的*行暴**,巴斯德愤慨地将德国波昂大学颁发给他的医学博士学位证书退还,以示抗议。战争毁坏了城市、学校,家乡也被德国占领了。他想,他还能做什么?这时意大利愿意给他一栋住宅,一个实验室和丰富的薪酬,请他到意大利研究,但却被巴斯德拒绝,他觉得国家在受难中,不能因为个人生活的舒适,便离开苦难的故乡。
当时法国的啤酒比不上德国,他携家去法国南部的库列尔蒙,在那里的啤酒厂,从事啤酒防腐研究。他决心使法国啤酒超过德国啤酒,因此他从啤酒的酵母菌开始研究。他发现啤酒里如果掺杂有其他细菌,就会使啤酒变坏。原因找出后,法国的啤酒就做得比德国的啤酒好。
炭疽病
炭疽病主要是对牛、羊牲畜的感染,偶而人类也会感染,特别有95%会遭受到皮肤性炭疽病,此时感染的伤口上会呈现1-3厘米直径的无痛溃疡,中央有黑色坏死的焦痂,故称炭疽病。
1877年,法国东部炭疽病蔓延。巴斯德这时是索邦大学教授,他在调查鸡霍乱时,偶然发现与空气接触的旧培养菌的毒性会变弱。根据他的经验,这种菌可能有免疫作用,可解决法国正在流行的炭疽病。
他于是在得炭疽病死亡的动物身上,抽出这种细菌,且在试管培养这些细菌,使它们的毒性减得很弱。他尝试着把这些毒性减弱的细菌注射到健康动物的身上。然后过些时候,又把毒性强的细菌注射到同一只动物身上,结果发现,这只动物居然没有得病。而跟这只动物同在一群的其他动物,却有不少得了炭疽病死亡。这证明注射过的那只动物得到了抵抗这种疾病的能力。
到这个时候,很多人还不相信牛、羊注射毒性弱的炭疽病菌,就不会得炭疽病这件事。为了证明自己是对的,巴斯德举行一次公开实验,对象是50只健康的羊,他把弱的炭疽病菌注射到25只羊体内,2周后又将强的炭疽病菌注射到全部的50只羊体内。他向大家预测说:“起初注射弱的炭疽病菌的25只羊,不会生病,但另外那25只先前没注射弱的炭疽病菌的,会死掉。”2天以后,一群人聚在草原观看实验结果,结果有25只羊活得好好的,另外25只羊死了。巴斯德发明了预防注射的方法,成功地打败炭疽病。
狂犬病
狂犬病是一种可怕的传染病。人和家畜被病犬咬伤之后,也会患狂犬病。它每年要夺走数以百计法国人的生命。
当时没有疫苗,也没有免疫球蛋白,对付狂犬病,人们只能使用烧红的铁棍,19世纪的欧洲人相信,火焰与高温可以净化任一切事物,包括肉眼所看不见的细菌。当时只要是被动物咬伤的人们,都会被村庄中的壮汉们强压至打铁铺,请铁匠用烧红的铁棍去烙烫伤口,想借此“烧”死看不见的病原,但如此原始、残酷的做法,并没有办法治疗狂犬病,常常只是加速死亡的来临。
1880年底,一位兽医带着两只病犬来拜访巴斯德,请求帮助。能不能制成狂犬疫苗呢?
在细菌学说占统治地位的年代,巴斯德并不知道狂犬病是一种病毒病,但从科学实践中他知道有侵染性的物质经过反复传代和干燥,会减少其毒性。
巴斯德和助理们,冒着危险采集狂犬的唾液,然后注射到健康犬只的脑中,健康的犬只果然马上发病死亡,历经过数次的动物实验,巴斯德推论出狂犬病病毒应该都集中于神经系统,因此他大胆地从病死的兔子身上取出一小段脊髓,悬挂在一支无菌烧瓶中,使其“干燥”。他发现,没有经过干燥的脊髓,是极为致命的,如果将脊髓研磨后将其和蒸馏水混合,注入健康的犬只体内,狗必死无疑;相反的,将干燥后脊髓和蒸馏水混合注入狗的身上,却都神奇地活了下来。
巴斯德于是推断干燥后脊髓的病毒已经死了,至少已经非常微弱。因此他把干燥的脊髓组织磨碎加水制成疫苗,注射到犬只脑中,再让打过疫苗的狗,接触致命的病毒。经过反复实验后,接种疫苗的狗,即使脑中被注入狂犬病毒,也都不会发病了!巴斯德高兴地宣布狂犬疫苗研发成功!据此用减毒的炭疽、鸡霍乱病原菌分别免疫绵羊和鸡,也获得成功。
1885年,一位几乎绝望的母亲,带着被狂犬咬伤的9岁小男孩约瑟芬,来到了巴斯德实验室门口,哀求巴斯德救救她的孩子。为了不眼睁睁看着男童死去,天人交战的巴斯德,决定为约瑟芬打下人类的第一针,这时距离约瑟芬被狗咬伤已经四五天了;巴斯德在10天中连续给少年注射了十几针不同毒性的疫苗。每天晚上,焦虑的巴斯德彻夜不眠的等待,巴斯德的想法是希望在狂犬病的潜伏期过去之前,使他产生抵抗力。5天、10天、1个月过去了,少年健朗如常,终于安然返回家乡。消息传开,国内外络绎不绝的患者蜂拥而至。

治愈的狂犬病患者
巴斯德在1889年发明了狂犬病疫苗,这个方法大大激发了科学家的热情。按照巴斯德免疫法,医学科学家们创造了防止若干种危险病的疫苗,成功地免除了斑疹伤寒,小儿麻痹等疾病的威胁。
巴斯德被认为是医学史上最重要的杰出人物。巴斯德的贡献涉及到几个学科,但他的声誉则集中在保卫、支持病菌论及发展疫苗接种以防疾病方面。其理论和免疫法引起了医学实践的重大变革,被视为细菌学之祖。
巴斯德和助手日夜忙碌。长年的过度工作,严重损害巴斯德的健康。1887年10月23日上午,他脑溢血又发作了,倒在写字台上,舌头麻痹,说不出话来。
1888年,“巴斯德研究所”竣工,法国总统和各界人士都出席了隆重的落成典礼。望着宽敞的实验室和良好的设备,梦寐以求的愿望终于实现了,不能言语的巴斯德感到莫大的喜悦。
巴斯德70岁生日,法国举行了盛大的庆祝会,巴黎索邦大学的大礼堂,座无虚席,约瑟夫•李士德上前向巴斯德道贺,巴斯德由法国总统掺扶。巴斯德从热烈的人群中走向主席台,受到人们的敬仰,大会送给他一枚纪念章,上面刻着:“纪念巴斯德70岁生日,一个感谢你的法兰西,一个感谢你的人类。”
1895年9月28日,也就是他72岁时,他在亲友及学生的环绕中于维伦纽夫•勒伊丹去世。

路易斯•巴斯德