本文最初发布于 MIT Press Reader。本文节选自理查德·康奈夫(Richard Conniff)的著作《终结流行病:逃离传染的历史》。
1918年,传染病与战争再次如同往昔般纠缠。那年开始的致命大流行病被称为西班牙流感,因为西班牙是一个中立国,其媒体率先报道了这场毁灭性的疫情。而交战国则压制了消息,使本国公民毫无准备。这场流感之所以特别可怕,是因为它传播得如此迅速,而且它的毒液集中攻击年轻人。(他们的长辈可能从之前的流感爆发中获得了免疫力。)它使患者的肺部充满液体,而对空气的绝望渴求使他们的皮肤变蓝,最终窒息而死。
三波疫情中的第一波于1918年初在法国士兵中爆发。但流感很快从那里蔓延开来,在随后的两波更加猛烈的疫情中,感染了几乎所有地方的士兵和平民。在两年内,估计有5亿人感染了这种病毒,占全球人口的四分之一到三分之一,并导致5000万人死亡,其中大多数死者年龄在20至40岁之间。(相比之下,截至本文撰写时,COVID-19大流行已感染了约7.5亿人,占目前全球人口不到10%。)
在大多数致命病例中,直接死因是肺炎,其特征是富含肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌和其他细菌。但似乎还有其他东西为这些常见微生物的繁殖铺平了道路。正如一位后来的医生所说:“特定的病毒犁了地,继发细菌在沟垄中萌发。”
正如一位医生所说:“特定的病毒犁了地,继发细菌在沟垄中萌发。”
半个世纪的细菌学和细菌理论的辉煌成就,几乎让所有人都怀疑病原体是细菌而非病毒。事实上,他们怀疑的是一种特定的细菌病原体。流感嗜血杆菌也称为Pfeiffer杆菌,以Robert Koch研究所的研究员Richard Pfeiffer的名字命名,他曾将其确定为1889-1890年流感大流行的原因。Pfeiffer对这种杆菌的指控在四分之一个世纪里几乎未受到质疑,直到1918年尸体堆积如山。世界各地的研究人员随后拼命寻找新大流行病患者中的流感嗜血杆菌,但收效甚微。Pfeiffer本人承认,他只在约一半的流感患者中发现了它。其他科学家也发现了它,但即使将其作为纯培养物喷洒到猴子和人类测试对象的呼吸道中,也无法使其产生流感。
病毒崛起
Pfeiffer杆菌的失败——细菌学的失败——促使一些研究人员回溯20年,回顾另一条不同但仍相对晦涩的微生物研究路线。1898年,荷兰代尔夫特的微生物学家Martinus Beijerinck(1851-1931)正在研究一种烟草植物疾病。Beijerinck从感染了烟草花叶病的烟草植株中提取了一种提取物,并将其通过Chamberland过滤器,以滤除细菌和其他污染物。他用过滤后的提取物感染了其他植物,然后从这些植物中取出过滤后的提取物,再感染其他植物,如此循环。Beijerinck认为这种传染源只不过是溶解的分子。那么如何解释它的繁殖能力呢?他得出结论,它“必须被整合到细胞的活原生质中,并在某种意义上被动地吸收到细胞的繁殖中。”这在他同时代的人看来,似乎是一个极其不切实际的猜测。事实上,这与现代对病毒如何繁殖的理解非常吻合。同样令人难以置信的是,Beijerinck在离Antoni van Leeuwenhoek首次发现并描述已知细菌的地方不远的地方,就对病毒进行了第一次准确描述。因此,代尔夫特在200多年的时间里,确立了其作为微生物学摇篮的地位。
同年,由曾发现白喉细菌病原体的Friedrich Loeffler领导的一支德国团队,使用过滤法确定了第一种动物病毒——口蹄疫病毒。1901年,在美国人James Carroll(1854-1907)和Walter Reed(1851-1902)在古巴的研究中,他们证明了黄热病病原体在通过了防细菌过滤器后仍然具有传染性,使其成为第一种已知由病毒引起的疾病。(这是他们先前证明黄热病与疟疾一样是由蚊子传播的疾病的工作的附注。)到1906年,至少有18种影响植物、动物或人类的病原体已被发现。当时的人们称它们为“滤过性病原体”或“可过滤性病原体”,或者越来越多地直接称为“病毒”。但要等到多年以后,人们才能看到它们,或从形态上或化学上描述它们。与此同时,病毒学仍然笼罩在混乱和怀疑之中。
1918年的大流行病促使研究人员更仔细地审视并更深入地思考这门新科学。不同的研究小组开始将他们的Chamberland过滤器应用于流感患者的样本。法国巴斯德研究所的Charles Nicolle和Charles Lebailly于1918年10月率先报告了成功,他们使用一名流感患者的过滤后痰液将疾病传播给了两名志愿者测试对象。在德国,两名研究人员将一名流感患者的滤液试验在自己身上,结果未知;在佛兰德斯,一名英国研究员在试验滤液时死亡。在日本,研究人员让24名志愿者——“我们的朋友、医生和护士”——接触了流感,其中一些人接触了直接来自大流行病患者的体液乳剂,另一些人接触了过滤后的提取物。其中6名从流感中康复的人没有出现复发迹象。其余18名未曾得过此病的人,都患上了流感,其中一些人的症状“非常严重”。过滤后的提取物作为传染源的效力与乳剂相当。
然而,怀疑论依然存在,一些批评者在战争结束后仍然争辩说,“看不见的病毒概念”不过是一种伎俩,目的是“让发现者不必提供特征性微生物的证据”。当少数研究人员试图在1918年开发流感疫苗时,他们转而使用减毒细菌。旧的防御措施——隔离以及学校、教堂、电影院和餐馆的关闭——在结束大流行病方面被证明更有效。还有一种可能最古老的措施:到1920年,几乎所有潜在的受感染者都通过幸存下来(或死亡)获得了免疫力。
在接下来的十年以及20世纪的剩余时间里,这场大流行病将医学思维引向了一个截然不同的新方向。在被流感击败后,医学研究人员现在重新集结,着手解决过滤性病毒的难题。英国医学研究委员会秘书在1922年宣称,“几乎没有比这套问题更能对社会具有潜在重要性的了”,并指出“在1918-1919年的几个月里,流感在印度杀死的比过去20年死于瘟疫的人还多。”这是应用“新的技术调查方法”来研究病毒的重大倡议的开端。
到1920年,几乎所有潜在的受感染者都通过幸存下来(或死亡)获得了免疫力。
其他发达国家也开展了病毒研究,到1927年,洛克菲勒研究所的一名研究员列出了近100种被认为是病毒引起的疾病,尽管他承认这个列表还有很大的删减空间,因为合理地假设其中一些后来会被证明是由非常小的细菌或原生动物引起的。在影响人类的疾病中,该列表正确地包括了天花、水痘、疱疹、脑炎、黄热病、登革热、脊髓灰质炎、狂犬病、腮腺炎、麻疹、风疹、普通感冒和流感。
关于病毒的悬而未决的问题,似乎就像我们遇到一个来自遥远星球、毫无特征却令人不安地强大的存在时会问的问题一样:它长什么样?它会变异吗?它活着吗?而这场大流行病始终将一个问题置于人们脑海的最前沿:它会杀死我们吗?要找到答案将是困难的。病毒是专性寄生物——也就是说,它们完全依赖于活细胞。试图研究它们的研究人员在将其保存在宿主物种外存活方面遇到了挑战。
英国的研究集中在犬瘟热作为流感的动物模型,使用狗,后来是雪貂作为实验动物。到1927年,他们正在试验一种分两步接种的犬瘟热疫苗,先用灭活病毒,再用活病毒。到1931年,它已在商业上推出——针对狗。“我们是否可以大胆地说,”《泰晤士报》(伦敦)不耐烦地猜测,“是否应该开展类似的工作来研究流感的原因?…是否是时候发起一场战役,来与敌人较量了?”
事实上,研究人员已经这样做了。1933年,在英国国家医学研究所,工作人员过滤了流感患者的喉咙冲洗液,用滤液感染雪貂,并确定了罪魁祸首是A型流感病毒。不久之后,纽约洛克菲勒研究所的一名研究员使用相同的技术识别了第二个潜在的罪魁祸首——B型流感病毒。在范德堡大学,研究人员发明了一种方法,可以利用受精的鸡胚在脱离正常宿主物种的情况下培养病毒。Max Theiler(1899-1972),一位出生于南非、在纽约洛克菲勒基金会工作的研究员,很快就利用这项技术开发了一种有效的活的减毒黄热病疫苗。其他研究人员利用这项新技术开发并改进了第一批流感疫苗。病毒学在1918年大流行造成的数千万人的死亡骨骸上崛起并变得强大,将在接下来的几十年里拯救数亿人免于过早死亡。
理查德·康奈夫 (Richard Conniff) 是一位获得国家杂志奖的科学作家,曾为《史密森尼》杂志、《大西洋》杂志、《国家地理》等刊物撰稿。他曾获得古根海姆奖学金,并著有多本书,包括《物种探寻者:生命地球上的英雄、傻瓜和疯狂追逐者》、《与食人鱼共游喂食时间:我与动物做傻事的生活》、《富人自然史:野外指南》和《终结流行病:逃离传染的历史》(本文节选自此书)。