作者：史蒂夫·帕克
本文內容改編於中信出版新思文化《新思文庫·DK醫學史：從巫術、針灸到基因編輯》，授權醫脈通獨家發布，未經授權請勿轉載。
作 者 簡 介
史蒂夫·帕克（Steve Parker），英國科普作家、編輯和諮詢顧問，專注於科普通識和生命科學創作。他也是倫敦動物學會資深會員。他參與創作250多本書籍，涉及人體、醫學和藥物，曾獲得2014年英國醫學協會頒發的公眾理解科學促進獎。
從荒誕到科學5000年的人類醫學發展史
儘管人們知道病毒的存在，但沒有人真正見過病毒，直到1939年，人們在電子顯微鏡下第一次揭開了病毒的面紗。
在此之前，研究人員依靠光學顯微鏡，不足以看見極小的微生物。人們已觀察到細菌，但對於病毒感染導致的疾病（如天花、狂犬病、麻疹、腮腺炎、肝炎、流感等），研究人員實際上一直在盲目地工作。
為了對病毒的大小有個概念，下面做個比較：體細胞的平均寬度是25微米，15個細胞排起來可長至0.5毫米——約為字母「i」的寬度；單細胞生物溶組織內阿米巴（Entamoeba histolytica）會引發某種形式的痢疾，其大小也與之相仿；紅細胞是人體最小的細胞之一，只有7~8微米寬，大小接近於導致瘧疾的成年瘧原蟲（Plasmodium）；肺炎支原體（Mycoplasma pneumoniae）是最小的細菌之一，會引發某種形式的肺炎，它僅有0.2微米長，而最大的病毒的大小也是如此。
利用電子顯微鏡觀察
01
人類觀察到的第一種病毒，是菸草花葉病病毒，它會感染菸草，但人們早就知道，這種病毒也會感染動物和人類。巴斯德的狂犬病研究工作已表明：樣本、塗片、刮切過的受感染組織，都會把疾病傳染給其他人。
19世紀80年代中期，巴斯德的助手夏爾·尚貝蘭製作了一個陶瓷過濾器，上面有足夠小的微孔，可用於捕獲細菌，但又不夠小，會放過傳播疾病的某些其他東西。
接下來的十年，這些「濾過性病原體」的結晶被提取出來，但它們的具體結構尚不清楚，直到 20世紀40年代，人們結合X射線晶體學和早期電子顯微鏡圖像研究病毒結晶，開始清楚地看到每個病毒的結構。這揭示了病毒和細菌之間的重大差異。
細菌不僅存活於細胞間，若提供適宜的營養物質和生存環境，大多數細菌能夠存活，並獨立於其他形式的生命進行繁殖。與細菌不同，病毒必須入侵活細胞進行複製，而且，病毒幾乎不算是「生命」，因為大多數時間下，病毒是不活躍的，只有複製時才是活躍的。
最重要的，也是逐漸明確的是：能殺死細菌的抗生素對病毒無效。
病毒、細菌、血型不匹配的血細胞、器官移植以及其他人體外來物質，其表面上都有被稱為「抗原」的物質。人體的免疫系統不斷地尋找這些抗原，通過B細胞檢測它們，B細胞是白細胞的一個子群，又稱為淋巴細胞。B細胞會產生大型Y形蛋白質分子，也稱為抗體。千百萬的抗體散布在人體血液中，抗體頂端的化學結構有許多種，因此，當病毒或細菌入侵時，部分抗體能與病毒或細菌的抗原相結合。
這使特定的B細胞轉變為漿細胞——「勤奮」的抗體工廠，它能快速產生大量抗體，攻擊或摧毀入侵者。其他B細胞轉變為記憶細胞，並在體內保留數年。以後如果再次遭遇相同的微生物，這些B細胞將把它們識別出來，並在它們對人體造成傷害之前清除它們。
免疫，意思是對感染具有抵抗力。免疫可以自然產生，或通過注射疫苗的方法誘導產生。疫苗的接種，是將有害抗原引入人體，從而使免疫系統與它們戰鬥，並清除它們，使人體對這種疾病產生主動免疫。被動免疫，是將現有的抗體注射到體內，這種方式提供快速的保護，但效果只能持續數周或數月，因為抗體會降解，而且不可再生。
02
20世紀上半葉，自研發出天花、狂犬病兩種開創性疫苗以來，研究人員又努力研製出白喉、肺結核、破傷風、骨髓灰質炎、百日咳、黃熱病以及其他主要傳染病的疫苗。他們的研究，幫助人們理解抗原—抗體機制以及人體免疫系統深刻的複雜性，在今天，仍會給人們帶來驚喜。
根除天花
白喉，又稱為「扼殺天使」，是一種專門感染兒童的致死性傳染病。白喉會在喉嚨內形成一層堅韌的膜，引發呼吸問題，往往會導致死亡。白喉曾經奪走數百萬人的生命，但到了21世紀初，全球死亡人數已減少到每年數千人。
1890年，德國生理學家埃米爾·馮·貝林發現了導致白喉的細菌——白喉棒狀桿菌（Corynebacterium diphtheriae），這種病菌會產生一種名為白喉毒素的有害物質，它會進入健康的人體細胞，並干擾細胞的正常工作。人體免疫系統通過一種能中和毒素的特殊抗體—抗毒素做出反應。
19世紀90年代，早期的白喉治療，是通過注射從馬身上提取的、現成的抗毒素實現的。白喉TAT（毒素與抗毒素），是一種用於預防白喉的組合注射疫苗，它包含適量的毒素，用於刺激免疫系統，並有足夠的、現成的抗毒素，用於防止毒素引發疾病。
1914年，法國報紙《晨報》（Le Matin）報導了埃米爾·馮·貝林的最新TAT疫苗：「與飛機、無線電、鐳、火車、人體移植、發電機並列的現代世界七大奇蹟之一。」
有些出人意料的是，1923年，法國獸醫拉蒙·加斯東（Ramon Gaston）發現，化學防腐劑福馬林會改變白喉毒素，在沒有注射抗毒素的情況下，它消除了白喉毒素的毒性，但仍可觸發免疫。
拉蒙也將福馬林應用於破傷風，創立了被正確地命名為類毒素的一類疫苗，這是因為它們基於毒素（如產生白喉的白喉棒狀桿菌）而非微生物。
03
疫苗接種的另一個重大發展是應對脊髓灰質炎病毒，1952年，人們首次拍下這種病毒的照片，同一年，美國遭遇了這種致人麻痹的傳染病的可怕暴發。
無形殺手
早在1905年，瑞典醫生伊瓦爾·維克曼（Ivar Wickman）發表的一系列研究就指出：脊髓灰質炎是一種接觸性傳染病，通過身體接觸或近距離接觸傳播，這在當時是有爭議的。
僅三年後，卡爾·蘭德施泰納與另一位奧地利醫生歐文·波佩爾（Erwin Popper）認定，該接觸傳染物是病毒，而非細菌；從已故患者脊髓內提取出的受感染物質，經過過濾除去細菌後，仍會將脊髓灰質炎傳染給實驗猴。
到了1910年，紐約洛克菲勒醫學研究所（Rockefeller Institute for Medical Research）所長西蒙·弗萊克斯納（Simon Flexner）證明：患有脊髓灰質炎的猴子恢復健康後，其血液內含有「殺菌物質」（抗體）。
這表明，含有失效的脊髓灰質炎病毒的疫苗，可能會觸發人體產生天然抗體，從而產生免疫力。雖然這一發現為脊髓灰質炎疫苗的研究鋪平了道路，但早期的試驗並不順利，部分原因在於，20世紀30年代早期，澳大利亞研究人員發現脊髓灰質炎病毒不止一種。
30年代中期，發生了災難：美國的兩項超過20,000名兒童參加的疫苗試驗失敗，事故導致許多兒童死亡、癱瘓或產生過敏反應。然而在實驗室內培養脊髓灰質炎病毒的工作取得了重大進展。
研究發現，病毒可在人類胚胎組織中生長，這使得用於病毒繁殖、檢測的實驗猴的需求量減少。後來，美國醫學家約翰·恩德斯（John Enders）、病毒學家托馬斯·韋勒（Thomas Weller）和弗雷德里克 · 羅賓斯（Frederick Robbins）共同獲得了1954年的諾貝爾生理學或醫學獎——「獎勵他們在脊髓灰質炎病毒在多種組織培養物中生長能力方面的重大發現」。
然而，50年代早期，脊髓灰質炎的研究又一次遭到打擊，在美國巴爾的摩的約翰·霍普金斯大學醫學院工作的醫學研究員大衛·博迪恩（David Bodian）和病毒學家伊莎貝爾·摩根（Isabel Morgan）發現：存在三種不同的脊髓灰質炎病毒，這意味著，成功的疫苗必須對三種病毒起作用。
1951年，匹茲堡大學醫學院的病毒研究實驗室主任約納斯·索爾克，開始在猴腎組織中培育脊髓灰質炎病毒。次年，正值美國脊髓灰質炎流行，索爾克及其團隊開始了人體試驗：通過注射脊髓灰質炎疫苗（IPV），殺死脊髓灰質炎病毒。
1953 年，索爾克在他的妻子和三個兒子身上試驗疫苗；一年後，一場大規模試驗在美國拉開序幕，試驗涉及近200萬名兒童、醫生、護士和公共衛生官員。
1955年4月，試驗結果表明：索爾克疫苗對麻痹性脊髓灰質炎的免疫效果，達到了90%。
在美國俄亥俄州的辛辛那提大學，俄裔美籍醫學家阿爾伯特·薩賓（Albert Sabin）及其團隊，也在研製一種基於弱化病毒的脊髓灰質炎疫苗，這種疫苗可口服，無須注射。
50年代，該團隊在蘇聯開始對數百萬名兒童進行臨床試驗，到了1963年，薩賓疫苗投入生產，能抵抗三種類型的脊髓灰質炎病毒。
1988年，世界衛生組織宣布了一個宏偉目標：到2000年，在全球範圍內根除脊髓灰質炎。這一期限一再推遲，但索爾克疫苗、薩賓疫苗的效果表明：脊髓灰質炎很有可能成為繼天花之後又一被成功根除的疾病。
雖然正如已滅絕的天花一樣，脊髓灰質炎和白喉也很可能步其後塵，但是HIV（愛滋病）等傳染病以及新型、潛在的大流行病毒株流感已登上歷史舞台，在醫學與細菌古老的戰爭中開闢了新的戰場。
內 容 簡 介
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