喝霍乱弧菌的教授

2005-10-09 10:03:08  点击量:

       在人类生活的漫长岁月中，七千多种疾病不断地袭扰着人们。为了保护人类的身体健康，众多的医学家前赴后继，不屈不挠，同各种疾病进行了艰苦卓绝的斗争。
　　要战胜疾病，首先要搞清人体生病的原因。这个问题曾经长期困惑着人们，各种各样的猜测在民间流传。后来，医学的发展逐渐找到了科学的答案。法国化学家路易斯．巴斯德（L．Pasteur，1822－1895）从葡萄酒变酸、蚕病、鸡霍乱和炭疽病的研究中发现某些微生物可能是引起传染病的根源。这个设想后来被德国乡村医生罗伯特．科赫（R．Koch，1843－1910）所证实。为此，巴斯德、科赫都获得了应有的荣誉。
　　但是也有些人对微生物的致病作用持怀疑态度。德国74岁高龄的卫生学家培顿科斐（M．J．Pettenkofer，1818－1901）为了证明微生物不足以使人致病，用自己的身体做了一项实验：1892年10月7日，培顿科斐当着提心吊胆的学生和证人的面，将一试管每毫升至少有10亿霍乱弧菌的培养液一口吞下，还特意喝了一些碱性苏打水，免得胃酸杀死霍乱弧菌。然后，他大声喊道：“现在我们来看，我是否染上霍乱！”说来也怪，这位74岁的老人竟安然无恙。人们惊讶地看到，他除了一点不治自愈的轻微腹泻之外，什么病也没有。于是，培顿科斐得出结论：“霍乱与细菌无关！”
　　今天看来，虽然培顿科斐的结论的失偏颇，但这个实验也提出一个令人深思的问题：为什么同样受到致病微生物的侵袭，结果有人生病，甚至死亡，有人却健康如常呢？这个问题涉及到人体的免疫之谜。为了揭示这个谜底，一位俄国科学家付出了毕生的精力。他做出开创性的发现之后，在尽情地享受科学探索带来的无穷乐趣的同时，也曾遭到世人的冷漠与嘲笑，受到权威的压抑和非难。这位科学家就俄国人伊利亚．梅契尼柯夫（И．MeчeHиKOB，1845－1916）。
　　梅契尼柯夫诞生在俄国南部一座城市的犹太家庭里，曾在哈尔科夫大学攻读生物学，因学习成绩优异，曾获金质奖章。后来到德国维尔茨堡大学就读，因他的犹太民族出身而遭到歧视。梅契尼柯夫对此愤愤不平，忧心如焚，甚至想自杀。但是，一本刚刚出版的书给了他新的活力，这本书就是达尔文（C．R．Dar-win，1809－1882）的《物种起源》。这本书阐述的新颖观点强烈地吸引了年轻的梅契尼柯夫，使他对进化论产生了坚定的信仰。从此，梅契尼柯夫断然摆脱犹太民族出身的精神包袱，埋头研究进化论，立志用实验证明“适者生存”的理论。梅契尼柯夫踌躇满志，决心干一番事业。他说：“我有热诚有才能，我天资不凡我有雄心壮志，要做一个出类拔萃的研究家！”
　　梅契尼柯夫在留德学成回国后，接受敖德萨大学的聘请，讲授进化论。他的讲课以博学著称，深受师生们尊敬。
　　19世纪80年代，巴斯德、科赫关于微生物可以致病的发现，使梅契尼柯夫像着了魔似的跃跃欲试，但是得不到敖德萨大学的支持。他毅然辞去待遇丰厚的教授职务，迁居到意大利的西西里岛，在面对着风光秀丽的卡拉布里亚海岸的实验室里研究海星和海绵。有一天，梅契尼柯夫在观察海星消化食物的时候，意外地发现这种动物体内有一种游走细胞，就像变形虫一样，能够迅速地游向食物，将食物包裹起来吞下去。由于海星的幼体像玻璃一样透明，可以清楚地看见游走细胞吞下去的物质。
　　为了进一步验证这个现象，梅契尼柯夫在柯夫在海星旁边放置一点石蕊，海星的游走细胞迅速将它包围起来，吞下去了。并且被吞噬的石蕊在海星体内的酸性环境里变成了洋红色。
　　这个发现引起了梅契尼柯夫的奇妙联想，他从海星游走细胞吞噬食物的现象连系到人的疾病，提出一个大胆的设想：“在海星幼体内的这些游走细胞，这些细胞吃食物，它们吞下洋红的细粒但它们也一定吃掉微生物！当然这种游走细胞就是保护海星免受微生物侵犯的东西！我们的游走细胞，我们血液中的白细胞——保护我们不受病菌侵犯的一定是它们……它们就是对白细胞——保护我们不受病菌侵犯的一定是它们……它们就是对疾病免疫的原因……使人类不受恶性杆菌戮的就是它们！”
　　从海星吞噬食物而联想到血液细胞能吞噬微生物，这确实是惊人的富有创造性的联想。这是科学家的可贵品质。联想往往是提出新颖的假说、通向新理论的桥梁。
　　牛顿曾经说过：“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现”。巴斯德也说过：“如果有人对我说，在做这些结论时我超越了事实，我就回答说：‘是的，我确是常常置身于不能严格证明的设想之中，但这就是我观察事物的方法’。”的确如此，一个能够产生新奇的联想并加以证明的人，往往比缺乏想象力和好奇心的人更容易做出新的发现。梅契尼柯夫就是运用联想的方法提出了一个大胆而奇特的设想，最先踏上揭示人体免疫之谜的征途。他在日记中写道：“我突然成为一个病理学家，因为觉得这个想法有某些非常有意思的地方，我兴奋得在房间里大踏步地走来走去，甚至到海边去清醒清醒我的头脑”。
　　头脑清醒了，思想开始冷静下来。梅契尼柯夫感到，这个设想还缺乏证据，需要用实验来验证它。他想，如果这个设想是真实的，那么拿一个细木片刺进海星幼体内，就应该马上有游走细胞来围住它。于是，梅契尼柯夫从圣诞树上拔了几根玫瑰刺戳进透明的海星体内。第二天清晨，梅契尼柯夫急急忙忙跑进实验室观察结果，果然不出所料，围绕着玫瑰刺的是一群游走细胞。他为这些游走细胞起了一个希腊名字，意思是吞噬细胞，并立即将这个发现转告他的维也纳的朋友——克劳斯教授。
　　回到敖德萨后，梅契尼柯夫向当地的医生们做了一次生动的讲演，题目是“论生物体的治疗力量”，使听众大为惊奇。遗憾的是，到此时为止，梅契尼柯夫还没有看到一个白细胞吞噬细菌的具体过程。这必须设计新的实验，找到直接的证据。
　　不久，梅契尼柯夫找到一种非常理想的实验动物，并很快地有了新的发现。他用透镜观察全身透明的水蚤，突然发现一只水蚤吞下一个酵母菌芽胞。酵母菌尖利如针的芽胞刺进水蚤的食管，穿破胃壁，滑入体腔内。在透镜下可以清晰地看到水蚤的游走细胞立刻游了过来，将酵母菌芽胞团团围住，并吞噬、溶解、消化了。这个发现使梅契尼柯夫大为振奋，他马上写出了一篇学术论文。他写道：“水蚤由于它的噬细胞而获得免疫，是自然免疫的一例……因为游走细胞倘不在酵母芽胞侵入体内时将其吞下，酵母就会发芽……分泌毒素，这不仅迫使吞噬细胞后退，而且完全溶解它们，使它们死亡”。
　　不过，梅契尼柯夫意识到，这里还有一个问题摆在面前：能够用透镜看到水蚤噬过程，是否也能在兔子身上存在？人体的吞噬细胞是什么？它们怎样吞噬病菌？为了解决这些问题，梅契尼柯夫便利用兔子、狗子、猴子进行实验，想弄清他们的吞噬经胞会不会吞噬导致结核病、回归热和丹毒的微生物。
　　正当梅契尼柯夫雄心勃勃乘胜追击的时候，反对派的攻击和责难劈头盖脑地袭来。梅契尼柯夫最先遇到的是德国微生物学权威科赫的冷淡与藐视。梅契尼柯夫在参加了维也纳的一次学术会议之后，归途中拜访了科赫，满怀期望地向他讲述自己的发现，渴望得到支持与鼓励。可是，这位权威没等听完梅契尼柯夫的叙述就皱起了眉头，脸上流露出不屑一顾的神情。当时科赫心想，我们德国学者已经发现使人免疫的是人的血液，这位俄国人仅凭肉眼直观地看到海星、水蚤的吞噬现象便断言人体的吞噬细胞能够战胜致病微生物，真是海外奇谈！科赫以极其冷淡的态度送走了梅契尼柯夫之后，便指示他的学生：为了捍卫德国学者发现的“体液免疫”学说，要对这位俄国佬的“细胞免疫”理论“群起而攻之！”
　　在科赫的影响下，德国学者在学术会议和刊物上猛烈反对吞噬理论。例如，老年博学有包姆加敦每年都要在最著名的学术刊物上指名道姓地攻击吞噬理论。哈勒大学教授埃米尔．贝林（Emil Behring，1854－1917）在学术会议上大喊大叫：“我已经证明老鼠血清杀死炭疽杆菌——使动物对微生物免疫的是它们的血，而不是它们吞噬细胞！”梅契尼柯夫的所有论敌几乎异口同声地附和贝林，证明血液是免疫基础的学术论文像雪片一般飞来，当时有人夸张地说，这些论文多得可以填满三座大学的图书馆！德国的“反梅”声浪很快波及到俄国，嫉妒梅契尼柯夫的俄国医生立即卷入了这个“大合唱”。敖德萨的医生还揪住梅契尼柯夫在科研中的“失误”大做文章。
　　事情是这样的：1886年，为了纪念巴斯德保全了16个俄国狂犬病人的生命，敖德萨公民集资兴建一个实验研究所，梅契尼柯夫被聘为所长，负责制备征服炭疽病的疫苗。不过梅契尼柯夫事先声明，他要埋头于研究吞噬理论，要训练专门人员制造疫苗，做实际工作。可惜负责制备疫苗的人缺乏经验，所制出的疫苗经接种后，使数千只羊死于炭疽病。于是梅契尼柯夫遭到各方面的攻击，如敖德萨医生们说：“这个梅契尼柯夫算老几——他连医生执照也没有呢，他不过是个自然学家，区区细菌猎人罢了——他怎么能够懂得预防疾病呢？”其实，那时的俄国医生对于炭疽病的原因和预防方法也是一无所知，可他们自恃有医生执照便说长道短，更煞有介事地抓住探索过程中的某些失误散布流言，当地的报纸甚至出现了蛊惑人心的谣言，大叫“梅契尼柯夫在散播死亡！”
　　权威们粗暴的指责、学者们狭隘的妒嫉、医生们轻蔑的嘲讽，这种种偏见汇聚成一股巨大的浪潮，再加上实验中的失误，使年轻的梅契尼柯夫承受了沉重的精神压力，饱尝了被人漠视的苦闷。在这种情况下，梅契尼柯夫一度动摇了，甚至还想到自杀。
　　这时，一位朋友出了一个主意，劝他请长假，获准后梅契尼柯夫到维也纳参加一次学术会议，继续宣传他的吞噬理论。会后，梅契尼柯夫由维也纳去巴黎，被介绍给巴斯德。他向这位微生物老专家畅谈了自己发现的吞噬现象，将吞噬细胞与微生物之间的生死搏斗，讲得活灵活现、有声有色……。六十高龄的巴斯德在听了他的谈话以后，深感兴趣，并表示赞许地说：“梅契尼柯夫教授，我与你所见略同。我曾观察到的种种微生物间的斗争，使我深有所感。我相信你走的是正路”。
　　正当梅契尼柯夫苦闷与失望之际，独具慧眼的巴斯德给予了热情支持与真城帮助，使濒于绝望的梅契尼柯夫产生了绝路逢生之感。他鼓足勇气激动地请求道：“这里有没有给我的位置？我只希望在你的实验室时工作，当个名誉职工”。尽管巴斯德所说的微生物之间的斗争同吞噬理论毫无共同之处，但这位伟大学者已经预感到吞噬理论的巨大价值，当即爽快地回答：“你不仅可以到我们的实验室来工作，而且你应该有一个自己的实验室！”
　　由于巴斯德和梅契尼柯夫具有相同的思维方法，这使他们经过初步的交流后就一拍即合。巴斯德在科学研究中具有很强的直觉能力，有时在作出实验结果之前，就已经提出了大胆而正确的设想，然后再进行实验加以证实，并回答批评者。正是这种可贵的直觉能力，使巴斯德能够在实验资料尚不充分的情况下，科学地预测天吞噬理论的前途和意义，果断地给予支持，表现出一位导师的不凡气度。
　　在巴斯德热烈的支持与鼓舞下，梅契尼柯夫一扫绝望与苦闷之情，毅然放弃了敖德萨研究所的优厚薪金，投身到巴斯德研究所，踏上新的科学征程。
　　1891年，在英国化敦将要举行世界医师大会，会议的中心议题是辩论微生物和免疫理论。为了迎接即将到来的论战，梅契尼柯夫和实验室的所有人员，（包括他的妻子奥尔加在内）都在紧张而有秩序地工作着。一只只独角犀牛、甲虫、绿蛙、鳄鱼、鲈鱼、鲍鱼、美西螈的体内被注了细菌，又被取样放在显微镜下仔细观察。梅契尼柯夫完全沉浸在为科学献身的忙碌之中。
　　这时，有一位德国微生物学家发表文章宣称：梅契尼柯夫的吞噬细胞虽然能够吞噬微生物，但它们不是防守者，只是清道夫——它们只能吞吃死的微生物。言下之意还是吞噬细胞没有免疫功能。
　　反对者的意见虽然有些令人恼火，但也会起到积极作用。一个冷静的、严肃的科学家应该善于利用论敌的挑剔将自己的理论推向新的高度。
　　梅契尼柯夫此时对自己的理论充满自信，他不久又设计出新的实验：他将霍乱弧菌注入豚鼠体内，几天之后将这些豚鼠杀死并剖开，用一支玻璃吸管吸到含有吞噬细胞的粘液，放在显微镜下观察。过了一会儿，离体的吞噬细胞死亡了，破裂开来，被它吞下去的霍乱弧菌飞跑出来。为了证明这些被吞下又飞跑出来的霍乱弧菌是活的，并能使人致病，梅契尼柯夫将这些霍乱弧菌注射到健康豚鼠体内，不久这些豚鼠就被霍乱夺去了生命。这个实验令人信服地证明，吞噬细胞确能吞噬活的微生物。
　　为了揭示人体吞噬细胞的功能，梅契尼柯夫和他领导下的助手们，都不顾牺牲生命的危险，吞服了霍乱弧菌，而他自己吞下去的比谁都多。他的助手朱彼勒竟因此死于霍乱。梅契尼柯夫对朱彼勒的牺牲，非常惋惜，他悲痛地说：“朱彼勒死了，我也决不活下去”他曾几次自杀，只是由于贤慧的妻子奥尔加日夜提防才得以幸免。
　　痛定之后，梅契尼柯夫总结道：“同样吞服了霍乱弧菌，为什么会引起极不相同的结果？这要看各人的吞噬细胞是否起作用”。在当时这是唯一合理的解释。梅契尼柯夫用注射器从吞服了霍乱弧菌的健康人体内抽出血液，放在显微镜下仔细观察，无论如何总是找不到霍乱弧菌（当然这是找不到的）。于是，他得出结论，这是由于身细力壮者的吞噬细胞吞噬了霍乱弧菌的缘故，吞噬细胞保护着人体不受微生物侵袭。
　　遗憾的是，由于当时科学发展水平的限制，人们无法看到人体内的吞噬细胞吞噬微生物的具体过程，因为人体内的吞噬过程不像水蚤吞噬酵母菌芽胞那样直观可见。这也可能是德国微生物学家拒不承认吞噬理论的原因之一。在伦敦召开的世界医师大会上，双方论战的激烈程度达到了顶点，甚至发展到有失尊严地互相攻讦。德国人指责梅契尼柯夫说：“你是说谎者！”梅契尼柯夫寸步不让地回击道：“恰恰相反，说谎的是你们！”
　　双方的论战前后持续了二十多年。争论激烈之时，便是矛盾接近解决之日。19世纪末，鏖战缓和下来了，论战双方的功过是非也慢慢做出了公正的结论，细胞免疫现象得到更多实验资料的证实。当我们回顾这场争论的历史过程时，可以看出：有时由于人们认识角度的差异，导致观点上的片面性，从而使某个即使正确的理论难以通过。因为在探索真理的征途上，人人都偏爱自己的发现，信赖自己的实验资料，由此产生的自信往往使人陷入片面性。某个领域的权威学者由于其成就已经得到公认而成为该领域的最高仲裁者。他们对某个新发现的排斥态度可以变成一个动员令，驱使其追随者向新理论发动一场理论“围剿”，其攻势之猛烈有时可能使新理论的发现者产生动摇，甚至使研究被迫中断。这对科学发展所带来的损失往往是难以估量的。这就是我们必须经常重温科学蒙难历史的理由所在。恩格斯指出：“我们还差不多处于人类历史的开端，而将来会纠正我们的错误的后代，大概比我们有可能经常以极为轻视的态度纠正其认识错误的前代要多得多”。“前车覆，后者诫”，是有助于科学进步的。
　　同时，科学家在坚持、捍卫自己的科学发现过程中，应该认真听取反对意见，冷静分析这些反对意见中的合理成分，用来审核自己的观察、实验中的纰漏，将反对意见变成推动自己理论更加完备起来的动力。每个研究人员都应该客观地对待别人的新发现，既衷心祝贺新理论的诞生，又耐心地指出其不足之处，就像期望别人公正地对待自己那样。这样一来，就可以使争论的双方减少不必要的纠葛与烦恼，化阻力为动力，推动科学的迅速发展。这些科学发展史中的经验教训，如今已经变成科学研究的道德准则，成为科学工作者的高尚美德了。
　　1900年，梅契尼柯夫发表了《二十年来对传染病的免疫性研究》一文，系统地论述了人体的白细胞和肝、脾内及细胞吞噬微生物的特性，正式提出最初的噬菌细胞免疫学说（Phagory-tentheorie），1908年，诺贝尔奖金委员会决定授予梅契尼柯夫诺贝尔医学与生理学奖。
　　从此以后，梅契尼柯夫的处境大为改变，当他出席某些学术会议走进会场的时候，受到了人们由衷的景仰和欢呼，连过去一度拚命反对他的德国人也向他热烈鼓掌，表示敬意。人们的称赞和尊敬是对艰辛劳动的最好报偿。梅契尼柯夫软慰地看到，从此探索微生物致病机理和人体免疫现象已成为一门正式专业，大批年轻有为、受过专门训练的医生参加到这个行列中来。他们毫不怀疑吞噬细胞吞噬病菌的现象，并且他们不满足于臆测性质的答案，而是用科学实验一步一步地揭开了人体免疫之谜，免疫病理学终于日臻完善，成为人们战胜传染病的有力武器。在人们为免疫学的进步而热烈欢呼的时候，始终没有忘怀为这项研究奠定基础的开拓者——梅契尼柯夫。