
1914年,第一次世界大战爆发,在接下来的四年里,全世界1600万人因此失去了生命。战败的德国不仅在人口和经济上严重受创,在科学上也同样如此。德语作为当时在科学界里的重要语种,在一战期间地位急剧下降,而且从此再也没有东山再起。
也就是在一战爆发的那年,德国一家德语学术刊物《慕尼黑医学周刊》刊登了一篇标题叫“导致咳嗽和鼻塞的病原体”的论文。文章里的咳嗽和鼻塞,说的就是感冒。
论文的作者只有一个人,就是当时德国莱比锡大学的微生物学家瓦尔特-克鲁斯(Walter Kruse)教授。虽然早在十几年前已经成为了教授,但他依然会亲自做一些有意思的实验。这一次,他对感冒有了兴趣,想知道它是不是由某种病原体导致的疾病。
这里说的感冒是指普通感冒,在西方“感冒了”被称为“Catch a cold”,里面就有一个“凉”字。而在中国的传统里,感冒则是“伤风”的一种,也和“凉”有关。在古代世界各地的民间,着凉不仅被认为和感冒联系密切,甚至被广泛地当作感冒的元凶。
克鲁斯教授去研究普通感冒是不是一种传染病,是大胆还是多余?
在他的研究里,克鲁斯把一个感冒病人的鼻子分泌液收集起来,稀释和过滤细菌后再接种到健康志愿者的鼻子里。结果他发现,大约30%的志愿者在接种之后的几天之内得了感冒。于是他写下了这篇论文,认为导致感冒的可能是一种比细菌还小的病原体。
这是世界上首次报道感冒可能是一种传染病的研究,但并没有引起什么关注。其中的理由可能有多个,其中关键的一点应该是这一发现还没有达到“科赫法则”的标准。“科赫法则”是由德国科学家罗伯特.科赫(Robert Koch) 在19世纪提出来的一个鉴定疾病病原体的标准,其中的原则至今依然适用。这个法则简要地说包括四点:这个微生物在患者身上存在;这个微生物能够在体外培养和纯化;把在体外培养纯化的微生物能让人或动物得病;这些被感染得病的人或动物身上可以再次分离出这种微生物。
作为一个微生物学家,克鲁斯当然知道科赫法则,而且早在1900年,他就利用这个法则成功地发现了导致德国痢疾疫情的痢疾杆菌。克鲁斯之所以没能找出导致感冒的病原体,是因为无法在体外培养这种比细菌还小的微生物。
后来零零星星有人去重复克鲁斯的实验,的确有人能重复出来,但更多的人说不能。直到1923年,也就是克鲁斯发表他的论文快十年后,来自美国洛克菲勒医学研究所实验室的奥利斯基(Olitsky)博士才令人信服地证明了导致感冒的病原体的存在。
在这篇发表在《实验医学杂志》的论文中,奥利斯基拿出了如下一系列重要的证据:第一,普通感冒病人的鼻咽分泌液可以让健康人得感冒, 这说明感冒可能是由分泌液里的病原体传染的;第二,健康人接触病人的鼻咽分泌物后,需要8-48个小时才会出现症状,这说明这个病原体有一定的潜伏期;第三和流感不同,感冒病人的鼻咽分泌液不能让兔子得感冒, 这说明这个病原体可能是只感染人的;第四,把普通感冒病人的鼻咽分泌液里的细菌过滤掉后,依然可以让人得感冒,这说明这个病原体比细菌小;第五,如果把感冒病人的鼻咽分泌液在60度加热一小时,那么它就不再有让人感冒的能力,这说明这个病原体不耐热;最后,对于那些只是着凉(但没有和感冒病人接触)而短暂流鼻涕的病人,他们的鼻咽分泌液不能让人得感冒,这说明只是着凉的人身体里没有导致感冒的病原体。
如果用现在的眼光来看以上结果,人们很容易猜到导致感冒的是一种病毒。但当时的科学界对病毒的认知还在混沌的初期,因为病毒在普通显微镜下看不见,而且也不容易在体外培养。所以,就是奥利斯基自己也没有想到导致感冒的病原体是病毒。
几年后,美国纽约哥伦比亚大学的多策兹(Dochez)和他的团队在这个问题上给出了进一步的答案。他的团队在20世纪二三十年代做了一系列的工作,并以“对感冒的研究”为主标题连续发表了一系列的论文。他们的研究不仅确认了感冒是传染病,也表明感冒也可以从人传给大猩猩,还提出了“病毒是感冒的病原体”假设。
就在克鲁斯、奥里斯基和多策兹这些科学家在实验室里发现感冒是一种传染病的时候,那些从事田野调查的流行病学家们也同样在这个方向上努力。说到这里,要稍微解释一下流行病学家都是做什么的。简单地说,他们做的是田野调查,通过收集疾病发生和相关风险因素的数据,从而研究疾病发生和各因素的关系。
对于感冒是因为传染还是着凉导致的这一问题,流行病学是如何去研究的呢?
二十世纪20年代末,美国洛克菲勒研究所的斯迈利(Smile)博士和他的团队对几个疾病做了流行病学的研究,其中就包括普通感冒。为了研究感冒,他们去了远离美国大陆的一个叫圣约翰的小岛。圣约翰是一个位于中美洲邻靠多米尼亚共和国的热带岛屿,属于美国但与美国大陆来往很不方便。因为这种隔离,而且人口有限,这让研究人员容易追踪疾病的传染过程。
在这个几乎与世隔离的热带小岛上,感冒发病的季节性和其它地方差不多,就是夏季少见,冬季多发。因此和世界上其它各地的百姓一样,这里的居民也相信感冒的原因是着凉。
但斯迈利博士的团队所做的流行病调查却有了不一样的发现:首先,这个岛上当年的12月份有过一次感冒的疫情,而这次暴发的根源可以追踪到随船从美国大陆过来的一位患有感冒的水手那里。换句话说,这次感冒疫情是由一个外来的病人带给当地人的。其次,岛上的感冒发生呈现出了一种波动的态势,随着时间推移在空间上扩展。这种态势并不符合“着凉是病因”的说法,因为如果天气变化导致的“着凉”是病因,那么绝大多数病人应该是差不多时间发病,而不是这样先后有序地进展。最后,大多数情况下,岛上的家庭里一般是一个人先感冒,然后两三天后其他成员才开始得病。这个现象也支持普通感冒是传染病的说法,因为病原体有一定的潜伏期。
1931年,斯迈利的团队把这项流行病学的研究发表在了《实验医学》杂志上,首次从流行病学的角度说明感冒是一种由病原体导致的传染病。虽然这项研究首次为感冒是传染病这一观点提供了流行病学的依据,但它远没有两年后的另一项同样关于感冒的流行病学研究有名,因为后者的发现让人更加印象深刻。
这篇发表在《美国卫生学杂志》上的论文作者是保罗 (Paul)和普里斯(Preese),他们调查的是位于北极圈内的斯匹茨伯根岛。之所以选择这个挪威小岛来做感冒的流行病研究,是因为这里的感冒流行有一个反常的特点:夏季高发,而其它三个季度却极少。这一异常让人对感冒和着凉的关系产生了怀疑,也吸引了流行病学家的到来。
通过缜密的流行病学调查,保罗和普里斯找到了其中的秘密:每年五月,来自外界的第一艘船才会来到这里,船只不仅带来了货物,还带来了感冒病原体。等到一年中最后一艘船在十月份离开以后,小岛在漫长的冬季中过着一种与世隔绝的状态。这种隔离也同样将感冒病原体拒之门外,等夏天传进来的病原体慢慢被消灭以后,感冒的发生也就逐渐中止了。
所以,挪威斯匹茨伯根岛上的特殊现象清楚地说明:感冒的病因不是着凉,而是一种带有传染性的病原体。
至此,实验室的研究和流行病学的证据让科学界有了一种共识:感冒是一种传染病。
那么,这种导致普通感冒的病原体又是什么呢?
在科学上,提出假设只是第一步,验证假设才是更加重要的事情。要验证“病毒是导致感冒的元凶”这一假设,还是要符合科赫法则。20世纪30年代,一些病毒已经被分离、培养和鉴定了出来。比如猪流感病毒,就在1933年由英国科学家安德鲁斯(Andrewes)爵士和莱德劳(Laidlaw)爵士所带领的团队发现和鉴定了出来。
这些新兴的关于病毒分离和培养的技术,让首次提出“感冒是病毒导致的”这一假设的多策兹看到了希望。他在美国哥伦比亚大学的团队尝试着从感冒病人的鼻腔分泌液里分离病毒,然后在体外培养,期待找出那个神秘的感冒病原体。
多策兹的团队的确从感冒病人里分离出了病毒,并且显示病毒能够让健康的人患上感冒。他们也做到了用含有鸡胚组织的培养液让病毒增殖,而且这些体外增殖的病毒也还有一定致病性。但他们遇到的最大的问题是,在体外培养的病毒很不稳定,容易丧失它们的致病能力。所以,他们的发现依然没有达到到科赫法则的要求,没有鉴定出导致感冒的病毒来。
这是1936年。随后不久,第二次世界大战爆发了。
二战后的1946年,英国在位于南部索尔兹伯里(Salisbury)的郊区的哈佛医院里建立了一个名叫“普通感冒研究部”的机构,专门从事感冒的研究。担任这个部门主任的,就是发现了猪流感病毒的英国科学家安德鲁斯爵士。
作为曾经在发现病毒方面有成功经验的安德鲁斯,他的目标之一就是寻找普通感冒病毒。但遗憾的是,他的尝试也同样难说成功。1950年,安德鲁斯在著名的《新英格兰医学杂志》上回顾了他对感冒研究的工作。文章的标题是“普通感冒之谜”,一个不太“科学”而有点“科普”的标题。文章写得也很感性,有些像科学散文。
安德鲁斯在鉴定感冒病毒上的失败,原因和多策兹的差不多,就是在体外很难培养出有稳定致病性的感冒病毒。和流感病毒能感染多个物种不同,普通感冒病毒几乎只能感染人,这种特异性让选择适合它们的体外细胞系变得艰难。而没有一个合适的体外培养体系,就难以让病毒稳定地增殖,从而无法做进一步的研究。
不过,这个难题还是在几年后被攻克了。
攻克这个难题的是美国约翰霍普金斯大学的温斯顿-普莱斯(Winston Price)。1956年,普莱斯独自发表了一篇论文,报道从感冒病人的鼻腔分泌液里分离出了一种叫 J.H. 的病毒。一年后的1957年,普莱斯再次一个人在《美国科学院院刊》上发表了论文,证明体外培养的J.H.病毒可以让人获得感冒症状。这些发现符合了科赫法则,感冒病毒也就这样被普莱斯这个“独行侠”分离和鉴定出来了。普莱斯之所以能成功在体外培养出有毒性的感冒病毒,是因为他的实验里采用了恒河猴肾细胞,这是一个适合感冒病毒在体外生长的材料。
后来,科学家进一步知道了 J.H. 病毒是鼻病毒的一种。再后来,越来越多的导致感冒的病毒被鉴定了出来。现在我们知道,有两百多种病毒能够导致感冒(这也是让免疫系统难以对付的主要原因,所以我们经常感冒),其中最常见的就是鼻病毒(约50%的感冒是由鼻病毒导致的)。
(未完待续……)


