一次疏忽，催生了人類歷史上第一支減毒疫苗 | 商周專欄
撰文｜商周
1854年，32歲的法國里爾科學院院長巴斯德在一次公開演講里說出了一句廣為流傳的名言：“機會只青睞有準備的頭腦！”
那次演講的主題是科學理論和應用的關系，為此巴斯德舉了一個電報發明的例子：
“您知道電報--現代科學最奇妙的應用之一--是什么時候第一次看到曙光的嗎？那是值得紀念的1820 年，丹麥物理學家奧斯特手里拿著一根銅線，將其兩個末端連接到伏打電池的兩極。當時在他的桌子上有一根安放在軸上的磁針，他突然看到（您會說是偶然的，但機會只青睞有準備的頭腦）磁針的指向發生了改變。也就是說載有電流的電線使磁針偏離其原本的位置。先生們，這就是現代電報的誕生的起點...... 在奧斯特做出一發現不到 20 年后，電報這一神奇的發明就出現了。"
這就是“機會只青睞有準備的頭腦！”的來源，巴斯德用它來贊美奧斯特的睿智。
這句名言其實同樣適合巴斯德自己。在他所作出的一系列的重大發現和發明里，不少就是“機會只青睞有準備的頭腦”的結果。其中最有代表性的例子，應該是減毒疫苗的發明。
1. 尋找“兇手”
禽霍亂也叫禽出血性敗血癥，包括雞、鴨、鵝等多種家禽都對這一致死性疾病易感。一旦這一瘟疫流行，總會給法國的家禽業帶來巨大的損失。
1879年，巴斯德開始了關于禽霍亂的研究。巴斯德的最初目的，就像他研究其他傳染性疾病一樣去鑒定導致禽霍亂的病原體。三年前，德國微生物學家羅伯特-科赫發現了導致炭疽病的兇手：炭疽桿菌。這一發現成為了病原微生物學的開端，也為鑒定病原體提供了標準，即后來的“科赫法則”。
根據“科赫法則”，病原體的鑒定必須符合以下四個條件：
1. 這種微生物在患病的動物上存在，而健康的個體上沒有。
2. 這種微生物可被分離并在培養基中進行體外培養。
3. 體外培養并純化的微生物在接種至健康動物身上后，能讓健康動物患上相同的病癥。
4. 被接種并患病的動物身上能再次分離這種微生物。
巴斯德并不是第一個研究禽霍亂病原體的人。
1869 年，法國阿爾薩斯地區的獸醫莫里茨就注意到那些死于禽霍亂的雞的尸體上存在一些“微小的顆粒”。由于那時科學界對病原微生物幾乎一無所知，這一觀察也就被忽視了。
等到科赫發現了炭疽桿菌之后，意大利的的獸醫佩龍西托開始了他的禽霍亂研究。1878 年，在顯微鏡下檢測病死的雞的樣本時，佩龍西托觀察到了一種外觀像小斑點狀的細菌，并將它的外形繪制了出來。這就是導致禽霍亂的兇手，但佩龍西的發現也就到此為止。
就在佩龍西托研究禽霍亂的同時，法國圖盧茲獸醫學校的教授圖桑也在開展禽霍亂的研究，而且他走的比佩龍西托更遠。為了證明含有該微生物的血液的毒性，圖桑將死于禽霍亂的雞的血液接種到健康的雞身上，結果發現被接種的雞果然感染了這種疾病。
但要鑒定出其中的病原體，他需要向科赫那樣在體外將微生物傳代培養和純化，然后再接種到健康的動物身上驗證它的致病性。為了培養這種微生物，圖桑使用了適合炭疽桿菌培養的中和尿液。但不幸的是，它并不適合禽霍亂病原體的生長。圖桑接下來將培養液換成了含有酵母的水，但結果還不如之前的中和尿液，于是只好放棄。
1879年，巴斯德從圖桑那里得到了一只患病的公雞的雞頭，開始了他的研究。
巴斯德在嘗試了幾種不同的培養液后，就找到了最佳的體外培養液：用鉀堿中和并在 110°C 度下加熱滅菌的雞軟骨肉湯。在這種培養液里，禽霍亂病原微生物能夠很好地生長繁殖。而且這樣體外培養并純化的微生物有著很強的致病性：
“這種微生物的毒力是如此之大，最近培養的最小一滴，加上幾塊面包屑，就足以殺死一只雞。以這種方式喂養的母雞通過適合微生物生長的腸道感染疾病，并迅速死亡。”
就這樣，巴斯德發現了導致禽霍亂的病原體：多殺性巴氏桿菌。
2. “過期”的培養物
如果不是一次實驗室的意外，巴斯德關于禽霍亂的研究也就到此為止。
通常來說，要培養多殺性巴氏桿菌，每 24 小時需要換一次培養液。這種情況下培養出的多殺性巴氏桿菌不僅生長良好，而且一直保持著很高的致病性。
但在1879 年夏天，因為實驗室工作人員的休假，一瓶多殺性巴氏桿菌的培養物被無意中遺忘在了那里。細心的巴斯德并沒有將這瓶“過期”的培養物直接扔掉，而是順便測試了一下它的毒力。
結果發現被接種這些“過期”的多殺性巴氏桿菌的母雞雖然也生病了，但隨后沒有像接種正常培養的病菌后那樣死亡，而是很快就康復了。
對于這一結果，一個自然而且合理的解釋就是那些“過期”的多殺性巴氏桿菌的毒力下降了。
但巴斯德想得更遠，他繼續做了一個關鍵的實驗：重新培養了一些新鮮的多殺性巴氏桿菌，并將這些毒力正常的細菌接種到之前那些康復了的母雞上；做為對照，一些剛從市場上買來的母雞也被接種了這些新鮮的細菌。
更加意外的結果出現了：那些之前康復了的母雞在接種新培養的多殺性巴氏桿菌后非常健康，而新買來的母雞在接種后卻患病死亡了。
面對這一有趣的結果，巴斯德想起了八十年前英國醫生愛德華·詹納發明天花疫苗的故事。
1796 年，詹納將牛痘接種到一個 8 歲的男孩身上，男孩在接種后出現里輕微的感染牛痘的癥狀，但不久后就痊愈了。后來詹納再給這個小男孩接種人痘（即天花病毒)，小男孩沒有出現典型的人痘接種反應，而且暴露在有天花病毒的環境里也沒有染上天花。換句話說，這位小男孩因為牛痘接種有了對天花的免疫力。
雖然巴斯德實驗里用的是雞，詹納接種的是人。但兩者相似的過程，即先接種非致命的病原誘導輕微的癥狀，等痊愈后對致命性病原有了免疫力。就在在這樣的類比里，巴斯德看到了希望。
3. 減毒疫苗的發明
詹納發現的天花疫苗挽救了世界上無數的生命，并且導致了后來天花病毒的滅絕，但詹納的成無法復制。
牛痘之所以能成為天花疫苗，是因為牛痘病毒和天花病毒有著高度相似的免疫原性，讓針對牛痘病毒的免疫反應對天花病毒同樣有效；而同時牛痘感染人之后只會導致輕微的癥狀，不像天花那樣致命。所以將牛痘病毒接種到人身上，人在出現了輕微的癥狀的同時獲得了對天花病毒的免疫力。
但在自然界，幾乎沒有疾病能夠像天花一樣有牛痘這樣的伙伴。所以，要使用疫苗這一強大的武器來預防傳染性疾病，必須另辟蹊徑。
就是從禽霍亂研究的那個偶然發現里，巴斯德看到了一種在實驗室里制備疫苗的策略：通過接種毒性降低了的病原微生物，讓動物和人患上輕微的疾病的同時獲得對該疾病的免疫力。
為了實現這個方案，巴斯德要去摸索高效的減毒方法，獲得足夠的減毒多殺性巴氏桿菌。巴斯德首先解決的是制備工藝。雖然那次偶爾的事故中減毒病原體的獲得是因為暑假期間沒有更換培養液，但這個耗時過長的工藝不是獲得減毒病原體的最有效的方案。
通過測試不同的培養條件，巴斯德發現讓多殺性巴氏桿菌減毒的關鍵因素是氧氣，因為在完全封閉的燒瓶里培養的細菌總能保持它的毒性，而用棉花封閉瓶--即允許空氣進入--的燒瓶所培養的細菌的毒性則會逐漸降低。因為這一發現，巴斯德找到了制備禽霍亂減毒疫苗的方法。
為了驗證這些減毒后的多殺性巴氏桿菌作為疫苗的效果，巴斯德購買了 80 只雞來開展他的接種實驗。
其中 20 只被直接接種了毒性強的多殺性巴氏桿菌，結果這 20 只雞正如預期的那樣出現了死亡。
而剩下的里 60 只雞則先接種了不同劑量的減毒禽霍亂疫苗，然后再接種毒性強的多殺性巴氏桿菌，結果證明它們都受到了不同程度的保護，而且接種減毒禽霍亂疫苗的次數越多，疫苗保護作用也越明顯。
1880 年 4 月，巴斯德在《科學院通報》上發表了這篇論文，公布了自己的發現。
禽霍亂疫苗是繼天花疫苗之后的第二支疫苗，也是歷史上第一支減毒疫苗。和詹納的疫苗無法復制不同，巴斯德的減毒疫苗為疫苗的研發提供了一個可以效仿的模板。
4. 投身疫苗領域
在巴斯德的研究生涯里，出現過多次的領域的跨越：最初研究化學晶體，到接下來解密酒精發酵，然后挑戰自然發生學說，再去尋找蠶病的秘密，最后自然地進入了病原微生物領域……
因為一瓶“過期”的多殺巴氏桿菌，巴斯德這個有準備的頭腦發明了減毒疫苗。也從這是開始，巴斯德的研究領域再次發生了切換。
在 1880 年 5 月發表的一篇論文的開頭，巴斯德就寫過這么一段話：
“當開始進行現在占據我注意力的研究時，我正試著圖將生源論擴展到某些常見的疾病研究中。我不知道我什么時候能回到這項工作中去。因此我希望看到其他人繼續進行這項工作，我冒昧地將它以目前的狀態介紹給大家。”
這里寫到的“占據我的注意力的研究”指的是減毒疫苗的發明。從那時開始，巴斯德將自己的余生交付給了這一領域。于是人類有了炭疽病疫苗、豬紅皮病疫苗以及人類的狂犬病疫苗。
