首战炭疽菌

    科赫在偏远的沃尔施太因孜孜不倦地埋头于显微镜下的研究工作的同时,却没有忘记时时追踪整个微生物领域最新的研究进展。他明白,只有不断跟上学术界前进的步伐,才不至于闭目塞听,迷失研究工作的方向。巴斯德关于疾病与微生物的关系的实验,英国外科医生李斯特(Lister J,1827-1912)的外科消毒法,都使科赫感到异常的兴奋,也使他对微生物与疾病的关系问题更为关注。

    说起来,在人类文明史上,很早就产生了关于疾病“传染”的概念。在中国医学史上被誉为“医圣”的东汉名医张仲景,就曾生动表述过当时疫病流行的惨状。在西方,一些医学先驱人物也曾从不同角度触及到这个问题。但是,他们不可能将传染的概念与微生物挂起钩来,在当时科技十分落后的条件下,这对他们完全是不可思议的事。巴斯德虽然初步证实了微生物能致病的事实,但尚缺乏进一步的具体证据,许多重要的环节仍然模糊不清。在大学求学时亨利教授提出的疾病传染理论,又时时萦绕在科赫心头。科赫决定进一步缩小研究范围,集中精力,全力以赴地研究传染病起于细菌这一问题。

    1875年底的一天下午,科赫将两片夹有一滴羊血的载玻片放在了显微镜上。牛、羊等家畜的血样是他经常观察的标本。几年来,他观察过数百头牲口的血样,以致每当他来到屠宰场或宰杀牲口的村民家时,他们都会积极主动地为他提供牲口血样。

    今天的血样来自一只刚刚死去的羊身上。羊是村民弗里德曼的。他家里养的三只羊,昨天还是好好的,今天上午却有一只突然死掉了,还有一只变得萎靡不振了。他知道科赫对这事感兴趣,于是匆匆赶到诊所告诉了科赫。

    这种事在这一带经常发生,刚才还是活蹦撒欢的牲口,一点预兆也没有,转眼之间就变得呆滞无力,然后迅速地成群死掉,血液也变成可怕的暗黑色,就像被一阵看不见的邪恶毒雾刮倒一样。家畜中的这种传染病不但造成农民巨大的经济损失,威胁他们的生计,而且还会造成普遍的肉食供应危机。更为严重的是,人也会传染上这种疾病。传染上这种病的人,皮肤起脓溃烂,高烧、咳嗽,或者上吐下泻,很快死去。由于这种病的凶险特点,当地农民称之为“狂怒病”,而科赫知道,这在医学上称为炭疽病,由于它为害颇烈,历来为医学家们所密切关注。

    科赫把刚从病羊身上采来的血液,急切地凑近显微镜。他不断微微地移动着血样,仔细地观察着。果然,他又在血液中看到了那种像细木棍似的小东西,它们有的很短,有的则似乎连接在一起,形状像一条线,并且好像都在微微地蠕动着。几个月来,他都在观察这种标本。在每一例患炭疽病而死的牲口的血液标本中,都会发现这种奇怪的小东西。而在健康牲口的血液中,却找不到这种东西。

    “也许,这些杆形小东西就是引起炭疽病的原因。”科赫不止一次地想。他又想起了上大学时读过的一本医学杂志上的文章,作为当时的新发现,文章报道法国医生丹凡、雷伊和德国学者波兰德也曾分别观察到类似的现象。“应该再作更多的观察来证实这一点。”他想。

    于是,科赫又夜以继日地进行观察牲口血样标本的研究工作。在显微镜下,他反复仔细地观察健康牲口的血液标本或炭疽病畜的血液标本,将它们进行对比,时常累得他两眼发花,体疲乏力,连埃米放在桌上的饭都懒得去吃。然而,情况越来越清楚,与健康牲口的血样不同,在炭疽病畜的血液以至内脏中总能找到那些杆形小东西。这使科赫相信,这些小东西就是炭疽病的病源。

    “可是,怎样才能证明这一点呢?除非我能证实这些小东西是一种有生命的有机体,是活的细菌,真正看到它们生长、繁殖,引起炭疽病。”科赫冥思苦想,头脑中逐渐形成了一个缜密的研究计划。

    首先,他决定设法将那些杆形小东西引种到实验用的小白鼠身上,以便于观察和研究。

    他挑选了几只特别健康的小白鼠,想通过引种让它们患上炭疽病。经过几次试验,他找到了一种有效的细菌引种方法。他在小白鼠尾巴的根部切开一个小口,用消过毒的木片蘸上一滴死于炭疽病的羊身上的黑色血液,小心地把它刮进切口,然后把这只小白鼠单独关在笼子里。第二天,这只小白鼠果然死在笼中。科赫立即将小白鼠解剖,发现小白鼠的脾脏异常地肿大发黑。他从死去的小白鼠身上取了一点血液标本,放到显微镜下观察,又看到了那些熟悉的微微蠕动着的杆形小东西。第一只小白鼠死后,科赫又将它的血液引种到另一只健康小白鼠尾巴的切口上。就这样,一个多月内他重复做了30次同样的试验,而结果始终一样,每次都是健康小白鼠被引种后死亡,都能在它们的血液或内脏标本中发现杆形小东西。科赫知道,自己已经成功地把害死羊的可怕的炭疽病转移到了小白鼠身上。但这只是计划的第一步。

    接下来,科赫打算证明这些细菌是活的,具有生长繁殖的能力。从染上炭疽病的牲口迅速死亡的情况推论,这种可怕的细菌在动物体内不但能生长,而且繁殖的速度一定快得惊人,可是,显然无法通过直接的观察来证实这一点。

    “要是能在动物体外培养这些细菌就好了,这样我就能直接观察到它们。”科赫自言自语地说。“对,我应该在动物体外设置一种和动物体内相同的小环境,这种环境不但具有合适的营养、温度等细菌赖以生存的条件,而且还要便于在显微镜下观察。”他想。

    显然,以动物体液作为细菌的培养液是再合适不过了。为了观察得更清晰,科赫决定采用牛眼的分泌液(牛眼房水)。他将患炭疽病死去的小白鼠的脾放进牛眼房水中,然后把它们贮放在自制的细菌培养器里,温度保持相当于小白鼠的体温。过一段不长的时间,就在显微镜下观察这种混合液。

    起初,他观察时采用的是通常的做法,即把一滴液体固定在普通的两块载玻片之间,但这时其他细菌也乘虚而入,无法分辨炭疽病菌。经过两个多月的苦苦思索和反复试验,他终于找到了一种办法,可以不受干扰地观察炭疽病菌的情况。

    当科赫将改进后的载玻片再次放到显微镜下观察时,终于亲眼目睹了他盼望看到的情形。在他观察了两个小时之后,他发现,那些杆形小东西逐渐分裂并且变长了!而且新的杆形小东西也不断地分裂、变长。几个小时以后,标本滴液中就充满了这些小东西,互相乱七八糟地纠缠在一起,活像一团乱麻。当初在一滴标本中它们的数量不过几百个,而现在粗略统计一下,每平方英寸内竟达到25000个之多!尽管科赫在显微镜下也算见多识广,但看到这些微小的凶手成百上千倍地繁殖,也不禁毛骨悚然。现在,这位严谨的年轻科学家,终于能肯定这些杆形小东西是活的,因为他亲眼看到了它们的繁殖。正是由于这些小东西在动物体内以惊人的速度繁殖,才使得动物在很短的时间内死亡!

    但是,要完全证实这一点,还有关键性的一步,即把这些在动物体外分离培养出的细菌,再重新引种回动物体内,看它们是否能引起同样的疾病。科赫没有贸然行动。他觉得,现在这些细菌都是从当初那只炭疽病死鼠的脾脏标本里繁殖出来的,要使整个结论做到无懈可击,还应该在引种前将这些细菌完全纯化。

    于是,科赫从刚培养出的标本中取出一点,移植到另一滴滴液中。情况仍然相同,那些杆形小东西在新的环境中又迅速生长繁殖。他再从这滴标本中取出一点,移植到新的一滴滴液中。这种移植试验连续进行了八次。终于,第八滴滴液标本已不是原来含有死鼠脾脏组织的混合液,而里面繁殖的细菌完全是纯化的后代。

    “现在让我们瞧瞧会发生什么事!”这天晚上,科赫激动地对埃米说,“下午我已经给一只健康的小白鼠接种了纯化的细菌,发生在它身上的事,是我计划中最重要、最关键的一环!”科赫彻夜难眠,脑子里总在捉摸那只小白鼠的命运。

    24小时后,小白鼠死了。科赫迫不及待地在显微镜下观察它的脾脏标本——仍然是那些熟悉的、微微蠕动着的杆形小东西!他仍没止步,又继续经过更多次的实验,培养了更纯的细菌后代。用这些细菌,他不仅给小白鼠接种,还广泛地用牛、羊、兔、猫等其他动物做同样的实验,而每次结果都完全相同。如果再从这些死亡的动物身上分离培养出细菌,将它们接种到健康动物身上,仍然出现相同的结果,动物死去,炭疽病菌在它们体内生长、繁殖。

    科赫终于可以毫无疑问地肯定,这些蠕动的杆形小东西就是炭疽病的罪魁祸首!它们在医学中被称为“炭疽杆菌”。而且,试验结果还证实,炭疽杆菌只能引起炭疽病,也就是说,一种细菌只能引起某种特定的疾病。

    就这样,在偏远的乡村,科赫独自一人,凭着粗糙的自制设备和自己摸索出的研究方法,完成了一项伟大的医学发现。