蛇毒是怎么进化的（斩杀大蛇者科学家）

目前仍在热映的《哥斯拉2》里，出现了三个怪兽：平头哥哥斯拉、扑棱蛾子魔斯拉，以及，大长虫，基多拉。

基多拉（图片来源：豆瓣）

三头、三尾的巨蛇，自然只存在于荧幕之中——实际上，一头、一尾已经够可怕了。根据统计，全世界范围内每过5分钟，便有50例蛇咬伤，其中有25位是被毒蛇咬伤，有4个因此落下终生残疾，最终会有1个人在毒液的侵蚀下失去性命。

波音737的载客量在200位左右。每5分钟死1个人，等于说毒蛇们每天都可以引发一场空难——无人能够生还。

蛇咬伤数据（原图出处：CNN）

除非，被蛇咬伤的人们能够及时得到抗蛇毒血清。

巴斯德：偶然的发现

抗蛇毒血清这个名字，可能有些陌生，不过，故事是从我们非常熟悉的地方开始的：英国医生爱德华·詹纳用牛痘预防天花。

在18世纪，天花是最致命的疾病。大约三分之一的患者会在半个月内去世；剩下的那些，或是遇到支气管感染，或是双目失明，能带着一脸麻子活下去已经是最好的结果。医生能做的事非常有限，除了种种不可靠的治疗方案之外，便是祈祷病人的免疫力足够强。

13岁那年，爱德华·詹纳（Edward Jenner）在布里斯托（Bristol，英格兰西南城市）附近的乡村学习药剂知识，偶然听到一位挤奶工显摆自己的脸蛋儿。

爱德华·詹纳（图片来源：nih.gov）

“我永远不会有麻子脸——因为我得过牛痘！“

詹纳不禁对此留了个心眼，不过他很忙，忙着学习，忙着研究地质、血液、鸟类，甚至是氢气球。一直到34年后，他才真正决定思考牛痘的作用。

牛痘同样可以让患者发热、长水疱，只是症状不如天花剧烈。1796年，詹纳找到一位挤奶工，把她手臂上的水疱划破，从中提取出液体，接着，将液体注射到一个小男孩身上。

詹纳的实验（图片来源：美国国家地理）

随后，小男孩果然出现了发热，症状也如同预料中一样轻微。等体温降下来之后，詹纳又给他注射了天花病患者的水疱液，结果，小男孩安然无恙。

换句话说，接种牛痘之后，他的免疫系统具备了对抗天花病毒的能力。

接种牛痘的办法，没有立刻被大众接受，甚至有人担心，这种陌生的手段“有伤天和”，会让人长出牛角。相比之下，有一群人不但接受了牛痘，而且据此大胆猜测：一切疾病都是由微生物引起的，而微生物并非铁板一块。牛痘和天花有“血缘关系”，致病能力却大不相同，用牛痘“锻炼”人体，人体便能对天花形成抵抗力。

他们，就是科学家。

一个世纪后，法国科学家路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）决定利用这一点对付炭疽。

巴斯德（图片来源：腾讯网）

当时，炭疽是畜牧业的一大威胁。被炭疽杆菌感染的动物，往往突然发病、一两天后便死亡。尤其让人困惑的是，即使采取隔离措施，把发病动物拉走、埋起来，仍然不能阻断疾病的传播。

巴斯德在调查中发现：一方面，土壤里有一些肉眼看不到的物质可以引起炭疽病；另一方面，有些动物可以抵抗这些物质，它们在疫情区悠然吃草，却始终不会发病。即是说，炭疽和天花一样，都是由微生物引起的，也都存在研制疫苗的可能。

可惜，天花家族有牛痘这个不争气的后代，自然界的炭疽杆菌在致病力上却不相上下。

既然自然界中没有，那就想办法造一种出来！

说到巴斯德，很多人会想到巴氏消毒法。所谓巴氏消毒法，就是把生牛奶加热到60~90°C，杀死活菌，然后降温，如此一来，便可以大大延长牛奶的保存时间。为了找到致病力较弱的炭疽杆菌，巴斯德再次想到了温度。他在实验中发现，炭疽杆菌同样对温度很敏感：假如把温度维持在42℃左右，炭疽杆菌虽然能繁殖，但是新生的细菌致病力大减、几乎不会引起疾病。

炭疽杆菌（图片来源： 中国疾病预防控制中心）

借由这些致病力减弱的细菌，巴斯德成功研制出了炭疽疫苗，并且提出了自己的理论：疾病是由微生物引起的，而微生物繁殖，需要用到对应的营养物质，姑且称之为“神秘元素”好了。人体内的神秘元素有限，如果先接触到弱化版的微生物、神秘元素被耗尽，即使遇到正常版本的微生物，它们也没办法繁殖，人们也就不会患病。

北里柴三郎：不想搞预防的医生，不是好医生

砸场子的人很快就来了。

北里柴三郎，1853年出生于日本熊本县，跟风靡网络的熊本熊是老乡。

熊本熊（图片来源：搜狐）

与多数医生不同，北里柴三郎对直接治疗疾病不感兴趣，反而更看重疾病的预防。当时的欧洲是微生物研究和疫苗研究的中心，这个中心又分为两派：一派在法国，以巴斯德为首；一派在德国，科赫是其宗师。1885年，受日本政府派遣，北里柴三郎拜入了科赫（Robert Koch）门下，开始了自己的传奇。

科赫交给北里柴三郎的第一个任务，是试着纯化培养破伤风杆菌。

科赫（图片来源：数苑网）

破伤风现在已经不太常见了，几十年前却还是很要命的疾病。农民在割草的时候，不小心割破手指，如果伤口太深、血流不止，便会下意识地堵住它。用什么堵呢？用泥巴。

泥巴里含有破伤风杆菌，而封堵伤口会制造一个无氧环境，无氧环境恰恰是破伤风杆菌喜欢的……

北理柴三郎面临的挑战正在这里：如何在实验室内创造一个无氧环境。以往的学者们认为，只能把破伤风杆菌和其他喜欢氧气的细菌一起培养，通过好氧菌吸收氧气，形成局部缺氧环境，但是这样一来，得到的菌液，便含有多种细菌，没有办法单独研究破伤风杆菌的性质。

不知道北里柴三郎有没有阅读过巴斯德的论文，可能牛人很容易想到一块去——他也想到了温度：首先，仍然是混合培养，然后，对培养皿进行加温，多数细菌不耐高温，破伤风杆菌却可以，这样，培养皿内就只剩下了破伤风杆菌。

北里柴三郎（图片来源：北里柴三郎纪念馆）

有了破伤风杆菌，便可以研究破伤风的性质。或许是做了太多纯化培养的实验，北里柴三郎对“纯粹”执念很深——培养皿里，除了细菌之外，还有液体，引起破伤风的，到底是细菌还是液体中的成分？

当时，恰好有学者发明了一种过滤网，网眼比细菌小。北里柴三郎用它对培养液进行过滤，结果，去除细菌后的物质，仍然可以让实验动物发病！接下来是最关键的地方，他发现，如果减少注射剂量、适当进行急救，会有一些实验动物存活，而这些动物的血液中，似乎含有什么特殊物质，可以抵抗对破伤风杆菌。

日本钞票上的北里柴三郎（图片来源于网络）

北理柴三郎的发现可以总结为一句话：引起疾病的，未必是细菌，可能是细菌分泌的某些毒素。

结语：说了这么多，好像还没有提到蛇毒？不要着急，很快就有人站在前辈的肩膀上、向着蛇毒进军了——请期待下一篇，《斩杀大蛇者，科学家（下）》。

【参考文献】

[1]阿尼克·佩罗, 马克西姆·施瓦兹. 巨人的对决[M]. 时利和, 译. 海天出版社, 2018.

[2]北里柴三郎の生涯｜北里柴三郎記念室[EB/OL]. [2019-05-30]. https://www.kitasato.ac.jp/jp/kinen-shitsu/shibasaburo/lifetime.html.

[3]CNN K H and K O. Snakebites: The hidden health crisis that kills 200 people a day[EB/OL]. CNN, [2019-06-03]. https://www.cnn.com/2019/05/23/health/snakebite-hidden-health-crisis-who-intl/index.html.

[4]MCKENDRICK M. Angel of death – the story of smallpox[J]. Clinical Medicine, 2010, 10(6): 635.

[5]RIEDEL S. Edward Jenner and the history of smallpox and vaccination[J]. Proceedings (Baylor University. Medical Center), 2005, 18(1): 21–25.

作者：赵言昌

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