人類與微生物的戰爭:消毒

03-04 18:57:08　來源:中國國家地理BOOK微信公眾號

每一個常識背後，都有大咖為我們護航。

「今日已消毒」。 消毒，是日常生活中司空見慣的事情。給剩飯加熱，是消毒；擦破了皮兒塗上碘伏，是消毒；往電梯裡噴84，也是消毒。 但你知道麼？現代意義上的消毒，直到一百多年前，才慢慢被世人所接受。

01 毒是什麼？消它有用麼？  

古代人並非沒有消毒的概念，黑死病時鳥嘴醫生的尖嘴裡，就裝滿了香料和藥材，用來過濾病人的臭味。他們認為，這種臭氣就是引發疾病的原因，他們還給臭氣起了個學名：瘴氣。

 1647年，荷蘭的科學家列文虎克首次發現了微生物，但是在瘴氣理論深入人心的時代，很少有人會把疾病和微生物掛上鉤，所以，在你跟一個200年前的歐洲人討論消毒的時候，你們實際上在聊的，是薰香。 時間來到了十九世紀四十年代，一位叫巴斯德的法國化學家對瘴氣的理論產生了懷疑，為什麼呢？因為在他的腦子裡，有了一個微生物致病的新奇假想。

▲ 巴斯德。圖/百度百科

巴斯德這個人，頭腦很活。他曾受法國裡爾市的一家酒廠邀請，去研究葡萄酒變酸的原因。在他之前，人們一直以為果汁變成酒，就是單純的化學反應，然而，巴斯德卻發現，這一切都是酵母的功勞。但是，在變酸的酒裡，原本是圓形酵母，都變成長形的了。 為什麼同樣一批酒，在相同的發酵環境中，有的就會出現長形酵母（其實是醋酸桿菌），有的就是圓的呢？酒廠裡並沒有人往這些酒裡單獨加過任何東西，唯一的解釋就是：這些長形「酵母」原本漂浮在空氣中，所以只要酒桶沒密封，它們就有可能侵入酒中。

那把這些長形酵母消滅掉不就好了？不好意思，這個方法在當時人看來，純屬違背常識。 千百年來，歐洲人一直堅信著由亞里斯多德提出的自然發生說，該學說認為，生命可以來源於沒有生命的東西：衣服髒了，會生出跳蚤，汙水中會飛出蚊子，所以，跳蚤和蚊子就誕生於衣服和汙水這樣的載體中。這種因果關係我們看起來會覺得十分荒謬，但對古人來說，這就是鐵證如山。

在微生物被發現後，有位叫尼德姆的牧師設計了一個實驗，他把過濾過的雞湯煮沸，然後再放到室溫下觀察，沒過幾天，雞湯就變渾濁了。因為那時人們已經知道加熱能夠殺死微生物，所以尼德姆得出了結論，微生物是從雞湯中自然發生的。 既然如此，你為酒消毒還有什麼意義呢？就算你密封了環境，它們還是會從酒裡「自然發生」出來啊！ 尼德姆的實驗結果，讓巴斯德很不高興，你把雞湯敞著口放著，太不嚴謹了！為了證明雞湯變質是因為空氣中的微生物，而不是自然發生，巴斯德製作了很多鵝頸燒瓶，並灌上了新鮮的肉汁。

鵝頸的結構，能讓燒瓶內的空氣保持靜止，微生物在重力的作用下無法在那段朝上走的玻璃管裡攀升，也就無法接觸到肉汁。 在巴斯德徹底煮沸燒瓶裡的肉汁後，一個星期過去了，肉汁沒有渾濁，兩個星期過去，肉汁仍然沒有渾濁，直到今天，在巴黎的巴斯德學院裡公開展覽的鵝頸燒瓶中，肉汁依然清亮。當巴斯德把其中一些燒瓶的瓶頸打破，裡面的肉汁在幾天後就變渾濁了。

巴斯德的實驗，讓自然發生論逐漸失去了市場，可沒想到的是，消毒的有效性找到了，但人們卻對他所提出的微生物是毒的理論不屑一顧，醫學界的事情，怎麼能容忍一個化學家在一旁指手畫腳？ 消毒的接力棒，傳到了一位醫生——科赫的手裡。

科赫通過一系列嚴謹的邏輯和嚴格的實驗，證明了牛羊炭疽病與人結核病都是由微生物引發的疾病，並提出了研究微生物致病的科赫法則。1882年，當科赫向德國生理學會全體專家介紹完他的研究成果後，一向以苛刻聞名的教授們，竟然一個問題都提不出來，真正的毒，終於被人類找到了。

科赫法則

1. 一種病原微生物必然存在於患病動物體內，但不應出現在健康動物體內。

2. 此病原微生物可從患病動物分離得到純培養物。

3. 將分離出的純培養物人工接種敏感動物時，必定出現該疾病所特有的症狀。

4. 從人工接種的動物可以再次分離出性狀與原有病原微生物相同的純培養物。

 巴斯德是世界公認的微生物學的奠基人，而科赫則是諾貝爾獎得主、「桿菌之父」，兩位世界上最偉大的科學家的研究，才讓人們最終認清了毒是微生物，以及消毒確有意義這兩個今天的基本常識。

02 感謝巴斯德賜予我安全的牛奶

在巴斯德發現葡萄酒變酸的原理後，他並沒有拍拍屁股走人，而是以微生物來源於空氣中這一假想為基礎，嘗試給酒消毒，並發明了沿用至今的巴氏消毒法，讓法國的釀酒業恢復了元氣。

▲貯存葡萄酒的木桶。圖/網絡

酒是飲料，發酵是基礎，不變酸只是前提，好喝才是重點。巴斯德起初直接把果汁煮沸然後密封，結果酵母都燙死了，果汁放了很久還是果汁；巴斯德又嘗試在釀成酒後再加熱，可是酒中的芳香烴禁不住折騰，口感一落千丈。最終，巴斯德發現，如果把酒加熱到50-60度之間，只需要很短時間就能殺死那些有害細菌，而酒的口感卻不受影響。

真正把巴氏消毒法傳播到全世界的，不是酒的消毒，而是牛奶的消毒。牛奶，是人類重要的營養來源，但人們對於牛奶的喝法一直存在著誤解。歐洲人認為天然的就是好的，高溫會破壞牛奶中的營養物質，所以，生著喝一直被認為是唯一可取的飲用方式。

歐洲人說得沒錯，給牛奶加熱的確會導致一些營養的流失，但是，生牛奶裡含有大量的致病細菌和寄生蟲，喝它就跟喝毒藥差不多。有人做過一項統計，在十九世紀的歐洲，單純用生牛奶餵養的嬰兒頭三個月的死亡率高達92%。但是，傳統思維的禁錮，讓人們對這樣的事實視而不見。 直到1897年，事情才有了轉機，一位叫做內森·史特勞斯的美國商人，因為自己的孩子喝生牛奶後早夭，於是決定自掏腰包，為紐約蘭道爾島上的一家孤兒院提供巴氏消毒設備，做起了牛奶消毒的試點。一年後，這家孤兒院的兒童死亡率，下降了55%，而他們唯一做出的改變，就是喝了消毒的牛奶。從此，巴氏消毒法名揚天下。

直到今天，巴氏消毒法，依然被廣泛用於乳製品、酒製品行業，為食物消毒的意識，也成為了理所應當。

03 外科手術不消毒？

在巴氏消毒法剛剛被發明的年代，醫院的外科醫生們，還在被術後感染的問題所困擾。 那時，病人出現術後傷口感染、引發敗血症並導致死亡的案例經常出現。感染的問題若不能解決，很多時候，外科手術的結局就是讓病人換一種方法死去。 英國的外科醫生約瑟夫·李斯特在工作中發現了一個規律：開放性骨折（也就是骨頭刺破了皮膚，有了傷口）幾乎就意味著死亡判決，而那些沒有傷口的骨折患者，在接受了固定治療後，很快就都痊癒了。

1864年，當李斯特閱讀到了巴斯德關於微生物致病以及巴氏消毒法的文章後，當即感覺茅塞頓開，開放的傷口之所以會感染潰爛，是不是因為空氣中的微生物在搞鬼呢？ 巴斯德在論文中，提出了三種「消毒」方法：過濾，加熱和化學殺菌。考慮到病人的傷口很難過濾，加熱又太殘忍，學過化學的李斯特就想到了那時被用於下水道汙水防臭、防腐處理的石碳酸。如果酒的腐敗是微生物惹的禍，那下水道汙水的腐臭是否也是同一機制呢？如果石碳酸能殺死微生物，那我就用它來為傷口消毒。

李斯特先謹慎地將少量的石碳酸塗在病人傷口的表面，結果術後感染率發生了明顯的下降，有了些許把握的他，開始用浸了石碳酸的紗布為患者包紮傷口，奇蹟發生了，大部分的術後病人都痊癒了。 實驗效果鼓舞了李斯特，他在自己的病房裡制定了制度，所有外科器械都要用石碳酸浸泡消毒，做手術前要用5%石碳酸溶液洗手，手術室裡也要用石碳酸噴霧處理（後來證明噴霧處理無效），這些改革讓他病房裡的術後死亡率從接近50%下降到了15%。

李斯特在消毒領域的成就被廣泛流傳，很多人都不遠千裡來聽他的講座，然後再把消毒的方法和微生物致病的理念帶回到世界各地，聲名鵲起的李斯特，也被尊稱為「現代消毒之父」。 如今，人們早已不再用石碳酸，而是用醇類作為醫用消毒的首選。例如，此次疫情中所推薦的75%酒精（乙醇），就能有效地殺死大多數細菌與病毒。李斯特所提倡的為傷口消毒和洗手理念，也同樣成為了生活常識。

沒錯，如果你不好好洗手，可就是辜負了李斯特醫生的努力哦！

04 消毒還未結束

消毒的故事，還沒有結束。 還在科赫做細菌實驗的時候，他就發現了細菌擁有一個抗打擊神技——芽孢。他用當時能想到的所有滅菌方法，甚至是用沸水煮了1個多小時，都沒能消滅這些小傢伙。 芽孢是細菌在惡劣環境下，生出的一個休眠體，高溫、紫外線、乾燥以及很多有毒的化學物質都無法奈它何，上面提到的巴氏消毒法和醇類消毒，也通通失去了效果。這時候，就要輪到我們所熟知的84消毒液上場了！

▲ 84消毒液的發明者金耀光在實驗室。圖/《「84」消毒液發明人——金耀光》

84消毒液，並不是「巴氏消毒」的諧音，也跟巴斯德沒有半點關係，之所以叫這個名字，僅僅是因為它是在1984年研發成功的。最初製造這種消毒液的目的，是為了迅速消滅各類肝炎病毒。但由於它對各種細菌和病毒都具有很好的消殺作用，所以直接成了暢銷產品。 84消毒液的有效成分是次氯酸鈉（NaClO），這種物質溶於水後，可以分解出一種叫做新生態氧的超強氧化劑，它不僅可以直接氧化病毒的核酸，還能消滅芽孢，戰鬥力簡直爆表。 在歷史上，次氯酸鈉也曾多次嶄露頭角，法國的科學家曾用它處理路易十八的屍體，一戰時亨利·達金髮明的為戰士消毒傷口的達金溶液，成份就是4%含量的次氯酸鈉。

這次新冠肺炎疫情期間，84消毒液再次不負眾望。公共場所或室內環境，不可能高溫蒸煮，買紫外線燈又很麻煩，用酒精擦拭又浪費又容易著火，而價格低廉、使用簡單、效果可靠的84消毒液，簡直是我們最有效的消毒武器。 但是，84消毒液實在是太強了，使用過的人都知道，那個刺鼻的味道久久不能散去，用它消毒過的家居、地板，不免會留下腐蝕的印記，而且，84消毒液不能和潔廁靈一同使用，否則會產生有毒的氯氣，第一次世界大戰中毒氣戰就用的這種氣體。所以，大多數時候，84消毒液還是被用於公共場所的消毒。 百萬年來，人類在與微生物的戰爭中，終於佔據了上風，這毒，消起來可真難啊！

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