微生物獵人——巴斯德的一生

　　化學界的新星

　　巴斯德第一次在法國科學界嶄露頭角，並不是「微生物」的功勞，而是因為他在酒石酸晶體的旋光特性研究中取得的具有突破性的成就。

　　19世紀初，結晶學開始蓬勃發展起來，這與取得真正飛躍的光學研究是分不開的。法國物理學家馬呂斯（Etienne Louis Malus）在1808 年提出「光的偏振理論」（光在晶體中的雙折射即「旋光」現象），與此同時另一位研究者畢奧（Jean BaptisteBiot）也獨立發現了這一現象，並發明了偏振計。畢奧還發現有機晶體的溶液具有「旋光特性」，這直接推動了化學領域關於偏振問題的研究。

　　1848 年，巴斯德在溴元素的發現者巴拉爾（David Barral）的實驗室裡，夢想著將來成為一名化學家。然而吸引巴斯德以酒石酸晶體作為研究對象的，或許是他對酒的喜愛。

　　巴斯德的童年是在一個叫阿爾布瓦的地方度過的，父親是一位退休老兵，在巴斯德5 歲時，帶著全家人定居這裡。他們的住處毗鄰一條清澈的小河和一片葡萄種植園。巴斯德就在榨葡萄散發的清香和釀酒的酒香中，漸漸長大。

　　1846 年，巴斯德從巴黎高等師範學校畢業，等待他的是一份不錯的中學物理教師職位，但前提是他必須離開巴黎。巴斯德不捨得離開巴黎優越的科研條件，於是儘可能拖延赴職時間，並寫信給中央理工學院的創辦人之一杜瑪（Jean BaptisteDumas）尋求任教的機會。杜瑪沒有幫助巴斯德。不過這件事被熱心的化學家巴拉爾知了。兩年後，巴斯德進入巴拉爾的實驗室當起了助手。

　　喜愛葡萄酒的巴斯德偶然注意到，製酒時酒石酸的晶體會在發酵過程中沉積。他對沉積物進行分析，發現成分不僅有酒石酸，還有一種叫類酒石酸的物質。這兩種析出晶體的化學式完全一樣，但各自的溶液卻具有不同的「旋光」特性：直射光通過酒石酸溶液時會產生右旋光，通過類酒石酸溶液則什麼事也不會發生。

　　巴斯德憑直覺認為它們結晶的結構可能不同。經過一段時間細心的觀察和實驗，他發現類酒石酸原來是兩種不同酒石酸晶體的混合，一種晶體與普通酒石酸一樣，結晶平面在右側；另一種則在左側。他把結晶面在左邊的晶體挑出、溶解，然後將溶液通過直射光，發生了左旋光現象；而將結晶面在右邊的晶體挑出、溶解，通過直射光後，則產生右旋光現象。換句話說，類酒石酸溶液不具有旋光特性，它具有這種特性只是因為它是兩種晶體的混合物，同時具有左旋和右旋的光學特性，互相抵消所致。

　　巴斯德的研究結果引起了巴拉爾的注意，他把這個試驗介紹給這一領域的權威學者畢奧。畢奧重複了巴斯德的實驗，大為驚嘆，並認為這一發現對於認識結晶體特性具有重大意義。巴斯德一舉成為化學界的一顆耀眼明星。

　　釀酒師與養蠶師

　　酒對於巴斯德來說，具有特殊的意義，而他關注的不僅是它的氣味，還有其中的科學知識。由於對釀酒工藝的熟悉，巴斯德認識了一種叫「酵母」的細菌。酵母的無氧呼吸能把葡萄汁轉化成酒，這個神奇的過程吸引了巴斯德的興趣，也為他從化學領域輾轉來到微生物領域提供了一個契機。

　　從19 世紀50 年代起，法國的釀酒業在世界上就享有很高的聲譽。但是在生產中存在著一個麻煩問題「葡萄酒容易變酸，不易保存」，變酸後的酒只能倒掉，這使酒商叫苦不已，有的甚至因此而破產。1856 年，法國裡爾一家釀酒廠廠主請求巴斯德幫助尋找原因，看看能否防止葡萄酒變酸。

　　對釀酒頗有興趣的巴斯德答應了。他細心研究後發現，變酸的葡萄酒中除了含有酵母細胞之外，還有一根根細棍似的細菌（「乳酸桿菌」），巴斯德認為罪魁禍首就是這些細細長長的傢伙，只要通過高溫煮沸就能把這些細菌殺死。但如何在加熱的同時，保證葡萄酒不被煮壞呢？經過反覆多次的試驗，巴斯德終於找到了一個簡便有效的方法：只要把酒放在50℃ ~60℃的環境裡，保持半小時，就可殺死酒裡的乳酸桿菌，而又不讓酒的口味受到影響。

　　後來這種殺菌保存食物的方法流傳於世，即著名的「巴氏殺菌法」，又稱高溫滅菌法，今天市場上出售的盒裝牛奶就是用這種方法消毒的。

　　對釀酒業的貢獻讓巴斯德一時成了法國傳奇般的人物。而差不多同時，法國南部的養蠶業正面臨一場危機：一種病疫造成蠶大量死亡，絲綢工業遭到嚴重打擊。法國議院成立了一個研究蠶病的委員會。巴斯德的老師杜馬擔任委員會主席，杜馬鼓勵巴斯德去迎戰這個棘手的問題。巴斯德自認為對蠶一無所知，不肯貿然接受老師的差使。但想到法國每年因蠶病要損失1 億法郎，巴斯德還是答應了。1865 年，他只身前往法國南部的蠶業災區阿萊，尋找問題的根源。

　　病蠶的身上長滿棕黑的斑點，就像粘了一身胡椒粉。人們稱這種病為「胡椒病」，得了病的蠶，在作繭之前難逃一死。極少數的蠶結成繭，可鑽出來的蠶蛾卻殘缺不全，它們的後代也是病蠶。當地的養蠶人想盡了一切辦法，仍然治不好蠶病。巴斯德用顯微鏡觀察，發現一種很小的、橢圓形的棕色細菌，難道是它感染了絲蠶以及飼養絲蠶的桑葉？為了證明「胡椒病」與這種細菌間的關係，他把桑葉沾上這種致病細菌餵給健康的絲蠶。結果，健康的蠶吃了後，立刻染上了病。巴斯德告訴人們消滅蠶病的方法很簡單，通過檢查淘汰病蛾，丟棄汙染了的桑葉，遏止病害的蔓延，這個辦法挽救了法國的養蠶業。

　　初涉免疫學

　　18世紀末，英國醫生愛德華·琴納用「牛痘接種法」成功地消滅了天花，拯救了整個歐洲大陸，法國人對這件事一定不會不知曉。隨著對微生物的興趣日益濃厚，巴斯德也開始關注疫病的防治問題，他試圖找出人們生病的原因。

　　研究蠶病的經驗，讓巴斯德猜測高等動物（比如人類）生病的原因都是細菌導致。當時的法國醫院裡，外科手術患者的死亡率非常高，尤其是婦產科的開刀手術。巴斯德懷疑，這是因為產婦在手術後，傷口暴露在空氣中，被細菌侵佔，導致化膿感染。他進而提出自己的主張：醫生在手術前必須將刀具放在爐火上燒一下，殺死附著在刀具上的細菌。

　　但巴斯德不是一名醫生，他的想法無法獲得法國醫學界的認可。不過英國外科醫生李斯特十分重視巴斯德為手術刀具消毒的主張，並在英國臨床實行石炭酸消毒法，取得了很大成功。

　　簡單的細菌感染可以通過消毒預防，但面對像天花這種大疫病該怎麼辦？巴斯德開始思索琴納的「接種法」背後的生物學原理。正巧當時歐洲的農場裡羊群正在遭受一種名為「炭疽」病的折磨，感染的羊皮膚上會呈現3 公分直徑的無痛潰瘍，中央有黑色壞死的焦痂。而更恐怖的是，這種病也會傳染給人。

　　在此之前，巴斯德在調查法國農場的雞霍亂時偶然發現，經過與空氣接觸後的細菌，毒性有所減弱。他大膽猜測毒性減弱的細菌具有免疫作用。於是他在得炭疽病死亡的羊身上，抽出致病細菌，在試管裡培養它們，使它們的毒性減得很弱。他嘗試著把這些毒性減弱的細菌注射到一隻健康的羊身上。然後過幾天，又把毒性強的細菌注射到這隻羊身上，結果發現，這隻羊居然沒有得病。而跟這隻羊在一起的其他羊，卻有不少得了炭疽病死亡。這證明注射過細菌的那隻羊得到了抵抗炭疽病的能力。

　　當時很多人都不相信，他們讓巴斯德進行一次公開的實驗，在這次公開實驗裡，巴斯德發明的預防注射方法，成功地打敗了炭疽病。1881 年，因為這個貢獻，巴斯德獲得十字級法國國家榮譽軍團勳章，並於次年當選法國科學院院士。

　　救世的獵人

　　1859 年8 月，正當巴斯德在巴黎埋頭於對細菌的研究時，阿爾布瓦傳來他的大女兒讓娜患傷寒去世的消息。在這個不幸的時刻過去6 年後，1865 年，巴斯德2 歲的女兒卡米耶又因為肝病，在她父親的懷裡死去。1866 年，巴斯德又失去了第三個女兒塞西爾，她重演了7 年前讓娜的悲劇。

　　接連失去女兒的悲痛或許激發了巴斯德治病救人的願望，但他終究不是醫生，他只是一個對細菌比較了解的化學家。他冷靜地獲取並分析了蠶病細菌、雞霍亂細菌、炭疽病菌，可是對於女兒的疾病卻無能為力。

　　然而，自從他開始了對細菌的研究，這條路就越走越遠。他時刻警惕著危害人類生命的這些細小生物。19 世紀後期，狂犬病成為當時最為可怕的一種傳染病，它在人與狗之間傳播，每年要奪走數以百計法國人的生命。對付狂犬病，當時的人們只能使用燒紅的鐵棍。巴斯德讓人相信，火焰高溫可以淨化一切事物，包括肉眼看不見的細菌。當時只要是被動物咬傷的人，都會被抬到打鐵鋪，請鐵匠用燒紅的鐵棍去烙燙傷口，想燙死看不見的病原，但如此原始、殘酷的做法，並沒有治癒狂犬病患者，常常只是加速死亡的來臨。

　　1880 年底，一位獸醫帶著兩隻病犬來詢問巴斯德，能不能製成狂犬疫苗？

　　巴斯德和助手們決定冒險一試。他們費力採集到狂犬的唾液，然後注射到健康犬只的腦中，健康的犬只果然馬上發病死亡，歷經數次的動物實驗，巴斯德推論狂犬病毒應該都集中於神經系統，因此他大膽地從病死的兔子身上取出一小段脊髓，懸掛在一隻無菌燒瓶中，將其乾燥，再將乾燥後的脊髓和蒸餾水混合注入狗的身上，狗神奇地活了下來。巴斯德於是推斷乾燥後脊髓裡的病毒已經死了，至少已經非常微弱。因此他把乾燥的脊髓組織磨碎加水製成疫苗，經過反覆實驗後，接種疫苗的狗，即使腦中被注入狂犬病毒，也都不會發病了。巴斯德高興地宣布狂犬疫苗研製成功。

　　1885 年，一位母親抱著一個叫邁斯特爾的9 歲孩子，找到了巴斯德。「教授，救救這孩子吧，他讓瘋狗咬了十幾口，他要沒命了！」巴斯德搓搓手，說：「我不久前找到一個辦法，還沒用人做過試驗呢，怎麼辦？」

　　「用我兒子試驗吧，有什麼意外我不怨你！」母親央求著。於是巴斯德為邁斯特爾注射了人類史上第一支用於人體的狂犬疫苗。第14 天的時候，孩子神奇地好了。

　　巴斯德去世後，這個叫邁斯特爾的孩子成為了他忠實的守墓人，他為巴斯德的研究所和墳墓守衛了半個多世紀。直到1940 年，德國納粹入侵巴黎，要破壞巴斯德的墓，命令邁斯特爾打開墓門，他拒不服從，開槍自盡。