斩杀大蛇者,科学家——抗蛇毒血清的发现史(下)

作者:赵言昌来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-06-12

从詹纳、巴斯德、北里柴三郎到卡尔梅特、维多,几代科学家在研制抗蛇毒良药上付出了艰辛努力。毒蛇咬伤的死亡率,也从四分之一降到了百分之一以下。

导言:詹纳证明,疫苗可以防御疾病,巴斯德提出,这可能是因为疫苗中弱化版的微生物,耗尽了微生物生存需要的特殊物质,北里柴三郎的研究则表明,对于细菌分泌的毒素,免疫系统也有一定的抗性。(详见斩杀大蛇者,科学家!  ——抗蛇毒血清的发现史(上)

现在,终于到了直面蛇毒的时候了。

阿尔伯特·卡迈特:向蛇毒进军

北里柴三郎将血液中可以对抗细菌毒素的物质命名为抗毒素(antitoxin)之时,巴斯德的一个弟子,正忙着在越南建立实验室。

卡迈特(右)(图片来源:nih.gov)

法国科学家卡迈特(右)和介兰(左),他们是卡介苗的发明者(图片来源:nih.gov)

阿尔伯特·卡迈特(Albert Calmette),1863年出生于法国。他最初梦想成为一位水手,不幸的是,一场伤寒,使他变得不宜从事航海事业。不过,他很快想到了一个折衷的方案——不当水手,可以加入海军嘛,虽然军队也对体质有要求,但是军医的标准便低一些了。

就这样,卡迈特进了医学院,接着,加入了巴斯德门下。当时的欧洲正在努力扩张殖民地,也受到了殖民地的反噬——大量热带病随着船只进入欧洲,而欧洲的医生们不要说治疗,连了解都很有限。1891年,卡迈特受巴斯德之托,跑到越南,准备在“敌人”(热带疾病)的心脏,建立一个实验室。

然而,一件事打断了他。

当地爆发了一个小洪水,毒蛇在河水的驱使下溜进村庄,咬伤了40个人,其中4位很快便去世了。本着科学家的好奇心,卡迈特查阅了一下数据。不查不知道、一查吓一跳:在印度,每年有21000人被毒蛇咬死。

震惊之余,卡迈特决心研究蛇毒。

关于卡迈特的漫画(图片来源:

关于卡迈特的漫画(图片来源:bibliotheque.academie-medecine.fr)

要研究蛇毒,得先有毒蛇。卡迈特从当地聘请了一位捕蛇人,让他为自己抓捕毒蛇,他自己则钻研毒蛇的毒液腺,设法获取纯净的毒液,接着,把毒液注射到实验动物体内,尽自己所能,进行救治。

在做了大量研究之后,卡迈特发现,氯化金有一定的抗蛇毒能力。于是他写了一篇论文,介绍自己的发现。然而,论文反响平平,甚至有些专家表示,”(论文)并不令人信服“。

由好奇心开始的冒险,慢慢变成了一场赌上个人信誉的战斗。正好在这个时候,卡迈特听说了抗毒素的研究。破伤风毒素是毒素,蛇毒也是毒素;既然用化学物质治疗蛇毒的效果不够理想,那么,能不能用化学物质弱化蛇毒、进而研发出抗蛇毒药物呢?

在实验了很多种物质之后,他发现,用次氯酸钠处理眼镜蛇的蛇毒,可以弱化其毒性。

次氯酸钠,漂白剂的常见成分(图片来源:cilvsuanna.cn)_副本

次氯酸钠,漂白剂的常见成分(图片来源:cilvsuanna.cn)

剩下的事情就好办了——他找来一群兔子,每隔8~10天给它们注射一次弱化的毒液,逐步地、缓慢地提高蛇毒的剂量,结果,小兔子们果然对蛇毒产生了抗性——哪怕一次注射35mg蛇毒,它们也安然无恙;接下来,卡迈特将实验兔子的血液抽取出来、注射到其他动物体内,实验显示,这样动物同样获取了对蛇毒的抵抗力。

当然,兔子毕竟太小,血液不够多,于是他试着用驴子、马生产血清。等到1896年的时候,他已经成为了抗蛇毒血清产业的领导者。

顺便一提,卡迈特还是卡介苗的研发者之一,这就是为什么卡介苗里有个卡字。

邮票上的卡迈特(图片来源:ebay)

邮票上的卡迈特(图片来源:ebay)

维多·巴西:最后的战役

卡迈特的研究再次验证了北里柴三郎的理论,免疫系统,不仅可以抵抗微生物,而且可以抵抗毒素。

不过,有人不满意。

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维多·巴西(图片来源:commons.wikimedia.org)

维多·巴西(Vital Brazil),1865年出生于巴西,为了使他记住自己的故乡,他的父亲以“巴西”为他命名。

作为家里的第一个孩子,他的出生肯定是个惊喜。可惜,惊喜很快消退,要活着就得“恰饭”。在维多后面,7个弟妹接连降生,他的父亲又经商失败。为了维持生计,父亲让他去读神学院,尽快成为一名神父。

维多却有不同的想法。他没有缴纳去神学院的学费,反而准备去读医学院。入学考试很顺利,可惜,医学院的学费比神学院贵很多。为了凑齐学费,不得已他做了一阵子教师。

坎坷的成长经历让维多有了学院派学者们没有的东西——对普罗大众的同情心。印度每年有数万人被毒蛇所杀,同处热带的巴西也不遑多让。为了帮助被毒蛇咬伤的人(通常是穷人),维多挤出不多的收入,建立了一个实验室。在那里,他做了两件事,一是研究蛇毒的性质,二是研究蛇毒的治疗。

维多与蛇(图片来源:revistapesquisa.fapesp.br)

维多与蛇(图片来源:revistapesquisa.fapesp.br)

在研究中,维多发现,蛇毒大致可以分为两类:一类是神经毒性,中了这种毒的小动物,表面上没什么事儿,接着,很快出现眼睑下垂,最终往往因为呼吸肌麻痹而死亡;另一类是血液毒性,中了这种毒的小动物,会出现明显的局部症状,水肿、水疱等,最后死于广泛的内脏出血。

不同蛇毒的表现

不同蛇毒的表现(作者自制)

另一个发现是,巴西传统上治疗蛇毒的草药压根没什么用。1896年,维多读到了卡迈特的研究,凭借着过人的直觉,他立刻意识到,卡迈特是对的。当然,直觉上觉得对是不够的,还要进行实验。在试验中,维多发现,卡迈特的血清,只对眼镜蛇有效,对于响尾蛇则没什么办法。

不同的蛇毒成分不同,应该分别研发血清。问题在于,他既不会抓蛇,也没那个时间……

智慧是他唯一拥有的东西。他设计了一种捕蛇陷阱分发给周围的农民,同时告诉他们,只要送来毒蛇,每六条就可以换一瓶能够救命的血清。一开始,没几个人愿意相信他,他建立在仓库里的实验室,整整一年只收到六只毒蛇;幸好事实是会说话的,维多显示出比其他医生更大的热情,他竭尽全力对被蛇咬伤的农民进行救治,甚至说服当地的铁路公司,免费运送血清。

研究毒蛇的维多(图片来源:cienciaecultura.ufba.br)

研究毒蛇的维多(图片来源:cienciaecultura.ufba.br)

很快,努力得到回报:周围的农民纷纷加入他的研究,每年送来的毒蛇多达数千条。利用这些毒蛇,维多不仅制作了多款血清,而且,发现了卡迈特方案的另一个不足——卡迈特制作的血清,固然可以对付蛇毒,但是很容易引起过敏。蛇毒是可怕的,过敏也不遑多让,同样有死亡风险。维多认为,抗蛇毒血清的有用成分,不在于血浆,而在于血液中的蛋白质,也就是我们今天说的抗蛇毒免疫球蛋白。纯化后的蛋白质,不但可以对付蛇毒,而且过敏的风险大大减少。

由此,开启了第二代抗蛇毒血清的序幕。

钞票上的维多(图片来源:ebay)

钞票上的维多(图片来源:ebay)

结语

如今,抗蛇毒血清已经发展到第三代,毒蛇咬伤的死亡率,也从四分之一降到了百分之一以下。

当然,问题还是有——抗蛇毒血清不挣钱,愿意生产的厂家越来越少;有一些毒蛇仍然缺乏对应的血清;第三代血清仍然有一定的过敏概率,等等。

新的研制方案也在出现,学者们仍然在前进,扛着詹纳、巴斯德、北里柴三郎、卡迈特、维多的旗帜。

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参考文献

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