〔译〕一份调查：我们对抗传染病的武器

征服传染病是人类医学史上最伟大的胜利和进步之一。

根据一份 1900 年来自美国疾病控制中心（下称:CDC）的报告，「致人死地的三大疾病是肺炎，结核和腹泻、肠炎，这三类疾病和白喉一同占据了死亡数字的 1／3。其中，40%的死者都不超过 5 岁」。许多疾病反应急速，疟疾、天花、肺炎和霍乱在一周甚至数天内即可致人于死地，并且没有发现哪一种饮食方式或养生方式能降低以上疾病的诱发风险。

自那以后，在美国，由传染病引发的死亡案例大幅下降了 90%，即使在其它一些公共卫生不健全和蚊虫肆虐的贫穷国家，传染病的传播也是少见的，并且患者通常都会被治愈。

这些疾病到底是怎么回事，人类是如何大规模阻断它们的传播呢的？

敌人

为了调查这个领域，作者从多个信源——包括美国疾病控制与预防中心，世界卫生组织，JAMA 调查 和维基百科——搜集举列了一份疾病清单。考虑当前和历史意义，作者主观过滤出的清单含有 45 种传染疾病。通过查阅每一种疾病的诱因，根据微生物类型和感染模式将其归类。（完整的列表见此）

传染病通常根据致病生物的生物分类归类。大多数情况下罪魁祸首都是某种细菌和病毒，个别情况会是原生物，真菌，甚至是朊病毒。这样的分类有助于决定该用什么样的药物治疗传染病。

不过作者发现依据病原体进入人体和在人际间传播的方式来对疾病进行分类更为实用。（下面是作者自己总结的分类，没有参考任何医学资料）

• 接触性传染疾病

此类疾病不是列表中唯一通过人际接触传播的类型，但它们具有高接触传染性，并且容易广泛传播，通常被人体吸入而致病，也就是说它们能通过咳嗽和喷嚏在空气中传播。因此，这个类别里包含一些很骇人的疾病，被细分在下面两个类别：

病毒性疾病，包括天花、流感，小儿麻痹症和麻疹。

细菌性疾病，包括结核病，百日咳，白喉和猩红热。

• 乘虚感染型疾病

当人体正常的防御机制出现漏洞时，容易被此类疾患乘虚而入，尤其是通过伤口，不论是意外还是战争，或外科手术所致。不像其它疾病，此类疾患不是由哪一种特别的病毒或细菌所致，它们可能由环境中不同的微生物引发治病，并表现出相似症状。化脓和腐烂（来自于战争或外科手术创口），常见的肺炎，分娩和产褥热的被归于此类。（破伤风也被归于此类，虽然这种疾病由一种特别的细菌引发，并伴有可识别的症状，但他也会通过伤口感染获得）

• 动物携带型疾病

该类别下的疾病通过接触动物（常常是昆虫和其它害虫，包括蚊子，虱子，扁虱，跳蚤，老鼠等等）。该类别包括了能短时间内在热带地区广泛传播的所谓的「热带疾病」，以害虫为宿主的疾病包括最为人知的疟疾，也包括黄热病，斑疹伤寒和曾经引发了臭名昭著的黑死病的腺鼠疫。另有一些通过害虫（狂犬病）和牲畜（炭疽）传播的疾病。

• 消化吸收型疾病

通过被污染的水和食物进入人体。包括霍乱（1854年宽街霍乱爆发事件），伤寒（不要与斑疹伤寒混淆，这是另外一种不同的疾病），还有某些种类的胃肠炎（因胃部和肠感染引发腹泻，比如痢疾）。

• 性传播型疾病(STDs)

梅毒和艾滋是此类疾病的典型代表。

通过考察这些疾病的预防措施，就可以清楚地显现这个分类的相关联系。

武器储备库

在这个列表里，作者从每个分类里选择了或者最为致命，或者最具历史意义，总共 20 种疾病。然后，调查出针对每种疾病最先有效的治疗手段，和其它重要可应用的治疗手段。通过此番调查，可以得出一个人类于疾病斗争的总体概述。作者将此分为三大类：

• 环境

防御传染病的第一道防线是防止具有活性的微生物进入人体：将其从环境中剔除，杀死环境里残留的，或者使用防护物品遏制其传播（比如塑料手套和袋）。这些措施包括使用抗菌剂，消毒，害虫和动物控制，保障公共卫生，使用安全套，保持个人卫生（比如勤洗手）。有效的环境隔绝能完全杜绝感染。

• 免疫力

如果不慎被致病性微生物侵入体内，最好防线就是人体自身的免疫系统了。有效的免疫反应意味着微生物在体内无法复制，病发症状也不会明显，因此感染永远不会转变成完整的疾病。人痘接种预防天花是第一种免疫疗法，只是如今我们通过疫苗来防治此病。

• 药物治疗

如果出现了明显的症状，防御的最后一道防线就靠药物了。迄今最有效的药物是抗生素，大部分细菌引发的感染都可以用抗生素疗愈（耐药菌株除外）。另外比较成功的还有各类抗病毒药物，还有抗原虫药物（治疗疟疾的奎宁）和抗病毒药物（治疗艾滋）。

环境控制和免疫系统都能防止疾病发生，当这两种方式失败后，药物用来治愈疾病。

下文将详尽阐述这些机制和相关历史。

环境卫生

检疫隔离

应该是环境控制这一步最早的尝试。在微生物理论建立以前，许多疾病的接触传染性是人尽皆知的常识，把病患从村镇隔离或强迫他们隔离是早期人们自然的反应。应付远道而来的船只，隔离是重要和相对有效的手段，因为这样能提供足够的时间来发现潜在的疾病。「检疫隔离(quarantine)」这个词就源自于意大利语的数字「40」,这也是隔离所需的天数。某种程度上隔离是有效果的（澳大利亚因此免于了天花肆虐），但这个手段无法保证能完全对通过陆路进来的牛车和流浪汉实施，因此最终不能保证足够有效和击败任何重大的疾病。

抗菌消毒

是第一种针对传染病高度有效的环境控制手段。1800 年代后期以前，医生和医院里的公共卫生保障状况十分糟糕。那时，医生做完手术或者验尸后会直接接待下一个病患而不怎么洗手。某种程度上说，微生物理论创建以前，那时的人们对于接触性传染没有任何概念，人们要么以为疾病的祸根通过空气传播，要么将疾病归罪于腐烂的植物或动物粪便。

卫生条件的恶劣对两类病人尤其危险：正在经受外科手术的人和进行生产的妇女，在卫生条件改善以前，他们都要担惊受怕。匈牙利医生塞麦尔维斯第一个提出了接触性传染是产褥热发病的根由，并提供了应对方法。他熟知这个疾病散发的味道，并使用氯来祛除这种味道。基于此，1847 年，他提出医生在执行分娩操作前应使用氯来洗手，也因此大大降低了他所在的维也纳总医院产妇的死亡率。在晚些的 1865 年，苏格兰的外科医生李斯特已经开始考虑手术创口的化脓问题了。根据细菌学家巴斯德的报告，微生物普遍存在于大气当中。李斯特推断创口的化脓应是感染自空气，并开创了使用苯酚杀死病源微生物的方法。李斯特开创的方法（和 1846 年发明的麻醉剂一起）令殊死一搏、噩梦般的手术过程变得相对安全和有效。

抗菌剂，还有设备消毒等措施，由此便能在医院这样的环境里有效遏止那些乘虚而入的病原体。当然，其它的疾病依旧在潜伏着。

公共卫生

是防御有毒食物和水源引起疾病的必须手段。约翰史诺在 1855 年揭示出霍乱由受到脏水污染的水源所引起，伤寒热最后也被发现是通过水源传播的。作者所知的最有效技术手段是，从干净的水源取水，然后经过过滤措施，通过往水中加氯杀死微生物，以此保证污水成份在下游的饮用供水处被消除或稀释掉。

19 世纪中期和 20 世纪早期，公共卫生和个人卫生条件在一系列改革者的促进下发生了显著改善。英格兰的埃德温·查德威克于 1842 年撰写的《Sanitary Condition of the Labouring Population of Great Britain》颇具影响力。克里米亚战争期间，英国的弗洛伦斯·南丁格尔护士发起了卫生改革运动。德国的马克斯·冯·派顿可菲说服了慕尼黑城市从山中引入干净水源，使得 1880 年到 1898 年期间，慕尼黑城市伤寒热的死亡率从每百万人的 72 降低到了 14，降幅达 80%。受到这些成功案例的鼓舞，美国的城市也开始效仿起来。

讽刺的是，有些改革者的努力针对的不是疾病防治，他们中的有些人甚至都不相信微生物学。南丁格尔护士带着嘲弄的态度看待接触性传染的学说。相比 严格的细菌学说，派顿可菲一直强调环境卫生，包括土壤，是影响霍乱传播的因素。当罗伯特·科赫识别出了水中的霍乱弧菌，派顿可菲当众饮用了大剂量的微生物，以示此病菌无法单独致病。（处于某种原因，免疫力或纯属运气，他只经受了轻微的发病症状）不过，这些激进份子的尝试却引发了好的结果，虽然部分是出于意外的原因。

害虫控制

也是重要的尝试控制疾病的手段。古巴流行病学家卡洛斯·芬莱(Carlos Finlay)在 19 世纪 80 年代里首先发现蚊子是黄热病的传播媒介，1898 年又发现疟疾也通过此手段传播。借助这些洞见，人们学会了通过从居所处驱离和降低蚊子数量，甚至是排空积水和遮盖污水等手段来控制热带疾病的散播。此类运动的第一例由美军在巴拿马运河的建设中发起。再晚些，对人体无害的杀虫药被发明出来，比如滴滴涕(DDT)，使得蚊虫数量大幅降低，最终在二十世纪中叶，疟疾在 发展中国家也被有效地消灭了。虱子是伤寒斑疹的传播媒介。跳蚤和老鼠是鼠疫的传播媒介，可见害虫控制是重要的疾病防控手段。

总结一下：抗菌剂和消毒措施能杀死体弱人士易感的微生物，尤其是在医院里。卫生条件的改善，尤其是饮水和污水的处理措施，及后续的食物处理措施，使得病灶难以从口入。最后，害虫防治能防治大部分的动物源性疾病。

然而，环境控制无法防治人际接触性传染疾病。人类是社交动物，使人们之间完全分离是很困难的事情。为了杜绝接触性传染疾病和性传播疾病，人类需要其它武器。

免疫力

在路易·巴斯德之前，人类拥有的免疫技术只针对天花一种疾病。如作者在另一篇文章里所介绍，被称为「预防接种(inoculation)」或「人痘接种(variolation)」的古老民间土方通过划伤人的胳膊故意让健康人感染微量天花病毒来预防天花。以这样方式感染的病毒比较温和，远没有那么致命，但是会帮助人体制造对抗天花的永久免疫力。这种土方起源于多个世纪以前的古中国，古印度和中东地区，从 1721 年后引入到了欧洲和美洲。在 1796 年，爱德华·詹纳发现了牛痘病毒，它比天花病毒更为温和并且对人不会致病，可用于替换天花病毒给人体接种。牛(英文:Cow)的拉丁语是「vacca」，因此这项技术被命名为「vaccination」。

那时，包括爱德华·詹纳在内的任何人都不知道这项技术的本质原理是什么，也不知道任何致病的根本缘由所在，因此，历经了多个世代，这项技术都没能推广到其它传染病的防治上，直到路易·巴斯德的研究成果面世。在研究染病的牲畜时，巴斯德偶然发现减弱微生物毒性并同时获得免疫力是可能的。他发明了多种方式达到此目的，其中一种方法是，将致病病毒连续传递感染多代宿主，直到病毒自身进化到能适应宿主并与其共存，与此同时对其它同类的宿主也就更难产生致病性。或者，将病毒感染动物甚至是鸡胚胎，病毒可能会丧失大部分其在人体剧烈复制的能力。巴斯德首先研制了针对牲畜的疫苗（鸡瘟，猪丹毒，炭疽），但他的最大成就是在 1885 年研制了狂犬疫苗。

在巴斯德之后，疫苗研制过程相对缓慢起来，作者并不知道各中缘由。伤寒热的疫苗在 1896 年才研制成功，并应用在波尔战争和一战士兵身上。针对白喉、破伤风、百日咳和黄热病的疫苗在 20 世纪 20、30 年代研制成功。小托马斯·弗兰西斯（Thomas Francis Jr.）在 1940 年代里研制了流感疫苗，他的学生乔纳斯·索尔克（Jonas Edward Salk）在 1955 年研制了小儿麻痹疫苗（这是第一种能直接杀死病毒的疫苗）。麻疹、流行性腮腺炎和风疹的疫苗在 1960 年代研制成功。对于一些致命性没有那么高的疾病，例如水痘（chickenpox）、人类乳头瘤病毒（HPV）和肝炎（hepatitis），直到近几十年才被研制出来。

新的疫苗技术也逐渐被发明出来。减弱毒性的疫苗不再是唯一选项：有些疫苗使用了灭活(甚至是被杀死)的病毒；有些疫苗仅含有病毒的部分片段，比如无法复制自身和致病的蛋白质；针对某些有毒性的细菌研制的疫苗，使用毒素本身作为疫苗，而不是病菌株体。

当今，CDC 建议接种17类安全有效的常规疫苗，其中排除了已经被人类通过公共卫生、害虫控制和根除行动有效消灭了的疾病，还有另外一些疫苗仅建议去往有水源污染和危险蚊虫地区旅行的人士接种。

如果可能，免疫措施应该是防治疾病的上等策略。不过，当某种疾病的疫苗还没有研制出来时，或者不能完全发挥效力时，或者有人不能获得免疫性而疾病却能继续在人体内发展时，我们则需要完全不同的手段来治愈患者。

药物治疗

使用特效药来治疗疾病的情况是少之又少，直到十九世纪晚期。疟疾能被一种源自于金鸡纳（cinchona）树的奎宁药物治愈，除此外其它的例子就很少了。

抗毒素

是最先成功研制出来的特效药。某些疾病，比如白喉和破伤风，所引发的症状源自于微生物所产生的毒素，此类疾病可通中和毒素，而不是杀死微生物本身来治愈。有些动物能产生对抗此类疾病的抗毒素，因此，当人被感染后，从动物血清中提取和研制的药物便能用于治疗疾病。马匹就曾在 1890 年代被用来制造白喉抗毒素。

但是并非所有疾病都是通过毒素发作。最终极的治愈方案还得靠消灭微生物本身，或防止微生物复制。如塞麦尔维斯、李斯特、巴斯德等人所发现的，在人体外的环境里，病菌能比较容易地被热、酸或漂白剂杀死。但这些措施对人本身也有伤害，尤其是内服药物时。那么，当病菌入侵人体后如何才能在不伤害人自身的情况下杀死它们呢？

抗生素

是 19 世纪德国医生保罗·埃尔利希（Paul Erlich）的创想。他是机体组织生物染色方面的专家。生物染色是指某种着色剂能选择性地依附于特定细胞和生物组织而不影响其它机体，从而能方便研究者通过显微镜研究机体组织。这个机制启发了埃尔利希，既然病菌能被有选择地染色，那为什么不能被选择性地杀死呢？确实，第一例抗生素实验正是基于着色剂改造而成，埃尔利希的实验室在 1909 年成功发现了第一例用于治疗梅毒的抗生素药物，被称为「洒尔佛散（Salvarsan）」。

不过，洒尔佛散是一种用途很窄的药物，只针对一种类型的病菌和疾病。抗生素的黄金时期随着磺胺类（sulfa drugs，Sulfonamide）药物的发明在 1930 年代到来了，这种药物能对一系列病菌产生药效，包括许多肺炎和伤口感染。亚历克山德拉.弗莱明（Alexander Fleming）在 1928 年发明了青霉素（Penicillin），并在 1940 年代被弗洛里（Howard Florey）的实验室研制成为了广为实用的治疗药物，它比磺胺类药物更加有效，同时还能疗愈其它疾病，比如白喉和猩红热。到 1950 年代，更多种类的抗生素被研制了出来，包括能更广泛治疗结核病、百日咳、霍乱、斑疹伤寒和伤寒热等更多疾病的广谱抗菌素。

抗病毒药物

的研制被证明是更困难的。为了击败细菌，药物只要能中断它们独立于人体组织的细胞的生化过程和生命过程即可。但是，病毒则不一样，它们寄宿于宿主的细胞内，并劫持宿主细胞以帮助其自我复制。为了阻断病毒复制进程，就不得不牵连宿主细胞自身的生物运转，还要精准定位，才能杀死组织和血管里的病毒。作者所知的此类尝试最大的成功是用于控制艾滋病的抗病毒药物，即使如此，也只能缓解病情而不能根治。

赢家是谁？

诸多的技术中，哪一个才是攻克疾病的重要手段呢？

审视这个列表，疫苗和抗细菌药似乎是能阻击最多疾病的方式，也都是很通用的技术。抗菌剂、改善公共卫生和害虫控制各自能在其有效的范围内针对一部分疾病发挥作用。

在考虑了疾病的发生率和死亡率，在试图理顺各个方式治疗疾病的效果后，这个问题需要一个量化的答案。

为何疫苗的研制进展如此缓慢?

作者惊讶于疫苗的研制进展如此之慢，尤其是跟抗生素的研制比起来的话。

即使我们忽略爱德华·詹纳的天花疫苗(1796 年)，而从 1885 年巴斯德发明的狂犬疫苗算起，十年后才研制了一例（伤寒热疫苗），又用了大约 30 年的时间才再研制了几例，然后从 1920 年代至今，每十年的时间里才能研制 2 到 3 例。我们仍然缺乏针对某些主要疾病的疫苗，包括疟疾，梅毒和艾滋。

相反，种类繁多的的抗生素却被快速地研制了出来。磺胺类药物，青霉素，链霉素，四环素，氯霉素和红霉素（还有其多种变体）都是在从二十世纪 30 年代到五十年代这近二十多年内才出现的。还有其它多种针对病菌的抗生素，这使得今天我们拥有了对每个主要的病菌性疾病的治疗方案。

这是为什么呢，现在可以猜测的是：

• 免疫力是天然而独特的，并不存在什么「广谱疫苗」，因此疫苗的研制是困难的，每一种都是独特的。
• 抗生素存在于自然界，可以产自于真菌类和其它有机体。一旦意识到了这一点，我们就需要去发现它们（主要是在土壤里）。相反地，疫苗证明是人类的创造，人们很小心地寻找着某些生物体刚好能（或不能）在人体内以合适的速率复制其自身，而这与生物的「进化选择」原理本身是相抵触的。
• 疫苗通常是针对病毒的，而病毒难以研究和试验。病菌可以在常规的显微镜下观测，也能在培养皿生长。培养皿相关的技术于 1870 年代被罗伯特•科赫和他的实验室研究出来。而直到二十世纪 90 年代以后开始，病毒也只能在活着的动植物身上培养，稍后技术进步以后才能在机体组织上培养（更晚以后又能在鸡蛋和细胞上培养），而且，病毒只能在电子显微镜下观测。
• 研制周期更长恐怕也是一个因素。抗生素可以在生物体外进行测试，只需数小时或数天即可完成。相反地，为了测试疫苗的效果，需要先给动物接种，然后等待疫苗产生效果，最后才能研究疾病本身和等待病情变化。
• 疫苗试验本身的试验警告使其对人会造成一定的恐慌性。抗生素的研制如果出了差错，可能会有副作用，小心谨慎测试即可避免。但如果疫苗出现差错的话，会直接导致接种的人致病。1930 年代接种的小儿麻痹疫苗就发生过这样的事故，当时有两家不同的实验室太急于进入临床试验。

彻底清除环境中分布的致病微生物当然最理想不过了，如果可能，我们也都是如此解决疾病感染的。当这种方式发挥效果时，环境中的所有人都能受益。鉴于这种方式的成功性，CDC 并不建议针对霍乱和黄热病这样的疾病接种疫苗。另一方面，当你身处公共卫生条件不利的地区（比如水源没有经过清洁过滤），作为旅行者，CDC 则建议接种某些疫苗。更重要的是，仅仅靠控制环境变量不足以防治所有疾病：人际间的接触性传染病是难以控制的。

因此，免疫接种提供了额外的防治手段。优点是能为个体在不确定的环境里提供有效的保障（这就是你旅行前接种疫苗的意义所在）。它还能在人群中产生「群体免疫力」的效应，这能预防传染病爆发。但是研制疫苗很困难，不是一劳永逸的办法。环境里有太多种细菌了，我们不可能针对所有这些病菌都接种疫苗。接种只能是预防性地使用，当疾病的症状开始发作了，接种疫苗就没有用了。因为过敏、妊娠、虚弱的免疫系统或其它禁忌症等限制，有些人群也是无法接种疫苗的。儿童也没有发展出完整的免疫系统，有些疫苗也无法接种。

因此，我们也需要药物作为抵抗疾病的最后一道防线。如果其它手段都失败了，而疾病的症状又已发作，药物就成了唯一帮助患者的手段了。如果接种疫苗失败或环境因素控制失效，抗生素能提供深层的防卫并治愈疾病。

这几项手段结合起来对疾病的防治是卓有成效的。对人类构成负担的疾病仅剩下那些拥有长期风险的疾病了，诸如癌症和心脏疾病这样的疾病已经成为造成死亡的首要因素了。曾几何时，儿童死亡率令人不慎唏嘘。每一个幸存到成年的人都应该记住和感谢这些人士：包括爱德华·詹纳，塞麦尔维斯，查德威克，南丁格尔，巴斯德，李斯特，科赫，保罗·埃尔利希，弗莱明，弗洛里，小托马斯·弗兰西斯，乔纳斯·索尔克和其他创造了这些突破的人们。

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