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微生物在战争中的应用

发布时间:2015-11-06 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1011

在鞑靼人使用他们那独一无二的生物武器之前,微生物就已经在战争中占据一席之地。在开始使用抗生素之前,战时丧生的士兵,大约有一半都是死于小伤口。食物匾乏、睡眠缺乏、精神压力大,这些都降低了士兵的抗感染能力。若对伤口不加治疗,病原体就会进入血液,并繁殖增多—这就是所谓的败血症。然后,细菌就会感染主要的器官。一些病原体会停留在伤口处,在那里引发严重的感染。受伤严重的皮肤组织中会含有小的无氧空间,这会促进厌氧菌的生长,比如产气荚膜梭菌,它就是气性坏疽的罪魁祸首。第二次世界大战以前,不加治疗且沾满厚厚泥土的小擦伤,都会让人面临着截肢或者死亡的风险。

毒力因子协助感染过程的进行。有些细菌只靠一招走天下,比如说支原体,它们生成过氧化氢,这两种物质都对人体细胞有毒。在这两种化合物损伤了呼吸道的表皮细胞后,支原体会进入肺组织。与一招制敌相比,金黄色葡萄球菌拥有成套的武器:

.凝固酶,让伤口周围的血液凝结,保护细菌不受身体免疫系统的抵抗;

核酸酶,分解伤口里的渗出物,有助于细菌迁移;

溶血素,溶解红细胞,造成贫血,并削弱机体的防御;

透明质酸酶,降解人体细胞之间的黏合物,从而有助于病原菌在人体内穿行;

蛋白A与体内的抗体结合,使抗体失活;

.链激酶激活血栓溶解的一系列步骤,从而让细菌逃出凝血区域。

两位适当医疗护理的倡导者,在第一次世界大战爆发前几年就过世了。英国护士弗洛伦斯•南丁格尔呼吁改进战伤的救治方法。在克里米亚战争期间,她到战场服务。在此期间,她报告了医院里的疾病发生状况、食物匾乏以及不良卫生条件。这份长达1000页的报告编写于1858年,试图说服她的上司:由于可治愈伤口未得到及时护理,英国军队蒙受了不必要的人员损失。同一时期,英国外科医生约瑟夫•李斯特提出,外科手术需要无菌的环境,必须使用杀菌剂来清洁伤口。李斯特用石炭酸(苯酚)来做杀菌剂。几年之后,才有刺激性更小的化学制品投入使用。

1914年,在第一次世界大战打响之时,无菌和杀菌剂都还是新观念。不是所有的外科医生都想把化学制品用在病人皮肤上,他们起初还拒绝使用杀菌剂。于是,一种更具有创新性的抗感染方法问世了。微生物学家费利克斯•代列耳(Felixd’Herelle)试图通过用细菌感染昆虫的方法来对抗蝗灾。他设想,如果有同样的东西来攻击病原菌,那么这种东西就能对抗传染病。代列耳得知,有的微生物学家已经在细菌培养物中发现了一种物质,这种物质可以感染并杀死其他细菌。在对这种物质的特性知之甚少的情况下,他开始从受感染的培养物中收集液体培养基,并自制出“拮抗性微生物”。到1917年,通过给病人注射液体培养基,代列耳治好了数百人的痢疾。直到1939年出现了电子显微镜,噬菌体才开始进入微生物学的视野。噬菌体是种病毒,只感染细菌。这种被称为噬菌体疗法的治疗,在10年后被抗生素取而代之。不过在抗生素出现之前,历史上有那么一段短暂的时期,噬菌体简直就是万灵仙丹。

战争造成家庭生活的动荡以及大量难民的迁移,这都不利于公共卫生和个人健康。第一次世界大战期间,常见的体虱“人虱”在几乎每个人身上乱窜。这种虱子携带着斑疹伤寒细菌普氏立克次体。这种微生物生活方式与病毒很相似,它们都是寄生在其他细胞内部。虱子叮咬感染了普氏立克次体的人的时候,就会摄入这种细菌,经过6天的大量增殖,这些虱子就能传染别人了。这和鼠疫还不一样,鼠疫是通过跳蚤叮咬传播;而斑疹伤寒则是由于虱子在人皮肤上排便,虱粪中的细菌通过伤口进入到人体而传播的。

斑疹伤寒席卷欧洲,成为致死性仅次于黑死病的传染性疾病。塞尔维亚有20%的人感染了斑疹伤寒,其中有60%-70%的人死于感染。在澳大利亚、巴尔干半岛、俄国还有希腊,这种疾病都极具毁灭性,以至于德同盟国延迟了一些军事演习,因为他们担心这种疾病会把军队扫荡一空。在战争临近尾声的时候,一场为时4年的流行病扑向俄国,有2000万人感染上了斑疹伤寒,这些病人一半损命。

在德军人侵波兰掀开第二次世界大战序幕之际,他们中有许多人都还对斑疹伤寒记忆犹新。波兰被占领后的第三年,波兰医生尤金•拉佐斯基(EugeneLazowski)和斯坦尼斯拉夫•玛突来维切(StanislawMatulewicz)想出了一种免于被屠杀、免于被送进集中营的方法。他们知道对身体的免疫系统来说,变形杆菌菌株OX19看起来与普氏立克次体非常相似。因此,他们开始给罗兹瓦多夫(Rozvadow)镇上的健康居民注射失活的OX19细胞。这种高仿疫苗诱导入体产生防御斑疹伤寒菌的抗体。拉佐斯基和玛突来维切伪造了斑疹伤寒大流行的状况。

德国人可能对这场孤立发生的传染病大流行起过疑心。1942年.一个德国医疗队抵达罗兹瓦多夫镇来评估事态,但是他们的医生非常害怕感染,因此他们略过身体测试的环节,只是收集血样,然后匆匆回到柏林。样品里的抗体让德军相信,要避开斑疹伤寒肆虐的罗兹瓦多夫。这场人工制造的斑疹伤寒大流行拯救了差不多8000条性命,其中大多数是犹太人。

人类与病原体的交锋,胜败风水轮流转。有时候细菌赢了,比如鼠疫和梅毒曾经肆虐猖獗;有时候人类的计谋生效,比如说代列耳的噬菌体疗法。那么,人类到底能不能打败细菌呢?当一位羞涩的微生物学家发现“特效药”盘尼西林时,人们就不再去寻找任何“万灵丹”了。人们认为自己找到了战胜细菌的“万灵丹”,至少当时他们是这样认为的。

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