解释传染病的先驱科学家 - 《华尔街日报》
Virginia Postrel
9月25日是这位最重要却鲜为人知的科学家诞辰250周年纪念日。他名叫阿戈斯蒂诺·巴锡,是首位确定传染病由特定微生物引起的人——第一个证明了疾病的微生物理论。他的发现历程堪称科学热情与毅力的传奇,这段历史值得被更广泛地传颂。
巴锡本不该成为科学家。他出生于意大利北部伦巴第小村庄的富裕农家,遵从父命在帕维亚大学攻读法律。但科学才是他的初心。大学期间,他私下旁听了科学、医学和数学课程来补充正规学业。他曾受教于反对自然发生论的著名学者拉扎罗·斯帕兰扎尼,还与当时支持"传染病由微生物引起"这一冷门观点的乔瓦尼·拉索里结为挚友。
1798年获得法学学位后,巴锡定居在米兰东南20英里的小镇洛迪。由于反复发作的眼部炎症影响读写,他辗转于多个行政职位之间。工作间隙,他将家族农场改造成实验室,多年间发表了关于绵羊育种、马铃薯种植、奶酪熟成和葡萄酒酿造的论文。而他最重要也最耗时的研究,是关于蚕的。
丝绸光泽柔美、质地柔软且易于染色,自古罗马时期从中国传入以来,始终是欧洲最受青睐的奢华面料。这种由数千年前中国驯化的家蚕(学名Bombyx mori,无法在野外生存)所结蚕茧制成的珍品,到巴西所处的时代已成为意大利和法国的重要产业——养蚕业(即桑蚕养殖与蚕茧收获)。
养蚕是项精细严苛的工艺。养殖者需在防风雨的托盘上培育桑蚕,并持续提供其唯一食物——新鲜桑叶。桑园对于养蚕业的重要性不亚于蚕虫本身。当幼虫进入结茧阶段,养殖者需提供支架并密切监控其休眠状态。在蚕蛾破茧前夕,需及时采收蚕茧并通过加热阻止其破坏珍贵丝线。每个完整蚕茧可抽出一根连续丝线,经合并后制成优质蚕丝。每个养殖环节都要求精准控制:蚕虫密度与桑叶配比需恰到好处,温湿度需精确调控,时机把握更要分毫不差。一旦爆发疾病,可能导致整季绝收。
1807年末,巴西开始着手研究一种导致桑蚕大规模死亡的怪病。染病蚕虫会停止进食、萎靡死亡,尸体逐渐硬化变脆并覆满白粉。该病被称为"mal del segno"、“muscardine”,或因白色粉末特征得名"calco/calcino/calcinaccio"。养殖者坚信是环境毒素所致,巴西由此开启了长达三十年的病原探索之旅。
他最初八年的实验充满挫败且看似徒劳。他后来写道:“我尝试了多种方法,对昆虫施加最残酷的处理,使用无数毒物——矿物、植物和动物来源的;试验单一物质与复合物;刺激性的、腐蚀性的、苛性的;酸性及碱性的;土壤与金属;固体、液体和气体——所有已知对生物体致命的剧毒物质。一切都失败了。没有任何化学药剂或害虫能在家蚕身上诱发这种可怕疾病。”
到1816年,巴西已深感沮丧。他投入巨大精力,几乎耗尽积蓄却一无所获。视力逐渐衰退的他"被巨大忧郁压垮",放弃了研究。但一年后,他重振旗鼓,决心"对抗厄运,以绝不放弃的坚定意志用新方法叩问自然,直到她真诚回应我的疑问"。
1753年一幅蚕场版画展示了培育脆弱蚕宝宝所用的托盘与桑叶。图片来源:盖蒂图片社关键线索出现在巴西注意到:相同环境饲养、相同饲料喂养但分置相邻房间的蚕群结局迥异。疾病会席卷其中一个房间,而隔壁却几乎不受影响。他得出结论:差异在于"一个房间没有或极少存在白僵菌,另一个则大量存在。蚕白僵病绝非如人们先前所认为的因毒素刺激而自发产生"。
经过更多实验,巴西发现活体昆虫之间不会相互传染。真正传播疾病的是虫尸表面的白色覆盖物。当这种粉末进入活体昆虫(无论是毛虫、蛹还是蛾)体内后,会在虫体内繁殖,以昆虫身体为食直至其死亡,之后才开始传播。巴西得出结论:这种入侵者是真菌,白色物质是其孢子。这是首个实验证据,证明传染病会通过微生物从受感染动物传播至健康动物。
通过将死虫置于温暖潮湿的环境中,巴西发现能培养出足够多的真菌,甚至用肉眼就能观察到菌丝雏形。在简易显微镜下,他看到了标志这种入侵者是生物而非晶体的弯曲结构。
确定元凶后,巴西开始试验既能杀灭真菌又不伤害蚕的方法,并鉴定出多种有效消毒剂。他提出了一套卫生措施:用消毒液处理所有蚕卵;煮沸工具;消毒托盘、工作台和工人衣物;要求所有接触蚕的人员必须用消毒剂洗手。
这些医院级别的措施表明,巴西的发现是超越蚕丝业的重大突破。他的研究预见了路易·巴斯德和罗伯特·科赫在疾病微生物理论方面更著名的工作。1856年巴西去世九年后,资金雄厚、深谙宣传之道的巴斯德将目光转向蚕,开展了他的首次动物研究。他所参考的文献中,就包括巴西著作的法语译本。这位外省律师,实则是超越时代的科学家。
弗吉尼亚·波斯翠尔是《文明之布:纺织品如何塑造世界》一书的作者,也是《进展中的作品》杂志的特约编辑。
更正与补充说明阿戈斯蒂诺·巴希于1856年去世。本文早期版本错误地称其卒年为1847年。(已于10月6日更正)
本文以《解释传染病的先驱科学家》为题发表于2023年9月23日的印刷版中。