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第50章

自此以后,科学家们又制成了各种各样的疫苗,像狂犬病疫苗、麻疹疫苗、脊髓灰质炎疫苗、甲肝疫苗和乙肝疫苗等。此外,接种的方法不仅限于注射,还可以把疫苗制成糖丸用于口服,免除了打针给幼儿带来的恐惧和痛苦。现在,预防小儿麻痹后遗症的口服疫苗已在全世界广泛推广应用。

但是,引起人类疾病的病毒、细菌有很多种,能不能尽量减少免疫过程呢?科学家为此进行了深入的研究。在研究中,科学家们认识到:病毒是自然界中已知最小的生物体,它们的大小只有细菌的千分之几,而牛痘病毒是病毒群体中的“大哥”,是一种个体较大的病毒。牛痘病毒外面披着一层蛋白质外壳,里面是载有生物信息的核糖核酸链。科学家们利用的基因工程方法,可以把一些小病毒的致病基因用核酸内切酶切割下来,移植到牛痘病毒的核糖核酸链上,用核糖核酸连接酶使它们连接在一起。因为牛痘病毒的DNA很长,可以容得下十几种其他病毒的基因,它们连在一起再经过传代减毒后制成多介疫苗。到那时,吃一颗糖丸就可以预防十几种病毒性传染病。

虽然詹纳发现了种牛痘法,但他并不知道为什么会有这种效果,而且他还不知道如何人工制造大量的疫苗。而后来的法国生物学家巴斯德则很好地解决了这些问题。巴斯德曾经花费了很长时间来研究鸡霍乱。因女儿结婚,他把研究工作暂时交给两位助手。有一次,这两位助手匆匆忙忙去度假,把鸡霍乱菌培养液没有密封就锁在了橱柜里。他们回来后,取出柜里的培养液,给一只鸡注射,第二天竟然发现这只鸡仍然活蹦乱跳,没有发病。他们想,肯定是菌苗过期了。他们怕挨老师的骂,于是又找来了一只病鸡,制成了新的培养液。然后他们将新的培养菌注射在一群健康的鸡身上,怪事发生了:所有鸡都死了,唯有那只曾经注射过“失效”的过期菌苗的鸡仍然正常地活着。巴斯德回来后知道了这件事情,结合这个偶然事件和随后的反复实验,他发现:如果让培养液长期暴露在空气中,鸡霍乱菌就会失去致病的能力,却能使鸡获得免疫力。他将这种能引起免疫力的细菌称为“菌苗”,也就是我们现在所说的疫苗。并且,巴斯德将之总结为接种免疫原理:接种与什么病菌相关的疫苗,就可以防治该病菌所引起的疾病。

如果说詹纳第一次使人类真正征服了一种疾病,那巴斯德则使人们真正克服了许多疾病。可以说,詹纳的发现使科学的曙光初现,那么科学对增进人类幸福的作用,在巴斯德那里得到了最好的体现。因此詹纳应当受到人们的尊敬。但伦敦医学会却拒绝詹纳入会,因为他拒绝参加有关医学理论的考试。于是,这位做出了巨大贡献的医生只能把一生奉献给了英国的乡村,倒也适得其所。

【余论】英国中部的伯克利市矗立着一座雕像,这座雕像纪念的不是在战斗中威名赫赫捐躯疆场的勇士,也不是为英国政治经济发展做出过重要贡献的大人物,而是把人类从疾病的苦难中解救出来的一位乡村医生,他就是第一个应用免疫法为人类消灭传染病的爱德华·詹纳。随着人类科学技术的进步和对自然、社会、自身认识的深入,人类抵抗自然的能力得到了显著加强。但是我们不应忘记先辈的勇敢探索,詹纳理应得到人们的尊敬。

(刘伟)

第一个应用乙醚麻醉术的人

莫顿

(1819~1868)

【传略】莫顿,美国牙科医生,世界上最早将乙醚麻醉应用于外科手术的人。1819年8月9日生于马萨诸塞州查尔斯顿,1868年7月15日卒于纽约。他17岁离开家乡,在波士顿经商失败后转而学习牙科学,1840年毕业于巴尔的摩牙科学院。1845年他在哈佛大学医学院毕业以后继续在波士顿行医,成为当地知名的牙医。他曾与韦尔斯合作做过用氧化亚氮麻醉拔牙的试验。后从杰克逊处学到有关乙醚的知识,并设计出吸入乙醚的麻醉方法及操作器具,1846年9月30日成功地用乙醚麻醉拔牙。同年12月16日在马萨诸塞综合医院,他给病人作乙醚麻醉示范表演获得成功,使麻醉法得到医学界的公认,为此还专门申请了专利。他又曾改进义齿。但是,他在后半生卷入与韦尔斯、杰克逊等人关于麻醉发明权的纷争中,行医生涯受到影响,陷入贫困、失望和敌对情绪之中。此争执持续到他去世。官方最后承认克洛福德·朗和杰克逊为最早使用乙醚麻醉的人。1920年莫顿被收入纽约大学的伟人录。他的主要著作有:《论乙醚吸入给药的恰当方式》

《论牙齿缺失及修复之现代方法》。

【影响】尽管我们告别无麻醉手术的历史才100年,麻醉的概念却有着源远流长的历史。可靠的历史文献表明,在漫长的年代里,许多民族都已施行过各种原始而粗糙的麻醉术。例如,用冰块和雪水麻醉;用酒把病人灌醉;或者粗野地把病人打晕。历史上美洲的印加萨满教巫师在施行环钻术(在患者头颅上钻洞以排出恶液)时,将咀嚼过的古柯叶吐在伤口上,产生局部麻醉作用。

麻醉术在中国的实际应用也很久远。《列子·汤问篇》中记叙了神医扁鹊用一种“酒”对病人进行麻醉的故事。2世纪的东汉时期,著名医学家华佗发明了“麻沸散”,用作对病人做手术时的麻醉药。相传,他让病人服下“麻沸散”,然后用硫磺在要开刀的地方进行消毒,再剖开腹腔,成功地割除了腹内的肿瘤。病人醒后,才发现病痛已去。

华佗的麻醉与现代的麻醉不同的是,他是用中药进行麻醉,这可谓是前无古人,后无来者。可惜的是,配方失传了。所以,这种药是否真的具有如此奇效,就成为一段历史公案了。

现代麻醉药与化学结下了不解之缘。几乎在麻醉技术的每个阶段,都会出现化学家的身影。1772年,杰出的英国化学家普利斯特里制成了第一种化学麻醉药:一氧化二氮,但意识到这种化学药品的麻醉作用的是英国化学家戴维。戴维在一次拔牙时,疼痛难忍,但吸了一些一氧化二氮后顿时不觉得疼了。因为闻到这种气体后,会使人大笑,故称之为“笑气”。

“笑气”出现后,还没来得及在医学上大展宏图,却很快成为杂耍艺人进行表演的一项特技。1844年,美国有个化学家科顿制造了一些笑气,在街头进行表演。他告诉听众,谁愿意吸一点笑气,就会高兴发笑。有个叫库克的年轻人自告奋勇试了一下。他吸了笑气后,变得兴奋异常,连跑带跳,跌了一跤。虽然鲜血直流,他却一点也不觉得痛。观众中正好有一个牙科医生韦尔斯。他想到拔牙的痛苦,既然笑气能止痛,它不是可以用于拔牙吗?他在自己的身上作试验,吸足笑气以后进行拔牙,一点也不觉得痛。于是1845年1月,他在波士顿综合医院公开表演笑气麻醉下的无痛拔牙手术。但是,他给人拔牙时,由于将气囊移动过早,导致剂量不足,未能成功,病人痛得直叫,以为他是一个骗子,说无痛拔牙是撒谎。

韦尔斯的助手莫顿由此得到启发,笑气的麻醉作用还不够理想,要寻找更好的麻醉剂。他向一位化学家杰克逊求教。后者向他说起了一件往事:有一次,杰克逊吸了一些乙醚,竟无知无觉地睡着了。莫顿决定试试乙醚的麻醉效果。他先用猫狗作试验,一试果然有效。接着自己也用乙醚进行试验,证明确有麻醉作用。后来,莫顿正式将乙醚用于手术前的麻醉。病人在手术时一点也不觉得疼痛。于是他重返波士顿医院,成功地进行了表演。莫顿先将蘸有乙醚的手帕递给患者,让其吸入,使其渐渐失去知觉,然后在助手的帮助下,将牙拔掉。莫顿拔完牙后,问患者有何感觉,病人高兴地说:“真是奇迹!一点疼痛感都没有。”

莫顿成功了,他提出了专利申请,对这种配方秘而不宣,称之为“忘川之气”。忘川本指希腊神话中阴界的一条河,饮其水便会忘记过去的事情,在这里取其遗忘之意,即忘记了手术的痛苦。

莫顿用乙醚麻醉的消息不胫而走。韦尔斯、杰克逊都声称专利应该属于自己,至少自己也有份。杰克逊认为,自己是化学家,是他把乙醚的麻醉作用介绍给莫顿的。而韦尔斯认为,是他最早想到麻醉,没有他对笑气麻醉拔牙的应用,莫顿不可能想到去寻找乙醚。而莫顿认为,是他第一次用乙醚成功地进行了麻醉。

成功带来了麻烦,朋友变成了敌人。发明权之争,使三个人的生活发生了剧变。一场旷日持久的发明权官司把三个人折磨得精疲力竭。他们的精神垮了。最后,韦尔斯自杀,杰克逊得了精神病,而莫顿因脑溢血去世。

发明权是个比较复杂的问题。有些创造凝结着集体的智慧,这里需要一种胸怀。当达尔文初步提出进化论思想时,他看到在印尼考察的华莱士也得出了自然进化的结论,他就主动地承认了华莱士的优先权,而华莱士则认为达尔文拥有优先权。最后,在朋友们的劝说下,两人同时发表论文。后来他们之间建立了高尚的情谊,谱写了科学史上的一段佳话。相比而言,莫顿他们的做法就让人感到有一些遗憾。据说,1842年,美国乡村医生克罗福德·朗就已经使用乙醚做麻醉剂,给一个21岁的年轻人切除了颈部的肿瘤。但他没有将结果及时公布。如果真是这样的话,那么就可以避免这一问题了。

乙醚的利用使麻醉术迅速推广开来。此后“可卡因”和“普鲁卡因”的问世,大大提高了手术的效果和质量。但真正的无痛、快捷、安全,使手术有十分满意效果的麻醉之法,是20世纪以后才逐渐完善的。以全身麻醉为例,有吸入的,也有从静脉内注射的,还有静脉复合麻醉。局部麻醉药,除了涂抹在粘膜表面以外,还有阻滞神经的麻醉剂等。这些麻醉药物不仅效果好、毒性小,而且安全易掌握。50年代气管内麻醉和呼吸机的出现,为手术的成功提供了更加安全的保证。到20世纪末期,麻醉机出现,而且几经更新换代,已经成为手术时不可缺少的辅助工具。

全身麻醉时,病人进入完全无意识状态,但大脑的其他活动仍正常进行。那么,麻醉气体的作用机理是什么呢?麻醉剂主要作用于几种脑部蛋白质的斥水性脂囊。麻醉分子的结合性非常弱,小囊的体积也只有一个蛋白质分子的五十分之一。只要在一个蛋白质的某个小囊中出现了一个麻醉分子,就能完全防止蛋白质改变工作状态。其他气体分子充塞这些小囊时却不会引起麻醉作用。因此,单有气体分子出现在小囊中并不能解释麻醉反应。麻醉气体分子必定与脂样小囊发生了某种反应,从而抑制了一些意识的产生。

【余论】有的医学家认为,麻醉术是过去两千年来最伟大的发明。这种说法尽管尚有商榷之处,但麻醉剂对人类历史的重要性却是毋庸置疑的,它开创了外科学的新纪元,拯救了千万人的生命。现在,在英国伦敦的一所医院里,还陈列着一座巨大的吊钟。一百年前,这吊钟就放在大厅里。当病人因手术剧痛难忍而拼命挣扎时,医生就敲响这口钟,护士则闻声而来,将病人死死按住。而现在,或许可以利用这座吊钟来纪念威廉·莫顿为人类健康事业所做出的贡献了。

(刘伟)

元素周期律的发现者

门捷列夫

(1834~1907)

【传略】德米特里·伊凡诺维奇·门捷列夫,19世纪俄国著名的化学家。化学元素周期律的发现使他饮誉世界,也是他对科学研究做出的重大贡献之一。

1834年,门捷列夫诞生在俄国西伯利亚托波尔斯克市的一个中学教员家庭。由于并非出身于豪门贵族,所以莫斯科和彼得堡的一些名牌大学都拒绝他入学。经过一番周折后,门捷列夫才进入彼得堡师范学院。在这所学院里,门捷列夫得到一些优秀教师的指导,特别是化学家沃斯克列森斯基教授对他的教诲,培养了他对化学研究的浓厚兴趣,并使他开始了创造性的研究工作。在彼得堡师范学院学习期间,门捷列夫先后发表了《芬兰揭帘石的化学分析》、《从鲁斯基拉到芬兰的辉石》等学术论文;同时,他开始研究同晶现象。对同晶现象的研究使他了解到一些元素之间具有相似的属性,这为他后来对元素进行分组奠定了基础。

1859年,门捷列夫被获准到德国海德尔堡进行科学深造;1869年,他发现了举世闻名的元素周期律。此后的门捷列夫除了继续研究元素周期律以外,还积极传播科学知识,到俄国各地进行实地考察,为推动俄国工业的发展起了重大的作用。1907年1月,门捷列夫因心脏病逝于彼得堡,俄国各界人士隆重地纪念了这位在科学上取得不朽功绩的伟大科学家。

门捷列夫在一生中写了大量的学术论文,主要的有《论液体的毛细现象》《论液体的膨胀》《元素性质和原子量的相互关系》等。其名著《化学原理》,在很大程度上促进了当时化学研究的发展,为科学做出了巨大贡献。

【影响】在德国深造的两年里,门捷列夫集中精力研究物理化学,运用物理学的方法来观察化学过程,根据物质的某些物理性质来研究它的化学结构。这使他探索元素间内在联系的基础更加深厚。返回俄国后,门捷列夫在彼得堡讲授有机化学。为了表述化学上新的科研成果,他亲自章写教材,研究有机物的分类、演变及其与外部条件的关系,由此他发现了物质之间相互关联的基础是化学性质的联系。这些都为元素周期律的发现提供了更加完备的知识体系。

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