從天花疫苗的發(fā)現(xiàn)看科學(xué)假說演繹方法

肖顯靜

（中科院研究生院人文學(xué)院  100039）

天花最早出現(xiàn)在古希臘，文字記載第一例天花病毒流行的時間是1350年。在天花疫苗出現(xiàn)之前，人類歷史上曾不斷出現(xiàn)天花大流行，每次都是死者枕籍，僥幸生存者也會在臉面上留下終生的傷疤。這迫使人們從古代開始就采取各種方法與天花病毒斗爭。如中國人就于16世紀下半葉發(fā)明種痘術(shù)后，到了17世紀已推廣到全國，而且技術(shù)也相當完善了。并且在18世紀傳入英國，在英國流傳達四十年之久。

大約就在中國的種痘術(shù)在英國流傳的時候，預(yù)防天花的牛痘疫苗的發(fā)現(xiàn)者愛德華·琴納（Edward Jenner，1749~1823）出生了。琴納于1749年5月7號生于英國鄉(xiāng)村一個牧師家庭。他從13歲開始學(xué)醫(yī)，經(jīng)過7年努力，到20歲時獲得醫(yī)學(xué)學(xué)士學(xué)位。之后他回到家鄉(xiāng)當了一名鄉(xiāng)村醫(yī)生，從事著自己的事業(yè)。

在那時候，天花被人們看作是一個不治之癥。它具有高度的傳染性，死亡率很高，達到30%，成了世界性的災(zāi)難。就在琴納開始他的工作之前的一個世紀里，在歐洲天花導(dǎo)致了二千多萬人的死亡。在大不列顛，幾乎三分之一的兒童在三歲之下死亡。在那些沒有死亡的人當中，有很多人得了麻子甚至精神病。這樣一來，那些沒有染上天花而沒有成為麻子的女人就被認為是美麗的了。當時已知的唯一預(yù)防措施是接種，即將癥狀輕的天花患者的皰疹液故意接種到其它人身上，接種后這些人可能會患上天花，但卻因此而獲得了免疫能力。這個措施可以產(chǎn)生一點作用。它能夠阻止人們再一次感染天花。但是也能夠致人于死地。更壞的是，即使當這一措施被較好地完成時，那個被接種的人也可以將這種疾病傳染給其他人。在俄羅斯，一次大的傳染就是以這種方式進行的。所以，琴納想，是否有一個安全的方法去預(yù)防天花呢？

還是在他作為一個年輕的學(xué)徒時，那里的擠奶女工告訴他：“她們從沒有感染上天花，因為她們幸運地感染上了牛痘”。牛痘是奶牛感染的病，并且奶牛經(jīng)常將這種病傳染給人類。牛痘并不是很嚴重的病，它引起發(fā)燒、咳嗽以及手臂上的某些暫時的水泡。牛痘真的與天花不能并存嗎？真的能預(yù)防天花嗎？如果牛痘真的能預(yù)防天花，那么事情就好處理了。但是，當時的觀察發(fā)現(xiàn)，有很多感染了牛痘的病人仍然得了天花。正是由于這一點，很多人認為天花與牛痘沒有關(guān)系。

真的沒有關(guān)系嗎？作為一個優(yōu)秀的科學(xué)家，琴納意識到必須做出詳細的觀察研究，概括詳細的記錄，才能清楚地理解這一點。

有了這一想法之后，琴納對牛痘進行了科學(xué)研究。這在以前從來沒有人進行過。他花了幾年時間詳細觀察發(fā)生在乳品店里的病例，并且訪問了曾經(jīng)得過牛痘的病人。在做出詳細的病理記錄之后，他認識到，牛痘對于天花具有明顯的免疫力。問題是，為什么有的人在感染了牛痘之后仍然得了天花？牛痘為什么有時對天花不具有預(yù)防作用呢？琴納意識到，要想使用牛痘作為戰(zhàn)勝天花的工具，必須明白這種看似矛盾的情況。

當他注視他的記錄時，突然意識到，牛痘具有多樣化的癥狀。有的表面生小膿包，有的腋下出現(xiàn)腫脹，而有的出現(xiàn)頭痛、身體疼痛等癥狀。換句話說，牛痘癥狀沒有一個固定的表現(xiàn)。對于奶牛，類似的事情也發(fā)生了。有時小膿包是圓形的，有時不規(guī)則，有時連續(xù)幾周，有時是幾天等。由此，琴納得出結(jié)論，奶牛廠的工人所稱的牛痘實際上是一個復(fù)雜的疾病。這些疾病中的一種才對天花具有免疫作用。

有了這個想法之后，他就有意識地組織他的觀察了。經(jīng)過五年時間的耐心觀察記錄分析，最后他區(qū)別出了這些疾病的不同形式，確定了能夠預(yù)防天花的那種牛痘，把它稱為“真正的牛痘”。并且給出了“真正的牛痘”一個準確和完整的描述。他認為，正是這種牛痘對天花具有預(yù)防作用。

不過，這一結(jié)論被提出的時候是一個假說。假說需要檢驗。然而，他在檢驗這一假說時，遇到了新的困難。那時，在一個鄉(xiāng)村的牛奶場“真正的牛痘”爆發(fā)了。按理說，那里的女工不會感染天花。但是，琴納觀察發(fā)現(xiàn)，那里的擠奶工居然感染了天花。這一點看起來動搖了他的假說。為什么“真正的牛痘”有時也不能預(yù)防天花的發(fā)生呢？他花了多年時間研究這一問題，沒有找到答案。最終，當他研究兩頭處于疾病不同階段的奶牛時，發(fā)現(xiàn)了問題所在。疾病特別是膿包的出現(xiàn)，在幾天中是最強的，然后達到它的最壞點，并且最終它降低，過幾天消失。對于這點，琴納已經(jīng)知道好多年了。但是他現(xiàn)在假定膿包中物質(zhì)的致病力轉(zhuǎn)移了疾病，它也同樣地在強度上增加或降低。當膿包中的物質(zhì)在它最強的時候，牛痘才抵抗天花。

新的假說解決了上面的難題，但是是否正確呢？琴納設(shè)計了一個實驗去檢驗他最后的假說。1796年的3月，一位擠奶女工從一頭奶牛那里感染了牛痘疾病，并且這一疾病處于最壞時期。這些條件對于琴納進行實驗是理想的。他從這一擠奶女工手臂上抽取了一些物質(zhì)，用這種物質(zhì)有目的地感染了一名八歲的小孩。當牛痘在這個小孩身上發(fā)生作用之后，他把天花皰疹中的透明液體粘到該名兒童抓破的皮膚里，為他接種了天花物質(zhì)。之后，琴納和他的家人尋找感染天花的跡象，但是沒有發(fā)現(xiàn)天花的癥狀，甚至沒有發(fā)現(xiàn)任何患病的癥狀。他心中的石頭落地了。實驗成功了。那個牛痘物質(zhì)引進到人體中，表明對天花具有免疫力。

為了慎重起見，琴納還想重復(fù)一次這個實驗。為了找到一位明顯的牛痘患者，他不得不等待了2年。兩年的等待使他無比焦燥，但他并沒有急于發(fā)表自己只實驗過一次的研究成果，一直耐心地等待著。1798年，琴納終于又找到了一位牛痘患者。重復(fù)實驗也獲得了成功。琴納這才發(fā)表了自己的研究報告，向全世界宣布，天花是可以征服的。

在拉丁語中，牛叫vacca，牛痘叫vaccina，因此，琴納把通過接種牛痘獲得對天花免疫力的方法叫做vaccination，這就是我們所說的“種痘”。今天這一方法叫做免疫法。盡管當時有些庸醫(yī)在錯誤地運用他的方法治療人們的疾病時犯下了錯誤，但是他的這種方法在全世界得到了廣泛的傳播。

戰(zhàn)勝天花只是琴納功績的一部分。他的更重要功績在于發(fā)現(xiàn)了預(yù)防疾病的方法。他是人類歷史上最早成功地預(yù)防疾病的人。他利用人體自身可以產(chǎn)生免疫這一機能，實現(xiàn)了對疾病的預(yù)防，從而為免疫學(xué)奠定了一定的基礎(chǔ)。

在這個案例中肯定有運氣和靈感的因素，但是，它主要描繪了我們現(xiàn)在經(jīng)常所稱的假說演繹方法的路徑：從觀察開始，然后組織這些觀察成為一個假說，緊接著參照進一步的觀察檢驗假說，并且當需要時修改它。最后根據(jù)修改了的假說做出預(yù)言，并且實施實驗去檢驗這一預(yù)言，以達到正確的理論。這一高度成功的方法論有時在一些教科書中也稱之科學(xué)的方法。天花疫苗的發(fā)現(xiàn)是這種方法具有巨大威力的一個體現(xiàn)。

天花疫苗發(fā)現(xiàn)后，1803年，英國為了鼓勵人們種痘，成立了皇家琴納協(xié)會，由琴納任會長。天花的引進使死亡率在十八個月內(nèi)下降了三分之二。1807年，德國巴伐尼亞洲實行義務(wù)種痘制。之后，其他國家都效仿巴伐尼亞，接種牛痘。1805年，種牛痘法由澳門的葡萄牙商人傳入我國。因為牛痘比人痘更為安全，所以我國民間也逐漸種牛痘了。

牛痘設(shè)苗的發(fā)現(xiàn)大大遏制了天花病毒的發(fā)作，降低了死亡率。20世紀50年代，世界衛(wèi)生組織發(fā)動全球?qū)μ旎ㄟM行最后的決戰(zhàn)。最后一次天花流行發(fā)生在1977年索馬里。之后，世界衛(wèi)生組織于1980年宣布天花病毒已經(jīng)滅絕。之后世界上的在多數(shù)國家停止了天花疫苗的生產(chǎn)，只有部分國家生產(chǎn)少量的儲備疫苗?，F(xiàn)在，只有世界衛(wèi)生組織指定的幾個實驗室仍保存著天花疫苗。

    世界衛(wèi)生組織原定1999年銷毀天花病毒，后決定推遲到2002年，目的是為了生產(chǎn)更加安全可靠的天花疫苗。到期后，考慮到恐怖活動可能會利用天花病毒作為生化武器，決定再一次被推遲銷毀最后一批天花疫苗，以完成對天花的研究。研究結(jié)束后，再銷毀病毒。