- 人類大瘟疫:一個世紀以來的全球性流行病
- (英)馬克·霍尼斯鮑姆
- 27737字
- 2020-06-01 16:00:33
第一章
藍死病
THE BLUE DEATH
“乍一看,阿赫蘭的確是一座平常的城市。”
——加繆
《鼠疫》
艾爾村是一個不起眼的村落,就像你在1917年的新英格蘭鄉間旅行中遇到的任何一個小村莊一樣,眨下眼就可能錯過。它坐落在波士頓西北約35英里處一片荒涼的灌木林中,有不到300間村舍,還有一座教堂和幾家商店。事實上,若非位于波士頓-緬因鐵路和伍斯特-納舒厄鐵路交會處,并擁有兩個車站,它真算是乏善可陳。但在1917年春天美國備戰時,軍方開始尋找合適的地點來訓練成千上萬響應征召的新兵們,鐵路車站和空曠的田野使艾爾村脫穎而出。或許正因為如此,1917年5月,華盛頓特區的某位軍事長官在馬薩諸塞州洛厄爾縣地圖上艾爾村的位置插了一枚帶紅旗的大頭針,指定艾爾村為美國陸軍新成立的第76師的營地。
6月初,美軍租下了與納舒厄河相鄰的約9 000英畝正萌新綠的闊野。兩周后工程兵抵達,開始將該地改造為約翰·潘興少將領導的美國遠征軍的步兵營地。短短10周內,工程師們建造了1 400座建筑,安裝了2 200個淋浴器,并鋪設了60英里的供熱管道。這片長7英里寬2英里的營地有自己的餐廳、面包店、劇院,以及14間用于讀書和社交的小屋,還有一個郵局。從艾爾村出發,穿過菲奇堡鐵路的軌道步行半英里,迎接新兵們的第一幕景色便是基督教青年會禮堂和第301工兵團的軍營。右邊是第301、302和303步兵團的軍營,附近則是野戰炮兵、兵源補給旅和機槍旅
的營房。此外,營地還有操練陣列與練習使用刺刀的場地,以及一間由基督教青年會管理的有著800張床位的醫院。該營地能容納3萬人,但在接下來的幾個星期里,新兵們會從緬因州、羅得島州、康涅狄格州、紐約州、明尼蘇達州以及遠至南方的佛羅里達州涌入,粗糙的木制營房里將擠滿4萬多人,工程兵不得不為多出的人搭建帳篷。為展現營地對東北軍事指揮部的重要性,它被命名為德文斯營地,以紀念查爾斯·德文斯(Charles Devens)將軍。他原是波士頓的一名律師,內戰期間成為一名聯邦軍指揮官。1865年里士滿被攻陷后,他率領的聯邦軍是第一支進駐的部隊。正如美國戰爭部的宣傳員羅杰·巴徹爾德(Roger Batchelder)1917年12月從艾爾村外的小山上欣賞德文斯營地時所說,它就像一座“巨大的士兵之城”
。巴徹爾德并不知曉,德文斯營地亦上演著一場前所未有的免疫學實驗。從來沒有這么多來自不同行業的男人——工廠工人、農場勞力、機械師和大學畢業生——被迫以這樣大的數量緊密群居在一起。
德文斯并非那年夏天唯一一處匆忙建造的營地,亦非最大的一個。美國遠征軍的新兵們被派往美國各地的40座大型營地接受訓練。例如芬斯頓營地,它建在堪薩斯州萊利堡(Fort Riley)的一個騎兵站舊址上,駐扎著55 000名士兵。與此同時,在大西洋對岸的法國北部城市埃塔普勒(Etaples),英國人建造了一座更大的營地。它坐落在毗鄰布洛涅到巴黎鐵路線的低洼草地上,可容納10萬大英帝國將士,并有22 000張病床。據估計,“一戰”期間,有100萬士兵途經埃塔普勒前往索姆河和其他戰場。
還有許多營地的設施都不像主戰派說的那樣完備。事實上,很多時候戰前動員的速度太快,工程兵們無法及時完成醫院和其他醫療設施的建設。兵營四處漏風,士兵們晚上不得不蜷在爐子周圍取暖,并裹著很多層衣服睡覺。一些人——譬如巴徹爾德——認為這是一種磨礪新兵的法子,好讓他們為法國北部的艱苦陣地戰做好準備:“艾爾村很冷,但是……寒冷的天氣令人振奮,它使那些溫室里的年輕人習慣戶外生活。”但其他人批評戰爭部的選址太過偏北,認為德文斯營地本應建在天氣更宜人的南方。
營地主要的危險與其說是寒冷,不如說是人滿為患。來自不同免疫背景的人在此聚集,被迫連續幾個星期擠在一起,這種戰前動員大大增加了傳染病傳播的風險。當然,戰爭一直是疾病的溫床,而1917年的不同之處在于征兵規模之龐大,以及來自迥異生態環境的士兵之混雜。相較于農村地區,個人在人口密度較大的城區暴露于麻疹或常見呼吸道疾病的病原體(如肺炎鏈球菌和金黃色葡萄球菌)的機會要高得多,且常染病于兒童時期。在私家車和公共汽車出現之前,農村地區的兒童常在自家附近的小學接受教育,許多人從未接觸過麻疹,也沒有接觸過引起“鏈球菌咽喉炎”的化膿性鏈球菌和其他溶血性細菌。前述情況導致的結果是,隨著美國陸軍從1917年4月的37.8萬人壯大到1918年初的150萬人(戰爭結束時的1918年11月,美國陸軍和海軍的總兵力達到470萬人),麻疹和肺炎在東海岸各地和南方幾個州的軍營暴發。
在沒有抗生素的年代,美國有大約四分之一的死亡是由肺炎造成的。肺炎可能由細菌、病毒、真菌或寄生蟲引發,不過,迄今為止,社區獲得性肺炎的最主要病原體是肺炎鏈球菌。在顯微鏡下,肺炎鏈球菌和其他任何鏈球菌都很類似,但它的一個不尋常特征是有一種多糖莢膜,可以防止其在空氣中脫水或被吞噬細胞吞噬,而吞噬細胞正是免疫系統的主要防御細胞之一。實際上,肺炎鏈球菌可在暗室的痰液表面存活長達10天。
全球范圍內有80多種肺炎鏈球菌亞型,每種的莢膜構成都不同。在大多數情況下,它們存在于鼻腔和咽喉中而不致病,但如果一個人的免疫系統因其他疾病(如麻疹或流感)而受損,這些細菌就可能占據上風,引發致命的肺部感染。通常,感染始于肺泡炎癥,肺泡是肺部吸收氧氣的微小囊泡。當細菌侵入肺泡后,白細胞和其他免疫細胞以及含有蛋白質和酶的液體會隨之聚集。肺泡囊被這些物質填充,發生“實變”,難以將氧氣輸送到血液。實變通常發生在支氣管周圍(支氣管是主支氣管的分支,從氣管向左右肺輸送空氣),實變局限在這里的肺炎稱為“支氣管肺炎”。而在更嚴重的感染中,實變可以擴散到整個肺葉(右肺有三個肺葉,左肺有兩個),使肺部變成堅實的肝樣腫塊,這極大地影響了肺部的功能。健康的肺呈海綿狀多孔樣,隔音良好。健康人呼吸時,醫生只能聽診到很小的聲音。實變的肺則會將呼吸音傳導至胸壁,從而產生被稱為“啰音”(rale)的嘎嘎聲或爆裂聲。
在維多利亞時代晚期和愛德華七世時期,肺炎可能是僅次于結核病的可怕疾病。對老年人,或因患其他疾病而免疫系統受損的人來說,它尤為致命。著名的肺炎患者包括美國第9任總統威廉·亨利·哈里森,1841年,他剛就職一個月就因肺炎去世;還有被稱為“石墻”的南方邦聯將軍托馬斯·喬納森·杰克遜,1863年,他在錢瑟勒斯維爾戰役中受傷,8天后死于肺炎并發癥。難怪“現代美國醫學之父”威廉·奧斯勒爵士(Sir William Osler)會將肺炎稱為“死靈之船的船長”
。
在兒童時期感染麻疹通常會導致皮疹和高熱,并伴有劇烈咳嗽和光敏癥狀,但這次在營地感染麻疹的病人癥狀要嚴重得多。此次疾病暴發的感染率突破了軍隊97年來的最高紀錄,感染者常常伴有急進性的支氣管肺炎。1917年9月至1918年3月,超過3萬名美軍因肺炎住院,幾乎全是麻疹的并發癥,最終死亡人數達到了5 700人左右。即使是身經百戰的醫生也對此次麻疹的嚴重性感到震驚,密歇根大學醫學院院長、美西戰爭老兵維克托·沃恩(Victor Vaughan)這樣寫道:“1917年秋天,每一輛駛入惠勒軍營(佐治亞州梅肯附近)的軍列都載著1~6個已在出疹期的麻疹病人。這些人從家鄉帶著傳染病到來,將疾病的種子一路播撒在營地和火車上。情況發展至此,地球上的任何力量都無法阻止麻疹在營地內蔓延了。病例數從每天100增加到每天500。只要營地內存在易感介質,傳染就會持續下去。”
1918年春,戰爭部遭到了國會議員的斥責,原因是其在營地設施不完備且未達到基本公共衛生標準之前,就將新兵送往訓練營。7月,戰爭部組建了肺炎委員會,負責調查大型營地中該病的異常流行。委員會的成員名單像是預言了未來美國醫學界有哪些重要人物,包括:尤金尼·L.奧佩(Eugenie L. Opie),未來的華盛頓大學醫學院院長;弗朗西斯·G.布萊克(Francis G. Blake),今后的耶魯大學內科學教授;以及托馬斯·里弗斯(Thomas Rivers),他日后將成為世界頂級的病毒學家和紐約洛克菲勒醫學研究所附屬醫院的院長。而在總醫官辦公室具有中校
軍銜的協助人員包括:維克托·沃恩和威廉·H.韋爾奇(William H. Welch),后者是約翰·霍普金斯大學醫學院院長,后來成了美國最著名的病理學家與細菌學家;魯弗斯·科爾(Rufus Cole),肺炎學家、洛克菲勒醫學研究所附屬醫院的首任院長,他將與助手奧斯瓦爾德·埃弗里(Oswald Avery)一起主管肺炎暴發事件的實驗室研究,并給軍醫官做培養細菌和制作血清與疫苗方面的培訓。同時,前來監察他們工作的是洛克菲勒醫學研究所的負責人、韋爾奇之前的學生與追隨者西蒙·弗萊克斯納(Simon Flexner)。
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當美國醫生為營地的麻疹和肺炎憂心忡忡時,英軍醫務人員正開始為另一種呼吸系統疾病而煩惱。由于缺乏一個更好的術語,該疾病暫被稱為“化膿性支氣管炎”。1917年的寒冬,該病于埃塔普勒暴發,截至次年2月,已有156名士兵死亡。病初癥狀類似于普通的大葉性肺炎——高熱、痰中帶血。但很快,患者脈搏加快,咳出稠稠的淡黃色膿痰,這表明支氣管出現炎癥。這些患者中半數會死于緊隨其后的“肺部閉塞”。
另一個顯著體征是紫紺。其發生于患者呼吸困難之時,原因是肺部無法將氧氣有效地轉移到血液,特征表現為面部、口唇和耳朵變為暗藍紫色(在氧氣充足時,動脈血是紅色的)。但在埃塔普勒,患者的呼吸困難進展急速,痛苦甚至使他們抓破了床單。在尸檢中,病理學家威廉·羅蘭(William Rolland)震驚地發現黏稠的黃色膿痰阻塞了支氣管。在較大的支氣管中,膿痰中尚混有空氣,但切開較小的氣管時,他寫道:“膿痰自動溢出……很少含有或根本不含空氣。”這也就解釋了為何吸氧無法緩解患者的癥狀。埃塔普勒不是唯一出現這種特殊疾病的軍營。1917年3月,在英格蘭南部奧爾德肖特(Aldershot)的“英軍之家”暴發了類似的疾病。同樣,這種疾病對半數感染者都是致命的,其標志性特征是黃色膿痰和隨后出現的呼吸困難與紫紺。醫生們注意到,對紫紺患者來說,“我們想出的任何治療手段都沒能帶來一丁點兒好處”。患者短而淺的呼吸使一些醫生想到了“煤氣中毒”
,但后來研究奧爾德肖特和埃塔普勒病例的細菌學家和病理學家確信它是一種流感。
長期以來,流感都被認為是支氣管感染的誘因。在流感流行期和每年秋、冬季的季節性暴發期,流行病學家常能觀察到呼吸道疾病的死亡人數激增,特別是在非常年幼或年長的人群中。但對青年人和70歲以下的老人來說,流感更多地被當作是種麻煩事而非致命的威脅,恢復期的患者也常被懷疑為小題大做。
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我們可能永遠都無法知道在奧爾德肖特和埃塔普勒暴發的疾病是不是流感,但在1918年3月,另一場不尋常的呼吸道疾病席卷了一座大型軍營——這次是堪薩斯州的芬斯頓營地。起初,醫生們以為這是軍營肺炎的另一次流行,但他們很快就改變了看法。
據悉第一位患者是營地的廚師。3月4日,他醒來時頭痛欲裂,頸部和背部疼痛難耐,遂到營地醫院就診。很快,第164兵源補給旅的其他100名士兵也相繼病倒。到3月的第三個星期,超過1 200名士兵罹患疾病,萊利堡的首席軍醫官不得不征用醫院附近的一個機庫來安置住不下的患者。這種疾病的癥狀與典型的流感類似:發冷,緊跟著是高熱、咽痛、頭痛和腹痛。但許多患者還會虛弱無力,甚至無法站立,因此該疾病還得到了“擊倒熱”的綽號。大多數人會在3~5天內康復,但令人不安的是,少數人的病情會繼續發展為嚴重的肺炎。不像麻疹后的肺炎往往局限于支氣管,這些流感后肺炎常常會蔓延至整個肺葉。共計有237名男性發展為大葉性肺炎,約占住院人數的五分之一,截至5月,已有75人死亡。等到7月肺炎委員會終于到達現場展開調查時,奧佩和里弗斯又發現了其他令人不安的特征:最初的疫情在3月份逐漸消失,又于4月和5月卷土重來,每次暴發都出現在新兵來到營地的時候。不僅如此,調動到東部軍營的新兵似乎攜帶了這種疾病,當他們當中的許多人加入美國遠征軍,與其他士兵混在一起,橫跨大西洋被運往歐洲時,運兵船上也暴發了這種疾病。當船只抵達布雷斯特時,這種模式仍在繼續,而那里正是美軍的主要登陸點和貨運處。4月15日,波爾多一家美國陸軍醫院的醫務人員報告說:“急性傳染性發熱流行,性質不明。”在芬斯頓軍營,最初的病例病情較輕,但到6月,已有數千名盟軍士兵病倒入院。到了8月,預警不斷升級。“這些連續的疫情暴發在性質和程度上都越來越重,說明病原體毒性在持續增強。”瓦爾當(Valdahon)美國遠征軍炮兵訓練營的軍醫官阿蘭·M.切斯尼(Alan M. Chesney)如是說。
然而,像切斯尼這樣注意到這一點的人非常少。在1918年的夏天,人們已經有28年沒有經歷過流感大流行了。在軍隊的醫務官眼中,相較于斑疹傷寒(一種致命的血源性傳染病,通過士兵衣物中的虱子傳播)或敗血癥(常由槍傷或彈片傷引發),流感只是微不足道的小感染。非軍方的醫生們也對流感有著類似的偏見,英國的醫生尤其如此。長期以來,他們都把“流感”看作一個可疑的、指代某種重感冒或黏膜炎的意大利詞語。更何況,奪去了成千上萬歐洲人性命的塹壕戰已持續了將近5年,200萬協約國軍隊已經推進到了法國北部和佛蘭德,軍官們有更加緊迫的戰事要煩心。當年6月,詩人威爾弗雷德·歐文(Wilfred Owen)在位于北約克郡斯卡伯勒(Scarborough)的英國軍營給母親蘇珊寫信時輕蔑地講道:“三分之一的戰士和約30位軍官被西班牙流感放倒了。對我來說,這種病也太普通了點。因此我決心不湊熱鬧!想想那些沒患病的軍官得增加多少工作量啊。”
歐文不應如此掉以輕心。1918年夏到1919年春,西班牙流感(之所以叫西班牙流感,是因為面對這場正在蔓延的疾病,所有國家中只有西班牙沒有刪減疫情報告)在美國和歐洲北部之間往來傳播,然后席卷全球,成千上萬的士兵和數以百萬計的平民因之喪生。僅在美國,就有67.5萬人在隨后而來的數輪流感中喪生;在法國,這一數字可能高達40萬;英國則有22.8萬人。據估計,西班牙大流感在全世界范圍內造成了約5 000萬人死亡——這是第一次世界大戰中死亡人數的5倍,比近30年內因艾滋病死亡的人數多出1 000萬。
歐文和其他人對流感如此放松警惕的原因之一是,在1918年,醫學家們確信他們知道該疾病是如何傳播的。畢竟,早在1892年,“德國細菌學之父”羅伯特·科赫的女婿理查德·普法伊費爾就宣布他已經確認了這種疾病“令人期待的病因學答案”:一種他稱之為流感桿菌(Bacillus influenzae)的微小革蘭氏陰性細菌。普法伊費爾的“發現”正值所謂俄羅斯流感大流行的高峰期,因此登上了世界各地的新聞頭條,這進一步抬高了人們的期望:接受過德國實驗室技術培訓的科學家們研制出疫苗只是時間問題。但是,當其他研究人員試圖從流感患者的咽喉沖洗液和痰液中分離出這種被廣泛稱為“普氏桿菌”的細菌時,卻時有碰壁。在人工培養基上培養這種細菌簡直難于上青天,常常需要多次嘗試才能培養出足夠大的菌落,用特殊染料染色后,人們才能通過顯微鏡觀察到那小小的、球形的無色菌體。盡管普法伊費爾和他柏林的同事北里柴三郎給猴子接種了桿菌,但他們一直未能成功讓猴子染上流感,因此未能滿足科赫法則的第四條。
不過以上這些情況都無關緊要。只要大多數醫學權威認定普氏桿菌是流感的病原體,那它就是了。科學界不敢挑戰科赫學派的權威,很少有人敢公然質疑他們:為何并非每一例流感病例都能檢出普氏桿菌?
或許這也解釋了為什么奧佩、布萊克和里弗斯1918年7月抵達芬斯頓營地時,忽視了這樣一個事實:研究人員在77%的肺炎病例中未能發現流感桿菌,但從三分之一的健康男子(即那些沒有表現出任何流感體征或癥狀的人)口中卻分離出了該桿菌。相反,他們試圖弄清楚為何來自路易斯安那州和密西西比州的非裔美國新兵肺炎發病率較高。盡管研究人員已經觀察到,感染流感后肺炎最嚴重的是新近到達營地的士兵和只在萊利堡待了3~6個月的士兵,而且非裔新兵大多來自農村地區,但他們還是忽略了這些發現,認為發病率的差異是白人和“有色人種”部隊之間的種族差異造成的。疾病調研工作大多時候枯燥而重復,布萊克很快就發現自己渴望換換風景。8月9日,他向妻子抱怨道:“親愛的你已經兩天沒有來信了。這兒沒有清涼的白天,沒有涼爽的夜晚,沒有酒,沒有電影,沒有舞蹈,沒有俱樂部,沒有美女,沒有淋浴,沒有撲克,沒有人,沒有娛樂,沒有歡笑,什么都沒有,只有炎熱、驕陽、烈風、汗水、灰塵、干渴、令人窒息的長夜、全天候的工作、孤獨和全方位的地獄——這就是堪薩斯萊利堡。”
很快,奧佩、布萊克和里弗斯將會接到命令離開堪薩斯州,前往阿肯色州的派克營,那里是更可怕的地獄,流行性感冒和肺炎肆虐其間。但派克營還不是最糟的。
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1918年8月,來自緬因州里普利(Ripley)的23歲農民克利夫頓·斯基林斯(Clifton Skillings)登上了一列南下波士頓的火車。像成千上萬正值服役年齡的美國青年一樣,斯基林斯幾周前收到了征兵文件,奉命到德文斯營地報到。在艾爾村下車后,他和其他穿著自己最好行頭的士兵們一起,在一名騎兵的引領下大步走向營地。在波士頓人看來,艾爾村是“窮鄉下”。斯基林斯沒透露過他是否這么想,從他的信件和明信片中只能判斷出,他不太喜歡這兒的食物。8月24日,他向家人抱怨道:“我們中午吃了你們給我的豆子,但它們可不像家里的味道。讓我想到了混合狗食。”斯基林斯很快就和來自緬因州斯考希根(Skowhegan)的一群人混熟了,他也完全沒想到居然還有人來自遠在中西部的明尼蘇達州。“營地里有數千名士兵。除了人就是人,看起來特別有趣……我希望你們也能來看看。”然而,4個星期后,他已經完全不關心營地的大小和食物的質量了。“很多小伙子病倒住院了,”他在9月23日給家里的信中寫道,“是一種病,像傳說的流感
……我覺得我不會染上。”
目前尚不清楚秋季那輪流感的發源地,可能是夏天在美國醞釀的,但更可能是由從歐洲返回的部隊帶來的。從生態學角度來看,法國北部是塊巨大的生物學實驗場——來自歐美兩大洲的人群和來自旁遮普邦的印度士兵,來自尼日利亞和塞拉利昂的非洲軍團,來自中國的苦力,以及來自越南、老撾和柬埔寨的勞工隨意地混居在一起。一種理論認為,第二輪流感始于8月底,源自塞拉利昂的一個供煤港,從那里迅速蔓延到其他西非國家,又通過英國海軍艦只傳播到了歐洲。另一種理論認為歐洲早有流感隱患,因為早在7月,哥本哈根和其他北歐城市就已經有流感的相關記錄。
在美國,秋季那輪流感在8月底襲來。在返鄉的美國遠征軍的主要入境點之一波士頓的英聯邦碼頭,幾名水兵突然病倒。到8月29日,已有50人被轉移到切爾西海軍醫院,由美國公共衛生局衛生實驗室前主任、哈佛醫學院成員米爾頓·羅西瑙(Milton Rosenau)少校診療。為控制疫情,羅西瑙隔離了水兵們。但到9月初,位于羅得島州的紐波特和康涅狄格州的新倫敦的美國海軍基地也都報告了大量的流感病例。大約在同一時間,德文斯的肺炎病例亦有所增加。隨后,9月7日,第42步兵團B連的一名士兵因“流行性腦膜炎”被送進營地醫院。他的癥狀與流感一致——流鼻涕、喉嚨痛和鼻腔炎癥。次日,同連隊又有12名士兵病倒,癥狀類似,醫生毫不猶豫地將他們診斷為“溫和型”西班牙流感。
但流感很快就將不再溫和。
寄生生物體第一次遇到易感宿主時,會引發病原體和宿主免疫系統之間的“軍備競賽”。在初次遭遇該病原體時,免疫系統被打得措手不及,需要時間來調動其防御力量并發起反擊。由于剛開始時未受阻攔,病原體會穿破宿主組織,侵入細胞,隨心所欲地增殖。在這個階段,寄生病原體就像個發脾氣的孩子。由于沒人管教它,它更加放肆,行為也越發惡毒。最終,在極端的情況下,猖獗的病原體可能會吞噬一切。這對宿主來說通常是壞消息。然而,從達爾文的觀點來看,寄生生物并不想殺死宿主。它的主要目標是生存足夠長的時間,然后逃脫并感染新的易感者。換句話說,宿主死亡對寄生生物來說是種糟糕的策略,也可以說是生物學上的一種“意外”。一種更好的長期生存策略是朝著相反的方向進化,朝著非致病性的方向發展,使得宿主的感染很輕微或幾乎檢測不到。但要做到這一點,免疫系統必須首先找到一種方法來馴服寄生生物。
沒過多久,傳染病就從第42步兵團蔓延到了附近的兵營。這時候,疾病已完全不像春天時那么“溫和”,而是暴發了。到9月10日,已有500多人住進了德文斯營地醫院。4天內,病人的數量增加了2倍。9月15日又有705人入院。但接下來的3天才是最糟糕的。9月16日,醫護人員要為另外1189名患者提供床位,次日又多了2 200名病人。不久,肺炎病例也開始增加,但與麻疹繼發的支氣管肺炎完全不同。它們類似于春季芬斯頓營地一些流感病例中出現的大葉性肺炎的嚴重版本。“剛開始時,這些人看起來得的是普通流感,但在被送醫后,病情很快就發展成有史以來最嚴重的肺炎,”目睹了肺炎在病房肆虐的蘇格蘭醫生羅伊(Roy)回憶道,“入院兩個小時后,他們的兩頰上便出現了紅褐色斑點,幾個小時后,可以看到紫紺開始從耳朵蔓延到整個面部,到最后連白人和有色人種都很難被區分開來……人們可以忍受看到一兩個或二十幾個人死去,但是看到這些可憐的家伙大批死去……那太可怕了。”
正如作家約翰·巴里(John Barry)在其著作《大流感》(The Great Influenza)中寫到的,1918年,紫紺是如此嚴重,以至于患者整個身體都呈現出深紫色的色調,引發了“這種疾病不是流感,而是黑死病”的謠言。許多英國陸軍軍醫官都像韋爾奇和沃恩一樣,是開戰后應征入伍的有經驗的平民醫生和病理學家,他們對這些發紺病例印象深刻,并且覺得其與1917年冬天在埃塔普勒和奧爾德肖特所看到的紫紺非常相似。他們對此非常震驚,因此委托皇家美術學院(Royal Academy of Arts)的一位畫家繪制了病人終末期的表現。這位畫家借用了一種深藍色的花的名字來為這種疾病的末期命名——“天芥菜紫紺”(heliotrope cyanosis)。
夏天,隨著對麻疹和肺炎的擔憂不斷加劇,華盛頓的總醫官辦公室給韋爾奇、沃恩和科爾安排了大量的任務。他們被派去考察佐治亞州梅肯附近的惠勒營地和南部的其他營地。9月初離開梅肯時,韋爾奇提議在北卡羅來納州阿什維爾(Asheville)的時尚度假勝地山地草甸旅店停留。韋爾奇是個60多歲的富態男人,出了名地喜歡雪茄和美食,他幾乎完全禿頂,只有耳朵周圍還有一圈白發。為了彌補頭頂沒有毛發的不足,他留起了時髦的白色山羊胡和八字須。對一些人來說,這讓他看起來像位年長的政治家——韋爾奇給人一種冷漠而又不夠專心教學的教授的印象,這更強化了他的政治家形象。但這是老年版的韋爾奇。在韋爾奇年輕時,適逢德國研究者使用顯微鏡和新的實驗室方法在探索疾病方面取得長足進展,聞聽此事的他深受啟迪。1876年,他起航前往萊比錫,去和當時世界上最著名的實驗病理學家卡爾·路德維希(Carl Ludwig)一起工作。在那里,韋爾奇學到“作為一個使用顯微鏡的研究者,最重要的經驗是,不要滿足于松散的想法和不夠全面的證據……而要密切仔細地觀察事實”。這段經歷給他留下了難以磨滅的印象,回到美國后,韋爾奇開始向新一代的美國醫學生傳輸他在歐洲學到的理念和技術,首先是在紐約的貝爾維尤醫學院(Bellevue Medical College),接著在約翰·霍普金斯大學,后者在美國引領了一種新的醫學教育模式。對威廉·奧斯勒和威廉·斯圖爾德·霍爾斯特德
等同代人來說,韋爾奇還是一位生活達人,他最喜歡的消遣活動是游泳、狂歡節游樂和品嘗大西洋城的五道甜點大餐。盡管同代的醫生可能會叫這位公認的單身漢“小親親”來跟他逗樂,但他們都認為,作為解剖學家,幾乎沒有人能與韋爾奇的技能相提并論。當韋爾奇有心展示時,他在藝術和文化方面的才智和造詣也令學生們震撼。西蒙·弗萊克斯納在后來為老師寫的傳記中回憶道,韋爾奇的技巧是最初無視他的學生,讓他們在實驗室里自己做決定。但他偶爾會邀請有前途的學生與他共進晚餐,在用餐時,“伴隨著他輕柔的話語,一種魔力降臨房間,那些年輕人——其中一些人已經因為過多地盯著顯微鏡而有點含胸駝背了——會決心去藝術畫廊,去聽音樂,去閱讀韋爾奇熱情談論過的文學名著”。
韋爾奇和他的同事們利用在北卡羅來納州逗留的時間,回顧了南部之行中的發現。大家達成共識,若要了解麻疹和肺炎的暴發機制,關鍵在于進一步研究新入伍士兵們的免疫問題。韋爾奇在9月19日提到,山地草甸旅店“是個令人愉快、悠閑、安靜的地方”。而這將是他們在一段時間內的最后一次休憩。
兩天后,他們回到華盛頓特區,剛在聯合車站下車,就得知德文斯軍營被西班牙流感侵襲,而他們要立即前往艾爾村。他們在那里面臨的情形難以理解,令人震驚。彼時,營地醫院已人滿為患,醫療照護卻極度缺乏。6 000多人擠進了只有800張床位的醫院,每個角落和縫隙都擺滿了病床。護士和醫生為了照顧病人已筋疲力盡,有許多人病倒或已經奄奄一息,如一位目擊者所說,他們“在對抗疾病的斗爭中”失敗了。韋爾奇和沃恩目之所及,到處都有病人在咳血,還有許多患者的耳鼻血流如注。8年后,這些圖像仍銘刻在沃恩的記憶中。“我目睹數百名身著本國制服的強壯青年被抬入病房,每組10人或更多,”他在1926年寫道,“他們被放在病床上,直到所有床都滿了,卻還有新病人涌入。他們的臉龐很快像蒙上了一層藍色陰影,令人痛苦的聲聲劇咳使人吐出血痰。清晨,尸體像木柴一樣堆放在停尸房里……這就是一位老流行病學家大腦中不停回放的可怕畫面。”
當他們跨過堵在驗尸房門口的尸體后,迎接他們的場景或許更為可怕。面前的驗尸臺上橫陳著一具年輕人的尸體。據科爾說,當他們試圖移動尸體時,血從死者的鼻孔中涌了出來。韋爾奇認為必須仔細檢查死者的肺部,而之后所見令這位經驗豐富的病理學家也深感訝異。科爾后來回憶道:“開胸后,藍色腫脹的肺部被切除、剖開,韋爾奇醫生看到濕潤泡沫狀的肺表有實變,他轉過身說,‘這一定是某種新的感染或瘟疫’……我被當時的情景震驚了,至少在那一刻是如此,連韋爾奇醫生都難以接受。”
截至1918年10月底,該營地三分之一的人員(約1.5萬名士兵)感染了流感,787人死于并發肺炎,其中三分之二為大葉性肺炎。該型肺炎往往起病急驟,最終出現大面積肺出血或肺水腫。這種肺炎造成的損傷范圍比常見的大葉性肺炎要廣泛得多,損傷了呼吸道上皮細胞,卻幾乎沒有細菌感染的證據。另一種肺炎的類型更類似于急進性的支氣管肺炎,病變更為局限,尸檢時通常可以從病變部位中培養出致病菌。
上述第一種肺炎與病理學家以往觀察到的大葉性肺炎或支氣管肺炎都不同,這一點充分支持韋爾奇將其描述為某種新型瘟疫的論斷。雖然韋爾奇的直覺可能是準確的,但他還沒打算放棄舊學說。也許是因為他在萊比錫的求學經歷,以及他為讓美國醫學界接受德國新實驗方法而付出的努力,雖然韋爾奇作為病理學家的直覺告訴他這是一種可怕的新疾病,他也不愿挑戰普法伊費爾關于致病病原體是流感桿菌的結論。另一個可能的原因是,曾受過同樣細菌學技術訓練的美國科學家確實在有類似嚴重肺部病理改變的流感病例中發現了流感桿菌。這些科學家中首屈一指的便是紐約市衛生局實驗室的負責人威廉·H.帕克(William H. Park)及其副手安娜·威廉姆斯(Anna Williams),二人都是備受尊敬的醫學研究者。考慮到“仔細觀察”的重要性,而且“不要滿足于不夠全面的證據”,韋爾奇還聯系了波士頓布里格姆醫院的首席病理學家伯特·沃爾巴克(Burt Wolbach),請求沃爾巴克進一步進行尸檢,以確定在這種流感導致的所有病例中,是否都出現了他在德文斯所見的肺部病理改變。接下來,韋爾奇致電總醫官辦公室,詳細描述了這種疾病,并敦促“每個營地均需立即擴大醫院空間”。他聯系的第三個人是洛克菲勒醫學研究所的奧斯瓦爾德·埃弗里。
埃弗里是位極有條理的醫學研究者,熱衷于實驗室工作,以生活簡樸著稱。他與科爾一道,完善了使用特定血清鑒定大葉性肺炎的技術,這種技術可以辨別出四種主要的致病肺炎球菌亞型。之后,他繼續研究了每種亞型殺死實驗小鼠的效率和殺死小鼠所需的劑量。這些實驗使他得出結論,毒力的強弱與肺炎球菌的多糖莢膜對抗白細胞的吞噬作用的能力有關,而后者是免疫系統抵御入侵細菌的第一道防線。
培養流感桿菌的挑戰之一是,它相當挑剔,只在很窄的溫度范圍內生長,且嚴重依賴氧氣,這意味著培養時它往往只生長在培養基的表面。由于它們大多單獨或成對生長,菌落半透明且缺乏易于辨識的結構,所以在光學顯微鏡下很難觀察到。普法伊費爾此前已經認識到,血紅蛋白培養基可極大地促進該細菌生長,因此推薦使用他的血液瓊脂(普法伊費爾推薦使用鴿子血,其他研究人員多使用兔子血)來培養。一旦細菌學家獲得了菌落,下一步便是用適當的染料染色,接著以酒精洗脫,然后再用對比染料染色(革蘭氏陽性菌能被結晶紫染色,而流感桿菌和其他革蘭氏陰性菌,如分枝桿菌,需要用紅色染料復染)。也可以直接把染料涂在有流感患者痰液的載玻片上。不過,更精確可信的方法是用流感患者的痰液感染小鼠,然后取小鼠的體液放入血液瓊脂培養基培養,從而制備出純凈的桿菌。
和其他研究人員一樣,埃弗里剛開始時發現很難從流感患者的痰液和支氣管分泌物中培養出普氏桿菌。為了增加成功概率,他改進了方法,在瓊脂培養基中添加酸,并用去纖維蛋白的血代替未經處理的血液(也有其他研究人員將血液加熱或過濾并干燥,以分離血紅蛋白和纖維蛋白)。漸漸地,埃弗里完善了技術,能夠越來越頻繁地找到桿菌。最終他告訴韋爾奇,在30名來自德文斯的死亡士兵中,有22名的體內存在這種桿菌。沃爾巴克的結果則更加確定:他在所檢查的布里格姆醫院的每一個病例中都發現了這種桿菌。這對韋爾奇、科爾和沃恩來說已經足夠了。他們在9月27日給總醫官發了電報:“已確定德文斯軍營的流感是由普氏桿菌引起的。”
* * *
事實上,流感是病毒感染引起的。流感桿菌只是一種合并感染的病原菌。與在流感患者口腔、喉嚨和肺中發現的其他常見細菌一樣,盡管它可能導致繼發感染,但它卻不是疾病的主要原因。1918年秋天,盡管一些研究人員已經開始懷疑,但沒人確知這一點。相反,人們把培養不出流感桿菌歸咎于研究者,而非細菌病因學說。的確,占主導地位的科學觀點認為流感是細菌感染引起的,以至于科學家們選擇質疑他們的儀器和方法,而不是質疑普法伊費爾的學說。如果第一次培養失敗了,那就意味著需要改進培養基,精制染料,再試一次。
反常是科學中的常態。沒有哪兩個實驗是完全相同的,但通過改進方法,共享工具和技術,科學家們能夠大體重現彼此的觀察和發現,從而達成共識,認同對世界的這種或那種解釋。這就是知識產生的方式,也是一種特定范式被接納的方式。不過,在科學中沒有絕對的確定性。范式不斷被新的觀察改進,如果發現了足夠多的反常,對原范式的篤信就可能會被打破,一個新的范式可能會取而代之。實際上,最優秀的科學家都樂于接受反常和不確定性,因為科學就是這樣進步的。
當普法伊費爾首次提出他的流感桿菌致病假說時,細菌科學和細菌理論范式(一種細菌導致一種疾病)正處于支配地位。隨著消色差透鏡的改進和更好的培養染色技術的出現,19世紀80年代末,羅伯特·科赫和路易·巴斯德將一系列既往難以看到的細菌呈現于世。這些細菌不僅包括禽霍亂桿菌和結核桿菌等著名細菌,還包括鏈球菌和葡萄球菌。很快,他們的發現為研制抗霍亂、傷寒和鼠疫等疾病的血清和疫苗鋪平了道路。到第一次世界大戰前夕,埃弗里和科爾已經在用同樣的方法研制肺炎球菌肺炎的疫苗了。
1892年,普法伊費爾公布他的學說時,人們寄望于細菌學不久也能提供一種流感疫苗。但從一開始,普法伊費爾的說法就一直被各種質疑及反常的觀察結果所困擾。該學說面臨的第一個問題是,在俄羅斯流感流行期間,普法伊費爾在柏林檢查的大部分臨床病例中都沒有找到流感桿菌。其次,如前所述,他無法在接種了純細菌培養物的猴子身上復制這種疾病(普法伊費爾沒有具體說明他使用的是哪種猴子,但他的失敗可能是因為許多猴子不適合做人類流感的動物模型)。不久之后,一位曾在維也納接受醫學教育的組織學家,也就是英國著名細菌學教科書的作者——愛德華·克萊因(Edward Klein)——成功從俄羅斯流感流行期間倫敦醫院的一群病人身上分離出了流感桿菌。然而,克萊因也注意到在痰液培養中發現了“成群的”其他細菌,并觀察到,隨著流感患者病情改善,在瓊脂平板培養基上的菌落中越來越難發現普氏桿菌。最后,克萊因還注意到,流感桿菌也可以從流感以外的疾病患者身上分離出來。
1892年后,俄羅斯流感疫情減弱,無法再對流感病人進行細菌學檢查。不過,俄羅斯流感會不時卷土重來,調查人員試圖從恢復期患者的痰液和肺分泌物中培養這種桿菌。這種嘗試有時能成功,但大多數時候都失敗了。例如,1906年,芝加哥傳染病紀念研究所的大衛·J.戴維斯(David J. Davis)的研究發現,在17例流感病例中,只有3例能分離出該桿菌。作為對照,在61例百日咳病例中,除5例外,其他都發現了該桿菌。次年,倫敦國王學院(King’s College London)的臨床病理學家W.德斯特·埃默里(W.D’Este Emery)發現,培養細菌時,在其他呼吸道細菌存在的情況下,流感桿菌更易生長,而且在有滅活鏈球菌存在的情況下,流感桿菌的毒力似乎更大。因此他推測,在大多數情況下,普氏桿菌可能是一種“不致病的腐生菌”,在其他呼吸道病原體存在時才能致病。
隨著1918年西班牙流感的暴發,研究人員得以繼續調查。結果又是喜憂參半,反常發現再次使人們對普法伊費爾的說法產生了懷疑。到了夏天,人們的擔憂已十分強烈,學界在慕尼黑醫學會召開了一次特別會議。《柳葉刀》雜志如是總結這一學術爭論:“普氏桿菌僅能在少數情況下被找到”,如果說流感的病因是某種細菌,那也應該是更常見的鏈球菌和肺炎球菌。雖然英國皇家醫師學會(Royal College of Physicians)認為沒有“充分的證據”支持普法伊費爾的說法,但他們很樂于承認這種桿菌在流感的致命性呼吸道并發癥中扮演著重要的配角。
換句話說,他們認為流感桿菌的致病作用可能有待商榷,但細菌理論的范式卻不容置疑。然而,這一范式也正面臨著來自另一個地區的嚴峻挑戰。
如果說科赫是德國的細菌學之父,那么路易·巴斯德就是法國的細菌學之父,或者如一位作家所形容的,他是細菌學前進的“中心人物”。 1857年,35歲的巴斯德生活在法國里爾市,還是一名沒什么聲望的化學家。那年,他發表了平生第一篇生物學論文,大膽地提出了發酵的細菌理論——每種類型的發酵都是由特定種類的微生物引起的。在論文中,他還指出該理論可以擴展為一種特殊的細菌病原學,進而成為一個普遍的生物學原則,用他的話說就是:“生命隱含于細菌,細菌蘊化著生命。”不過,巴斯德有生之年的聲望主要是建立在20多年后一系列著名的公眾實驗上的,他分離出了炭疽桿菌和雞霍亂桿菌,并用基本的化學技術(加熱或有氧暴露)削弱微生物,使之失去毒力。隨后,他證明了弱化的菌株能夠為動物體提供保護,防止其感染具有完全毒力的同種細菌。由此,巴斯德開啟了微生物學的全新分支:有關免疫的研究。巴斯德意識到,弱化或減活的微生物會對宿主(如炭疽實驗中的羊、霍亂實驗中的雞)產生刺激,使之產生某些物質(抗體)以抵抗具有更強毒力的致病微生物。1885年,巴斯德開展了一個更加驚世駭俗的微生物實驗,將上述原則應用于狂犬病病毒。他從病犬脊髓中提取致病物質,注射入一只家兔體內。當這只家兔患病后,用另一只兔子重復上述過程。通過每隔幾日在兔子中進行病毒傳代,他提高了病毒對兔子的毒力,同時降低了其對犬類的毒力。接下來,他將脊髓從死兔體內取出并干燥放置14天,這樣減活的病毒不會導致犬類得病,反而能夠使其獲得免疫力,抵抗完全毒力的病毒。隨后,巴斯德做了一個大膽的公開實驗,將他的疫苗接種給被瘋狗咬傷了14處的9歲男孩約瑟夫·邁斯特(Joseph Meister)。邁斯特迅速恢復了健康,這條消息一時成為頭號新聞。這是除了天花病毒之外,首次成功的病毒疫苗接種。短短幾個月內,巴斯德便被求助信淹沒,從斯摩棱斯克到新澤西,被狂犬咬傷的患者都向他尋求疫苗。回過頭來看,巴斯德所取得的這一突破中最具創見的是,他在無法看到狂犬病病毒,甚至對病毒幾乎沒有什么概念的情況下,成功地研制出了疫苗。和其他病毒一樣,狂犬病病毒太過微小,無法通過光學顯微鏡觀察到(狂犬病病毒的尺寸約為150納米,如果要用顯微鏡觀察到,顯微鏡的放大能力需要達到巴斯德時代顯微鏡放大能力的一萬倍)。盡管無法看到病毒,也無法在實驗室培養它,在排除掉當時可以觀察和培養的微生物(也就是細菌)之后,巴斯德仍憑直覺感知到了它的存在。1892年,也就是普法伊費爾提出流感病因是一種桿菌的同一年,俄國植物學家德米特里·伊萬諾夫斯基(Dmitry Ivanovsky)的研究發現,煙草花葉病的病原體是一種科學家未曾觀察到過的物質,它們能夠穿過一種陶瓷過濾器的濾孔,這些濾孔非常微小,細菌無法穿過。到了19世紀末,這些以發明者夏爾·尚貝蘭命名的尚貝蘭過濾器被歐洲及世界各地的實驗室生產和使用,幫助鑒別了大量“可濾過”的微小物質,包括牛口蹄疫、牛肺疫、兔黏液瘤病、非洲馬瘟等疫病的病原體。到了1902年,美國外科軍醫沃爾特·里德(Walter Reed)領導的委員會鑒定出了第一例可濾過的人類疾病病原體——黃熱病病毒。
在巴黎的巴斯德研究所,這些病原體被稱作“濾過性病毒”。
在巴斯德1895年去世后,他的學生,如埃米爾·魯(Emile Roux)及魯的得意門生夏爾·尼科勒(Charles Nicolle),繼續從事這些研究。魯一手創建了巴斯德研究所,他一邊從事生物醫學研究,一邊從事管理工作。到1902年,魯已經鑒明了10種他認為是由濾過性病毒導致的疾病。同一年,魯說服尼科勒加入了突尼斯的巴斯德研究所。尼科勒原本深愛文學,但最終屈從于當醫生的父親的期望,選擇從醫。然而在魯昂實習期間,尼科勒聽力受損,無法正常使用聽診器。也許正是這場飛來橫禍促使他轉向細菌學研究,接受了北非的這個職位。尼科勒很快證明了自己值得魯的信任,他一到突尼斯,就開展了針對流行性斑疹傷寒的研究。當時,斑疹傷寒常常在戰爭中導致大量軍士死亡,亦是監獄等密閉設施中的一大難題,而大多數醫生都認為它是由污垢與不潔所致。沒有人意識到寄生在臟衣物中的體虱(Pediculus humanis corporis)才是傳播斑疹傷寒的罪魁禍首,也沒有人知道病原體是一種微小的細胞內生物——與蜱媒病、落基山斑疹熱的病原體同屬一類的立克次氏體。尼科勒首先給豚鼠注射了斑疹傷寒患者的血液,盡管豚鼠沒有發病,但它們出現了一過性發熱,這證明它們出現了亞臨床感染,或用尼科勒的話說,它們被血液中的某種物質“隱性”感染了。不過,決定性的證據在尼科勒觀察突尼斯薩蒂基(Sadiki)醫院的傷寒患者時才出現。他發現,一旦患者脫掉衣物,然后沐浴并換上醫院的病號服后,他們就不會傳染疾病給他人了。尼科勒由此懷疑傳染媒介不是污物,而是體虱。他請魯給他一只黑猩猩,并給它注射斑疹傷寒病人的血液。當黑猩猩出現高熱和斑疹時,他再將它的血液注射給一只獼猴,等到獼猴發病時,他又讓體虱在其身上寄居。通過這種方式,尼科勒將斑疹傷寒成功地傳播給了其他獼猴,最后又傳給了另一只黑猩猩。1909年9月,他將體虱是斑疹傷寒攜帶者的發現匯報給法國科學院(Académie des Sciences),這一發現后來為他贏得了1928年的諾貝爾獎。
盡管尼科勒沒能成功研制出斑疹傷寒疫苗(這一成就后來由其他人完成),但當流感肆虐時,他很自然地想要用類似方法去研究一番。沒有證據表明尼科勒之前研究過流感,或試圖培養過所謂的流感桿菌。但在1918年的夏天,遵循巴斯德傳統的法國細菌學家們發現,分離出普法伊費爾所稱的桿菌越來越困難,對這位德國學者觀點的質疑因此不斷加深。于是,尼科勒和助手夏爾·勒巴伊(Charles Lebailly)開始懷疑所謂流感桿菌和黃熱病病毒一樣,其實是一種濾過性病毒。
1918年8月末,流感蔓延至突尼斯,各處都出現了西班牙流感的跡象。人們難以判斷這與春天和夏初襲擊歐洲的流感是同一種,還是其他類型,譬如1918年秋季襲擊德文斯的毒力更強的流感。尼科勒決定,與其常規地培養桿菌,不如試試他處理斑疹傷寒的方法。8月末,他和勒巴伊申請了更多的實驗動物,并開始搜尋合適的流感病人。此時,由于無法獲取到黑猩猩,尼科勒再度使用獼猴來做實驗,后來證實這是個幸運的選擇。尼科勒和勒巴伊想找一個染上流感的家庭,來排除其他病因,以確定他們患上的是西班牙流感。他們選中的是一位被記錄為M.M.的患者的家庭,44歲的男性M.M.先生和他的女兒們于8月24日發病。6天后,M.M.先生出現了典型的流感癥狀——鼻咽炎、劇烈頭痛、發熱。尼科勒與勒巴伊取了他的血樣。接下來的9月1日,他們又提取了支氣管的痰液樣本。彼時,尼科勒與勒巴伊尚不知道流感能否傳染給猴子,也不知道人的血液、痰液或其他體液中是否有這種疾病的病原體。但當他們觀察到M.M.先生的痰液中存在著“各式各樣的”細菌,包括極其微量的流感桿菌之后,他們決定不對桿菌進行提純培養,而是使用尚貝蘭過濾器剔除掉其中的流感桿菌和其他細菌,將余下的濾液直接注射到一只中國猴的雙眼與鼻腔中。同時,他們還將濾液注射入了兩名人類志愿者體內:一位22歲的志愿者接受了皮下注射,另一位30歲的志愿者則是靜脈注射。6天后,猴子和第一位志愿者出現了高度疑似流感的癥狀——猴子出現了發熱、明顯的情緒低落、食欲不振,22歲的志愿者經歷了體溫驟升、流鼻涕、頭痛及周身疼痛。由于在那段時間內,該志愿者身邊沒有罹患流感的人,尼科勒和勒巴伊推斷,此人體內的病原體來自注射的濾液。不過,一直等了15天,第二位志愿者也沒有出現疾病的癥狀。尼科勒和勒巴伊也嘗試了給其他獼猴注射M.M.先生的血液(注射到腹腔和腦部),這些猴子沒有發病。他們又找到了第三位志愿者,給其注射出現疑似流感癥狀的猴子的血液,但志愿者依然沒有發病。最后,在9月15日,他們在一只食蟹獼猴和第四位志愿者身上重復了第一次的實驗,這次,猴子只出現了輕微的體溫上升,志愿者也只出現了輕微的流感癥狀。
按照今天的標準,很難說這些實驗是完善的——尼科勒和勒巴伊沒有使用其他猴子或人類作為對照組(也許是由于缺少足夠的獼猴供應),也沒有按照現在所要求的“盲法”原則設計實驗。更甚者,他們沒有檢驗從非流感病例中獲取的痰濾液是否具有致病性,也沒有像巴斯德用兔子研究狂犬病病原體那樣進行傳代實驗,即控制病原體的毒力并將其在實驗動物的幾個世代中反復培養。但不管怎樣,尼科勒和勒巴伊最終得出結論,認為過濾后的流感病人支氣管分泌物具有毒力,給中國猴和食蟹獼猴皮下注射這種痰濾液會造成感染。因此,流感病原體是一種“濾過性微生物”。他們進一步推斷,濾過性病毒能夠通過皮下注射感染人類。
尼科勒和勒巴伊撰文詳細論述了這項發現,9月21日,也就是韋爾奇抵達德文斯并目睹瘟疫橫掃整個軍營的前一天,魯在巴黎的法國科學院宣讀了該論文。若在往常,在聲望卓著的科學機構宣布這樣的發現理應受到全世界研究者的高度關注,然而當時,世界正籠罩在戰爭陰影中,韋爾奇和他的同事們也有更重要的事情忙著處理。就算是這份研究被及時送到了華盛頓的總醫官辦公室并呈交給韋爾奇(當然,并沒有證據證明這樣的情況曾發生),他也不太可能特別信任這份研究。畢竟尼科勒和勒巴伊的實驗算不上確鑿無誤。并且,在接受這份報告的理論之前,韋爾奇應當會要求其他研究者——他很可能會選美國的學者——來重復這個實驗。洛克菲勒醫學研究所是理想之選,它當時是美國陸軍的附屬實驗室,或者附近的波士頓和羅得島的海軍實驗室也不錯。僅靠在離戰場和世界頂級研究所千里之遙的北非進行的寥寥幾次實驗,還不足以撼動關于流感的細菌學范式。
現在我們知道尼科勒和勒巴伊的推斷是正確的。流感病原體的確是一種病毒。更準確地說,它由8股細長的核糖核酸(RNA)鏈組成,不同于人類和其他哺乳動物細胞中雙螺旋結構的脫氧核糖核酸(DNA)。不過以尼科勒和勒巴伊的實驗,不可能得到這么明確的結論。第一,雖然直接將濾液滴進鼻腔可以讓人類志愿者成功地染上流感,但皮下注射卻不太可能達到實驗目的。這并不是說志愿者不會感染,而是他們的感染途徑可能與尼科勒和勒巴伊預想的不同。第二,雖然一部分舊世界猴可以感染人類流感(新世界猴中的松鼠猴也特別容易感染),但獼猴并不適合做人類流感的動物模型,它們極少會出現可見的呼吸道癥狀或肺損傷。同樣,也很難通過將濾液滴入鼻腔或暴露在含病毒的氣溶膠中使它們“患上”流感。實際上,1918年之后的實驗表明,通過靜脈注射使猴子感染病毒的成功率可以相當高,這顯得頗具諷刺意味,因為尼科勒和勒巴伊當時使用注射方法沒有使猴子成功感染流感。
不過公平地說,在1918年,對人類流感的研究尚缺少可靠的動物模型,也缺少在活細胞中增殖病毒的技術,沒有哪個研究者能獲得流感的病原體是病毒的實證。這一切直到1933年才成為可能,一支英國的研究團隊在研究犬瘟熱時,發現雪貂對流感有很高的易感性,通過簡單地在其鼻腔滴入濾液就能讓其感染。不久,一名工作人員在處理一只實驗雪貂時被它的噴嚏傳染了流感,關于流感病原體的病毒假說就此得到確證。隨后的1934年,在雞胚胎中培養流感病毒的方法獲得成功,從此研究人員不再需要在疾病暴發時從患者身上取樣,也不會因疾病流行期過后沒有病人而被迫放棄實驗。這項技術使得實驗室能夠不間斷地增殖病毒,并可確保是在同一病毒株上開展實驗,這在1918年是無法做到的。同時,通過這項技術,科學家們還能夠降低病毒的毒力,并制造出疫苗,以抵御當季的各種流感蔓延。
* * *
不像艾滋病或天花,流感不會帶來面容的毀損,并且幾乎不會在身體上留下可見的印記或疤痕。流感患者也不會像黃熱病患者那樣嘔出黑色的胃液,或者如霍亂患者那樣,發生難以控制的腹瀉。然而但凡見識過西班牙流感導致的令人不安的重度紫紺的人,都會為之震驚:那時患者因肺炎侵擾,面頰和嘴唇開始發藍,隨后變為深紫色。這種癥狀不只發生在德文斯營地及其他美國軍營,亦發生在駛向歐洲的美軍運輸船上。1918年9月末,一艘從紐約出發的巨大運輸船“利維坦號”上暴發了流感疫情。根據目擊者的描述,“患者鼻腔嚴重出血,血在甲板上匯集成了血泊”,人們不得不在血泊間穿行。為了控制疫情蔓延,患者最初被隔離在甲板下方的鐵船艙中,然而在離開紐約的短短幾天中,有太多人病倒了,甲板下的惡臭讓人無法忍受,患者被帶出來吹吹海風。在那個抗生素尚未出現的時代,醫生沒有疫苗,對被病痛折磨的患者束手無策,只能給他們新鮮的水果和飲用水。不幸的是,和血性的排出物一樣,水果和飲用水最終也被吐在了甲板上。甲板上變得“又濕又滑,充斥著呻吟、哀號,以及要求治療的呼喊,簡直是一團糟”。到10月8日“利維坦號”抵達布雷斯特時,約有2 000名士兵病倒,80人死亡,大部分尸體被拋入了海中。
紐約人并不知道“利維坦號”上的慘劇。當它出海時,大部分人還認為西班牙流感是個外國病。負責公共衛生的官員們熱切地想要對戰事有所貢獻,因此串通一氣,隱瞞真相,夸大流感對德軍的影響,卻對美軍的遭遇輕描淡寫。“你沒聽說咱們的步兵得這種病吧?”紐約的衛生專員羅亞爾·S.科普蘭(Royal S. Copeland)這樣問道,“你當然沒聽說,而且也不會聽說。”然而,病毒卻通過返航的運兵船與商船上的船員和乘客的身體,一步步地跨越大洋,逼近美國海岸。而且,隨著病毒在越來越多的人之間傳播,它的毒力也不斷增強。當它登上北美大地時,戰士們將不再是死神的唯一目標。
很難說第二輪流感暴發是以何種方式在何地開始的。或許這次秋季大流行始于波士頓的聯邦碼頭,隨后傳播至馬薩諸塞州的艾爾村和其他城鎮。又或許是好幾個地點同時暴發了流感。以紐約為例,盡管第二次暴發的首批病例與8月中旬抵達的挪威蒸汽船密切相關,但在1918年2—4月,紐約死于流感的人數就已經出現急劇上升,尤以中年人群為主。到了9月底,紐約的每日病例數躍升至了800人。科普蘭采取了不尋常的舉措——隔離(富裕的患者被允許待在家中,但寄宿和租房的患者則被送往市區醫院,在那里接受密切觀察)。這種應對流感的新舉措是空前的——戰前,流感甚至都算不上值得注意的疾病,這也讓紐約人不禁想起兩年前的脊髓灰質炎流行。那時,官員們挨家挨戶地將出現“小兒麻痹”癥狀的兒童聚集起來,而新來的意大利移民被懷疑攜帶了病原體,這就在布魯克林等地引起了恐慌。然而西班牙流感造訪派克大街富人區和布魯克林出租屋的概率相仿,隨著每天都有新的感染病例出現,彌漫在城市中的不安氣氛越來越濃。科普蘭試圖穩定民心,他解釋道,“流感只能通過流感病人的咳嗽與噴嚏傳播”,而與患者同居一室但沒有表現出癥狀的人不會傳播疾病。他還堅稱流感疫苗即將研發成功。
他提到了科學家們的研究進展,如紐約公共衛生實驗室的帕克和威廉姆斯等人正在使用流感桿菌的混合菌株研制疫苗。10月中旬,帕克報告稱,接種了經高溫滅活的菌株混合物后,實驗動物產生了桿菌特異性的抗體。波士頓的塔夫茨醫科大學(Tufts Medical School)和匹茲堡大學醫學院的科學家們在高溫滅活疫苗方面報告了相似的進展。然而,盡管帕克在培養流感桿菌和血清抗體凝集實驗方面不斷取得成功,他私下卻不免擔憂,這些進展僅僅是展現了培養技術的進步,而非證實了該細菌是病原體的假說。“當然,不能排除某些未知的濾過性病毒才是罪魁禍首。”他在與同事的通信中如是說道。
盡管存在這些憂慮,帕克的疫苗還是被發放給了軍隊。美國鋼鐵公司的27.5萬名雇員也接種了這種疫苗。
當然,沒有證據表明這些粗制的疫苗和血清對流感起到了任何作用。
到10月6日,紐約每天有超過2 000人被隔離,恐慌籠罩著整個城市。據傳甚至有幾個區的患者出于恐懼,將護士們扣留在自己的家中。護士和醫生也陸續患病。此時,疫情已蔓延至舊金山和美國中西部與南部的城市。9月中旬,極可能是附近五大湖海軍基地的士兵將流感帶到了芝加哥。五大湖基地是世界上最大的海軍訓練場,可容納4.5萬人。和德文斯一樣,它也成為呼吸系統傳染病的溫床。當流感與肺炎侵襲芝加哥時,專家建議市民們避免出入人流量大的公眾聚集場所,并在打噴嚏的時候掩住口鼻。因此在流感肆虐的地區,一個明顯的表現便是警察與有軌電車乘務員都戴上了紗布口罩。這種趨勢很快風行起來,但伊利諾伊州一位著名醫生警告大家,自制的口罩是不行的,因為“用薄紗制成的口罩網眼太大,無法過濾潛藏在患者噴出的氣霧中的桿菌”。這一點是醫院和其他隔離機構尤其關注的問題,因為據悉患者噴出的氣霧感染范圍可達20英尺。這位醫生說服《芝加哥先驅觀察家報》(Chicago Herald Examiner)在頭版刊登了一篇可剪下保存的小網眼紗布口罩制作教程。
然而不幸的是,面對比最小的細菌還要小上許多的流感病毒,這種口罩也無可奈何。到了10月中旬,芝加哥的病例數已經飆升至4萬。不過,流感疫情最為嚴重的城市還要數費城。
費城曾是賓夕法尼亞殖民地的首府,最初由貴格會教徒建立,建國元勛們曾在這片土地上簽署了《獨立宣言》。到了1918年,費城已經發展成為一個相當大的城市。它也是一座工業之都,周邊不僅有眾多鋼鐵廠,還坐擁特拉華河河畔的巨大船塢。對戰爭物資(海軍艦艇、飛機、軍火等)的需求更讓成千上萬的勞工涌入費城。費城人口膨脹至將近200萬,生活條件越發地讓人難以忍受。狹小的出租屋和擁擠的公寓樓為病毒提供了充足的養料,病毒毒力不斷增強,成長為迅猛且無差別的殺人猛獸。當其他城市的政府呼吁市民避免大型集會時,費城市長卻在9月28日舉行了一場自由公債發行會,這無疑助長了傳染病的肆虐。為了搶購公債,數千人擠進了市中心,這直接導致了在不到兩周時間內,又有2 600人因流感死亡。到了10月的第三個星期,死亡人數已突破了4 500人。太平間中尸體成堆,由于缺少殯葬人員,尸體散發出難忍的腐臭,迫使政府不得不挖掘亂葬坑——自從18世紀晚期黃熱病流行過后,還是首次出現這種窘況。人們對腐尸橫陳已見怪不怪,家長們甚至都不再把它當作兒童不宜的恐怖場面。這次恐慌可不是源自媒體炒作。對流感的畏懼籠罩著人們,而畏懼總是帶來恐慌。“不論對個人還是社群來說,恐慌都是最壞的事情,”在流感秋季暴發期的最盛之時,《費城詢問報》(Philadelphia Inquirer)在社論中如此警示道,“恐慌是一種程度嚴重的畏懼,而畏懼在任何語言中都是最致命的詞語。”隨后,這篇社論建議要用意志來消除畏懼心理:“不要細想流感的種種,甚至不要討論它……恐懼就是流感的最大幫兇。”但事實上,不論在費城還是其他流感過境之地,人們一旦目睹了渾身紫紺的流感病患的身體,那種景象就會扎根腦海,難以被忘掉。作為倫敦蓋伊醫院的病理學家、皇家御醫,赫伯特·弗倫奇(Herbert French)醫生描述了他所觀察到的難忘場景:“一位高大強壯的男子,皮膚呈現藍紫色,每分鐘呼吸多達50次。”對于自己見過的情況最糟的病例,他的描述是“患者臨終前經歷了數小時甚至數日的意識喪失,昏迷中也不得安歇。他頭部后仰,口齒半張,紫紺的臉上浮現出可怕的土灰與蒼白之色,嘴唇和耳朵發紫”。那是“一種絕望的景象”,他如是總結道。
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1918年的流感疫情震驚了全球。弗倫奇描述的景象不只出現在倫敦和其他歐美大城市中,而是發生在世界各地。在開普敦,一位目擊者稱秋季暴發期“使兩三千名孩童成為孤兒”。其中一位承擔了殯葬工作的孤兒講述道:“我抬著棺材,捏著鼻子……不再有教堂的喪鐘為死者悲鳴……因為連敲鐘的司事都沒有了。”
在孟買也出現了同樣的情況。5月,病魔搭載一艘運輸集裝箱的貨船登陸了這座城市。死亡人數在10月的第一周攀上頂峰,與波士頓同步。截至這一年的年底,流感在這座人口眾多的印度城市中共造成了大約100萬人死亡。按照最新的估算,這場瘟疫在印度次大陸導致了1 850萬人死亡,而在世界范圍內造成的死亡人數約達1億。除了澳大利亞(嚴格的海關檢疫制度將病魔登陸的時間推遲到了1919年的冬天),幾乎全球的人類都同時遭遇了這場浩劫。這的確是一場全球災難。在這次大瘟疫中,只有美屬薩摩亞群島、圣海倫娜島,以及少數南太平洋島嶼逃過一劫。
如此大規模的死亡令人難以想象,更別說去分析它了。它波及的范圍實在太廣。“當一個人在戰爭中服役一段時間以后,就很難對死人有什么概念了,”阿爾貝·加繆如是說,“除非你真正看到他的死亡,否則一個死人沒有任何意義,散播在漫長歷史里的1億具尸體不過是想象中的一陣陣輕煙罷了。”不過,如果說想象如此大規模的死亡是徒勞無益的,觀察不同地區以及不同的生態和免疫學狀態下的死亡率差異卻會收獲頗豐。例如,當流感抵達新西蘭后,當地毛利人的死亡率是英國移民的7倍。在斐濟和其他南太平洋群島上,原住民和歐洲移民之間的死亡率也出現了類似差異(關島的發現最令人震驚,當地原住民的死亡率達到了5%,而只有一名美國海軍基地的士兵在這座島上死亡)。非洲南部的“白人”死亡率是2.6%,“黑人、印第安人和其他有色人種”的死亡率高達近6%。而金伯利地下鉆石礦洞中的勞工的死亡率則高達22%。德文斯和其他大型軍營中出現了類似的人群差異,同年齡段的新來者比到來4個月以上的人病情更為嚴重。在美國陸軍遠征軍的運輸船上,一直跟船的水手與那些新登船的士兵感染流感的人數差不多,但前者的病情比后者輕不少。
不過,有關這次西班牙流感最奇怪的事情也許是年輕人群的死亡率分布。在通常的流感季節中,死亡率按年齡呈U形曲線分布,即在非常幼小(3歲以下)和非常年邁(75歲及以上)的人群中死亡率是最高的,中間的人群相對較低。這是因為嬰兒和老人的免疫系統更為脆弱。而相反的是,在1918—1919年的流感流行,以及接下來1919年至1920年冬季卷土重來的疫情中,死亡率分布呈現W形曲線,即,在20~40歲的人群中出現了第三個死亡率峰值。不僅如此,該年齡組的人占了流感總死亡人數的一半(而且絕大多數因呼吸系統疾病死亡的人都屬于這個年齡組)。這種反常的死亡率模式同時見于城市與鄉村、歐洲的大都市,以及帝國疆域邊緣的偏遠村鎮。換句話說,幾乎各地都是如此。
對于這種反常情況的解釋都不怎么令人滿意。盡管針對流感的病毒學和免疫學研究不斷進步,人們對它的病理生理學特點也有了更深的了解,但與當時的科學家相比,當今的科學家并不能更好地斷言西班牙大流感究竟只是一起一次性的事件(它從此不會再出現),還是會卷土重來。通過重新審視關于1918年流感病毒的研究成果,或是鑒別先前導致流感流行的病毒,我們也許可以排除掉一些假說并提出新的理論。對大型軍營進行生態學研究,或傾聽那些目睹流感過境的醫務人員的描述,也許能為我們帶來關鍵的線索,幫助我們了解1918年流感的流行病學模式和異常的肺部病理表現。
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我們現在知道,流感病毒是正黏病毒科(Orthomyxoviridae)的一員,以發現的順序被命名為A、B、C三型。C型很少導致人類疾病。B型可在人類中流行,但感染后病情較輕,傳播速度也比較慢。與之相反,A型流感病毒則以傳播速度快、高發病率與高死亡率聞名,是流感流行的罪魁禍首。與所有的流感病毒一樣,A型流感病毒也是RNA病毒,必須通過感染活細胞來自我復制。它們通常會攻擊從鼻腔到肺部的呼吸道上皮細胞。
盡管科學家在1933年就證實了流感病原體是一種病毒,可以從雪貂傳染給人類[這項突破的發現者是帕特里克·萊德勞(Patrick Laidlaw)爵士領導的團隊,發現地點在倫敦北部米爾希爾的農場實驗室,該實驗室下轄于英國國立醫學研究所(National Institute for Medical Research)],但直到20世紀40年代電子顯微鏡發明后,研究者們才能夠首次目睹流感病毒的真容。這種病毒直徑約100納米,比狂犬病病毒略小,但比導致一般感冒的鼻病毒大。放大一點來看,它長得很像扎滿微小刺突和菌傘樣細絲的蒲公英。刺突狀結構由一種叫作血凝素(hemagglutinin)的蛋白質構成,這種蛋白質得名于其黏合紅細胞的能力。當一個人吸入含病毒的空氣時,這些刺突會與呼吸道上皮細胞表面的受體結合,就像你在路過高高的草叢時,多刺的植物種子殼會鉤在你的衣服上一樣。而那些方頭的菌傘樣細絲雖然數量很少,卻是由威力強大的神經氨酸酶(neuraminidase)構成的。正是血凝素和神經氨酸酶使病毒擁有了侵入上皮細胞,并突破免疫系統的能力。血凝素和神經氨酸酶的不同組合賦予了每一種病毒獨特的形狀,科學家可以借此對其進行分類。科學家們在哺乳動物和鳥類(除了雪貂,A型流感病毒通常還會感染豬、鯨、海豹、馬和野生水禽)中一共鑒別出了16種血凝素和9種神經氨酸酶,不過迄今為止,這些蛋白質和酶中只有3種能夠感染人。它們分別被標記為H1、H2、H3和N1、N2。西班牙流感是H1N1型。
與DNA不同,RNA的復制不具有精確的糾錯機制。因此在病毒侵入并占領動物細胞,然后開始復制時,會產生一些小的復制錯誤,導致其表面的H分子與N分子的基因產生突變。在病毒的優勝劣汰中,一些變異產生了競爭優勢,使病毒得以逃脫試圖中和它們的抗體,并通過咳嗽與噴嚏更加高效地在更廣的范圍內傳播。這種漸進的突變被稱作“抗原漂移”(antigenic drift)。此外,A型病毒還能夠自發地“交換”遺傳物質。這一過程被稱作“抗原轉變”(antigenic shift),最常發生在中間宿主身上,如同時感染豬A型病毒和人A型病毒的豬上。這種情況將產生新的病毒亞種,其編碼的蛋白質對于免疫系統來說可能是全新的,因而人類擁有很少或根本沒有對抗這種新亞種的抗體。正是這種病毒株帶來了歷史上的流感大流行。然而,引發1918年流感的病毒卻是以其他方式產生的。
20世紀90年代,在分子病理學家杰弗里·陶本博格(Jeffery Taubenberger)的帶領下,馬里蘭州貝塞斯達的美軍病理學研究所的科學家們從研究所保存的肺部尸體標本中成功提取出了西班牙流感病毒的片段。更多的病毒遺傳物質來自一位1918年在阿拉斯加死于流感的女士,由于被埋在永凍土中,她的肺部沒有腐爛。因此陶本博格的團隊最終獲得了病毒的全部基因組序列。研究成果于2005年發表,結果令人驚訝:當把這種病毒株的八個基因的序列與其他流感病毒株的序列進行比對時,科學家發現,在此前感染過人的流感病毒株中,沒有任何一種病毒株攜帶這些類型的基因中的任何一種。這對先前認為的西班牙流感可能來自抗原轉變的假說形成了挑戰。不僅如此,在提取自這名死者的病毒的基因序列中,大部分只在野生鳥類中出現過。這意味著病毒可能最初感染了鳥類,只經過少數幾次突變,就獲得了感染人類的能力。另一種可能性是這種病毒最初是H1型,在臨近1918年時與一種鳥類病毒發生了遺傳物質的重組。
通過對動物園中動物的研究,科學家發現,在野生環境中,綠頭鴨和綠翅鴨是鳥類病毒的重要攜帶者,傳染性病毒可能在鳥類體內獲得新基因的說法正日趨流行。在陶本博格進行測序研究時,某種感染了東南亞雞群的鳥類病毒正引起人們越來越多的擔憂。這種病毒就是H5N1,最初于1997年在香港現身,感染了18人并導致6人死亡。2002年,病毒再度出現,并從亞洲蔓延至歐洲和非洲,致使成百人感染,各國政府被迫撲殺了數百萬只雞。令人擔憂的是,H5N1病毒能夠在人的呼吸道中自我復制,平均致死率達到60%。不過這種病毒的人際傳播較為困難。但它的出現證明,人類能夠直接被一種純粹的鳥類病毒感染,病毒不需要經過家豬等中間宿主,就能夠成為引發人類傳染的病原體。理論上來說,這種鳥類病毒毒株與哺乳類動物病毒毒株遺傳物質的重組或“混合”也可能發生在人身上。問題在于,這種情況在1918年就發生了嗎?一個簡單的回答是,沒有人知道這個問題的答案,但不能排除這種可能。
由于歷史久遠,對1900年之前的病原體進行精準的基因測序已無法實現,但20世紀有三次主要的抗原轉變。第一次轉變是H1N1型西班牙流感病毒的出現,時間在1918年或稍早的時候(通過對不同時期病毒株的對比,并根據這些分子差異來反推變化的時間,演化生物學家推測這種病毒與鳥類基因的重組可能出現在1913—1917年)。這種病毒一直在人群中流行,直到被1957年新出現的H2N2病毒取代。后者被稱為“亞洲流感”,可能是1918年的流感病毒與歐洲野生水鳥攜帶的禽流感病毒發生基因重組后產生的。H2N2迅速席卷全球,取代H1N1西班牙流感的后代基因型成為新的死神,奪走了大約200萬人的性命。1968年,病毒又出現了第三次抗原轉變,新的病毒H3N2現身香港,而且很明顯,也是從歐洲野生水鳥身上獲得新的蛋白產生的。
這次流感毫不意外地得名“香港流感”,導致的全球死亡人數也高達100萬左右。直到筆者撰寫此書時,它仍是致病率與致死率最高的流感病毒。
而要描繪現代傳染性病毒譜系的全貌,還需要算上俄羅斯流感。和1918年的西班牙流感一樣,它也是一場世界范圍的流行病。這場流感肇始于歐亞“大草原”(一片廣闊的草原地域,覆蓋了俄羅斯的部分領土,以及如今的烏茲別克斯坦與哈薩克斯坦的大部分領土),并迅速沿著國際鐵路和水路航線四處蔓延。據保守估計,1889—1892年死于該流感的人數有100萬之多。遺憾的是,科學家們沒有找到這種病毒的片段,不能獲得精確的基因序列。不過,科學家們曾對1968年感染香港流感的老年患者進行血清學檢查,以尋找抗體。檢查結果是此類病毒屬于H3型。這可能是一條重要線索,因為1918年死亡率最高的人群基本上都是出生于1890年左右,也就是說,與他們同一時段出生的人第一次遭遇的流感病毒極可能就是俄羅斯流感。我會在后面更詳細地解釋這一點。這里首先需要考慮1918年導致眾多人死亡的肺炎的特征。
如前所述,這些肺炎可大致分為兩種——大葉性肺炎和支氣管肺炎。不過同樣必須考慮的是,在前病毒學時代,這種分類的依據是臨床觀察和肺部組織檢驗,而這兩種類型關系密切,臨床病理表現時有重合。在當時的病人中,最常見的類型是急性的支氣管肺炎。這種疾病的病理學變化在支氣管處最為明顯,對患者尸體進行解剖時,在肺部不同區域都可培養出細菌病原體。將近90%的肺炎都可歸為此類。而另一種肺炎主要的臨床表現是肺出血和肺水腫,伴隨一個或多個肺葉受到嚴重損害,但在肺部卻很少能找到致病細菌。這種肺炎會引發肺泡急性炎癥并導致細胞死亡(壞死),損傷的細胞與溢出的液體沉積在肺泡(用于將氧氣吸入肺部的微小氣腔)。死于病程頭幾天的患者都出現了這種病理特征,70%繼發于流感的肺炎也會出現這種特征。而且這種病理表現幾乎總在原本健康的年輕士兵或平民死者身上出現。
當然必須重申的是,這種肺炎在總死因中只占少數。前述的第一種肺炎,那種很容易在尸檢中培養出細菌的繼發性支氣管肺炎伴混合感染才是最常見的。事實上,許多專家認為德文斯等軍營的大部分死亡正是這些作為流感盟友的細菌——當時的病理學家稱之為“繼發侵略者”——所造成的,來自城市或鄉村的同年齡新兵死亡率的差異也是由此導致的。
也許還要提及的一點是,由于對流感桿菌的病原學角色產生越來越多的懷疑,病理學家們小心地區分了由共生細菌導致的肺部損傷和由尚未證實的病毒所導致的損傷。到20世紀20年代中葉時,韋爾奇也開始支持這種病毒致病的觀點。在1926年一次波士頓公共衛生官員會議上,韋爾奇對流感病原體是一種“未知病毒”的說法表達了支持,并提出他現在懷疑“肺部損傷……是病毒引起的,這是一種由真正的流感病毒造成的感染,而非通常所見的呼吸系統疾病”。他還對德文斯營地醫院讓士兵們“擠在一起”的狀況表示震驚,認為這加劇了患者的生物暴露風險,“疫病發展到如此龐大的規模,很大程度上要歸因于此”。
與1918年不同,當下的我們可以在實驗室中使用名為反求遺傳學(reverse genetics)的技術研究病毒。自2005年起,科學家們開始在生物安全四級的設施中重新組裝這種病毒,并在小鼠或其他實驗動物身上進行實驗。組裝的病毒能夠在3~5天中殺死小鼠,并導致嚴重的肺部炎癥,這些表現與1918年的醫生的記載一致。這些病毒在支氣管上皮細胞中的復制速度很快。在動物模型中,它的毒力非常強,以至于一些病毒學家認為單憑這種病毒就能夠導致1918年病理學家所描述的進展迅速的肺炎和紫紺癥狀,而不需要其他的細菌幫兇。一種解釋是,肺炎與紫紺癥狀是由于過度增強的免疫反應所致,包括釋放促炎性細胞因子。這種現象被稱作“細胞因子風暴”。在21世紀早期暴發于東南亞的H5N1禽流感疫情中,有患者隨后出現了急性呼吸窘迫綜合征(Acute Respiratory Distress Syndrome,簡稱ARDS)并死亡,死因可能與這種“細胞因子風暴”有關。在死于SARS等傳染性病毒的患者身上,科學家也觀察到了這種“細胞因子風暴”。
然而,不論此種肺炎最初是由細菌還是病毒引起的,或是由二者綜合所引起的,都難以回答西班牙流感為何對青壯年人群更加致命這一問題。現今的科學家們提出了幾種假設,但都不夠完美。其中一種解釋是,老年人群體有著更強的抵抗力,是因為他們先前曾暴露于類似的病毒。這與1830—1889年出生的人群曾暴露于H1型病毒的血清學證據相吻合。1890年之后,H1型病毒才讓位于H3型俄羅斯流感病毒。換句話說,38歲及以上的人群已經擁有了一定的針對H1N1型西班牙流感的抗體。而非常年邁的人群——那些出生在1834年的人——曾在嬰兒時期與H1型病毒初次遭遇,已經獲得了有效的免疫保護。
另一種假說認為,那些后來變成西班牙流感病毒的病毒(假定其1915年左右獲得了鳥類的基因)可能在稍晚于1900年時,第一次以H1型病毒的形式出現。這一點會對那些出生于20世紀頭幾年的人產生重要影響。這些人在18歲或者更小的年齡時接觸了這種流感病毒,有觀點認為在生命早期時的感染會產生免疫學的“盲點”,這通常被稱作“原始抗原痕跡”(original antigenic sin),原理是首次遭遇流感所產生的抗體更容易被“喚醒”,從而妨礙免疫系統針對新型流感制造新的特異性抗體。
通過名為“抗體依賴性增強”的過程,舊的免疫反應甚至可能會幫助病毒越過身體的防線,從而更容易感染細胞。這一假說的優勢在于,它能夠解釋為何無論在什么地區,流感死亡率最高的人群總是在20~40歲區間。但大部分專家認為,在沒有1890年及其前后的病毒的精確基因序列以及不同年齡組的免疫學資料的情況下,這些假說是無法被確證的。一如陶本博格親密的工作伙伴、流行病學家大衛·莫朗(David Morens)所說,W形曲線的形成也可能是由于當時的年輕人暴露于某種尚未被證實的特殊環境所致。
我們并不知道究竟是怎么一回事。的確,我們擁有了新的分子生物學技術,對流感的生態學、免疫學也有了更深入的理解,這使我們對其流行模式有了新的洞見,但“我們卻更無法確定流感的決定因素和出現概率了”,陶本博格和莫朗如是說。
也正是這種不確定性,使流感——特別是1918年的這場——成為一個神秘而彌久的科學謎題,同時亦成為焦慮的源頭。
不過,在這個話題的最后,也許我們應當將目光從北美移開,關注一位在外圍觀察流感的全球致病率與致死率的人物——弗蘭克·麥克法蘭·伯內特。1919年,20歲的他感染了流感。此時他正在墨爾本大學攻讀醫學。所幸他的病情很輕。但這次生病的經歷還是給他留下了難忘的記憶,引發了他對流感和所謂“傳染病自然史”
的終身癡迷。1931年,伯內特前往倫敦國立醫學研究所進行為期兩年的研究,研究方向正是蓬勃發展的新領域——病毒疾病。他到達時正巧趕上關于雪貂可以感染流感的新發現問世。伯內特于1934年返回墨爾本,隨后開創了使用雞胚胎培養病毒的技術。而這只是伯內特在流感研究中取得的一系列成就的開端——他研究了新分離的病毒和用雞胚胎培養的病毒在毒力上的差異,為后世對流行病進行遺傳學分析奠定了基礎。
1941年,伯內特被尼科勒和勒巴伊1918年在突尼斯的發現所吸引,也在獼猴身上進行了一系列實驗,以檢驗不同譜系的雞胚胎培養病毒對猴子的作用。雖然所有鼻腔注射病毒的猴子都未出現發熱或其他病癥,但當伯內特將病毒直接注射到猴子的氣管后,尸檢發現了大面積的支氣管肺炎。
不過,最吸引伯內特的還要數流感的流行模式,他越是分析1918年流感的發病率和死亡率,就越是確信這種不尋常的流行模式的關鍵所在:城市和鄉村來的新兵被集中在擁擠的軍營之中。和韋爾奇及肺炎委員會一樣,伯內特也主張西班牙流感的出現“與戰時條件密切相關”,正是因為美軍新兵的免疫學特點,以及向法國北部運兵的事件(新兵們在那里與其他國家的人混居在一起),直接導致了病毒毒力的激增和受害者年齡分布的異常。“如果說病毒早期在美國的傳播引燃了第一朵火花,那么可以確定的是,這朵火花在歐洲被助燃成為燎原大火。”
伯內特如此總結道。而站在免疫學的角度,伯內特更加關注的問題是,有多少人免受流感的傳染?數據顯示,總共有三分之二的人口沒有受到感染,以總人口數來計算,流感的整體死亡率只有2%。盡管這個數字已比常規流感季節高出25倍,但相較于19世紀的霍亂和肺鼠疫仍相差甚遠。這也解釋了為何除了死亡率峰值所在的10月(那時醫院擠滿了肺炎病人,人數已經多到不容忽視的地步),這場疫情并未引起更大的驚懼與恐慌。沒錯,流感短暫地代表了“某種新型瘟疫”。但到1918年11月各國達成停戰協定時,流感已經逐漸退化為一種周期性的季節疾病了。不幸的是,20世紀和21世紀,由生態失衡和環境變化引發的其他瘟疫就沒有這么簡單了。