喝細菌的科學(xué)家

馬竹新

他喝下了霍亂細菌，還引發(fā)食用酸奶的熱潮，埃黎耶·梅契尼可夫奠定了現(xiàn)代益生菌學(xué)的基礎(chǔ)。

超市貨架上擺滿了琳琳朗朗的酸奶，它們酸甜可口，幾乎受到各個年齡層人士的喜愛。但是，酸奶的主打標簽并不是味道，而是酸奶里的益生菌。益生菌是走在營養(yǎng)道路上最時髦的微生物，幫助調(diào)節(jié)人體腸道。

而酸奶的流行要從19世紀說起。那時，俄羅斯有位奇怪的生物學(xué)家埃黎耶·梅契尼可夫，他注意到了細菌的特殊地方。

好動小孩的學(xué)習(xí)記

梅契尼可夫于1845年出生在沙皇俄國的一個村莊（現(xiàn)在位于烏克蘭）。他從小就過分活潑，總想探索新鮮事物，他會從父親那里學(xué)習(xí)打撲克，從女傭那里學(xué)習(xí)縫紉和刺繡。

8歲的時候，他開始對生物產(chǎn)生濃厚的興趣，他經(jīng)常在自己家附近跑來跑去，像植物學(xué)家一樣記錄當(dāng)?shù)刂参锏那闆r，然后總結(jié)自己的收獲，給自己的弟弟和其他小孩開科學(xué)講座。誰要是參加他的講座，梅契尼可夫就會把自己的零花錢拿出來，分給聽講者，當(dāng)作犒勞。梅契尼可夫經(jīng)常纏著別人問各種奇怪的問題，嘮嘮叨叨，但是當(dāng)要觀察一些生物時，如昆蟲或蝴蝶，他會變得很認真、很安靜。

16歲時，梅契尼可夫從一位研究低等生物的大學(xué)教授那里借來顯微鏡，更細致地觀察各種生物。在大學(xué)時代，他學(xué)習(xí)了查爾斯·達爾文的《物種起源》，對其中提到的生物科學(xué)熟記于心，他認為所有的生物、生物體內(nèi)各種生理過程是相互關(guān)聯(lián)的。

孜孜不倦的性格使他發(fā)現(xiàn)了一種特殊的細胞，這種細胞將低等生物的消化過程與人體的免疫防御系統(tǒng)聯(lián)系了起來。

發(fā)現(xiàn)人體免疫的重要角色

低等生物的身體里沒有腹腔及腸道。它們?nèi)粢澄?，就得由一些特定類型的細胞——中胚層細胞（在外胚層和?nèi)胚層之間，高等動物胚胎發(fā)育時中胚層細胞可以發(fā)育為血管和肌肉等組織）來完成，中胚層細胞會慢慢移動來吞掉和溶解食物顆粒。

一天，37歲的梅契尼可夫正盯著透明的海星幼蟲體內(nèi)的中胚層細胞，突然，他腦海里冒出了一個想法：這些細胞既然能消化食物，那么是不是也會開展生物防御，“吃掉”外來入侵者？

他從自家后花園里的玫瑰上摘下幾把玫瑰刺，用它們來刺海星幼體。如果他的假設(shè)是正確的，那么海星幼蟲的身體會“認出”玫瑰刺為入侵者，接下來中胚層細胞會聚集，試圖吞噬玫瑰刺。結(jié)果和梅契尼可夫預(yù)期的一樣，中胚層細胞將玫瑰刺團團包圍住了。他將這種中胚層細胞稱為吞噬細胞。生物學(xué)上的吞噬細胞這一詞第一次被提出來。

1888年，梅契尼可夫加入了巴斯德研究所。之后，梅契尼可夫就在研究所里繼續(xù)研究“吞噬細胞”。梅契尼可夫認為，如果簡單生物的中胚層細胞會攻擊并消化入侵者，以此類推，人體內(nèi)血液中的白細胞（膿的主要成分）也來自中胚層，那么白細胞應(yīng)該也會攻擊和清除微生物。因此，炎癥只是白細胞對外來物的一種反應(yīng)，是生物體的“治療反應(yīng)”。這個想法在我們看來很簡單，但卻與當(dāng)時的炎癥理論（白細胞會形成一種物質(zhì)，這種物質(zhì)有利于微生物的生長和四處蔓延）完全相矛盾了。

因此很多科學(xué)家對梅契尼可夫的研究表示懷疑，甚至輕視他的觀點。他們對梅契尼可夫的實驗進行了一次又一次的重復(fù)，卻驚訝地發(fā)現(xiàn)，結(jié)果確實如梅契尼可夫所言——白細胞是吞噬細胞，是對抗細菌的細胞。

吞噬細胞在人體免疫系統(tǒng)中的作用是一項重大發(fā)現(xiàn)，梅契尼可夫也因此獲得了1908年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。

喝下霍亂弧菌的拼命科學(xué)家

梅契尼可夫發(fā)現(xiàn)吞噬細胞后，就一頭扎進了人體免疫力的研究當(dāng)中，他希望能找到延長生命的方法。

之所以有這樣執(zhí)著的精神和舉動，那是他可怕的自身經(jīng)歷導(dǎo)致的。他的第一任妻子死于肺結(jié)核，梅契尼可夫盡了自己最大的能力，也沒能挽救妻子的性命。這個打擊太大了，導(dǎo)致梅契尼可夫一直沉浸在悲痛之中。為了忘記痛楚，他曾一度吞食大量鴉片，企圖自殺，性命垂危，但活了下來。后來他遇到了第二任妻子奧爾加。1880年，這是他們結(jié)婚后的第5年，奧爾加不幸染上嚴重的傷寒，生活的打擊再次令梅契尼可夫陷入悲觀，他主動去感染一種蜱蟲傳播的疾?。ɑ貧w熱），想要和妻子一起面對死神。幸運的是，他們都活了下來。

當(dāng)梅契尼可夫發(fā)現(xiàn)身體的天然防御系統(tǒng)的吞噬細胞后，開始變得樂觀了。他認為，在科學(xué)的幫助下，人類或許可以糾正天生不完美的免疫系統(tǒng)，提高身體的防御能力。

在做免疫方面的測試時，他經(jīng)常會把自己當(dāng)實驗小白鼠。1892年法國流行大霍亂，為了探究霍亂和人體免疫的關(guān)系，他毫不猶豫喝下了霍亂弧菌。霍亂弧菌是一種引起霍亂的病菌，它有一個特殊的規(guī)律：在同一個小區(qū)里生活的居民，有些人感染了它，而其他人似乎對它免疫。如果能夠了解霍亂和身體免疫之間的關(guān)系，人們就有希望開發(fā)出治療霍亂的疫苗。

梅契尼可夫喝下霍亂弧菌后，并沒有患病，他只好招募志愿者重新測試?？墒堑谝粋€志愿者跟他一樣，也沒感染霍亂，于是梅契尼可夫讓第二個年輕的志愿者接受測試，年輕人病來如山倒，差點死去?？墒枪Ψ虿回撚行娜?，梅契尼可夫終于發(fā)現(xiàn)了霍亂的秘密：人體腸道內(nèi)有一些微生物會阻止霍亂弧菌生長，而另一些微生物則會刺激霍亂弧菌的生長。

他隨之提出，人類腸道菌群的細菌在疾病預(yù)防中發(fā)揮了作用，“壞細菌”會讓你生病，“好細菌”則會讓你健康。因此，適當(dāng)?shù)馗淖兡c道菌群可能有助于對抗已經(jīng)困擾人類幾個世紀的疾病。

一發(fā)不可收拾的

腸道細菌研究

腸道菌群，在19世紀末是一個熱門話題。那時有一個著名的理論——腸道腐敗理論，認為人類大腸是有害毒素的倉庫，其中一些毒素是細菌分解食物產(chǎn)生的，也就是所謂的“腐敗”過程。當(dāng)時的醫(yī)生認為，大腸是食物殘留物所在的內(nèi)臟，大腸內(nèi)細菌腐敗的物質(zhì)殘留的時間太久，它們會變得有毒，使人生病，壽命縮短。這個理論很出名，導(dǎo)致一些外科醫(yī)生甚至建議切掉人體的結(jié)腸，來修復(fù)紊亂的消化功能。

但梅契尼可夫相信，不需要動手術(shù)，也有可能平衡腸道微生物，比如增加一些“好細菌”，減少一些“壞細菌”。在巴斯德研究所里，梅契尼可夫研究了各種國家的飲食文化后發(fā)現(xiàn)，歐洲保加利亞的很多百歲老人很喜歡吃一種用牛奶發(fā)酵而成的、味道酸酸的“小零食”（也就是我們后來所說的酸奶或優(yōu)格）。梅契尼可夫從中分離出了使牛奶變酸的物質(zhì)——保加利亞桿菌（乳酸菌），這是一種東歐廣泛應(yīng)用于做酸奶的細菌，它能很好地防止牛奶腐敗。因此，梅契尼可夫提出了一種理論：乳酸菌對人體健康有益，可以延長人類壽命。為了證明此理論，他自己開始每天都喝酸奶。

可是梅契尼可夫沒來得及證明他的理論，因為幾年后他死于心臟病。

酸奶商機

1910年，西班牙商人艾薩克·卡拉索得知許多孩子常?；加心c道疾病，他受到梅契尼可夫工作的啟發(fā)，開始在巴塞羅那、西班牙等地建立酸奶工廠，把酸奶當(dāng)作是一種“長壽飲料”在藥店推廣和銷售?？ɡ魅ナ篮?，他的兒子接管了公司，并將公司擴張到美國，酸奶曾經(jīng)一度風(fēng)靡美國，而該公司就是著名的達能集團。

梅契尼可夫的研究還啟發(fā)了日本科學(xué)家代田稔，代田稔將人類腸道中能夠平衡菌叢的菌株分離出來，經(jīng)過好幾代菌株的培養(yǎng)，在1935年生產(chǎn)出新的乳酸菌菌株，取名為代田菌。代田菌能夠?qū)刮钢械奈敢核斐傻乃嵝原h(huán)境，直接進入腸道中。而代田稔將這些菌株加入到乳酸飲料中，在世界上許多國家售賣。直到今天，配方仍沒有太大的改變，這種飲料叫做養(yǎng)樂多。

到了1950年左右，科學(xué)家開始提出“益生菌”的概念。描述為有益于促進宿主微生物平衡的微生物，它們就是梅契尼可夫認為的好細菌，而益生菌研究領(lǐng)域背后是數(shù)百億元的產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)在，當(dāng)你在超市看到很多種類的酸奶和其他發(fā)酵乳制品時，要知道最初引領(lǐng)這股風(fēng)潮的是生物學(xué)家梅契尼可夫。

同時，梅契尼可夫關(guān)于重新平衡腸道微生物的想法像一股強大的洪流，在醫(yī)學(xué)上漫開來?？茖W(xué)家以類似的想法研發(fā)出了抗生素，比如青霉素可根除病原體，治療細菌感染，它可比酸奶中的乳酸菌快得多。