打破（pò）傷風針？

如果你在生活或工作（zuò）中需要經常（cháng）跟動物打交道，在與動物互動過程（chéng）中或者處置動物時不小心受傷了，比如（rú）被（bèi）動物咬傷或者不小心被注射針（zhēn）紮傷（shāng），你身邊有經驗的人或醫生往往會勸說你打一針破傷風針，但（dàn）可能我們（men）中大多數人不知道究竟為何（hé）要打這一針。

01、破傷風感染及其嚴重性

破傷（shāng）風是由厭氧的破傷風梭菌感染引發的（de）。破傷風梭菌（主要是其孢子）一旦進（jìn）入身體的受傷部位，在厭氧（yǎng）的條件下很快便會複蘇並繁殖出（chū）大量的（de）破傷風（fēng）梭菌。這種厭氧菌會產（chǎn）生一種強大的神（shén）經毒素，能（néng）夠阻斷神經傳遞，導致肌肉不受調控地收縮，進而使機體呈（chéng）強直性痙攣和抽搐，最終會使患者因窒息或呼吸衰竭（jié）而死亡。

破（pò）傷風梭菌和它的孢子廣泛存在於與我們工作和生活（huó）密切相關（guān）的土壤、灰塵及動物（wù）和人類的（de）糞便中，因此極易通過刺穿傷、撕裂傷、皮膚破損、感染的注射器接種或昆蟲叮咬進入（rù）體內。正（zhèng）是由於感染源在環境中廣泛分布，加之（zhī）部分傷者存在個別小傷（shāng）微不足道的心理而被忽視，最後（hòu）導致破（pò）傷風感染的發生。

破傷風感染的致死率極高，不治療的（de）死亡率（lǜ）幾乎是（shì）百分之百。在抗生素被發現和疫（yì）苗被廣泛應用前，破傷風與結核和白（bái）喉一樣，曾是（shì）人類健康和生命的最大威脅之一。如（rú）今在使用含破傷風類毒素的疫苗大規模免（miǎn）疫接種基礎上，破傷風感染已經逐年（nián）減少，並主要集中在不潔分娩的母嬰（yīng）中。根據世界衛生組織的統計，2018年有2.5萬名新（xīn）生兒（ér）死於破傷風，這一數據相較於1988年的83萬人（rén），已經減（jiǎn）少了近97%。

02、早期發現

本號前文《豚鼠—早期感染實驗的明星動（dòng）物》一文（wén）中介紹了德國科學家埃米爾·阿道夫·馮·貝林（Emil Adolf von Behring）因建立了針對白喉的血清（qīng）療法（fǎ）而獲得了1901年的第（dì）一屆諾貝爾生理或醫學獎。其實針對破傷風（fēng）毒素的血清療法建（jiàn）立的時間比針對白喉的還要早。

1889年日本細（xì）菌學家北裏柴三郎成（chéng）功獲（huò）得破傷（shāng）風梭菌純培養物，並證明其是導致破傷風的病原（yuán）體。1890年，北裏柴三（sān）郎（láng）和馮（féng）·貝林合作發表（biǎo）了通過動物血清轉移破傷風毒素和白喉毒素免疫力的（de）研（yán）究結（jié）果，開啟了血清療法的時（shí）代。然而，與白（bái）喉抗血清相反，破（pò）傷風抗血清在用於治療目的時相對無效。其原因如前（qián）所述，破傷風孢子往往是通過一些容易被忽略的小（xiǎo）傷、皮膚破損甚至是蚊（wén）蟲叮咬而進入（rù）人體（tǐ）內引發感染的。感染早期通常沒有明顯症狀（zhuàng），而當感染者顯示出症（zhèng）狀時，毒素早已經血液循環（huán）到達了中樞神經係統，此刻即便使用抗破傷風血清也為時（shí）已晚。加之當時白（bái）喉感染的範（fàn）圍和（hé）人數要遠超破傷風感染，也更加引人注目。馮·貝（bèi）林正是由於在白喉血（xuè）清療法推（tuī）廣中作出了重要貢獻而（ér）獨享了（le）首屆諾貝（bèi）爾獎。正當科學界幾乎要放（fàng）棄使用血清療法治療破傷（shāng）風感染時，來自法（fǎ）國巴斯德研究所的獸醫和（hé）微生物學（xué）家埃德蒙·諾（nuò）卡（kǎ）德卻利用這個方法成功治愈了感染破傷風梭菌（jun1）的馬。

03、大顯神（shén）威

馬匹在當時（shí）具有極其重要的經濟和戰略意義。它們不僅作（zuò）為人類耕作和運輸等生產活動重要的畜力而被大量飼養，戰馬也是當時重要的戰略資源。由於厭氧的破傷風梭菌會在馬糞中大（dà）量繁殖，馬匹常常會（huì）因為蒺藜刺傷等輕（qīng）傷或常規（guī）絕育而感染。與此同時，相（xiàng）較包括人類在內的其它哺（bǔ）乳動物，馬還是對破傷（shāng）風毒素最敏感的（de）物種。即便在感染早期，也會顯現出一些症狀，這就給了（le）使用抗破（pò）傷風毒素血清對其進行有效治療的機會。通（tōng）過（guò）對馬匹的成功治療，也讓科學界發現在潛在的破傷風（fēng）梭菌感染患者中使用抗毒素血清進行預防性接種的價值。這一預防性（xìng）接種理念很快在第（dì）一次世界大戰（zhàn）中得到了實施，並在（zài）挽（wǎn）救了（le）大量傷兵的（de）生命後（hòu）獲得（dé）了證實。

1914到1918年的第一次世界大戰，是人類戰爭史上最為殘酷和致命的戰爭之一。這次戰爭造成數千萬軍民受傷和約2000萬士兵死亡。在子彈和炸彈（dàn）之外，傷口感染在各種死亡原因（yīn）中排名第一，而導致死亡的主要感（gǎn）染便是氣性壞疽（jū）和破傷風。火炮和機關槍等熱兵器被大量投入到戰場，使得士兵特別容易受傷，而由於戰場環境中破傷風孢子無處不在，破傷風感染也成為（wéi）了（le）家常便（biàn）飯。

戰爭初期，在沒有使用破傷風毒素抗血清時（shí），受傷士兵的破傷風感染率（lǜ）非常高。如1914年8月至10月期間，德國第15軍到軍醫院（yuàn）記錄的傷兵破傷風感染率高達6.3%，在英國軍隊中，受傷士兵中的破傷風發病率也有3.2%。1914年西線戰場上感染破傷風的德國傷員的死亡率從75% 到100%不等。同樣，戰（zhàn）爭第（dì）一（yī）年（nián），在海外受傷的英國士兵感染破傷風後死亡率也高達78.2%。其後（hòu），交戰雙方都進行了針（zhēn）對受傷（shāng）士兵的破傷風毒素抗血清預防性接種，從（cóng）而令衝突雙方（fāng）的（de）破傷風發病率急劇下降。保守（shǒu）估計，通過抗（kàng）破傷風毒素抗血清的預防接種挽（wǎn）救了數十萬傷員的生命。

與此同時，為了滿足破傷風毒素抗血清生（shēng）產需（xū）求，大（dà）量（liàng）馬匹（pǐ）被接（jiē）種破傷風培養物肉湯（含有破傷風毒素）用來生產抗毒素血清。而（ér）戰後，抗破傷風毒素血清接種也（yě）成為軍馬（mǎ）和農業用馬受傷後的常規處置措施，極大（dà）地（dì）減少了傷馬因感染破（pò）傷風而死亡的比例。因此，在血清療法的臨床應用中，馬不僅僅是破傷風毒素抗血清的生產者，也是受益者。這是動物實驗同時讓人（rén）類和動物（wù）受益的又一經典（diǎn）案例。

參考文獻（xiàn）：

1.Falaju, B. N. a. J. Nigeria records 7,200 cases of diphtheria, 453 deaths. The Guardian (30 September 2023).

2.Kaufmann, S. H. Remembering Emil von Behring: from Tetanus Treatment to Antibody Cooperation with Phagocytes. mBio 8, doi:10.1128/mBio.00117-17 (2017).

3.Toop, C. R. Tetanus in farm animals. Journal of the Department of Agriculture Western Australia, Series 4: Vol. 1: No. 4, Article 14., 347-351 (1960).

4.Wever, P. C. & van Bergen, L. Prevention of tetanus during the First World War. Med Humanit 38, 78-82, doi:10.1136/medhum-2011-010157 (2012).

5.Aubert, N. et al. History, extensive characterization and challenge of anti-tetanus serum from World War I: exciting remnants and deceived hopes: Centenarian IgGs lost their neutralization capacity. Immunol Res 68, 7-12, doi:10.1007/s12026-020-09121-z (2020).