打破（pò）傷風針？

如果你在（zài）生活或工作中需要經常跟（gēn）動物（wù）打交道，在與動物互動過程中或者處置動（dòng）物時不（bú）小（xiǎo）心受傷了（le），比如被（bèi）動物咬傷或者不小心（xīn）被注射針紮傷，你身邊有經驗的人或醫生往往會勸說你（nǐ）打（dǎ）一針破（pò）傷（shāng）風針，但可能（néng）我（wǒ）們中大（dà）多數人不（bú）知道究竟為何要打這一（yī）針。

01、破傷風感染及其嚴重性

破傷風是由厭氧的破傷風梭菌感染（rǎn）引發的。破傷風梭（suō）菌（主要是其孢（bāo）子）一旦進入身體的受傷部位（wèi），在厭氧的條件下很（hěn）快便會複（fù）蘇並繁殖出大量的破傷風梭菌。這種（zhǒng）厭氧菌會產生一種強（qiáng）大的神經毒素（sù），能夠阻斷神經傳遞，導致肌肉不受調控地收縮，進而使機體呈強直性（xìng）痙攣和抽（chōu）搐，最終會使患者因窒息或呼吸衰竭而（ér）死亡。

破傷（shāng）風梭菌和（hé）它的孢子廣泛存在於與我們工作（zuò）和生活密切相關的土壤、灰塵及動（dòng）物和（hé）人類的糞便中，因此（cǐ）極易通過刺穿傷、撕裂傷、皮膚（fū）破（pò）損、感染的注（zhù）射器接種或昆蟲叮咬進入體內。正是（shì）由於感（gǎn）染源在環境中廣泛分布，加之部分傷者存在個別小傷微不足道的心理而被忽視，最後導致破傷風感染的發生。

破（pò）傷風感染的致（zhì）死率極（jí）高，不治療的死亡率幾（jǐ）乎是（shì）百分之百。在抗生素（sù）被發現和疫苗被廣泛應用（yòng）前，破傷風與結核和（hé）白喉一樣，曾是（shì）人（rén）類健康和生命的最大威（wēi）脅之一。如今在使用含破傷風類毒素（sù）的疫（yì）苗大規模免疫接種基礎上，破傷風感染已經逐年減少，並主要集中（zhōng）在不潔分娩的母嬰中。根（gēn）據（jù）世界衛生組織的統計，2018年有2.5萬名新生兒死於破傷風，這一數據（jù）相較於1988年的83萬人，已經減少了近97%。

02、早期發現

本號（hào）前文《豚鼠—早期感染實驗的明星動物》一文中介紹了德（dé）國科學家（jiā）埃米爾·阿道夫（fū）·馮·貝林（Emil Adolf von Behring）因建立了針對白喉的血清（qīng）療法而獲得了1901年的第（dì）一屆諾貝（bèi）爾生理（lǐ）或醫學獎。其實針對破傷風毒素（sù）的血（xuè）清療法建立的時間（jiān）比針對白喉的還要早。

1889年日本細菌學家北裏柴三郎成功獲得破傷風梭菌純培養物，並證明其是導致破傷（shāng）風的病原體。1890年，北裏柴三郎和馮·貝林合作（zuò）發表了通過動物血清轉移破傷風毒素和白（bái）喉（hóu）毒素免疫力的研究結果，開（kāi）啟了血清療法的時代。然而，與白喉抗血清相反，破傷風抗血清在用於治療目的時相對無效。其原因如前所述，破（pò）傷風孢子往往是通過一些容易被忽略的小傷、皮膚破損（sǔn）甚至是蚊蟲叮咬而進入人體內引發感染的。感（gǎn）染早期通常（cháng）沒有明顯症狀，而（ér）當感染者顯示（shì）出症狀時，毒素早已經血液循環到達了中樞神經（jīng）係統，此刻即便使用抗（kàng）破傷風血清也為時已（yǐ）晚。加之當時白喉感染的範（fàn）圍和人數要遠超破傷風感染，也更加引人注目（mù）。馮·貝林（lín）正是由於在白喉血清療法推廣（guǎng）中作出了（le）重要貢獻而（ér）獨（dú）享（xiǎng）了首屆諾貝爾獎。正當科學界幾乎要放棄使用血清療法治療破傷風感染時，來自法國巴斯德（dé）研究所的獸醫和微生物學家埃德蒙·諾卡德卻利用這個方法成功治愈了感染破傷（shāng）風梭菌的馬。

03、大顯神威

馬匹（pǐ）在當時具有極其（qí）重要的經濟和戰略意義。它們不僅作為人類耕作和運輸（shū）等生產活動重要的畜力而（ér）被大量飼養，戰馬也是當時重要的戰略資源（yuán）。由於厭氧的破傷風梭菌會在馬糞中大量繁殖，馬匹常常會因為蒺藜刺傷等輕傷或常規絕育而感染。與（yǔ）此同時，相較包括（kuò）人類在內的其（qí）它哺乳動物，馬還是對破傷風毒素最敏感的物種。即便在感染早期，也會顯現出一些症狀，這就給了使用抗（kàng）破傷風毒素血清對其進（jìn）行有效（xiào）治（zhì）療的機（jī）會。通過對馬匹的成功治療，也讓（ràng）科學界發現（xiàn）在潛在的破傷風（fēng）梭菌感染患者中使用抗毒素血清（qīng）進行預防性接種的價值。這一預防性接種理念（niàn）很快在第一次世界大戰（zhàn）中得到了實施，並在挽救了大量傷（shāng）兵的生命後獲得了證實。

1914到1918年的第一次世（shì）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（zhà）彈之外，傷口（kǒu）感染（rǎn）在各種死亡原因中排名第一，而導致死亡的主要感染便是（shì）氣性壞疽（jū）和破傷風。火炮和機關槍等（děng）熱兵器被大量（liàng）投入到戰場，使（shǐ）得士兵特別容易受傷，而由於戰場環境中破傷（shāng）風孢子無處不在，破傷風感染也成為了家常便飯。

戰爭初期（qī），在沒有使用破傷風毒素抗血（xuè）清時，受傷士（shì）兵的破傷風（fēng）感染（rǎn）率非（fēi）常高。如1914年8月（yuè）至10月期間，德國第15軍到軍醫院記錄的傷兵破傷風感染率高達6.3%，在英國軍隊中，受（shòu）傷士（shì）兵中的破傷風發病率（lǜ）也（yě）有3.2%。1914年西線（xiàn）戰場上（shàng）感染破傷風的德國傷員的死（sǐ）亡率（lǜ）從75% 到100%不等。同樣（yàng），戰爭第一（yī）年，在海外受傷（shāng）的（de）英國（guó）士兵感染破（pò）傷風後死（sǐ）亡率也高（gāo）達78.2%。其後，交戰雙方都進行了針對受傷（shāng）士兵的破傷風毒素抗血清預防（fáng）性接種，從而令衝突雙方的破傷風發病率急劇下降。保守估計，通過抗破傷風毒素抗血清的預防接種挽救了數（shù）十萬傷（shāng）員的生命。

與（yǔ）此（cǐ）同（tóng）時，為了滿足破傷風毒素抗血清（qīng）生產需求，大量馬匹被（bèi）接種破傷風（fēng）培養物肉湯（含有破（pò）傷（shāng）風毒素）用來生產抗毒素血清（qīng）。而戰後，抗破傷風毒素血清接種也成為軍馬和農業用馬受傷後（hòu）的常規處置措施（shī），極大地減少了傷馬因感染破傷風而死亡的比例（lì）。因（yīn）此，在血清療（liáo）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（yě）是受益者。這是動物實驗同時讓人類和動物受（shòu）益的又一經典案例。

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).