医学里程碑
2009年07月号
医学进展
医学里程碑

消毒发展史

20089月份,西安交通大学医学院第一附属医院新生儿科8名新生儿因为弥漫性血管内凝血相继死亡,经专家组调查,认为该事件为医院感染所致,是一起严重医院感染事件。2009611世界卫生组织总干事陈冯富珍正式宣布把甲型H1N1流感警戒级别升至6(注:6级系流感大流行警戒级别最高级),这意味着疫情已经发展为全球性流感大流行

细菌、病毒、感染、大流行,不禁让人回顾起历史上几次著名的疾病大流行:1917年~1919年欧洲流感大流行导致5000万人死亡,而第一次世界大战的死亡人数只有850万人。人类历史上第一次霍乱大流行1816年起源于孟加拉和印度;1831年的英国霍乱大流行,几乎影响到了整个东半球;而1885年的芝加哥霍乱大流行,夺去了9万人的性命。暴发于14世纪的鼠疫(黑死病),杀死了一半欧洲人,它反复暴发,直到18世纪才停止;1885年开始于我国的鼠疫大流行,沿着国际贸易的路线,传播到全世界,直到1959年才停止。

流行病威胁着人类的生命安全,应该如何预防,其中非常重要的一点,就是消毒。那么在历史上,消毒是如何从无到有,发展到今天的呢?本篇以几个关键人物为线索,回顾消毒发展的历程。

显微镜之父——列文虎克

微生物的发现是一项重大的医学突破,为以后的医学进展奠定了基础,而最早发现微生物的人是列文虎克。

列文虎克于163210月出生于荷兰,是一位科学家,也是一位商人,但大多数人知道他是因为他是显微镜之父,他是最先发现和描述单细胞生物的人。当时,他把这些生物称为微小动物(animalcules),就是我们现在所称的微生物。归纳起来,他是第一个发现肌纤维、细菌、精子和毛细血管的人。

列文虎克对显微镜的兴趣浓厚,他在玻璃制作工艺上的精湛技术为科研的发展作出了重要贡献。他把一块钠钙玻璃的中段放在火焰上加热,然后将玻璃从中间分为两个像胡须样的长段,再把其中一小块玻璃的须状末端放在火焰上加热,就可以得到一个微小的、高质量的玻璃球。这些玻璃球变成显微镜的透镜,最小的玻璃球却提供了最大的放大倍数。列文虎克作为一名商人,他想如果就这样把如此简单的透镜制作方法告诉科学界,别人肯定会忽视他对显微镜的贡献,于是他对别人说,这些透镜是他经过无数个夜晚,用手工辛苦磨制出来的。

列文虎克一生共制作了500多种透镜,同时制作了400多种不同的显微镜,但仅有9种保存到今天。现存的这些显微镜可以放大到275倍,但列文虎克那时宣称,他的一些显微镜可以放大到500倍,这让人怀疑。由于他文化水平低,并且是一个商人,所以很多人把他看作业余爱好者,但他的研究成果却具有很高的科学水平。

然而,列文虎克一直没有对外公布他的显微镜制作方法,在面对众多批评时,他仍然如此。直到20世纪50年代,另一位科学家用细玻璃丝熔化代替打磨,才成功的复制出列文虎克几种类型的显微镜。

第一个提倡洗手的人——塞麦尔维斯

消毒,最简单有效的方法就是洗手。今天看似平常的洗手,它的作用和重要性却经过了漫长的过程才为人们所接受。

洗手原则最早是由消毒领域先驱科克勒尔塞麦尔维斯(Ignaz Semmelweis)提出。他于1818年出生于匈牙利,1837年到维也纳大学学习法律,后改学医学,并于1844年获得博士学位。

1846年,塞麦尔维斯来到维也纳总医院,在妇产科中心工作。这个妇科临床中心分为两个部分,分别称之为部和部。部是医生和医学生给临产孕妇提供检查和接生的地方,部是由助产士给孕妇接生。部产妇围产期(分娩前后)死亡率最高可达18%,而部仅为3%,导致死亡的主要原因是产褥热。当时,许多孕妇跪在地上,求医生把她们送到部分娩,或者说宁愿在大街上生孩子,也不到部去。那时,大家还不知道细菌是导致感染的原因,只是认为瘴气是导致败血症的可能原因。

1847年,情况有了转机。塞麦尔维斯的一个好朋友在部分娩后,死于产褥热,接生的人是一名刚上完解剖课的医学生。经过尸体解剖后,发现她和其他产妇的死亡原因一样。这时,塞麦尔维斯推测可能由于医生和医学生赤裸着双手做完尸体解剖后就开始检查孕妇,于是他们把尸体上的某种微粒经过双手带给了产妇,造成产妇死亡,部的助产士不解剖尸体,不存在这种情况,因此部的死亡率低。于是他规定在给临产孕妇检查,或者给产妇接生之前,必须使用肥皂洗手。此后,部产妇死亡率就从18%降到3%,和部助产士接生的死亡率类似。但是,仍然有因产褥热死亡的孕妇。于是,他又规定使用4%的漂白粉溶液洗手,这样死亡的情况就极少了。

塞麦尔维斯认为所有的产褥热都可以归咎为一个原因:不干净。这种观点不能被大家接受,与当时人们普遍认同的瘴气或者坏空气致病理论相悖。并且他还认为感染性微小颗粒能够附着于指尖,这种创新理论与当时人们的医学常识完全矛盾。还有一些医生非常排斥洗手的观念,因为凭他们的社会地位,而且作为一名受人尊敬的绅士,他们的手怎么会不干净?尽管受到医学界的攻击,但塞麦尔维斯仍然坚持他的观点,并且在临床工作中,坚持手消毒。

微生物学奠基人——罗伯特科赫

列文虎克发现了微生物,而证明细菌就是导致感染性疾病原因的则是罗伯特科赫。

罗伯特科赫(Robert Koch)于18431211日出生于德国克劳斯塔尔上游哈尔茨山。

1862年,科赫到哥廷根(Göttingen)大学学习医学,在那儿,他的解剖学教授雅各布亨勒(Jacob Henle)的思想深深的影响了他,亨勒认为感染性疾病是由一种活的寄生物引起。在1866年获得博士学位后,科赫当过医生、卫生官员,参加过1872年到1880年的普法战争。

那时炭疽热正在Wollstein地区农场的牲口中流行,尽管他缺少科研设备,没有图书馆,也没有和其他科学家交流的机会,但他仍然孜孜不倦地研究这种疾病。他的家就是他的实验室,仅有的科研仪器是一架显微镜,还是他妻子送给他的。那时,人们已经发现了炭疽杆菌,而科赫想做的就是证明这种细菌就是炭疽热的病因。他用从农场里死于炭疽热的动物脾脏得到的炭疽菌给小鼠接种,结果发现所有小鼠都被这种细菌杀死,而用健康牲口脾脏血液接种的小鼠则没有染上疾病。试验结果证明了炭疽热可以通过血液传播。

科赫并没有因此而满足,他想知道没有接触过任何动物的炭疽菌是否同样可以引起疾病。于是,他用牛眼的房水进行细菌培养。他通过绘图、拍照,记录下这些细菌的繁殖过程,他发现当生存环境恶劣,尤其是缺氧时,它们会蜷缩成芽胞,藏在坚硬的外壳内保护自己。当环境好转时,它们又可以恢复原样。科赫将细菌培养了几代,他发现没有接触任何动物的细菌,仍有致病性。

科赫把他的研究成果告诉了Breslau大学的植物学教授费迪南德科恩(Ferdinand Cohn),科恩教授为此组织了一个学术会议,大家都对科赫的研究成果非常感兴趣,并把该成果发表在一本植物学杂志上,之后,科赫就出名了,但他仍然在Wollstein继续研究。伤口感染炭疽菌而导致炭疽热的研究结论给今后控制这种疾病提供了理论和实践基础。

1883年,他远赴埃及,调查那里暴发的霍乱。他发现是一种弧菌导致了霍乱,并把这种细菌的培养物带回德国继续研究。后来他建立的霍乱控制方法一直沿用至今,并且他倡导的水源管理方法对我们今天的水源保护方法也产生了深远的影响。为了表彰他在霍乱研究方面取得的成就,他获得了10万德国马克的奖金。

他还改进了诸如培养和染色等科研方法,而且在结核研究上取得了重大突破。

巴氏消毒法——路易斯巴斯德

路易斯巴斯德(Louis Past-eur)于18221227日出生于法国的多尔(Dole),在阿波依斯镇长大,毕业于巴黎高等师范学院,是著名的微生物学家和化学家。

他一生中取得了诸多成就,比如他用实验证明细菌是引起疾病的原因,降低了产褥热的死亡率,发明了疫苗。但对于大众来说,他最杰出的贡献是发明了巴氏消毒法,阻止牛奶和红酒变质。他和科赫一样,被世人尊称为微生物学的奠基人。除此之外,他在化学上同样取得了许多成就。

尽管巴斯德并不是第一个提出细菌理论的人(即细菌是感染性疾病的病因),但他通过实验证明了这一理论。

巴斯德证明发酵是由于微生物生长造成的。他研究发现细菌的生长繁殖就是红酒和牛奶等饮料变质的原因。为了解决这一问题,他发明了一种消毒方法,就是通过把牛奶等饮料加热来杀灭细菌。1862年首次实验,并获得成功,这种方法一直沿用至今,也就是我们常说的巴氏消毒法。(注:巴氏消毒法,亦称低温消毒法,冷杀菌法,是一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持食品风味不变的消毒法,具体是以约71摄氏度的高温煮牛奶15秒,把大部分病菌杀灭)

饮料沾染细菌让巴斯德想到微生物感染动物和人使其得病。因此他一直倡导要阻止微生物进入人体,这一思想也影响了约瑟夫李斯特,使李斯特首先发明了手术消毒法。

现代消毒之父——约瑟夫李斯特

尽管塞麦尔维斯首先提出了术前洗手,但并没有被医学界所认可。真正让医学界接受消毒原则,认识洗手重要性的是约瑟夫李斯特,他被誉为现代消毒之父。

约瑟夫李斯特(Joseph Lister 1827年 ~1912)是一名英国外科医生。当他还是大学生时,美国的牙科医生威尔士发明了麻醉术,开创了手术的新纪元,使长时间手术成为可能。但感染仍然是困扰手术的一大难题。李斯特观察到不同的骨折,预后不一样。闭合性骨折患者,复位并打好石膏后,一般都能康复。而开放性骨折,一半以上的患者都会死亡。他认为肯定是感染从外界进入伤口,但他不知道具体是如何进入的,以及如何预防感染。当时,人们对感染伤口的解释就是由空气中的化学物质或是由瘴气引起。病房的气味很难闻,不是因为瘴气,而是因为腐烂的伤口散发着臭气。医院里没有洗手装置和冲洗伤口的设备,甚至人们认为做手术或者诊查病人之前,没有必要洗手。当时,塞麦尔维斯关于洗手的研究结果还没有被重视起来。但他通过术前洗手和穿干净的手术衣,降低了术后死亡率。

李斯特从一本法国杂志上看到,巴斯德认为腐烂和发酵都是由细菌造成。并且,他自己通过试验也证明了这一点。如果是微生物造成,那么现在的问题就是如何去除它们。巴斯德推荐了三种方法:过滤、加热或者将它们通过化学剂杀灭。前两种方法不适合人体伤口使用,所以李斯特尝试了第三种方法。

那时,石碳酸被用来给污水除臭,李斯特尝试用石碳酸来喷涂仪器和外科伤口,并把用石碳酸浸过的敷料覆盖伤口。他发现用石碳酸擦试伤口可以显著减少伤口腐烂的发生率,于是他在1867921日的《Lancet》杂志上发表了一系列文章,阐述外科手术的消毒原则。

他还让医生在做手术时戴手套,术前术后用5%的石碳酸洗手,手术器械用同样的溶液清洗,并停止使用多孔天然材料作为手术器械的手柄。

他于1869年离开格拉斯格,返回爱丁堡,继续发展消毒方法。他的成就广为流传,他举办讲座时,有很多人从各地赶来听他的讲座。他使细菌理论为更多人所接受,使人们意识到感染是可以通过阻止细菌进入伤口而避免的,这使外科消毒法取得了很大的发展,李斯特也因此被称为现代消毒之父

全球第一家专业消毒剂公司

细菌理论被证实,消毒原则被广泛认同时,德国诞生了全世界第一家消毒剂专业生产商——舒美公司。德国舒美公司成立于1889年,公司成立3年后,即1892年,德国汉堡发生霍乱疫情,在这次对抗流行病的战斗中,由于来苏水的使用,有效的抗击了霍乱疫情。而来苏水就是德国舒美公司的第一个消毒剂品牌,舒美公司也因此受到汉堡政府的表彰。德国舒美公司成立至今已有120年的历史,其消毒剂产品遍布全球70多个国家。

醇类消毒剂

醇类消毒剂有着悠久的历史,是目前感染控制领域的中流砥柱。早在19世纪80年代,科赫就在试管中做过乙醇杀菌能力的系统试验。在19世纪90年代和20世纪初,乙醇开始作为皮肤消毒剂使用。早期有研究者发现乙醇必须在稀释后才能发挥最佳杀菌能力,50%70%的浓度比95%的乙醇更有效。1922年,德国科学家研究表明异丙醇擦手可以有效减少手上的菌落数,到1935年,异丙醇就被纳入美国医学会化学和药剂理事会名单,成为新的化学消毒剂,推荐用作皮肤消毒。经过使用更为定量的方法,20世纪30年代晚期,Price博士推荐使用70%的乙醇作术前手消毒。

尽管1961年美国公众健康机构拍摄了一套视频教育片,说使用肥皂和水的机械洗手法比化学消毒剂洗手法可以更好的去除手上的微生物,然而,之后的一系列研究都表明这是错误的。比如说,一些最早的乙醇产品用作术前手消毒就比含有六氯酚或碘的肥皂更有效。使用70%的异丙醇擦手比肥皂和水洗更能有效的去除微生物。

现在,世界卫生组织、欧洲和美国的手卫生指南中均推荐使用醇类消毒剂。

从以上几位大家的研究成果,我们看到了整个消毒发展的线索,从发现微生物到证明微生物是感染性疾病的病因,从第一次发现洗手的重要性到用事实证明消毒的必要性、人们普遍接受消毒原则,再到全球第一家消毒剂公司的诞生,经历了一段漫长的历程,这实际上就是人类的进步,一部科学发展史。

(作者:陈照奇)

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