打破傷風針？

如果你在生活或工（gōng）作中（zhōng）需要經常跟動物打交（jiāo）道，在與動物互動過程中或者處置動物（wù）時不小心受傷了，比如被動物咬傷（shāng）或者不小心被注射針紮（zhā）傷，你身邊有經（jīng）驗的人或醫生往往會勸說你打一針破傷風針，但可能我們中大多數（shù）人不知道（dào）究竟為何要打這一針。

01、破（pò）傷風感染及其嚴重性

破傷風是由厭氧的破傷風梭菌感染引發的。破傷風（fēng）梭菌（主要是其孢子）一旦進入身體的受（shòu）傷部位，在（zài）厭氧的條件下很快便會複蘇並繁殖出大量的破傷風梭（suō）菌。這種厭氧（yǎng）菌會產生一種（zhǒng）強大的神經（jīng）毒素，能夠阻斷神經傳遞（dì），導致肌肉不受調（diào）控地收縮，進（jìn）而使機體呈強直性痙（jìng）攣和抽搐（chù），最終會使（shǐ）患者因窒息或呼吸衰竭而死（sǐ）亡。

破傷風梭菌和它的孢（bāo）子廣泛存（cún）在於與我們工作（zuò）和生活（huó）密（mì）切相關（guān）的土壤、灰塵及（jí）動物和人類的糞便中，因此極（jí）易（yì）通（tōng）過刺穿傷、撕裂傷（shāng）、皮膚破（pò）損、感染的注射器接種或昆蟲叮咬進入體內。正是由於感染源在環境中廣泛分布，加之部（bù）分傷者（zhě）存（cún）在（zài）個別小傷微不足道的心理而被忽（hū）視，最後導致破傷風感染的發生。

破傷風感染的致死率極高，不治療的死亡率幾（jǐ）乎是百分之百。在抗生素被發現和疫苗被廣泛應用前，破傷風與結核和白喉一（yī）樣，曾是人類健康和生命的（de）最大威脅之一。如今在使用含破傷風類毒素的（de）疫苗大規模免疫接種基（jī）礎上，破傷風感染已經逐年減少（shǎo），並主要集中在不（bú）潔分娩的母嬰（yīng）中。根據世界衛生組織（zhī）的（de）統計，2018年有2.5萬名新生兒死於破傷風，這一數（shù）據相較於1988年的83萬人（rén），已經減少了近97%。

02、早期（qī）發現

本號前文（wén）《豚鼠—早期感染實驗的明星（xīng）動物》一文（wén）中介紹了德（dé）國科學家埃米爾·阿（ā）道夫·馮·貝林（Emil Adolf von Behring）因建立了針對白喉的（de）血清療（liáo）法而獲得了（le）1901年的第一屆諾貝爾生理（lǐ）或醫學獎。其（qí）實針對破傷風毒素的血清療法建（jiàn）立的時間比針對白（bái）喉的還要（yào）早。

1889年日本細菌學家北裏柴（chái）三郎成功獲得破傷風梭菌純培養（yǎng）物，並證明其是導致破傷風的病原體（tǐ）。1890年，北裏（lǐ）柴三郎和馮·貝林合作發表了通過動物（wù）血清轉移破傷風毒素和白喉毒素免疫力的研究結果，開啟了血清療（liáo）法的時代。然而，與白喉抗血清相反，破傷（shāng）風抗血（xuè）清在用於治療目（mù）的時相對無效。其原因如前所述，破傷（shāng）風孢子往往是（shì）通過一些容易被忽略的（de）小傷、皮膚破損甚至是蚊蟲叮咬而進入人（rén）體內（nèi）引發感染的（de）。感染早期通常沒有明（míng）顯（xiǎn）症狀，而當感染者顯示出症狀時，毒素早已經血液循環到達了中（zhōng）樞神經係統，此刻即便使用抗破傷風血清也為（wéi）時已晚。加之當時白喉（hóu）感（gǎn）染的範圍和人數要遠超破傷風感染，也更加引人注目。馮·貝林正是由於在白喉血清療法推廣中作出了重要貢獻而獨享了首屆（jiè）諾貝爾獎。正（zhèng）當科學界幾乎要放棄使用血清療（liáo）法治療破傷風感染時，來自法國巴斯德研究所的獸醫和微生物學家埃德蒙·諾卡德（dé）卻利用這個方法成功治愈了感（gǎn）染破傷風梭菌的馬。

03、大顯神威

馬匹在當時具有（yǒu）極其重要的經濟和戰略意（yì）義。它們不僅作為人類耕作和（hé）運輸等生產活動重（chóng）要的畜（chù）力而被大量飼養，戰馬也是當時重要的戰略（luè）資源。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（jí）藜刺傷等輕傷或常規絕育而感染。與（yǔ）此同時，相較（jiào）包括人類在內的其它哺乳動物，馬還是對破傷風毒素最敏（mǐn）感的（de）物種。即便在感染早期，也會顯現出一些症狀，這就給了使用抗破（pò）傷風毒素血清對其進行（háng）有（yǒu）效治療的機會。通過對馬匹的成功治（zhì）療，也讓科學（xué）界發（fā）現在潛在的破傷風梭菌感染患者中（zhōng）使用（yòng）抗毒素（sù）血清進行（háng）預防性接種的（de）價值。這一預防性接（jiē）種理念很快在（zài）第一次世界大（dà）戰中得到了實施，並在挽（wǎn）救了大量傷兵的（de）生命後獲得了（le）證實。

1914到（dào）1918年的第一次世界（jiè）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（jun1）民受傷和（hé）約2000萬士（shì）兵死亡。在（zài）子彈和（hé）炸彈之外（wài），傷口感染在各種死亡原因中排名第一，而導（dǎo）致死亡的主要感染便是氣性壞疽和破傷風。火炮和機（jī）關槍等熱兵器被大（dà）量投入到戰場，使得士兵特別容易受傷，而（ér）由於戰場環境中破傷風孢（bāo）子無處不在，破傷風感染也成為了家常便飯。

戰爭初期，在沒有（yǒu）使用破傷風毒素（sù）抗血清時，受傷（shāng）士兵的破傷風感染率非（fēi）常高。如1914年8月至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，受傷士兵中的破（pò）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，戰爭第一年（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，交戰雙方都進行了針對受傷士兵的破傷風毒素抗血清預防性接種，從而令衝突雙方的破傷風發病率急劇下降。保守估計（jì），通過抗破（pò）傷風毒素抗（kàng）血清的預防接種挽救了數十萬傷員的生命（mìng）。

與此同時，為了滿足破傷風毒素抗血清生產（chǎn）需求，大量馬匹被接種破傷風培養物肉湯（含有破傷風（fēng）毒素）用來生產抗毒素血清。而戰後，抗破傷風毒素血清（qīng）接（jiē）種也成為軍馬和農業用馬受傷後（hòu）的常規處置措施，極大（dà）地減少（shǎo）了傷馬因感染破傷風而死亡（wáng）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（dú）素抗血清的生產者，也是受（shòu）益者。這是動物實驗同時讓（ràng）人類和動物受（shòu）益的又一經典案例。

參考（kǎo）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).