路易·巴斯德：乘风破浪的微生物学之父
人物简介
从阿尔布瓦到巴黎
路易·巴斯德这个名字，对大多数人来说，都是一脸懵。然而在微生物学领域，这却是一位神级人物。我们今天的巴氏杀菌法和狂犬病疫苗都和他有关。
1822年12月27日，巴斯德出生于法国东部的汝拉省多勒（Dole）。当时的达尔文和雨果已是青少年。他的父亲让-约瑟夫·巴斯德曾是一名上士，母亲是位农家姑娘。后来，全家搬到了阿尔布瓦。巴斯德记忆中的童年，伴随着阿尔布瓦白葡萄酒的芬芳，以及奇异的皮革味道。
父亲很重视对他的教育，专门请了好友梅雷做他的辅导教师。梅雷是一位作家和哲学家，非常博学。在他的教导下，巴斯德很快开窍，开启了学霸模式。1940年，18岁的巴斯德中学毕业，被聘为布山松中学的助教。这时候，他觉得家乡太小了，把目光转向了首都巴黎。他一边授课，一边准备大学入学考试。备考的过程持续了三年，他最后如愿考入巴黎高等师范学院。
在热闹的“花都”巴黎，巴斯德从不参加眼花缭乱的社交活动，也不关注如火如荼的斗争游行。他的物理和化学成绩非常好，也喜欢在图书馆独自打发时间。
1946年，巴斯德从师范学院毕业。他想方设法留在了学院，在讲师巴莱的实验室做助教。巴莱早在24岁时就发现了溴元素，他也发现了巴斯德的才华，放手让巴斯德随意做研究。
为了拿到理学博士学位，巴斯德准备了两篇论文。一篇物理学论文，关于偏振计使用的研究。另一篇化学论文，论述亚砷酸的饱和性能。他通过偏振计的考察来研究晶体，利用光的偏向来确定晶体的分子结构。巴斯德尝试用物理学方法来研究化学。这与他的同行甚至导师相比，都有极大的独创性。
这两篇成果丰硕的论文成就了巴斯德。1847年，他如愿以偿拿到了理学博士学位。
里尔的发酵之旅
1848年5月15日，巴斯德发表了著名的论文《论结晶形状、化学构成和旋光方向之间可能存在的关系》 。这是一篇天才的文章，他解释了同晶性，创立了立体化学。
巴斯德对于晶体中分子的发现超越了晶体研究本身。他联想到，对于生物体来说，分子构成了细胞和组织，是一切生命活动的介质。通过分子结构就能对有机体功能管窥全豹。对于维生素、激素、酶、抗体，他们都有一种与自身相似但无作用的怼成形状，作为替代品的药物和合成衍生物都必然地具有与原分子相同的形状。这个原则支配着一切生物学研究和一切医学应用。
1854年，巴斯德被任命为里尔理学院的院长。1856年，里尔的一位甜菜制酒厂老板找到他，请他帮忙解决甜菜发酵过程中的变质问题。
巴斯德在甜菜厂找了一间地下室当作实验室经过无数的实验、观察、失败、反复试验…最后发现了两种微生物，圆形的酵母以及杆形的乳酸，原来有乳酸就会出现酸味，引起变质。
巴斯德进一步发现，发酵的过程之所以产生乳酸，是因为受到空气中乳酸酵母的意外污染。由乳酸酵母，巴斯德进一步的观察到了 “丁酸弧菌”，他提出了高温灭菌法，解决了里尔甜菜厂的问题。由此，巴斯德进入了一个新的研究领域：细菌的世界，
巴斯德进一步通过实验，证明动植物的腐烂必须要经过微生物。微生物是大自然生命循环中必不可少的一个环节。
这一发现改写了人类对于生命的看法。
巴斯德从实验中总结出他对于生命的信念，“在死亡之后，生命在以另一种形式和新的规律重新出现。地球表面生命永存的规律是：组成植物和动物的所有物质将被摧毁，并转化为气态的、挥发性的和矿物的物质。”微生物和有机体，相互寄生和竞争，微生物以自己的呼吸节奏将生物界和矿物界联系在一起。
巴黎的葡萄酒
1962年12月8日，巴斯德终于当选法国科学院院士。不久后，他受到国王拿破仑三世的接见。国王很欣赏他在微生物领域的发现，他希望能更加专注于腐烂和传染病的研究。
法国有饮用葡萄酒的习俗。1850年，葡萄酒成为继谷物之后国家的最重要产业。然而，由于葡萄酒的大批量生产，很容易导致变质，这个问题一直困扰整个产业。巴斯德又出手了。
于是，从1863到1865年，每年夏天，巴斯德都带领学生，返回家乡阿尔布瓦，实地研究葡萄酒变质的问题。经过辛勤努力，最终攻克。他将调研成果写成了《葡萄酒研究》一书。
为了保持研究的独立性，巴斯德在阿尔布瓦购买了一百平方米阳光充足的葡萄园，进行栽培，观察和研究，不放过葡萄酒酿造的每一个环节。其他的种植者，消费者都向阿尔巴斯提供变质的葡萄酒样本。
巴斯德在实验中捕捉到了氧气的作用。为了使葡萄酒保持新鲜，需要除去酒中的氧。而为了使葡萄酒变陈，要增加适量的氧。红葡萄酒经氧化成了陈年葡萄酒，呈现黄色带有甜味。而白葡萄酒经氧化成了马德拉葡萄酒，变浑浊，在瓶壁形成沉淀物。黑暗也能让酒变陈，空气中氧的持续作用，犹如一种缓慢的呼吸，直至最后产生酒的芳香。
通过反复的试验，他找到了一种精确的加热法，避免葡萄酒的变质。这个方法操作起来很简单。在隔绝空气的情况下，让葡萄酒在60°C—100°C之间的温度被加热片刻，然后迅速冷却。巴斯德申请专利，并称之为“巴斯德灭菌法”。这就是我们直至今日还在使用的一种有效的灭菌方法：巴氏灭菌法。
巴斯德发明的这种方法解决了酒质变酸的问题，拯救了法国酿酒业。
巴氏灭菌法一直被沿用到现在，牛奶就是采用巴氏灭菌法，既可杀死对健康有害的病原菌，又可使乳质尽量少发生变化。这不会杀死所有细菌，而是将致病菌的数量降低到对人体不会造成危害的水平。除牛奶之外，巴氏灭菌法也可应用于发酵产品，比如啤酒。
加尔的蚕
法国南部普遍养蚕，丝绸也是法国的一个重要产业。到18世纪工业革命，改进了丝绸纺织机械，意大利和法国开始更大面积发展养蚕业，成了近代丝绸工业的发祥地。
正当养蚕业蓬勃发展，桑树种植面积不断增加之际，出现了一种可怕的疾病，导致蚕大面积死亡，法国丝绸产业岌岌可危。政府一看，又该请巴斯德出手了。
从1865年到1871年，巴斯德把六年时间奉献给了南部加尔地区的蚕。刚开始，巴斯德将蚕病与发酵联系起来，认为存在微生物感染。他观察到有些带病的蚕身上带黑色的小点，像是撒上去的胡椒粒。但不是所有带胡椒粒的蚕都得病，另一些产病卵的蚕却没有黑点。在没有找到病因的时候，他首先尽量改善蚕房的卫生条件，挑选没有胡椒粒的蚕的卵，同时研究受感染的蚕的后代，不断优化选种。
1868年10月19日，巴斯德得了脑溢血，半身不遂，行动困难，只能坐在轮椅上了。他仍然意识清晰，思维活跃，还能灵活地使用他的右手，与别人合作做实验，并没有放弃对于蚕病的研究。
直到最后，巴斯德也没有找到蚕病的根本原因。但他探索出来一套科学的养蚕方法，形成了一部养蚕实验的综合性著作-《蚕病研究》。他亲自指导优化选种、分发蚕卵、监督饲养、预防蚕病。里尔的养蚕人采用这种方法，第一年就获得了多年来未曾有过的蚕茧丰收。
这种新的选种法拯救了养蚕业。巴斯德，也被誉为传染病研究人员的真正向导。
免疫之路
1872年，由于持续性偏瘫，巴斯德身体逐渐衰弱，学校的教学任务难以吃消。于是，他从巴黎高等师范学院退休，准备向医学领域进军。1873年初，巴斯德加入医学科学院，成为自由合作院士的一员，掀开了医学革命的序幕。
1877年，法国的大部分省份，都遭受了“西伯利亚瘟疫”的侵袭，家畜大量死亡。应农业部长请求，巴斯德再次出手，调查解决炭疽问题。
巴斯德在感染炭疽死亡的鸡身上取得细菌标本，并在实验室的鸡肉培养基中观察、繁殖，再将培养出来的细菌注射到动物身上，反复试验。1879年，他偶然发现，在一定条件下生长的鸡霍乱菌不再致病，还可诱发免疫力。于是，他把病原菌加热到42度，降低其发作的毒性。先给羊接种这种减毒炭疽疫苗，之后再给羊注射有毒的病原菌，炭疽热便不会发作。
1883年8月，巴斯德给出了疫苗制备的整个流程。他第一次把一种真正的生物试剂与化学家的灭菌技术结合在一起。毒力已减弱、不致病的微生物是刺激动物天然抵抗力，促进抗传染能力的武器。
这项研究，标志着一门新学科“免疫学”的诞生。
巴斯德将“疫苗接种”归功于他的前辈爱德华·詹纳。如果说詹纳发明和推广了疫苗接种，是巴斯德研究的灵感源泉，那么巴斯德则形成了一套科学规范的可供复制与推广的安全疫苗生产流程。
随之，巴斯德迎来了一项让他永垂史册的疫苗研究:狂犬病的研究。这也是巴斯德人生的一个里程碑，他跨入了人类病理学领域。
巴斯德很快发现，此前应用于霍乱和炭疽的疫苗生产方式并不适用于狂犬病。
因为巴斯德并没有像以前一样，在显微镜下观察到导致狂犬病的微生物。这种新型的微生物在光学显微镜下看不见，还可以通过细菌无法通过的过滤器，他将之称为 “病毒”，尽管无法见到它，但他毫不怀疑病毒的存在，因为它符合接触传染的原理。
注：以下斜体部分为相关科普知识，有兴趣可以看看，没兴趣可直接跳过。
细菌一般是单细胞微生物，能在光学显微镜下看到，是所有生物中数量最多的一类。细菌既可能是疾病的病原体，在人和动物间传播，具有较强的传染性。又被人类利用，用于酸奶乳酪葡萄酒的制作，或废水处理等。
病毒则是一种非细胞生命形态。结构简单，只有一种核酸（DNA或RNA），外面包一层蛋白质外壳。没有自己的代谢和酶系统，离开宿主细胞，就没有活性，也不能独立自我繁殖，只能在宿主活细胞中复制、转录。
禽流感病毒：
局限于当时的技术水平，巴斯德并没有找到狂犬病病毒。直到1903年，巴斯德死后第八年，通过实验才最终把它归入“过滤性病毒”。1931年，德国工程师恩斯特·鲁斯卡和马克思·克诺尔发明了电子显微镜。1963年，人类才第一次在电子显微镜中证实了病毒微粒的存在。
无法找到致病因子，这是巴斯德遇到的第一个挑战。另一个挑战是，传染狂犬病的唯一方法是让一条疯狗咬健康的动物，这种传染很偶然、不明确，被咬伤的动物可能不得病。而得病的动物，潜伏期又太长，几周或几个月都有可能，这对实验者来说是非常痛苦的。
在此前的发现中，狂犬病的发作被定位于大脑。因此，巴斯德尝试了一种的实验方法。他用穿颅锥打开动物的颅盖，直接注入疯狗的大脑物质，减少了潜伏期。这些动物无一例外在很短的时间内出现狂犬病的症状。
下一步是找到疫苗。
巴斯德最初试图以詹纳式的方法使毒力减弱，这也是目前为止他认为最可操作性的方法：改变微生物的生存环境。为此，他进行了多种动物实验，狗、兔子、豚鼠，甚至猴子。他注意到当病毒从狗过渡到猴子的时候会变弱，并维持在这种弱毒性状态。他将这种较弱的病毒当作初步的疫苗，但这种疫苗生产需要很长时间，只能作为预防。所以巴斯德又继续反复实验，终于兔子唾液中取到了有活力的病毒。就差活体实验了。他甚至想往自己身上接种狂犬病，再用疫苗制服它，以此来验证他的实验结果。
谨慎起见，巴斯德久久不能进行活体实验。每一例人类狂犬病都使他陷入两难境地。他是尝试还不够有绝对把握的治疗？还是将患者丢在一边，任其痛苦死去? 这也是许多医生面临的伦理挑战。
1885年7月6日，一个九岁男孩被带到巴斯德面前，他两天前被疯狗咬伤， 身上有14个伤口，情形十分严重。如果不及时治疗，狂犬病一定会发作，孩子必死无疑。于是，巴斯德请教了医学科学院的一位同行，和一位儿科主任，三方会诊后，大家一致建议巴斯德实施抗狂犬病治疗。
巴斯德很谨慎，他给男孩注射了少量多次的狂犬病疫苗。第一次的毒性最小，然后定时注射越来越强的病毒。在进行一系列接种时，他时刻观察孩子的反应。一个月后，当孩子被注射最强的狂犬病病毒时，仍然安然无恙。这意味着巴斯德的狂犬病疫苗在人体试验成功。
这种创新性的治疗狂犬病的方法与疫苗传统原理相去甚远，对比詹纳原来的方法是个巨大的跃迁。这也意味着巴斯德离开细菌学领域，进入免疫学。他试图把免疫学建设成能理解和控制自然免疫的一门新科学。
巴斯德建立了一个狂犬病防治中心，就是巴斯德研究院的雏形。研究院的目的之一是培养年轻的学者，向海外出口科学，把疫苗在内的医学方法带到全球各地。
吾国吾家
巴斯德一辈子从事科研，他在整个欧洲享有盛誉。1868年，德国的波恩大学以“对认识微生物繁殖史的贡献”授予巴斯德名誉医学博士证书。结果德法战争爆发，德国的炮弹击中了法国。巴斯德把名誉学位证书退还给了波恩大学，并留下了一句流传至今的名言：“科学虽没有国界，但科学家却有自己的祖国。”
巴斯德和妻子玛丽一共生育了5个孩子，三个孩子都夭折了。巴斯德内心十分痛苦，家庭的遭遇成为巴斯德治病救人的动机之一。
1874年，巴斯德作为推动了科学发展和工业、农业、病理学革命的学者，被授予国家奖。他是法国历史上第三位获此殊荣的科学家。巴斯德在细菌和病毒方面的研究已经蜚声国际，他的贡献也遍布全球。俄国被狼咬伤的农民在他的研究所门口排队接种疫苗。澳大利亚的兔子泛滥成灾，导致农民损失惨重，巴斯德用细菌来对付-科学的工具没有善恶，分善恶的是使用工具的人。甚至香港19世纪末的鼠疫，都有巴斯德研究院的贡献。
1895年5月，巴斯德的身体状态每况愈下。当他得知柏林科学院愿意授予他鲁普士功勋勋章时，他断然拒绝了这项荣誉，一如他在早年拒绝波恩大学名誉医学博士学位证书一样。
巴斯德曾经中风，导致半身不遂，一直没有痊愈。后遗症越来越严重，一次次发作后，逐渐丧失了语言能力和身体机能。1895年9月28日 ，巴斯德与世长辞，享年72岁。
结 语
巴斯德一生的科学研究，范围很广，从甜菜、葡萄酒、蚕病、炭疽、狂犬病到瘟疫。这也引领了他从发酵到微生物，再到免疫学科的领域跃迁。他被后人称之为免疫学和微生物学之父。
1887年，巴斯德利用个人资金和募集所得，成立了巴斯德研究所。初期主要用于狂犬病的研究和疫苗研制，后来逐渐涉及瘟疫等群体感染事件，曾开发出狂犬病疫苗、天花疫苗、流感疫苗、黄热病疫苗等多个造福人类的疫苗产品。直至今日，法国巴斯德研究所成为世界上最著名的非营利性私人研究所之一，除了法国总部，在全世界26个国家和地区建立了30多家分支机构。
成立130余年来，巴斯德研究所一直走在世界科技前沿。作为致力于研究、教育、健康、创新“四位一体”的研究机构，是微生物学、免疫学、大感染等学科的起源地，并培养了10名诺贝尔奖生理学或医学奖获得者。
在当前新冠病毒蔓延之际，巴斯德研究所全球团队都在夜以继日地研究新型冠状病毒。在基于麻疹疫苗为载体的疫苗研制平台上，专门制定了一套处理方案，节省成本并提高诊断速度。预计新型冠状病毒疫苗最快将于8月底开始投入临床I期。
身前身后，巴斯德都取得了令人瞩目的巨大成就。他一生进行了多项探索性的研究，取得了重大成果，是19世纪最伟大的科学家之一。他不仅是理论上的天才，更是善于解决实际问题的行动者。
从巴斯德的身上，我们看到了一种探索精神。巴斯德认为，科学方法是一种探索。面对一个又一个新问题，他探索的工具就是实验。借助实验，在可能性之中，而不是在现实性之中研究探知事物。
从巴斯德的身上，我们看到了一种求真精神。这种求真，通常意味着推翻过去，推翻自己，推翻同行，推翻权威。他的科学信条是，“在实验科学中，只要人们还没通过对事实的严格观察建立可靠的原则，就不能区分真理与谬误”。
从巴斯德的身上，我们看到了一种务实精神。巴斯德曾多次重申，科学应服务于人类。学者不应该关在自己的实验室里做抽象研究，只有在与日常事物的接触中，才能了解实际应用中的复杂机制。他的每一次重大发现，都是为了解决现实生活中的实际问题：葡萄酒的发酵问题、如何防治蚕病、怎么处理牲畜炭疽、如何应对狂犬病……
从巴斯德的身上，我们看到了一种勇敢精神。在研制狂犬病疫苗的实验过程中，处处充满危险。实验室里面除了鸡、兔、豚鼠，还有狗，到处都是已经患病的疯狗，或可能被咬的狗。取狂犬病毒的过程至少需要三位助手，两位控制患狂犬病的疯狗，另一位迅速从疯狗身上取唾液或脑髓，稍有闪失，就会被解剖刀割伤，狂犬病病毒的脑髓就可能进入伤口，患上狂犬病。每次实验开始前，他们在够得到的地方放上一把装上子弹的左轮手枪。万一三人中的一个遭到了不幸， 其他两人需要鼓起最大的勇气拿起手枪对准他的脑袋开一枪。他们已不再是致力于实验室细致工作的科研人员，而是科学的先驱者和冒险家。
巴斯德的研究，基于“实践—理论—实践”的方法论。这是逐步螺旋上升的一个过程。在不断完善的过程中，面对有可能推翻自已观点的例外，他仍能勇敢的坚持自已的观点，这一点难能可贵。
参考资料：
- 百度百科
- 《巴斯德传》，[法]帕特里斯·德布雷
