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[转载]将世界从化脓的噩梦中拯救出来——约瑟夫·李斯特的无菌手术

已有 834 次阅读 2019-10-17 18:34 |个人分类:医学史话|系统分类:科普集锦| 手术感染, 约瑟夫·李斯特, 无菌手术 |文章来源:转载

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“如果我们所在意的是实质上的报酬与俗世的虚名,那么医学并不是一个很好的职业。但是,在我们日常执业的过程中,有着无可比拟的乐趣,那是唯医业所独有的。照顾那不朽灵魂驻在的血肉之躯是我们可引以为傲的职责。我们行医的路途是由至真与至爱所引领的。在此,我祝福诸位在呼应这尊贵而神圣的召唤时,能得到上主的宠顾。”

                       ——约瑟夫·李斯特(1827~1912)

当英王乔治四世在1821年决定要切除头皮上的一个不雅观的囊肿时, 并没有稍停须臾来考虑,这么简单的手术可能会要了他的命。 在那个时代, 像这样的手术所造成的死亡率和今日的开心手术差不多。其中最大的原因就是手术后伤口的感染。术后感染像驱之不去的幽灵般,盘绕在当时的外科医师的考试及梦中,只要他一拿起手术刀,便不由得会想起这个恶魔。 在那个时代,如果想当外科医师的话,意味着你不仅要强迫自己去适应手术房中病人令人惊心动魄的挣扎;还得去承受病房中时时充盈着的伤口腐败、 令人作呕的臭味。

乔治四世所指定的外科医师阿胥列·库珀一想到要他在那尊贵的统治者的头上划刀时,便不禁不寒而栗。在各式各样的术后感染中,他最担心的是可怕的丹毒(erysipelas)。日后他写道:“我实在极不想动刀……虽然我一向的手术都很顺利, 但这次只要并发丹毒, 我知道我就完了。 我一切的快乐、我的名声、我一切的一切……我有如被电击一般,只要想到我的命运完全取决于这样一件事情之上,就毛骨悚然。”

现在我们知道丹毒那蔓延的既快且深的发炎反应,是由球状而联结成串的链球菌(streptococci)所引起的。在库珀那个年代,对它唯一的了解就是:它会由伤口向外迅速地蔓延开来,被波及的区域皮肤会变成血红色,通常会致命。只要一开始蔓延,除非说造物者因为我们无法了解的理由可令它停下来之外,没有任何东西可以阻止其扩张。没有人知道丹毒从何而来;没有人知道如何预防;也没有人知道如何有效地阻止其蔓延。

无论如何,库珀还是鼓起勇气将国王头上的囊肿给切除了。而且他也幸运地看到国王顺利地度过了伤口愈合的阶段。乔治四世以传统的皇室方法对库珀表达了其谢意——册封他为爵士。统治者的囊肿因为他自己的一时兴起而被除去了;命运对人们展现笑颜而伦敦的太阳则照耀在一个新生爵士的头上。

由于我们隔着一段历史时差往前看,因此可能很容易就会低估一百多年前,术后感染是件多么令人惊怖的事。随着时间的过去,在19 世纪间, 它愈来愈成为一个严重的问题。由于外科医师专业地位及经济状况的提升, 他们之间可以去受训的人愈来愈多,学到的新手术方法也愈来愈多,于是施行的手术数量也大幅增加。相应地,手术造成的并发症也大幅地增加。由于术后感染是如许常见,因此不仅医师,连病患都觉得手术后伤口化脓乃是天经地义的事。有时候伤口会出人意外地干干净净地收口愈合,但这是极为少见而且无法解释的事。病人如果够幸运的话,发炎就只会局限在伤口附近。在这样的情况下,在五到六天之后,伤口就会分泌出一种浓稠白色的乳状液体,不会发出臭味,它会将伤口撑开,由裂口渗出,留下的裂口则逐渐由健康的新生结缔组织所填满而形成疤痕。这道无臭的涌出液被热切地期待,而且认为它是伤口一定会愈合的表征。所以理所当然地,它就被称为“令人赞赏的脓液”(laudable pus)。

日后,人们才发现,所谓“令人赞赏的脓液”是葡萄球菌的杰作。它们是球状的细菌,性喜聚集成团,所造成的化脓反应只会限于局部。跟其他喜欢侵犯伤口深部的细菌比起来,19 世纪的外科医师觉得葡萄球菌要可爱得多了。相反,链球菌不会被局限于脓疡所造成的自然界限内,因此无法将之引流出来。它是极为恶性的微生物,由人体周边向中心蔓延,如野火燎原一般。而且,在它尚未开始侵袭之前,便会先随着血流送出毒素。这毒素会如死神的使者一般,造成高热及令人口齿俱冷的寒战。虽然医师将之称为丹毒,但曾身受其害的人为它取了另一个更贴切的名字——·安东尼之火(St. Anthony’s Fire)。

虽然链球菌毒性如此猛烈,但还有少数人得以幸存下来。另一种感染则更为可怕,患者无一幸免而且均死状甚惨,名为医院坏疽—人体组织会腐烂化脓,成为一团发生恶臭、令人作呕的烂肉团。这样的感染是由多种微生物同时造成的,其中的一些菌种在今日被称作厌氧菌。因为它们在缺氧的环境下生长得最好,所以它们会不断地往伤口深部的组织入侵。它扩散的速度和丹毒比较起来要缓慢许多,但在它步履蹒跚的移行中,它不放过任何一个地方,所经之处的所有组织,都被摧毁殆尽成为一团灰色而渗着脓液的腐败物。不仅如此,它造成的渗出液闻起来有如腐尸一般,极为刺鼻。 在手术中不仅穿透施术者的鼻孔,还渗透入他们穿的手术衣中。有如一个噩梦般,它困扰着数十代的欧美外科医师。只要有开完刀的病患存在的病房就会有它的足迹。

374-391页内容因篇幅限制省略)

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将这个世界由化脓的恶梦及外科医师的漫不经心中拯救出来的是约瑟夫·李斯特。1860年3月,李斯特接受了格拉斯哥大学外科学教授职务,并携妻子阿格涅斯(Agnes)搬到当时拥有40万人口,有爱丁堡两倍大的格拉斯哥定居。

当时,外科学还是个极为年轻的学科,因此自格拉斯哥大学于1815 年创校以来,李斯特是外科的第三任教授。同时,他也是第一个专职从事外科的教授。在格大的第一年,基本上他还是延续着先前他对凝血机制及发炎反应的研究。由于他成就斐然,因此在 1863 年,伦敦皇家学会邀请他以“血液凝集的机制”(“The Coagulation of theBlood”)为题,担任克鲁年讲座(Croonian Lecture)的演讲者。

和当时所有的外科医师一样,李斯特也为手术伤口感染的问题所苦。几乎所有的伤口都会化脓,以至于大多数的外科医师们都认为那是无可避免的自然结果,只要流出来的脓液是白色的就无关紧要。李斯特却无法接受这样的说法。根据他自己对发炎反应所作的观察,他认为正常的伤口愈合过程应该不会有脓液产生,也不至于造成组织的伤害。但是整个外科界仍然浸在脓血的世界中。理由并不是没有人去对这现象提出假说、进行解释,只是,当时最主导的说法是如许的简单易懂,似乎不需要再有任何额外的解释。另一个重要原因在于,以当时的外科技术而言,根本不可能去验证此说法的对错。当时的说法认为化脓的主要原因是空气中的氧气。当氧气进入手术伤口后便会在局部产生氧化反应。一些比较不稳定的有机物质便会因此分解,造成组织的破坏及脓液的生成。因为我们完全没办法去阻止氧气进入伤口,因此感染是无可避免的。这样的解释和伤口流出的脓一般清楚可见,解决了大多数外科医师的难题:如果造成这无所不在之恶的是氧气,那外科医师就不必为伤口的感染及败血症负责。手术者可能对伤口带进一些感染原的说法在当时几乎没有人相信。只有那名誉扫地并早被遗忘的塞麦尔韦斯及一些看过儿床热(child bed fever)的人曾提到过外来致病原的可能性。

然而,李斯特认为因氧气而导致化脓的想法完全不合常理。如果这样的说法正确的话,那正常的人体组织就可以在完全没有损伤的情况下被感染,因为正常的情况下,血液就是不断在将氧气输送到身体各处。此外,他还注意到,当肋骨断裂刺穿肺部及胸壁时,大量的气体将会由肺部经伤口而排出体外,这样的伤口很少会感染。因此李斯特相信,感染必然是因某些外来的致病物质进入手术切口所致。他之所以会如此推论的原因在于他先前观察凝血及发炎反应的经验。无论是何者,都必须有一些外来的刺激或组织的伤害才会启动整个过程。同理可推及伤口感染的现象之上。他的想法在不知不觉中,和塞麦尔韦斯的想法殊途同归,只是说,李斯特本人得在许多年后才得知塞麦尔韦斯已有类似的想法:伤口的感染,必定是因为某种外来致病原侵入所致。塞麦尔韦斯认为致病原乃是经由医师接生的手而传染。李斯特则认为致病原是由空气中掉落的。无论如何,目前最重要的事情就是找出那到底是什么东西,要用何种办法去对付它?

在这个关键时刻,我们必须暂时把眼光往南移到法国的里尔(Lille)。 那里正是 34岁的化学教授、科学协会主席路易·巴斯德的实验室所在。我们可能也得让时光倒流到1856年。当时,一位酿酒厂主人慌慌张张地跑去找巴斯德,告诉他附近所有酿酒厂在酿造啤酒及葡萄酒时,都发生了怪事, 所有的酒在发酵过程中都莫名其妙地变成了一坛坛的醋。这使得所有酒厂的生计马上陷入了困境。当时,酒精的发酵被认为是无机的化学过程(这也是为什么酒商找的会是化学教授的原因)。但巴斯德在显微镜底下看到的使他相信,发酵过程是由长在酒精中的小生物酵母菌所引起的。在酿酒商的酒槽中,他发现的不只是酵母菌,还有为数众多的杆状微生物。由这些观察,巴斯德推论道,正常的发酵过程是由酵母菌所引发的,而酒类之所以变酸的原因在于其中的杆状微生物。从这时候开始,巴斯德就踏入了他自己所说的“无限小的世界”之门。

当然,巴斯德绝不是第一个去探索这个无限小世界的人。从很早以前开始,就偶尔会有一些人在猜测,有一天我们将能找到活的接触传染物(contagium animatum)。届时,我们就能解释疾病何以发生了。1546年,某个叫弗拉卡斯特罗(Girolamo Fracastoro)的人就曾经预测到,有一天我们将会发现所谓的“原生体”(seminaria),就是微小到肉眼不可见的生物。他认为,某些疾病就是经由它们所散布的。在大概过了一百年之后的1676年,列文虎克在一系列写给伦敦皇家学会的信中,开宗明义便写到了他在水中以显微镜所发现的微小体 animalcules,在随后的几封信中,他又继续描述了一些水中的有机小生物,最后他并报告在由他牙齿后方刮出来的东西之中,也可以发现到这些现在被我们称之为球菌、杆菌及螺旋菌的东西。虽然如此,在随后的漫长岁月中,并没有人想到要自寻烦恼地到伤口的渗出物中去找这些小生物;也没有人曾想到要将弗拉卡斯特罗及列文虎克的发现连在一起。

但情况突然有了改变,就在短短的几年之间,巴斯德不仅将前人的发现做了饶富意义的串联,他还以实验推翻了当时大多数人的想法—这些微生物是由无机物质自然发生的。他证明了生命并不会无中生有,这些微生物都来自先存母体之繁衍。煮开过的开水,如果能避免任何微生物进入,就永远无法在其中找到任何生命的迹象。

李莱科学学会于1854年12月7日成立,在巴斯德的就职演说中,有些话流传了下来,至今已成为科学研究者共同信仰的圭臬:“在科学研究的过程中,机会只会落在那些已准备好要去接受它的人身上。”这句话对巴斯德本人的研究生涯而言当然适用,但在李斯特利用巴斯德细菌发酵的发现来解释伤口感染的现象上,得到了更好的验证。

巴斯德在1857年及1859年两次发表了他有关发酵现象的实验结果。当时都刊登在法国科学会的会刊上。1865年,格拉斯哥化学教授安德森(Thomas Anderson)读到了这些文章,由于他知道李斯特正致力在解决伤口败血症的问题,所以便向他推介。“早已准备好”的李斯特在看到这些东西时马上就知道那法国化学家已找到他苦寻甚久之物——有机物质之所以会腐败的原因。这为伤口感染的现象提供了完美无缺的解释。

李斯特和阿格涅丝将巴斯德的文章读了一遍又一遍,并在家中的实验室中重复了所有的实验。他所得到的结论和巴斯德一样:无菌的糖水和蛋白质并不会发酵或腐败,只有在微生物滋长之后,才会发生发酵及化脓等现象。和巴斯德一样,他也认为这些微生物来自空气中的尘埃。因为我们无法避免伤口和空气接触,因此就必须想办法将掉入术后伤口的细菌消灭。 李斯特自己是这样说的:“如果说,我们能找到能消灭细菌又不会对人体组织造成伤害的物质,而且我们能够避免让细菌再接触到伤口的话,那不管氧气能否进入伤口,我们都能预防伤口感染的发生。”之后,他用更简单的说法来表达他的理念:“当我一看到巴斯德的文章时,就立刻联想到, 当小孩子生了癞痢头时,我们总是用可以杀虱子但是对头皮不会有影响的有毒物质来治疗。因此,我相信我们同样可以在伤口上施用杀菌剂而不会对软组织造成损伤。”

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1856年李斯特结婚时留影(李斯特家族所藏)

在这样的推论下,下一步要做的事就是要找到适当的杀菌剂。在百般思索后,李斯特决定要用石碳酸。这样的决定也是“事先已想好的”。因为在他住的社区中,老人家们时常用石碳酸来消除下水道人体排泄物的恶臭。在消毒的过程中,连周围用粪便进行灌溉的草皮所发出的臭味也会消失。除此之外,吃了这些草的家畜也比较不会感染寄生虫。这种种现象对李斯特来说,代表的就是石碳酸杀灭了排泄物中的细菌,使得它们不会再去分解其中的有机物质,因此恶臭就不再发生。这就是现成的消毒剂。

李斯特决定先在复杂性骨折的病人身上试用石碳酸。在复杂性骨折的情况中,碎骨锋利的边缘穿肉而出,这样的伤口特别容易受到感染,甚至需要截肢。不幸的是,截肢的伤口往往在几天之后便会为脓液所胀满。1865 年 8 月12 日,正好是塞麦尔韦斯默默地死于维也纳疯人院后的第二天, 一个十一岁的男孩格林利斯(james Greenlees)被一辆马车所撞倒。当他被送到格拉斯哥皇家医院时,脚上破了一个一英寸半长、四分之三英寸宽的伤口。断裂的胫骨就由这伤口中穿了出来。这就是最适合实验石碳酸消毒法的理想伤口。因为它范围不是太大,又不是很脏。李斯特用浸过石碳酸的亚麻布绷带将伤口包扎起来。然后再固定伤肢,保持四天不动。之后每隔一段时间后便重新包扎伤口,直到伤口完全愈合为止。整个治疗过程虽然花了六个星期,但李斯特的首次实验完全成功。

在随后的几个月中,一个接一个的病人都接受了这种治疗法。共有十个复杂性骨折的病人,其中八位在整个过程中无一并发症地康复了。其他两位病人之一是在李斯特不在医院的时候感染了医院坏疽,不得不截肢。另一位则是在一切顺利的情况下,突然因为碎骨片刺穿了大动脉而流血致死。石碳酸灭菌法显然是值得进一步深入探究的新疗法。

李斯特下一个感兴趣的议题是腰大肌脓疡(psoas abscess)。它是因脊椎结核在破出来之后,脓液积聚在腹腔背面的长条肌上所致。整个脓疡可以胀得很大,甚至会使整个下阴部肿胀突出。当我们在脓疡上划刀,使得底下的脓液得以引流出来时,伤口往往会感染医院坏疽、丹毒及其他种种的并发症,结果往往致死。李斯特在划开伤口之前,先用石碳酸在划刀处四周消毒。在脓液引流干净之后,在伤口中塞入浸过成分主要是石碳酸的油灰状物质。这样处理后,病人的预后和以前未消毒的情况比起来要好得太多了。

当石碳酸消毒法在治疗腰大肌脓疡上获得成功之后,李斯特觉得将之试用于截肢手术上的时候到了。结果也极为成功,因此在 1867年他一连在《刺血针》上发表了五篇论文,宣告自己发现了全新的外科消毒法。论文的总标题很长,因为他希望让别人了解这些发现的重要性:《灭菌系统:由观察化脓的种种情况,论治疗复杂性骨折、脓疡及其他的新疗法》(The Antiseptic System: On a New Method of TreatingCompound Fracture, Abscess, etc.;with Observations on the Conditionsof Suppuration) 。

当李斯特凭借实际的治疗过程不断地累积经验后,他灭菌的方法也不断地应新知识而更新。每次有新的操作方法时,他总是极为小心,不放过一丝细节,以至于往往使旁观者会感觉到,他重视的是整个仪式而不是其下所蕴含的理论。最后,不仅是伤口得经石碳酸处理,整个手术过程中所用的器械及参与手术者的双手也都得浸过石碳酸。虽然如此,李斯特在执刀时的衣着和当时其他不重视消毒的人并没有两样。 他很少脱掉外套,只将袖子卷起。然后他会将大衣的领子翻起,保护里面浆得笔挺的领子,以免在随后喷洒消毒液时弄湿。最后他才将双手浸入石碳酸中,并用浸湿的毛巾清洁下刀处四周的皮肤。在整个手术过程中,他也不时地用石碳酸清洁双手、器械及伤口。

手术后的伤口必须隔一段时间便重新包扎,整个包扎的过程都在充满石碳酸蒸气的房间中进行,所有可能动到伤口的东西都必须重新消毒过。 到了1869 年底,他累积的截肢案例已经多到可以在《刺血针》上发表了。 虽然李斯特本人也承认,案例的数目还没多到足以进行统计分析的程度,但他很正确地指出,当“我们仔细地分析这些个案处理过程的细节时,将会发现它们已对我们所感兴趣的问题提供了宝贵的答案”。以下的统计数字发表在1870 年1 月 8 日出版的《刺血针》上,这些数字已将事实表达得十分清楚,毋庸赘言:

在施行消毒法之前,35 个个案中有16 个死亡;亦即,每 2.5个个案便有1名死亡。在施行消毒法后,40 名个案中有6名死亡; 亦即,每 6.5 名才有1名死亡。在这份统计数字中并没有包括那些经由灭菌术处理而伤口好转,根本不需接受截肢的病人。要是没有石碳酸的话,他们之中不晓得要有多少人会进一步得到感染而死。李斯特在文章中继续说道:“如果把过去三年内在我的病房中因四肢外伤而住院的患者的个案病史都拿出来重新检讨的话,其中包括许多未归类在此的复杂性骨折及脱臼患者,我相信,即使对消毒法持最保留态度的人,这结果也必能说服他们消毒法的确是种有效的方法。”

(选自舍温·努兰《蛇杖的传人》)

 



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