流行病学是一种研究工具，公共卫生及预防医学的基石。

这种研究方法能从环境证据里找出规律，从而帮我们判断一种疾病的病因，即使我们目前还看不见这个病因本身。从这个意义上说，流行病学在医学研究中能起到类似显微镜的作用，只不过是个不带镜片的显微镜。

我们说到医学研究，脑子里很可能浮现出实验室里的各种玻璃器皿。其实，这些生理生化分析技术，很可能是某种医学研究到了第二阶段才能做的事。研究疾病的第一步，更有可能是先做调查，详细记录一种疾病在人群里如何分布，看看这种分布是不是有某种规律。如果能找出规律，就对下一步研究大有助益。

举个例子，糙皮病曾经是大面积流行的疾病，1915年前后，美国南部一些州里，糙皮病每年发病人数超过七万，病死率高达百分之四十。这种大面积暴发很像是传染病，大家就以为这病是细菌感染引起的。美国医生约瑟夫·古德伯格（Joseph Goldberger）受命调查原因。

他采用流行病学调查方法，收集病人的背景资料，经过对比分析，发现这个病总是出现在孤儿院、监狱或是南方种植园。而且，这些地方的工作人员或是雇主自己不会患病，只有那些天天以玉米为主食，几乎没有任何其他食物的穷人才患病。从这个规律他推断出：糙皮病不是细菌感染，而是营养不良。

根据这一推想，他设计了用不同膳食做实验组和对照组的实验。实验结果有力证明了他的观点。但当时生物化学分析技术还不够深入，没法确定这种“营养不良”具体是缺了什么。

现在我们知道，如果饮食里缺乏一种叫烟酸（又称维生素B3）的物质，就会导致糙皮病。那时候古德伯格并不知道这一点，但他依然确定病因，甚至找到了治疗方法，就是提供营养均衡的饮食。这正显示了流行病学调查方法的威力。

不过，流行病学研究方法并不是古德伯格发明的。最早使用这种方法的另有其人，因为其人在医学上的多方面贡献，我在“医学大神”系列中多次提到的他的故事，他叫约翰·斯诺（John Snow），是个英国医生。

斯诺医生想到发明这种方法，是因为十九世纪中叶的伦敦正在闹霍乱，迫切需要找到原因。

霍乱就是霍乱弧菌引起的拉肚子。不止一种细菌能让人拉肚子，比如沙门氏菌也可以，但霍乱弧菌的毒性要强烈得多。人患霍乱的时候，腹泻就像是关不住的水龙头。这样的腹泻迅速造成病人严重脱水，能在几个小时里就能把人活活泻死。

1950年代开始，中国有个烈性传染病名单，按照危险程度排行，最初甲类传染病的排名是鼠疫、天花、霍乱。1977年人类消灭天花，霍乱就变成了第二危险的传染病，所以在中国它曾经有个别名叫二号病。

1848年伦敦出现霍乱的时候，医生们没什么真正管用的药物。那些催吐、放血之类的疗法，最多有点心理安慰作用，治不了病。

如果治疗无望，那么，要是能有个办法预防它的发生，也不失为有效措施。可是，怎么防？

伦敦卫生局认为需要防瘴气。十九世纪的伦敦卫生局，虽然理论还未臻完善，态度倒很认真。卫生局做了调查，自认为找到了瘴气肆虐的源头：当时伦敦新建了一条下水道，施工过程“扰动”了一片群葬坑，坑里满是两百年前黑死病期间病死者的冤魂，于是乎连续数月，这个地方不断冒出瘴气，污染了伦敦城的空气。

这瘴气到底是什么成分，卫生局并没结论，但这样的解释合乎常识，认同的人很多。

可是斯诺发现，病例的分布没法用瘴气理论来解释。因为他注意到，那些据说瘴气最浓的地方，霍乱病例并不是最多，那些据说瘴气到不了的地方，反而会有很多病例。

他有点怀疑是一种叫作细菌的东西。

那时候法国的巴斯德和德国的科赫还没开始他们的细菌学研究，没人能确定细菌跟疾病是不是有关，但毕竟已是十九世纪中叶，医学界很多领域不断有新发现，各种环境证据互相提示，让越来越多的人猜想，列文虎克十七世纪看到的那些“微小动物”，说不定真的能让人生病。斯诺就是这么想的人之一。

他决定调查伦敦霍乱病情的分布规律，从哪里开始，沿着什么路线传染。他想，或许可以从这里找到线索。

这样的思路，正是流行病学的萌芽。

在当时，做这样的研究，并不需要懂直线回归或是卡方检验，需要的只是一份认真和执著，执著到大热天也不怕到贫民区做调查。而斯诺恰好有这样的执著。

斯诺找到的第一个线索，发生在一个旅馆里。1848年9月22日，海员约翰·哈诺尔德在伦敦租了个旅店，然后患上霍乱，迅速死亡。几天之后，一个叫布兰金索普的人租了这间房，也患霍乱死去。

斯诺觉得这说明疾病是哈诺尔德传给布兰金索普的。而且，这不大可能是因为空气里的什么瘴气。因为，这个地区其他人没有发病，只有这两个住在同一间房的人相继发病。这没法用瘴气理论来解释，瘴气不可能只出现在一间房子里，导致霍乱的毒素，肯定是通过别的渠道从哈诺尔德传给布兰金索普的。

是什么东西让“毒素”在两人之间传播呢？

斯诺觉得可能是列文虎克看到过的那种微生物。他甚至猜想，这种微生物是从消化道传播，因为他发现，霍乱病人最典型的症状就是消化道症状：首先是呕吐，然后是剧烈腹泻。斯诺由此推理，霍乱应该是经口腔进入人体，比如吃了污染的食物。导致霍乱的微生物，可能会在患者肠子的内壁繁殖，然后跟着病人腹泻粪便排出，如果污染了水或是食物，别人吃进去，就会发病。

他猜得很靠谱。不过，当时的显微技术和细菌培养技术还不成熟，斯诺没能用实验证明这种猜测，也就没能说服别人。

1854年霍乱再次肆虐。这次的暴发地点是伦敦的一个社区，叫索霍。这地方离斯诺的家走路只要五分钟。

疫情是9月1日开始的。斯诺3日听到消息的时候，已经开始有人死去。那个社区的各个街口悬挂黄旗警告市民，当地居民纷纷逃离。

发病最密集的地方是宽街（Broad Street）。斯诺查看了一批案例的记载，种种迹象让他坚信，是污染的水在传播霍乱，所以这次调查，他的视线就聚焦在饮水来源上。

宽街有自来水供应。斯诺调查了供应宽街饮水的自来水厂，没有发现疑点。这个水厂供水的地区，居民发病率并不高于全市平均值，所以饮用自来水应该不是起因。

那么会是因为什么呢？

斯诺到宽街实地考察，发现那里的居民不全是喝自来水，有些居民是从一个水井里用水泵打水。斯诺怀疑问题出在这个水井上，就从那个水井里取水样。水样很清澈，肉眼观察，看不出有什么污染。

他到附近发病率很低的社区，从那里的水井取水比较，看不出两个地方的水质有什么区别。

他请一位微生物专家看，专家说水里有很多微生物——但这不稀奇，哪儿的水都这样。

这个专家给出这种意见，不是他无能。在当时，这是微生物学家的正常观点。那时候微生物学刚刚起步，一般的微生物学家，虽然能用显微镜看到细菌，但因为不知道细菌能导致疾病，就没有人有兴趣认真识别每一种细菌，所以也就没人知道，显微镜里看到的细菌是不是有危害取决于你看到的是哪种细菌。大多数细菌确实可以忽略，但是有一些细菌是要人命的。

显微镜没能帮忙解决问题，斯诺需要另想办法。他想到的办法是画个统计地图，在地图上标注发病地点和患者取水的地方。他到伦敦注册总署调来八十三个霍乱死亡病人的资料，分析了病人生前饮水来源。结果是这样：

八十三个病人里有七十三个距离宽街水泵最近，很可能天天从那个水井里打水；另外那十个死者，家附近有更近的水泵，但是其中八个认为宽街的水味道比较好，所以宁愿走远路到宽街取水；最后的两人是儿童，他们在放学回家的路上曾经从宽街的水井里喝水；根据伦敦全市发病率推算，以宽街现有人口，这里只应该有十四人发病，而实际上是七十三人，远高于平均概率。

这肯定跟宽街的水有关。

斯诺觉得这次应该可以说服当局了。他把这些病例的分布画在一张地图上，这样就可以一目了然的看到，围绕那个水泵周围的居民，发病率显著高于伦敦市其他地区。

9月6日，斯诺参加卫生局临时委员会的会议，陈述上述发现，请求拆掉宽街水泵的抽水摇柄，让人们无法继续从那里取水。委员会不相信斯诺的结论，仍然认为霍乱是瘴气导致的，所以需要做的是继续预防瘴气毒害，具体方法就是在街道上大面积喷洒石灰。

其实，委员会不愿意拆除那个水泵的摇柄，主要是担心有敏感的老百姓从这里面看出什么政治阴谋，于是导致骚乱。而且，他们觉得为这么一种荒诞不经的说法采取行动，会被人笑话。但是，斯诺再三坚持，委员会只好勉强同意，把拆除摇柄作为喷洒石灰的一个附加措施一并执行。

采取行动之后，宽街的霍乱很快停止播散。只不过，因为当时同时采取了两项措施，这就没法判断疫情的缓解到底是因为阻止百姓从那个水泵里喝水，还是因为喷洒石灰真的制住了瘴气。斯诺当然认为是因为断绝了污水传播，但当局不愿意采信他的理论，他还需要继续搜集更多的证据。

他继续查档案，结果发现，喝过宽街那个水泵的水然后染上霍乱的人，不止八十三个，总数实际上是一百九十七个，只不过有一百一十四个人因为疫情而逃离，可惜逃离之前他们已经喝了污染的水。

这些病例里，有几个案例，斯诺觉得特别能说明问题。比如有位叫爱丽的寡妇，住家离宽街有好几里路，但是她对宽街的水有一种执著的喜爱，一直花钱雇人每天从宽街取水，结果在这次疫情暴发期间患上霍乱死亡。反面的例子也有。宽街有一个啤酒厂，按照瘴气理论，宽街的病例都是瘴气导致，那么这啤酒厂身在宽街，厂里的工人就属于高危人群，可是厂里七十多个工人一个都没染病。

斯诺觉得这个现象很好解释：啤酒厂允许工人免费喝厂里的啤酒，所以那里的工人不喝水，只喝啤酒解渴，于是他们都逃过一劫。

这样明显的对比，即使是不熟悉研究方法的官员们也觉得有点蹊跷了。于是卫生局同意检查一下宽街的水泵。

检查结果来得很快，快得让斯诺不放心。报告说水泵下面的水井结构完整，虽然三米之外有个下水道，但是下水道很深，比水井的基底还深，不可能有污水渗透到上面来。斯诺对这个报告的可靠性很有疑虑，但这是官方请来的专家给出的正式报告，不管喜欢不喜欢，斯诺只能接受。

卫生局看到水井没有污染证据，而疫情已经缓解，就把宽街水泵的把柄给装回去了。10月底，人们也陆续返回宽街。

11月，伦敦一个叫怀海德的牧师，邀请斯诺参加教堂主持的一个委员会，旨在调查这次瘟疫的由来。怀海德虽然是个牧师，逻辑思考却非常犀利。他看了斯诺的调查数据，觉得总体来说很有力度，但是有个问题：如果是下水道污染水井，为什么原来不污染，却偏偏在9月1日污染？然后，为什么疫情又会这么快就缓解了？如果污染源来自下水道，宽街这么多病人不停倾倒排泄物，那岂不是会继续通过下水道污染水井？

斯诺不能解释这一点，他们只能继续调查。

次年3月，怀海德到注册总署再次查阅跟此次疫情相关的文件，意外看到一个日期，让他一下从椅子上站了起来。

根据早先的资料，这次疫情的第一个病例是9月1日发病。对于疾病调查来说，第一病例是非常重要的研究细节。一次传染病是怎么产生的，第一病例很可能提供最关键的线索。比如埃博拉病毒感染的起因，就是经过漫长的追根寻源之后，发现第一个病人跟果蝠有密切接触。从这个角度深入研究，发现埃博拉病毒是猿类病毒通过果蝠传播到人类身上之后产生了变异，由一种只攻击猿类的病毒演变成一种可以攻击人类的新型病毒。

怀海德的年代，流行病学还不算成熟。但是既然他们在做流行趋势的调查，以他们敏锐的分析能力，已经知道锁定第一病例至关重要的道理。而这次怀海德深挖病案资料的时候，发现原来通报的第一病例并不准确。他查到一个五个月大的女婴，在8月28日就发病了。这个女孩才是本次疫情的第一病例。

更让怀海德心头咯噔一下的是，他发现，这个女婴的家，大门正好就对着那个宽街水泵。

怀海德一直很佩服斯诺的研究分析能力。他觉得斯诺的分析，虽然还有不能解释的缺口，但到目前为止确实是最有切实证据的提法。所以斯诺调查的一切细节他都能清晰记忆，一看到这个病例，他就感觉到，这对斯诺的理论很可能有决定性的影响。

他急忙去到这个女孩的家，找到女孩的妈妈萨拉询问情况。萨拉说，孩子发病之后，拉肚子弄脏了尿布。她给孩子洗过尿布，是在一个桶里洗的。然后她把桶里的脏水倒进了家门前的那个污水井。

“污水井？什么污水井？”

“是我家门前那个污水井，就在那个水泵旁边。”

怀海德大吃一惊。

污水井是英国旧式民居结构，类似枯井，是家庭内部的污水收集坑。市政下水道出现之前的伦敦，居民常常就在自己家里的地上挖一个水井一样的坑，往里面倾倒污水。污水积得太多，就舀到桶里拿到泰晤士河边倒掉。这种井是有盖的，需要倒水的时候，就临时揭开盖子，往里面倒水，然后会再把井盖盖上。

可是，为什么家庭内部使用的污水井会出现在街头的饮水泵旁边？

因为那个地方原来有一栋房子，几年之前，失火焚毁，住户搬到另一条街去了。后来市政建设拓宽街道，铲平了房子的废墟，但没有填平那个污水井。所以萨拉就一直还往这个井里倒污水。

这个污水井不属于市政建设内容，政府文件没有记载。怀海德和斯诺到宽街调查的时候，也没料到这种地方会藏着一口污水井，所以都没有注意到它。污水井有井盖，如果不是特意寻找，很容易被忽略。

听到萨拉说这里居然有一个污水井，怀海德赶紧出去查看。果然，这污水井就在街边，离那个为宽街居民提供饮水的水泵不到一米。

怀海德赶紧回去汇报了这个情况，斯诺一听就知道自己的论点很可能因为这个发现而得到证实，他请求当局再次详细检查这个污水井和水泵的状况。这次负责检查的检查员约克是个格外尽责的人，跟前几次检查不一样的是，他不光检查饮水井的内壁，还检查了外壁和周边的土壤。

他的检查结果是：水泵下面的水井内壁虽然貌似完整，但是外壁已经有崩溃缺损。如果仔细观察，能看到外壁缺损对应的地方，井的内壁也已经出现足可以渗水的裂痕，而饮水井旁边六十八厘米就是那个污水井，污水井和饮水井之间的土壤能看出有污水渗透的痕迹。

萨拉把污水倒入污水井的时间是9月1日，从那天开始，宽街出现一个又一个霍乱病人。

萨拉的孩子很快死亡，所以萨拉后来没有继续往污水井里倾倒霍乱病人排泄物。宽街的疫情只持续了几天就戛然而止，就是因为后来不再有新的污染源。撒石灰和拆除宽街水泵摇柄，跟那次疫情的终止并没有什么关系，只不过是时间上的巧合。但从逻辑上说，假如当初萨拉继续往污水井倒带菌污水，那么只有斯诺的措施能阻断传播。所以说到底，斯诺的思路还是正确的。

对于斯诺和怀海德，他们认为这可以下最后结论了，教会调查委员会也一致同意他们的结论。但伦敦卫生局的官员们仍然不肯接受斯诺的理论。他们太习惯于瘴气学说这种传统理论了，接受斯诺的污水理论，意味着要放弃瘴气理论，也就意味着要放弃从小习惯的那一整套传统理论，另外学习一套全新的疾病理论。这需要耗费脑力，不是每个人都愿意花费这样的精力。

斯诺终其一生都没能看到自己的理论被接受。1858年，他在工作中发生脑出血，昏迷六天之后去世。去世的时候只有四十五岁。

有点讽刺的是，斯诺的理论后来被承认，是因为他生前的一个主要反对者威廉·法尔（Willam Farr）的证言。法尔是医生，同时也是政府官员。或许是因为他的政治身份，他原来一直站在卫生局一边，坚决反对斯诺的理论，直到1866年，斯诺去世之后八年，伦敦再次暴发霍乱流行。法尔自己对病例分布做了调查之后，得出了跟斯诺一样的结果：某个饮水源周边的居民，发病率显著高于其他地区。

这不可能用瘴气解释，只有一种解释，就是病从口入：霍乱弧菌是通过病人饮用的污水进入人体的。

法尔有过判断失误的时候，但他是个真正的学者。虽然他跟斯诺作对多年，一直到斯诺死去，但发现自己的错误之后，并没有隐瞒真相，而是给卫生局提交了报告，承认斯诺的理论是正确的。他还促成当局颁布一个新法令：凡英国居民，即日起禁止饮用未经煮沸的水。

流行病学并不是只在缺乏微生物知识的年代才有用，即使在今天，仍然是医学研究的一个重要工具。比如传染病流行期间，我们追踪首发患者和后来新发病例的活动轨迹，就可以分析这种传染病的起源、传播方式、传播力度等，有了这些知识，我们制定防疫措施就能更有依据，更有可能精准阻断传播链，也更可能避免无谓的恐慌和混乱。

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