奇迹细菌——粘质沙雷氏菌的简史

粘质沙雷氏菌,这颗酷似鲜血的细菌,从1819年“血染玉米粥”到现代医学,既揭开细菌传播之谜,也带来致命感染风险。

在微生物的世界里,粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)是个异类。它那鲜艳如血的红色,既像一抹神秘的奇迹,又隐隐透着危险的气息。它的故事跨越了两个多世纪,从意大利乡间的玉米粥到现代实验室的培养皿,从无意中的“神迹”到刻意设计的实验,这颗细菌一次次以惊艳的方式闯入人类的视野。它不仅推动了科学的进步,还在不经意间改变了历史的轨迹,甚至在宗教与文化的交汇处留下了难以磨灭的印记。

故事的开端要追溯到1819年,那是一个异常潮湿闷热的夏天,地点是意大利帕多瓦附近的一个村庄。富裕的农民Antonio Pittarello某天走进厨房,发现自家的玉米粥上布满了鲜红的斑点。这可不是普通的污渍,而是仿佛鲜血渗出的痕迹。消息传开,村子里炸开了锅。好奇的邻居挤进他家,虔诚的信徒则惊呼这是某种超自然现象。骚动很快惊动了当地的区长官,他派出一位名叫Vicenze Sette的医生兼外科专家前去一探究竟。与此同时,一个名叫Bartolomeo Bizio的年轻药学学生也被这桩怪事吸引,自告奋勇加入调查。

Sette和Bizio各自回到家中,摆弄起简陋的实验设备。他们用新鲜的玉米粥做实验,试图重现那诡异的红色。没过多久,两人果然成功了——玉米粥上再次浮现出血红斑点。起初,他们都以为这是某种微型真菌在作怪。Sette给它取了个拉丁名“Zaogalactina imetrofa”,意思是“食物上的黏液”;Bizio则更有创意,他以意大利本笃会僧侣兼物理学家Serafino Serrati的名字命名,称之为“Serratia”,又加上了“marcescens”,意为“易消退”,因为他注意到这红色虽然夺目,却容易褪去。Bizio对Serrati的敬仰源于后者在蒸汽船发明中未被充分认可的贡献,而这个名字也由此流传开来。

粘质沙雷氏菌在室温下固体培养基上生长时看起来像血滴。成熟的菌落是粘液的,粘稠的,略带鲜红色或粉红色,“与血液不可思议的相似”

两人都在为率先解开“血色玉米粥”之谜而努力,但Bizio抢先一步。他援引了著名生物学家Lazzaro Spallanzani的理论,强调这红色来自生物而非自然发生,借此为自己的发现增添权威性。随后,他迅速将研究成果写成文章,发表在威尼斯的一家报纸上。这篇文章引发了轰动,连街头小贩都印了宣传册四处叫卖,让普通村民也能聊上几句这桩奇事。Sette对此颇为不满,觉得自己被抢了风头,可Bizio的结论其实与他并无太大冲突。几年后,Bizio在给神父Angelo Bellani的信中得意地写道:“报纸连载了我的实验好几天,一个机灵的出版商还出了小册子,街头巷尾都在卖,连没读过书的人都知道了。”

这场“血色风波”并未止步于帕多瓦。红色斑点开始在附近村庄的食物上蔓延,像是某种无声的瘟疫。Bizio的实验虽然简单,却意义深远。他在玉米粥上培养出纯净的红色菌落,比Robert Koch等人发明“培养皿技术”早了半个多世纪。这不仅为细菌学奠定了基础,也再次证明了生命并非凭空产生。然而,当时的科学界并未完全认可这些早期成果,著名细菌学家S. T. Cowan甚至轻蔑地说:“忽略Pasteur之前的任何工作,我们也不会损失什么。”可Bizio的发现终究穿越了时间的考验。

几十年后,1848年的德国,煮熟的土豆上也冒出了类似的红斑。自然学家Christian Gottfried Ehrenberg注意到了这一现象,将其命名为“Monas prodigiosa”,意为“奇迹单细胞”。他翻阅历史文献,推测过去百余起所谓的“神迹血迹”可能都与这细菌有关。比如1264年的“博尔塞纳奇迹”,一块圣饼上渗出红色,被认为是神迹,最终影响了基督教圣餐礼的形成;还有中世纪的“血谤”事件,犹太人因圣饼“流血”被指控亵渎,数千人因此丧命,或许也只是粘质沙雷氏菌在淀粉上的自然生长。虽然这些历史事件是否真由它引发难以确证,但它的血红色确实让人浮想联翩,成为宗教与科学交织的奇妙注脚。

时间来到1904年,这颗细菌的传奇又在英国续写新篇。8月8日周一,下午1点15分,英国医师M. H. Gordon站在下议院前的一根灯柱旁,手中拿着一捧混有粘质沙雷氏菌的土壤,轻轻洒在地上。那正是议员们赶往2点会议的必经之路。别误会,这不是什么阴谋,而是Gordon受命调查流感如何在议会传播。他选中粘质沙雷氏菌,因为它能在培养皿上形成显眼的红色菌落。他在辩论厅里摆满敞开的培养皿,想看看议员的靴子能不能把细菌带进去,暴露通风系统的缺陷。可惜,忙活半天,数百个培养皿里只长出几块菌落,显然靴子传播没那么简单。

Gordon不甘心,决定换个更戏剧化的方法。他走进辩论厅,漱了一口含粘质沙雷氏菌的悬液,然后旁若无人地朗诵起莎士比亚的《亨利五世》和《尤利乌斯·凯撒》,整整念了一小时,面前只有一堆培养皿当观众。这次,效果惊人——红色菌落布满了培养皿。他得出结论:说话时的飞沫能把细菌传到21米开外。这个实验虽然听起来有点荒诞,却为后来的病菌传播研究提供了宝贵思路。

粘质沙雷氏菌的鲜艳色彩让它成了细菌学家的宠儿。早在1897年,德国科学家Carl Flügge就用它证明了口腔飞沫能携带细菌,这直接启发了外科医生Johann Mikulicz发明早期口罩,也为新冠疫情中的“两米社交距离”埋下伏笔。1919年,军医在士兵嘴唇上涂抹粘质沙雷氏菌,验证餐具能间接传播病菌;1926年,科学家把它抹在手上,模拟握手传染;1937年,牙医用它涂抹牙龈,发现拔牙后细菌会进入血液。它的用途还不止于此。1945年,军方用雾化的粘质沙雷氏菌测试空气质量与疾病的关系;1957年,医生把它涂在昏迷病人的生殖器上,研究导管引发的尿路感染——结果一名病人很快去世。

这颗细菌的冒险之旅甚至延伸到了军事领域。1934年,记者Henry Wickham Steed爆料,纳粹德国曾在巴黎地铁和伦敦地铁研究粘质沙雷氏菌的传播。这篇文章让英法两国政府高度紧张,因为两地的地铁在战时都是避难所。1950年,美国海军更进一步,在“海喷行动”中沿旧金山海岸喷洒大量粘质沙雷氏菌,追踪生物战中的空气传播。监测站发现细菌飘了50英里远,可实验刚结束,斯坦福医院就报告11人感染,其中一人死于心衰。尽管1977年疾控中心的调查否认军方菌株与感染有关,这场秘密行动仍引发了巨大争议。

粘质沙雷氏菌一度被视为无害的实验工具,可事实并非如此。早在1903年,感染学家E. Bertarelli就发现它对小鼠致命;1913年,一个年轻人因咳出“红色痰液”求医,医生发现那是粘质沙雷氏菌的杰作,幸好他康复了。但对免疫力弱的人,它可没那么仁慈。它能侵入肺部、尿道、血液甚至大脑,引发休克、昏迷,死亡率高达30-40%。到20世纪60年代,它被正式认定为严重感染源,医院里再也不敢随便喷洒了。

它的红色来自一种叫“prodigiosin”的色素,这种物质不仅好看,还能抗癌、抗菌。科学家至今没完全弄清它为何生成,但已用它抑制疟疾寄生虫、杀死蟑螂,甚至开发免疫疗法。比如“Coley’s Toxin”就含粘质沙雷氏菌,百年来用于刺激免疫系统抗癌。更妙的是,Alexander Fleming还拿它搞起了“微生物艺术”,在培养皿上用红色菌落作画。这颗细菌,既是科学的瑰宝,也是潜在的威胁,200年的奇幻旅程仍在继续。2025年初,它跻身研究最多的30种微生物之列,留下无数惊叹与警醒。

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