1884年的一个炎热夏日,一艘英国皇家海军补给船缓缓驶入马耳他瓦莱塔大港。码头上,一名年轻军医正焦急地等待着新一批驻军的医疗报告。他叫大卫·布鲁斯,年仅29岁,却即将在医学史上留下不朽的名字。

他等待的报告内容令人不安:过去几年间,一种神秘的发热疾病在这座地中海战略要塞肆虐,每年有数百名英国士兵病倒。他们高烧不退、浑身疼痛、大量出汗,病情起伏如波浪,却被当时的医生误诊为疟疾或伤寒。没人知道这种疾病从何而来,更没人知道如何阻止它。

这座被称为"地中海护士"的岛屿,正在以惊人的速度消耗着大英帝国的军事力量。每年仅因这种疾病导致的军事人力损失就高达12000人日,相当于整支驻军的三分之一在任何时候都躺在病床上。

布鲁斯不会想到,他将花费数年时间追踪这个看不见的敌人,而真相的揭露需要另一位被历史遗忘的天才。更不会想到,一个世纪后,这种细菌会被美国政府选为第一批生物武器。

Goat Cheese

未经巴氏消毒的山羊奶制品是布鲁氏菌病传播的主要途径。来源:Unsplash

黑暗中的显微镜

19世纪末的欧洲,细菌学正处于黄金时代。巴斯德和科赫的开创性工作向世界证明,那些曾经被视为"瘴气"或"坏空气"的疾病,实际上是由肉眼不可见的微生物引起的。年轻医生们争相效仿大师的方法——制作培养皿、染色、在显微镜下寻找致病菌。

布鲁斯同样被这股热潮所吸引。他自掏腰包购买了一台显微镜,开始检验死于"马耳他热"患者的器官标本。1886年底的一个深夜,当他将一名死者的脾脏组织涂片放在显微镜下时,他看到了令他心跳加速的东西:大量的革兰氏阴性球菌。

这种细菌很特别——它们呈现出微小的球状或短杆状,单独存在或成对排列,不会运动,不形成芽孢。在当时的分类学中,布鲁斯将它们命名为"马耳他微球菌"(Micrococcus melitensis),因为它们是在马耳他岛上发现的。后来,为了纪念布鲁斯的贡献,这种细菌被重新命名为"布鲁氏菌"(Brucella)。

Sir David Bruce

大卫·布鲁斯爵士(1855-1931),布鲁氏菌的发现者。来源:Hektoen International

布鲁斯遵循科赫法则的经典步骤:他从死者体内分离出细菌,在培养基上培养,然后接种给猴子,成功复制出同样的疾病。1887年,他将研究成果送往巴黎巴斯德研究所,正式宣布发现了马耳他热的病原体。

然而,发现病原体只是第一步。更大的谜团依然笼罩着这座岛屿:这种细菌是如何从一个人传播到另一个人的?为什么士兵们成批倒下,而岛上的原住民却相对健康?为什么医院里的感染控制措施完全无效?

十七年的黑暗

布鲁斯的发现震惊了医学界,但同时也带来了深深的挫败感。尽管找到了病原体,却没有人知道它是如何传播的。

在接下来的十七年里,马耳他热继续肆虐。英国军方组建了"地中海热委员会",投入大量人力物力进行调查。医生们检测了土壤、水源、空气,甚至考虑过蚊子传播的可能性,但都一无所获。士兵们继续倒下,医院的病床永远不够用。

与此同时,布鲁斯的职业生涯也迎来了新的挑战。1889年离开马耳他后,他和妻子前往柏林向科赫学习更多技术,随后被派往南非。在那里,他发现了另一种致命疾病——那加纳病(Nagana)的病原体,这是一种由采采蝇传播的锥虫病,证明了昆虫可以作为疾病传播媒介。这项成就为他赢得了国际声誉,但对马耳他热的传播之谜却毫无帮助。

直到1904年,布鲁斯作为地中海热委员会的负责人重返马耳他,谜题才终于开始解开。而揭开真相的人,并非布鲁斯本人,而是一位长期被历史忽视的马耳他医生——特米斯托克利斯·扎米特。

Sir David Bruce in Africa

大卫·布鲁斯在南非的实验室。他的妻子玛丽·伊丽莎白·布鲁斯是一位训练有素的微生物学家,对研究工作贡献巨大。来源:Wellcome Collection

被遗忘的天才

特米斯托克利斯·扎米特是马耳他本地人,既是医生,也是考古学家和化学教授。1904年,他被任命为地中海热委员会成员,开始参与马耳他热的调查工作。

与布鲁斯和其他英国军官不同,扎米特对当地的文化和生活习惯有着深刻的理解。他知道马耳他人饲养着大约两万只山羊,这些山羊是岛上主要的奶源。他也知道,马耳他人习惯饮用新鲜的山羊奶,而英国士兵们同样喜欢这种饮料。

1904年9月,扎米特开始了一项关键实验:他尝试用含有马耳他热细菌的培养物喂养山羊。令他惊讶的是,山羊并没有表现出明显的疾病症状,但它们的血液中产生了特异性抗体。更重要的是,扎米特在这些山羊的奶中发现了活着的细菌。

1905年6月14日,扎米特购买并检测了六只山羊的血液。结果令他震惊:六只山羊中有五只对马耳他热检测呈阳性。这意味着岛上的山羊中,有大量携带这种细菌却不表现出任何症状的健康带菌者。

这是一个革命性的发现。在此之前,医学界认为动物感染后必然会表现出疾病症状。扎米特证明了"健康带菌者"的概念——一种动物可以在不发病的情况下携带并传播病原体。

当扎米特向布鲁斯报告这一发现时,布鲁斯最初的反应是怀疑。但进一步的调查证实了扎米特的发现:马耳他岛上约50%的山羊携带布鲁氏菌,而它们看起来完全健康。这些山羊的奶中充满了细菌,任何饮用未经处理山羊奶的人都可能被感染。

牛奶中的隐形杀手

扎米特的发现彻底改变了人们对动物传播疾病的认知。它不仅解释了马耳他热的传播途径,也为后来的公共卫生政策奠定了基础。

1906年,英国军方下令禁止向士兵供应山羊奶。效果立竿见影——英国驻军的马耳他热发病率在短时间内下降了超过90%。这是公共卫生史上最成功的疾病控制案例之一。

然而,扎米特的贡献长期被低估。布鲁斯在给上级的报告中多次暗示是自己"让扎米特去检查山羊",而扎米特本人又很少发表论文和记录。直到现代历史学家重新审视地中海热委员会的档案,扎米特才获得应有的认可。

马耳他热的故事还有另一个转折。当科学家们进一步研究布鲁氏菌时,他们发现它并非单一物种。布鲁斯最初发现的是"马耳他布鲁氏菌"(Brucella melitensis),主要感染山羊和绵羊。后来,科学家们又发现了其他几个物种:

流产布鲁氏菌(Brucella abortus)主要感染牛,是导致牛流产的主要原因;猪布鲁氏菌(Brucella suis)感染猪;犬布鲁氏菌(Brucella canis)感染狗。这些不同物种的布鲁氏菌都可以感染人类,但马耳他布鲁氏菌和猪布鲁氏菌通常被认为毒性最强。

细胞内的特洛伊木马

布鲁氏菌之所以如此危险,在于它进化出了一套惊人的生存策略。与大多数细菌不同,布鲁氏菌是一种"胞内寄生菌"——它能够进入宿主细胞内部,在免疫系统的雷达下隐藏生存。

当布鲁氏菌进入人体后,它们首先被巨噬细胞吞噬。正常情况下,巨噬细胞会将吞噬的细菌送入溶酶体,用强酸和消化酶将它们杀死。但布鲁氏菌进化出了一套精密的逃逸机制。

科学家们发现,布鲁氏菌拥有一套称为"四型分泌系统"(Type IV Secretion System, T4SS)的分子机器。这套系统就像一个微型注射器,可以将细菌的效应蛋白注入宿主细胞的细胞质中。这些效应蛋白会干扰细胞的正常功能,阻止吞噬体与溶酶体融合,让细菌逃过被消化的命运。

更令人惊叹的是,布鲁氏菌会劫持细胞的内质网,将其转变为自己的复制工厂。在这个改造过的细胞器中,布鲁氏菌可以安全地繁殖,产生大量后代。当细菌数量达到一定程度后,它们又会利用宿主细胞的自噬机制,将自己包裹在自噬样囊泡中,最终突破细胞膜,感染新的细胞。

这套复杂的入侵策略解释了为什么布鲁氏菌感染如此难以根除。当细菌躲藏在细胞内部时,抗体和许多抗生素都难以触及它们。这也是为什么布鲁氏菌病经常复发,成为慢性感染。

Brucellosis Laboratory Test

现代实验室中的布鲁氏菌检测。来源:Wikimedia Commons, CC BY 2.0

波浪般的折磨

布鲁氏菌病的临床表现变化多端,这使它被称为"伟大的模仿者"。最常见的症状包括反复发热、多汗、关节痛、疲劳和体重下降。但这种疾病几乎可以影响身体的任何器官系统。

最具特征性的是它的发热模式——“波状热”。患者的体温会在数周内起伏波动,高烧与退烧交替出现,就像海浪一样。这种独特的热型正是布鲁氏菌病曾经被称为"波状热"或"undulant fever"的原因。

关节和骨骼是布鲁氏菌最常见的攻击目标。布鲁氏菌性脊椎炎是最严重的并发症之一,细菌会感染脊椎骨和椎间盘,导致剧烈的背痛、神经损伤,甚至瘫痪。影像学检查可以看到椎体终板的侵蚀和骨赘形成,形成特征性的"鹦鹉嘴"征象。

神经系统同样可能受到影响。神经布鲁氏菌病虽然罕见,却极为危险。患者可能出现脑膜炎、脑炎、脊髓炎或周围神经病变。即使经过适当治疗,神经布鲁氏菌病仍可能导致永久性的听力损失或其他神经功能障碍。

心血管系统也面临威胁。布鲁氏菌性心内膜炎是一种危及生命的并发症,死亡率高达15%。细菌附着在心脏瓣膜上,逐渐破坏瓣膜结构,导致心力衰竭。对于已经存在心脏瓣膜疾病的患者,布鲁氏菌感染尤其危险。

生殖系统同样不能幸免。男性患者可能发生睾丸炎和附睾炎,导致睾丸肿胀和疼痛。在孕妇中,布鲁氏菌感染可能增加流产、早产和宫内感染的风险。

Dairy Farm

畜牧业是布鲁氏菌病传播的重要环节。来源:Unsplash

从农场到战场

布鲁氏菌病的历史并非仅限于医学发现。在20世纪的军事史上,这种细菌扮演了一个令人不安的角色。

1954年,在美国阿肯色州的松树崖兵工厂,猪布鲁氏菌成为美国历史上第一种被武器化的生物战剂。这个项目代号为"US"(代表"猪源"),科学家们将细菌装入M114炸弹中,设计用于攻击敌方军队。

布鲁氏菌作为生物武器有几个"优势":它可以通过气溶胶传播,感染剂量低(约500个细菌就能感染一个人),制造和储存相对容易,而且感染者不会立即死亡,而是长期丧失战斗力。对于一个想要"瘫痪而非杀死"敌方军队的军事计划来说,这几乎是完美的武器。

美国还开发了另外两种布鲁氏菌武器:“AB”(流产布鲁氏菌)和"AM"(马耳他布鲁氏菌)。这些武器在1969年被尼克松总统下令销毁,当时美国正式结束了进攻性生物武器计划。

苏联同样对布鲁氏菌表现出浓厚兴趣。在冷战高峰期,苏联的生物武器项目涵盖了多种病原体,布鲁氏菌是其中之一。苏联科学家们研究如何增强细菌的毒力,如何大规模培养,以及如何通过气溶胶进行有效传播。

冷战结束后,这些研究项目的遗产成为国际安全的隐患。苏联的生物武器设施分布在多个加盟共和国,一些科学家流失到其他国家,带走了宝贵的知识和技能。

全球健康威胁

尽管在发达国家已经得到有效控制,布鲁氏菌病仍然是全球重要的公共卫生问题。世界卫生组织估计,每年全球约有210万新发病例,这个数字可能被严重低估,因为许多病例从未被诊断或报告。

地中海沿岸、中东、中亚、非洲和拉丁美洲是布鲁氏菌病的高发地区。在这些地方,传统的畜牧业和乳制品消费习惯为疾病的传播创造了理想条件。未经巴氏消毒的山羊奶、绵羊奶和奶酪是主要的感染来源。

沙特阿拉伯曾经是布鲁氏菌病发病率最高的国家之一。在1990年代,该国的发病率高达每10万人数百例。近年来,随着公共卫生措施的加强和动物疫苗接种计划的实施,发病率有所下降,但问题依然严峻。

土耳其是另一个深受布鲁氏菌病困扰的国家。传统的生奶酪消费习惯,加上大规模的畜牧业,使得土耳其成为全球布鲁氏菌病负担最重的国家之一。每年有数千例新发病例报告,实际数字可能更高。

中国同样面临挑战。近年来,中国报告的布鲁氏菌病病例数量持续上升,尤其是在内蒙古、新疆、黑龙江等畜牧业发达的北方省份。2019年,兰州一家生物药厂的布鲁氏菌泄漏事件导致数千人暴露,成为中国近年来最严重的公共卫生事件之一。

有趣的是,美国的黄石国家公园成为布鲁氏菌病争议的焦点。公园内的野牛和麋鹿群携带布鲁氏菌,周围的牧场主担心这些野生动物会将疾病传播给家畜。然而,研究显示,过去20年中所有从野生动物到家畜的传播案例都是由麋鹿而非野牛造成的。这场争议反映了公共卫生、野生动物保护和畜牧业利益之间的复杂博弈。

诊断的迷宫

布鲁氏菌病的诊断是一个充满挑战的领域。由于症状缺乏特异性,患者往往经历漫长的就诊过程才能得到正确诊断。

血清学检测是最常用的诊断方法。标准试管凝集试验(SAT)和酶联免疫吸附试验(ELISA)可以检测患者血液中的抗布鲁氏菌抗体。但这些检测存在局限性——抗体出现需要时间,急性感染早期可能呈阴性;另一方面,既往感染或暴露也可能导致假阳性结果。

血培养是诊断的"金标准",但布鲁氏菌生长缓慢,培养需要数周时间,而且阳性率不高。骨髓培养可能提高检出率,因为布鲁氏菌倾向于在网状内皮系统中聚集。

分子生物学技术为诊断提供了新的工具。聚合酶链反应(PCR)可以快速检测布鲁氏菌的遗传物质,但技术要求高,在资源有限的地区难以普及。

一个典型案例说明了诊断的困难:一名33岁的女性从加勒比海的格林纳达度假归来后,出现了反复发热、头痛、恶心和关节疼痛。她多次就医,被怀疑感染了疟疾、基孔肯雅热或寨卡病毒——这些都是热带地区常见的疾病。直到布鲁氏菌血清学检测结果返回阳性,她才得到正确诊断。原来,她在格林纳达饮用了未经巴氏消毒的山羊奶。

Livestock

牲畜是布鲁氏菌的主要宿主。来源:Pexels

漫长的治疗之路

布鲁氏菌病的治疗是一场持久战。由于细菌隐藏在细胞内部,单一抗生素往往效果不佳。标准治疗方案是两种或三种抗生素的联合使用,疗程长达六周甚至更长。

世界卫生组织推荐的治疗方案是多西环素联合利福平,连续服用六周。对于严重病例或有并发症的患者,可能需要加入氨基糖苷类抗生素(如链霉素或庆大霉素)。神经布鲁氏菌病或心内膜炎可能需要更长的治疗时间和更复杂的药物组合。

即使经过规范治疗,布鲁氏菌病的复发率仍高达5-15%。这是因为细菌可能潜伏在某些难以触及的部位,如骨髓、脾脏或关节深处。当治疗结束后,残留的细菌可能重新活跃,导致疾病复发。

抗生素耐药性是另一个日益严峻的问题。虽然布鲁氏菌对常用抗生素的耐药率目前仍然较低,但耐多药菌株的报告正在增加,给治疗带来新的挑战。

在抗生素出现之前,布鲁氏菌病的治疗完全是支持性的。患者只能卧床休息、补充营养、等待疾病自然消退——或者演变为慢性感染,折磨数月甚至数年。许多患者终身未能完全康复,留下了关节损伤、神经缺陷或其他后遗症。

公共卫生的胜利与挑战

在发达国家,布鲁氏菌病的控制是公共卫生的成功案例之一。通过强制性的动物疫苗接种、奶制品巴氏消毒法规和严格的进出口检疫,许多国家已经消除了家畜中的布鲁氏菌病,人类病例也随之大幅下降。

但这项工作需要持续的投入和警惕。一旦控制措施放松,疾病可能卷土重来。2019年,英国报告了几十年来的首例本土感染布鲁氏菌病病例,原因是患者饮用了未经巴氏消毒的牛奶。

“从农场到餐桌"的全链条监管是控制布鲁氏菌病的关键。这包括:动物的定期检测和疫苗接种、感染动物的隔离或扑杀、奶制品的巴氏消毒处理、肉类产品的安全加工,以及公众健康教育。

然而,在发展中国家,这些措施往往难以全面落实。资源有限、基础设施不足、传统文化习惯根深蒂固,都为布鲁氏菌病的控制设置了障碍。世界卫生组织、联合国粮农组织和世界动物卫生组织正在联合推动"同一健康”(One Health)策略,将人类健康、动物健康和环境健康作为一个整体来考虑。

未完的故事

布鲁氏菌病的故事远未结束。每年仍有数百万人感染这种古老的疾病,数千人因此失去健康甚至生命。在偏远农村、牧区和资源匮乏的地区,诊断和治疗仍然困难重重。

与此同时,科学家们继续深入研究这种细菌的秘密。布鲁氏菌如何操控宿主细胞?为什么某些人更容易发展为慢性感染?如何开发更有效的疫苗和治疗方法?这些问题的答案可能不仅有助于控制布鲁氏菌病,也能为理解其他胞内细菌感染提供启示。

从马耳他岛上的士兵医院到现代化的生物安全实验室,从一只看似健康的山羊到被武器化的致命细菌,布鲁氏菌病的历史是医学进步、公共卫生挑战和人类与疾病永恒斗争的缩影。

当布鲁斯在显微镜下第一次看到那些微小的球菌时,他或许不会想到,他的发现将在一个多世纪后仍然与人类的健康和安全息息相关。而扎米特的名字,也终于从历史的阴影中走出,与布鲁斯并列,成为这场与隐形敌人战斗的先驱者。

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