疫苗的發明，現代疫苗功臣jenner逝世200周年

發明疫苗的英國鄉村醫生愛德華·詹納（Edward Jenner，1749年5月17日—1823年1月26日）也是英國皇家學會會士，但他入選的原因并非是預防天花的牛痘接種，而是他作為博物學家對杜鵑幼鳥行為的研究。圖/Ernest Board, Public domain

撰文 ｜ 商周

1796年5月17日，英國鄉村醫生愛德華·詹納從一位感染了牛痘的擠奶女工身上取出皰瘡液，然后對八歲的小男孩菲普斯進行了牛痘接種。之后的檢驗結果表明，這位男孩在接種后有了對天花病毒的免疫力。從此人類進入了疫苗時代，詹納也因為疫苗的發現名垂青史[1]。

在很多故事中，詹納發明疫苗的過程被大大簡化，這讓人不免猜測疫苗的發明有多少運氣的成分。

實際上，詹納并不是第一個觀察到牛痘可以預防天花的人，也不是第一個牛痘接種者，之所以被公認為疫苗發明人，是因為他用科學的方法證明了疫苗的安全有效，并因此成功地將疫苗推廣到了全世界[2]。

詹納之所以能做到這一點，他的博物學家的第二身份的作用巨大，可謂“功夫在詩外”[3]。

在這篇文章里，我們就談談詹納的另一個身份： 博物學家。

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青年盛世遇良師

1770年，22歲的詹納離開故鄉伯克利小鎮前往倫敦學醫，拜在當時著名的學者約翰·亨特的門下。亨特有兩個身份，一個是倫敦圣喬治醫院的主任醫師，另一個是著名的博物學家。[3]

在十八世紀的英國，擁有醫師和博物學家兩個身份的學者不少，其中的代表性人物除了亨特外，還有進化論的創建者達爾文的祖父伊拉斯謨斯·達爾文。十八世紀的英國涌現出為數眾多的醫生博物學家，和一個瑞典人有關，就是開創了現代物種分類學的卡爾·林奈。

林奈1707年出生于瑞典南部的一個鄉村，21歲時前往烏普薩拉大學學習醫學和植物學，畢業后在大學的資助下對瑞典北部的植物資源進行考察，這為他之后創造物種分類和命名系統打下了基礎。從1735年起，林奈開始到歐洲多個國家進行學術訪問，并在此期間出版了著名的分類學手稿《自然系統》。

就是在這部生物學經典名著里，林奈放棄了過去混淆不清的物種命名法，創建了一直沿用至今的雙名法。這一現代的物種命名系統，極大地推動了科學研究的進程，尤其是博物學的發展，讓博物學在十八世紀下半葉的歐洲迎來了又一個春天。在原本有著良好科學基礎的英國，博物學更是迎來了盛世。

從小就喜歡收集化石標本的詹納，在成為了亨特的學生后也有了兩個身份：醫學學生和年輕的博物學家。

1771年，英國博物學家約瑟夫·班克斯跟隨庫克號三年環球科考后歸來，為英國帶回來數量巨大的新奇物種標本，需要找人整理。在亨特的推薦下，年輕的詹納得到了這個機會。

詹納當時只有21歲，出色地完成了這項任務，并因此得到了班克斯之后第二位跟隨庫克號進行環球科考的機會。在這里需要說明一下，班克斯因為這次環球科考航行在英國科學界聲名鵲起，七年之后成為了皇家學會的主席，并在這一位置上做了四十多年。六十年后，另一位隨船參加環球科考的英國博物學家創立了進化論，這就是達爾文。

所以，作為博物學家參加環球科考的機會，不僅十分難得而且意味光明的未來。但詹納拒絕了，因為他想回到自己的家鄉工作和生活。

1773年，本在倫敦有著光明前途的詹納回到故鄉伯克利，成為了一名鄉村醫生。

愛德華·詹納（Edward Jenner，1749年5月17日—1823年1月26日）。圖源/Wellcome Collection

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十載無名博物癡

回到家鄉伯克利那年，詹納24歲。在十八世紀的英國，幾乎沒有醫學教材，醫生的知識主要是在實踐中去主動獲得。但這對詹納來說不是問題，從亨特那里學到的“實踐出真知”的理念使得詹納的行醫生涯很順利 [3]。

關于疾病，當時的醫學界有一種流行的觀點，即炎癥是諸病之源。但年輕的詹納對這樣的教條有些懷疑，為了探尋疾病的機制，詹納飼養了很多動物，做了大量的解剖，細致的觀察和思考讓他很快就成為了一名優秀的外科醫生。

在需要花費大量時間的行醫工作之外，詹納依然繼續博物學研究。回到伯克利的1773年，詹納就向導師亨特寫信，表示愿意幫助亨特開展一些倫敦做不了的博物學研究。這封信亨特沒有保存下來，但詹納完好地保存了亨特的回信：

“親愛的詹納：

我收到了你的信，非常高興地得知你在事業上取得了成功，衷心希望這種情形能繼續下去。我很感謝你為我著想，尤其是在我的博物學研究上。我很高興你對杜鵑的關注以及對蟾蜍繁殖的觀察，希望你盡可能詳細地去做。如果你能幫我找到任何新奇的東西，并為我準備好，就去做吧。……”

但就像鄉間醫生很難和圣喬治醫院的醫生相提并論一樣，在伯克利做博物學研究也同樣無法和在倫敦相比。當時英國的博物學研究方興未艾，絕大多數優秀的博物學家都集中在倫敦，或者像牛津和劍橋這樣的大學城，因為那里有著更好的研究資源。

但詹納并不在乎這些，業余時間從事博物學的研究純粹是興趣使然，他并沒有宏大的目標。在接下來的的十幾年里，詹納主要幫助亨特收集一些在倫敦難以得到的標本，同時也在亨特的指導下開展一些博物學實驗。

詹納向亨特提供的標本各種各樣，包括帶著原生樹丫的鳥巢，化石、三文魚、骷髏，他還在信中向詹納要過伯克利城堡里的蝙蝠、不同年齡的烏鶇、大鴇、鰻魚、鮭魚卵……要是詹納自己收集不到的標本，比如患有白化病的野兔，詹納會向外地的朋友尋求幫助。他為亨特收集的最令人驚奇的標本，則是一只巨大的鯨魚。

詹納還會在亨特的要求下開展一些實驗。這些實驗包羅萬象，從動物解剖，到體溫觀測；從有生命的動植物，到沒有生命的色彩。兩人合作做得最多的，則是對冬眠動物的研究。

除了和導師亨特合作，詹納還幫助另外一名大博物學家，也就是上面提到的皇家學會主席的班克斯，開展過一些博物學實驗。其中最為有名的，就是研究動物血清對植物的影響。

另外，詹納還獨自開展了一些自己研究。比如他基于對蚯蚓的研究，指出它們對土壤的重要性。班克斯爵士的繼任者，在1820年到1827年間擔任皇家學會主席的漢弗里·戴維爵士曾經這樣評價詹納關于蚯蚓的研究工作：

“我過去曾經傾向認為糞堆對蚯蚓有用，而沒有想過蚯蚓在經濟和自然上對人類的重要性。但詹納博士和我的觀點不同，他認為蚯蚓生活在草地的下面的土壤里，它們的工作為植物提供養料。”

幾十年后，進化論的創始人達爾文也對蚯蚓產生了興趣，并且通過研究確認了詹納的觀點。

需要一提的是，以上詹納參與的研究都沒有寫成科學論文發表，或者發表了也沒有署上名字，因為十八世紀的科學論文通常只有一個作者，人們只能通過詹那與亨特以及班克斯的通信里才知道他的貢獻。在回到家鄉后的前14年，詹納只發表過一篇不起眼的關于酒石酸銻鉀的小論文。

如果用一句話來總結詹納回鄉后前14年的博物學研究，就是他開展了大量的工作，并且積累了豐富的研究經驗，但一直默默無聞。

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鳥類研究驚世界

作為詹納的導師，亨特并沒有只利用學生去幫他收集標本和開展實驗，他也對詹納的研究做了指點，并且承諾如果詹納自己做出有意義的發現，他會幫助推薦給皇家學會發表。

比如，亨特就對詹納對杜鵑的研究給出了指導。[2]

“我希望你能對杜鵑有一個真實而具體的描述，并且盡可能地自己親自去做觀測。”

正是因為亨特的這個建議，詹納開展了對杜鵑詳細的研究。之所以研究杜鵑，因為這是一種比較特殊的鳥類，它們以“巢寄生”的方式生活。杜鵑自己不筑巢，而是把蛋產在其他鳥的窩里，讓其他的鳥為它孵蛋并將小杜鵑撫養長大。杜鵑寄生生活的受害者，也就是所寄生的宿主，常見的有蘆葦鶯、鹡鸰和麻雀。

等杜鵑蛋被孵育成幼鳥后，接下來就會發生一個奇怪的現象：和杜鵑幼鳥同窩的宿主小鳥都不會成活，最后窩中只剩下杜鵑幼鳥享受宿主父母的養育。于是出現了這樣的場景，體型很小的成年宿主鳥辛辛苦苦地喂養比自己體型大上幾倍的杜鵑幼鳥，而且盡心盡責。

為什么小杜鵑能獨享撫養權？同窩的小鳥和鳥蛋是如何失蹤的？對此，當時的博物學界有一個共識：即小杜鵑的親生父母做了手腳，殘忍地謀害了那些小的生命。

這一猜想合情合理，以至于在沒有任何證據的情況下也沒有人去質疑，直到詹納的出現。

一只成年蘆葦鶯喂養杜鵑幼鳥的場景。圖源/維基百科

遵照亨特的指導，詹納帶上自己的助手、也是他侄子的亨利·詹納一起對杜鵑進行長期的觀測。為了跟蹤杜鵑的整個生活史，詹納選擇了離伯克利幾英里外姑姑家的農場作為觀測點。這里有很多樹籬麻雀的窩，其中不少就成了杜鵑的宿主。姑姑家的私人農場，曾經為詹納的童年帶去很多快樂，現在又為詹納提供了不受干擾的觀察杜鵑的機會。

長期和穩定的觀察，再加上細心和嚴謹，讓詹納做出了一些新的發現。比如，詹納對杜鵑的生活史有了更為精確的記錄 [4]：

“通常是四月中旬的時候，雄性杜鵑先行到來，雌性則是在幾天后才姍姍到來，而且在數量上要遠少于雄性杜鵑，這就導致了幾只雄性杜鵑照顧一只雌性杜鵑的情景；大約在五月中旬的時候，雌性杜鵑開始把蛋下到宿主鳥的巢里。等到六月底七月初的時候，這些杜鵑就慢慢離開了，雖然杜鵑幼鳥還遠遠沒有長大，甚至其中一些杜鵑蛋都還沒有孵化出來。”

更重要的是，在詹納這篇論文里，詹納找到了杜鵑幼鳥為什么能獨享宿主鳥撫養機會的原因。換句話說，詹納發現了那些本來和杜鵑幼鳥同窩的宿主鳥蛋或小鳥失蹤的秘密：杜鵑幼鳥殘忍地將宿主的蛋或小鳥推出了鳥巢。

“小杜鵑完成這個行為的方式是十分稀奇的。這個小動物利用它的臀部和翅膀努力地把宿主鳥（小麻雀）放到自己的背上，抬起肘部方便運輸背上的負載物，隨著它向后爬到鳥巢的邊緣，直到到達其頂部，在那里休息了一會兒后，猛地甩掉了背上的負載，將它完全拋出鳥巢。”

關于杜鵑幼鳥如何能做到這一點，詹納也找到了答案：

“杜鵑幼鳥獨特的生理結構和這一奇異的行為完全相配。因為，和其它鳥類剛出生時不同，杜鵑幼鳥的背部的中間有一個寬而較深的凹陷，這讓它能將同窩的鳥蛋或其它幼鳥穩穩地放到背上，并將它們推出巢外。”

也就是說，杜鵑的幼鳥有著一個天生用來殘害同伴的生理結構，能夠在同伴幼小或者還沒有被孵化出來的時候將它們推出巢外。

在亨特的鼓勵下，1787年詹納將這一令人驚訝的發現寫成了論文，寄給了皇家學會。

如果用現代進化論的眼光來看，這樣的獨特結構和行為可以做出很好的解釋。但十八世紀還沒有進化論，也沒有相機來記錄事情發生的過程，人們很難相信這樣神奇的文字描述。面對詹納的這篇論文，時任皇家學會主席的班克斯爵士半信半疑，因為里面報道的現象的確讓人匪夷所思，但在和詹納合作的過程中他又知道詹納是一個嚴謹的學者。

皇家學會其他成員則和班克斯不同，他們無法相信論文所報道的現象的真實性。在經過學會的委員會討論之后，作為主席的班克斯代表皇家學會建議讓詹納慎重，確認自己的發現準確后再發表。

詹納1788年發表的關于杜鵑觀察的論文截圖。圖源/Wellcome Collection

大約半年后的1788年3月，詹納的這篇論文終于在皇家學會上宣讀，并隨后在學會的會刊上發表。

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皇家會士有誰知

就在詹納的論文發表后，在倫敦的亨特寫信通知了詹納[3]：

可以看得出來，即使是在皇家學會上宣讀了，而且也得到了委員會的認可，最后論文也發表了，依然有不少人對詹納關于杜鵑的研究發現表示懷疑。而信中提到的詹納向皇家學會的表達的愿望，指的是想申請成為皇家學會的會士。

從信中也可以知道，作為皇家學會主席的班克斯爵士對詹納的愿望給予了充分的支持，只是希望這暫緩到那年冬天的時候再啟動程序。

正如計劃的那樣，1788年冬天，在皇家學會會士亨特的提議下，詹納成為了皇家學會會士的候選人，并在次年順利當選。

就這樣，因為對杜鵑的觀察，詹納第一次在皇家學會會刊上發表了論文，并在40歲那一年順利當選為英國皇家學會的會士。英國皇家學會是現存的世界最古老的國家科學學會，這種學會和會員制度成為了后來各國的模仿對象，包括美國國家科學院和中國科學院。

在那些對杜鵑的巢寄生、動物冬眠、鳥類的遷徙、血清對植物的影響等的研究里，詹納已經具備了出色的觀察、推理和解決問題的能力，他也成為了一名優秀的博物學家。雖然僅憑一項觀察研究就成為了皇家學會的會士有些讓人意外，但詹納的入選依然當之無愧。

1789年，剛剛結婚一年的詹納有了自己的孩子，當選為英國皇家學會學士，可謂是事業生活雙豐收。但此刻的詹納心中正在籌劃一項更偉大的研究：牛痘。因為他為當地人接種人痘時，發現了一個有趣的現象，即一些對人痘接種缺乏正常反應的人之前都得過牛痘，這讓他猜想牛痘可能可以用來預防天花。

七年之后，詹納開展了本文開頭處提到的對小男孩菲普斯的牛痘接種，將人類帶進了疫苗時代。

可以說，詹納在博物研究中積累下來的研究能力與牛痘相遇，最終導致了疫苗發現的傳奇。

編者后記：免疫學研究者商周在其原創科普圖書《孟德爾傳》之后，歷時三年撰寫的《詹納傳：疫苗的使者》即將在2023年與讀者見面，敬請期待。

參考資料：

1. E. Jenner. An Inquiry into the Causes and Effects of the Variol? Vaccin?, or Cow Pox. London: Sampson Low, 1798.

2. F. Dawtry Drewitt.The Life of Edward Jenner: Naturalist, and Discoverer of Vaccination. 1933, Longmans, Green and Co.

3. J. Baron. The life of Edeard Jenner. 1827, London: Henry Colburn, New Burlington Street.

4. E. Jenner. Observations on the Natural History of the Cuckoo, Philosophical Transactions of the Royal Society. London 1788,78:219-237