1.平常的人生
这篇文章的第一作者叫杰夫瑞·陶本伯格,和赫尔汀算同行,因为他任职于位于首都华盛顿附近的军队病理学研究所。
比赫尔汀年轻二十六岁的陶本伯格和这位病理学前辈是截然相反的两种人,赫尔汀具有冒险的浪漫气质,陶本伯格则非常务实和认真,这和他的出身有关。
陶本伯格虽然是地道的美国人,但他不是在美国出生的,而是出生在德国,因为他父亲是军人。军人经常调动,所以他幼年是在欧洲和加州度过的。父亲到五角大楼就职时,又把家安在维吉尼亚北部的费尔费克斯县,这里算是他的家乡了。
军人家庭出身的子弟有很多人继承父母的职业,也成为军人,或者从事一些比较本分的职业。但陶本伯格不同,他在非常小的时候就立志当科学家,而且非常地执着,从未改变自己的目标。
费尔费克斯县靠近华盛顿,近年来经济发展迅速,成为美国最富有的县之一,同时也很重视教育,它的托马斯·杰佛逊科技高中一直名列全美公立高中第一名,是专门为陶本伯格这种愿意投身科学技术的优秀人才设立的。
在陶本伯格少年时代,费尔费克斯和很多的郊区县一样,还带着几分田园风光,生活很平静也有些沉闷,没有城市的那种拥挤和喧哗,这也是吸引军人们在此安家落户的主要原因之一。费县的公立学校没有针对陶本伯格这种科技天才的因才施教的办法,对他来说,高中的课程太容易了,陶本伯格很快就感到无所事事。除了学习之外,他喜欢古典音乐,可是高中的文化是摇滚乐,和他格格不入。
位于费县的乔治·梅森大学有一个特别项目,容许优秀的高中学生提前注册,选修大学课程。这对于陶本伯格来说非常适合,乔治·梅森大学离家里很近,可以住在家里,于是十五岁的他就成为了一名大学新生。
1977年夏天,他到NIH做暑期生,从事鼠乳腺瘤病毒的研究,这在当时是一个热门,科学界认为这是攻克人类肿瘤的关键,尽管后来人们才发现它无济于事。一时间,最优秀的科学家都挤在肿瘤病毒的领域。陶本伯格从一开始就受到了良好的科学训练,学校开学后,他继续半工半读。
在大学期间,陶本伯格有机会转学到名校,包括哈佛大学和普林斯顿大学,但他还是决定留在乔治·梅森这所不太出名的大学,主要原因就是希望自己能够继续在NIH从事科学研究。他早早就立志毕生从事科学研究,不愿意因为学校的名气而改变人生计划。
大学毕业后,陶本伯格决定继续升学,这是他在NIH的老板威廉·朱翰给他的启示。朱翰告诉他,在科学领域,学位是非常重要的,拥有一个医学博士就等于有了敲门砖,如果同时拥有医学博士(MD)和哲学博士(PhD)的话,就会很容易获得资助,而且能够找到理想的工作。陶本伯格本来打算读PhD,没有当医生的计划,但是朱翰的话说服了他。
大学毕业后,陶本伯格立即进入位于里士满的维吉尼亚医学院,原因很简单,和常青藤名校相比,这家的学费便宜多了。他读的是MD/PhD双学位,这个课程计划通常是学生先学两年医学课程,然后做PhD研究,最后做临床,陶本伯格则是先把医都学完了,然后到实验室完成PhD论文。1986年他获得MD,1987年获得PhD,论文是关于骨髓细胞变成T细胞的研究,并以此获得学校医学研究一等奖等多个奖项。
毕业后他在学校的实验室做了一年的研究,此时他的兴趣在儿童白血病上。本打算去做儿科医生,可是过去四年他一直在实验室,一个病人都没看过,万一由于自己的失误给孩子造成终身遗憾怎么办?考虑到这些,他觉得当不接触病人的病理医生。
NIH的肿瘤研究所有培养病理医生的见习名额,不过每年只接收三名,他申请并被接受了,回到NIH,他有回家的感觉。1991年见习结束,陶本伯格随即在NIH做博士后。完成了博士后训练之时,有一个非常好的机会摆在陶本伯格面前。
他的导师阿达·库瑞斯比克是荷兰籍的著名免疫学家,刚刚接受了荷兰方面的聘用,希望陶本伯格和自己去欧洲。对于陶本伯格来说,很快能在有关领域出人头地的,这是一个难得的机遇。
陶本伯格很想去欧洲,但有一个问题,他刚刚结婚,他的父母和他妻子的父母都在本地,去了欧洲就会远离亲人。在亲情和事业之间,他选择了亲情,在NIH又找了一份临时的研究位置干了下去。
1993年,他和另外一名NIH科学家受聘于军队病理学研究所,建立分子生物学实验室,将之用于病理学研究。六个月后实验室建立起来,陶本伯格有了自己的实验室。1994年,他被任命为分子病理学实验室主任,手下有二十人左右。
像很多美国的科学精英一样,陶本伯格完成了自己的学业和训练,几年后顺利地有了自己的一片天地,下一步就是要在科学界博取自己的名声和地位了。
1995年初,三十四岁的陶本伯格也在看最新的《科学》杂志,也从里面看出了希望。
2.沉睡的宝藏
星期二,和往常一样,陶本伯格早上五点五十离开家门,驱车前往位于华府城中的研究所。从他在费尔费克斯的家到研究所,如果在正常时间出门,很可能中午也到不了,为了避开华盛顿地区令人头大的交通拥挤,陶本伯格选择早出门,每天早早来到实验室。
每周二,他的实验室例会,内容是就最新的科研成果进行讨论。下次例会的论文还没有定下来,陶本伯格拿起刚刚收到的最新的一期《科学》杂志,封面上是一个大眼球。
《科学》杂志和《自然》杂志是科学界的两大顶尖杂志,科学家们都以能在这两个杂志上发表自己的文章为奋斗目标,相对于在英国出版的《自然》杂志而言,美国科学家的文章较容易被本国出版的《科学》杂志收录。陶本伯格并不满足自己的文章上《科学》杂志,而是希望有朝一日他的成果能被《科学》杂志选为封面文章。
平生所愿重新埋回心底,陶本伯格直接翻到这篇文章,仔细地阅读起来。这篇论文的内容是用分子生物学的技术来解决历史上的问题。
1995年,刚刚诞生不久的分子生物学如日中天,成为生命科学界发展最迅速的技术。分子生物学的基础是一种被称为聚合酶链式反应(PCR)的核酸快速扩增技术。
通过两个短的称为引物的DNA小片段和一种耐热的酶的作用,科学家可以在数小时内把特定的DNA量提高一千万倍。这种技术一问世,立刻引起了分子生物学研究的一场革命,PCR技术中被扩增的DNA所需量极小,从理论上讲只需要一个分子就可以,而且扩增效率高。
1985年美国科学家莫理斯发明了这项技术,1995年他就获得了诺贝尔化学奖。
PCR技术得到广泛应用,得益于1988年从温泉中分离到的一株嗜热杆菌,这种细菌可以在接近一百摄氏度的温度下生存,它体内有一种耐热性DNA聚合酶,有了这种酶,PCR技术就插上了翅膀,在生命科学领域内获得广泛的应用。
在著名的辛普森杀妻案中,控方就用PCR技术作为侦讯手段之一,从现场遗留的血迹中测出辛普森的基因,以此证明他就是杀人凶手。可惜县里的检察官忘了一点,PCR技术太敏感了,因此很容易污染,他们同时采集了辛普森的样本,两个样本没有严格的分开,被辩方抓住了把柄,导致证据无效。
1995年2月17日出版的《科学》杂志的这篇文章是关于著名化学家约翰·道尔顿的,说的不是他在化学方面的伟大成就,而是他的色盲症。由于道尔顿非常有名,他的色盲症也非常有名,他死后,助手保存了他的眼球,这个眼球被英国的道尔顿协会保存了一百五十多年,这篇文章用PCR的办法找到了道尔顿患色盲症的原因。
陶本伯格在例会上讲述了这篇文章,文章引起了实验室人员的兴趣,但也仅仅是兴趣而已。这种文章是很吸引眼球的,但没有什么实际意义,人已经死了一百五十多年了,他究竟为什么得色盲症还有什么现实意义?不过是一种科学八卦而已。唯独陶本伯格依旧沉浸其中,当天早上他就与同样起早避开交通的技术员安·里德聊了起来,认为他们也应该做同样的工作,争取能上《科学》,让这个毫无名气的小实验室名扬四海。
每一个科学家都希望成名,陶本伯格也不能免俗,只不过他希望靠脚踏实地的科研来成名,而且希望自己的研究成果能够为人类做出哪怕是很微小的贡献,他不想靠跟风炒作甚至弄虚作假而成名。
这篇文章之所以让陶本伯格这么有兴趣,是因为它的内容正是陶本伯格所从事的领域,用分子生物学技术研究病理学。病理学打交道的是样本,道尔顿的色盲症的研究可以说是历史病理学,这种研究的对象是保存着的历史性的样本,这方面举世没有人比陶本伯格更有优势,因为他所在的美军病理学研究所的主要功能就是收藏历史。
这个研究所的成立源于美国历史上一位伟大总统的一纸命令。在南北战争期间,林肯总统下令每个军队医生在解剖或者手术时存留样本,一百多年来军队医生非常认真地保存了样本,一些私人医生也把样本送来,为了储存这些样本,国家专门成立了美军病理研究所。
从林肯时期起,样本保存技术并没有改变。医生把病人的某个组织器官切下很小的一部分,用福尔马林也就是甲醛保存起来,送到病理所。一百多年来,病理所保存的样本已经达数百万份,这些样本虽然没有道尔顿的眼球那样的名气,但从数量和历史跨度上,世界上没有任何一个同类机构能够望其项背。
陶本伯格顿时觉得身边有一个巨大的沉睡的宝藏,问题是那么多的财宝,到底应该从哪里做起?
在那个星期二剩下的时间里,陶本伯格就像着魔似地在实验室里转来转去,脑子里全是道尔顿的眼球。
3.暗无天日
病理所那么多样本,应该有类似的名人的样本。陶本伯格的思路一直集中在这个方面,比如哪个名人的肿瘤样本,我们用分子生物学技术分析一下,解决历史的谜团。要不找找遇刺的加菲尔德总统的样本,以证明……他在华府火车站被当众行刺,死因是医生们那时候还没有消毒的概念而引起的反复细菌感染。这个案子有什么疑点可以翻案吗?
这么想来想去,陶本伯格把自己绕进去了,知道他自己一个人是苦思冥想不出什么来的,应该群策群力。
找到自己的老板,研究所的细胞病理学系主任汤姆·奥拉利和设在本所的国家健康和医学博物馆主任马克·米可兹,他把自己的想法说了出来,然后三个人就此海阔天空地讨论起来。
应该做传染病,因为病理研究所是军队办的,位于沃尔特·瑞德医学中心内,瑞德就是靠研究黄热病成名的,他们应该继承这个传统。是做黄热病还是瑞德本人?
内战时候的军营热?可以发现是真的病还是心理症状。
突然,有人建议做1918年大流感,马上得到共识。样本库里有的是1918年大流感中死亡的军人的肺部样本,因为当年死在大流感中的官兵比死在一战战场上的还多。用PCR技术,他们可以从样本中扩增出1918年大流感病毒的核酸片段,从这里开始,也许能解决历史遗留下来的西班牙大流感病毒之谜。
不过,八十多年过去了,一代一代的科学家一直没有发现西班牙流感病毒的痕迹,这说明发现它没有那么容易。样本库里面的样本保存了那么多年,对于是否还能扩增出病毒基因片段,他们不应该抱太大的希望。
这是一个抱着知其不可为而为之目的的项目,以一种很低调的形式进入了准备阶段。
军内做事按部就班,项目定下来,离开始行动还有几个月申报和准备时间,利用这段时间,陶本伯格和安·里德开始了解西班牙流感。
陶本伯格本人只是在医学院读书时听到过西班牙流感,里德更是闻所未闻,两人首先读的是克瑞斯比的书。
项目开始之后,还是很低调。因为陶本伯格的主要工作还是要为军队提供一个分子生物学诊断实验室,这只是他的一个次要的小项目。
如果从外表看,多数人会不相信陶本伯格是一个实验室的主任,而是会把他当成一名博士后或者在读研究生。陶本伯格有一张娃娃脸,而且衣着随便,这么多年了还是学生打扮,行事作风也不像个实验室的老板,唯一让人觉得他有些成熟的是他开着一辆二手的奔驰车,这辆车是1995年他的大儿子出世后购买的,因为他觉得家里要有一辆大一点的安全性强的车子,这一点体现了陶本伯格沉稳的为人行事作风。
华盛顿周围有很多研究单位,特别是NIH,是美国国家级研究机关。作为军队的医学研究中心,沃尔特·里德医学中心的地理位置很不好,位于华盛顿城中治安很差的地区,如果每天早上驾车经过那周围,会发现街道上一片狼藉,很可能昨晚上还上演过真人版的黑社会大片。当然研究中心内部安全无比,因为有军队负责保安。这样一来,工作人员大多不居住在附近,每天开车从很远的地方来上班。
中心内部看起来也像个军营,在这种情况下,陶本伯格的实验室所在的那个五层楼还能被人看成是怪物。没有一栋窗户,墙壁是三英尺的水泥。这是冷战时期的杰作,当年为了防备苏联,军方建议所有联邦建筑物要能防止飞机轰炸,这所建筑物就是作为样板的,一旦战争发生,总统和内阁成员可以到这里来避难。但是建成以后才发现,这个建筑物根本不能承受氢弹打击,联邦政府因此省下了一大笔钱,这座建筑物改成办公室和实验室,可是谁也不愿意待在不见天日的楼里,最后轮到病理所倒霉。
陶本伯格的办公室在三楼,非常袖珍,里面到处是纸张,大楼的门口有门卫,来往的客人要验明身份,然后由陶本伯格亲自下楼来接,事情办完后还得由他亲自送到门外,如此阴森的环境和高规格的待客方式造成很多科学同行不愿意到这里来,使得陶本伯格在科学界更像一个自我封闭的圈外人。
在这样的环境下,能够不得抑郁症就已经谢天谢地了,还敢憧憬破解将近九十年的西班牙流感之谜?
4.失败之中
陶本伯格的实验室虽然是一个诊断性的实验室,但在病毒方面有成功的先例。
1993年底,有人上门求助,是同行,一位军队的病理学家,不过是兽医。美军的兽医不管猫狗等宠物,而是负责野生动物。1987年,新泽西沿海的海豚开始大量死亡,很快,美国东边沿岸的海豚都患上一种不明原因的疾病,上万只海豚死亡。
环保署进行了调查,结果表明海豚死于污染造成的红潮。军中有人不同意这种结论,如果是污染的话,为什么单单杀死海豚?解剖发现,海豚的脑部、肺部和淋巴有病毒感染,因此怀疑是病毒造成的。
为了证明这一点,他们来找陶本伯格,希望借助分子生物学的技术提供可信的证据。陶本伯格的下属从海豚样本中分离出病毒的RNA,证明海豚死于病毒感染。
这段经历让陶本伯格有了研究西班牙流感的信心,他的实验室能够从海豚的病理样本中获得其他病毒的RNA,用同样的技术也应该能够从流感病人的病理样本中获取流感病毒的RNA。
第一步是找到合适的样本。病理所的样本库在另外一个地方,里面有三百万份样本是1917年后收留的,如果进去逐个找的话恐怕要找到下辈子了。好在这时样本数据库建立好了,虽然搜索功能还不强大,但已经节省了他和里德的大量时间。
主管数据库的工作人员拿到搜索请求后,觉得陶本伯格的想法匪夷所思,他要寻找1918年大流感中死于流感的人的肺部样本。在那种病来如山倒、满营病人的情况下,医护人员都忙得夜以继日,尤其是美军各个营地,死亡人数动辄以千计算,哪个医生会想到,会有时间切除死者的肺部,然后固定好送到这里?
除了肺部切片外,陶本伯格还要求病人必须是得病后很快死亡,而不是病了一周以上才死的,因为前者的肺部会有大量的病毒,而后者的病毒很可能不活跃或者不怎么繁殖了。
两天以后检索结果出来了,数据库里面居然有七十份1918年死于流感的病人的肺部标本。这些样本用福尔马林固定,石蜡包裹,同时还附有病历。陶本伯格从中找出六份得病后很快死亡的病例。
确定了样本之后,陶本伯格并不能马上进行研究,因为如果使用人体组织的话,要经过特别的许可。他写了报告,交上去后,一等就是几个月,这期间他和里德把时间花在了解1918年大流感和流感病毒上。
批准终于下来了,实验终于可以开始了,那一天是1995年3月19日。
样本到手后,里德开始处理样本。经过在陶本伯格手下的几年熏陶,她已成为世界上少有的几位能够对福尔马林样本进行PCR的专家。样本非常珍贵,他们小心翼翼地处理样本,一丝不苟地进行试验。
一年多时间过去了,到了第二年6月,所有的努力全部失败了,再度反复下去,还会以失败告终,到了仔细总结的时候了。
陶本伯格首先认真考虑的是,经过这么长的时间,病毒基因是否能够保存在样本里,这种方法是否有成功的可能?他决定,先停下来,验证一下方法是否可行。
为了验证现有的方法,他选择了另外一次流感大流行,1957年大流感。这次大流感发生在四十年前,这株病毒是已知的,病人样本更容易搞到。
这一次,他们更加认真地处理样本,第一次PCR就得到了结果,经过序列分析,证明不是污染,而是1957年的流行毒株。
同样的方法能够从1957年大流感病人的样本中获取流感病毒,这证明方法是可行的。那么失败的原因只有一个了,就是样本,他们没有找到合适的样本。
这个样本是究竟在哪里?
5.成名之后
1918年9月19日,美国南卡罗莱纳杰克森军营,二十一岁的士兵罗斯科·沃恩因为流感住院。
杰克森军营是炮兵训练营,来自全美各地的四万名年轻人在这里接受有关的训练后,前往欧洲战场。和其他美军营地一样,1918年秋天,这里也到处是流感病人。当年8月,军营的医院一共收治了4807名流感病人,9月份达到9598名,死亡人数最高的一天达到三十人。
一周之后,9月26日早上,沃恩去世。当天下午,军医黑格伏斯进行了尸体解剖,在他的记录下,沃恩是一个很健壮的年轻人,胸腔有大约三百毫升液体,左肺有少量出血。黑格伏斯切下沃恩的肺部组织,固定后送往华盛顿保存。
七十八年后,这个样本被送到陶本伯格的实验室。
沃恩的病例很独特,一侧肺严重的细菌性肺炎,这是很多死于流感的病人的共性,在这里很难再找到病毒的痕迹了。但是他的另一侧肺部症状非常轻,还处于感染早期阶段,在他死前应该有大量的病毒繁殖,病理样本库的这些样本中,这一份最有希望存有病毒片段。
这一次他们终于成功了,虽然只是获得了很小的一个病毒片段,但打开了封闭将近九十年的一扇大门。有了这一段基因,他们就能够据此寻找下一段,然后再寻找下一段,一段一段地拼凑西班牙大流感病毒的真容。
1996年8月,他们终于发现了红细胞血凝素蛋白基因。
1996年10月,他们认为是该告诉世人的时候了。虽然他们没有获得全部基因,但他们是率先获得西班牙大流感病毒基因的人,这已经足够在超一流科学杂志上发表文章了。
论文写完后,陶本伯格信心十足地投往《自然》杂志。投稿之前,他特意EMAIL给《自然》杂志在华盛顿的办公室,对方对此非常感兴趣,但是没想到《自然》杂志收到稿件后,很快给退了回来,而且只附上标准的退稿信,表明这篇论文不值得审,没有其他说明。
陶本伯格受到很大打击,英国人眼界高,那就投给《自然》杂志的对头《科学》杂志吧,可是没想到,《科学》杂志同样很快把稿子退回来了。
这一下,把陶本伯格弄得信心全无。关在办公室里苦思冥想,为什么论文被退了回来?
是内容水平不够?西班牙大流感已经过去了七十七年了。这七十七年中,数不清的科学家做了数不清的科学实验,但是没有一个人能够发现西班牙大流感病毒的一丝痕迹。他的论文头一次让西班牙大流感显形,虽然只是一段基因,但可以说是迈出了非常关键的一步。这样的论文,不应该被拒绝的。
陶本伯格思前想后,认为编辑是因为他的单位而拒绝他的。在《科学》杂志编辑部的眼中,军队病理学研究所就如同医院的血液学实验室一样,怎么可能做出这样的成果?因此他们先入为主地认为结果成问题。自己是一个还无名的科学小卒,更不要说在人才拥挤的流感病毒研究领域了。
既然这样的话,就要自己争取。他要求《科学》杂志编辑部将论文送审。编辑部将论文送给几位专家审阅,获得一致的好评,《科学》杂志这次接受了这篇论文。这时候,陶本伯格早就灰心了。
1997年3月,论文终于发表。几乎在一夜之间,陶本伯格成名了。电话从早到晚响个不停,有几十个人要求采访他,上完电视上广播。
陶本伯格所做的第一件事是打开德州大学的网站,找到克瑞斯比的电子邮件地址,然后发送一封邮件,告诉克瑞斯比,他那本书对自己研究所产生的巨大影响,同时告诉克瑞斯比,西班牙女郎没有永远地消失。
在名利的光环下,陶本伯格有不得已的苦衷。沃恩的样本该做的都做了,他的工作不得停下来,因为他不知道到哪里去找更多的样本。当时他并不知道,这篇文章为他打开了什么。
从投稿到文章发表,陶本伯格一直处于一种被遗忘被抛弃的心境,即便突然成名以后,在流感病毒领域,陶本伯格还是一个边缘人物,虽然他是世界上第一个拿到了西班牙大流感病毒的基因片段的人,可是全世界的目光却集中在另外一个外行身上。
一个漂亮的年轻女人。