女性的微生物學先驅–安娜.威廉斯
 
2011/03/04
 
劉仲康 | 中山大學生物科學系
鍾金湯 | 美國曼菲斯大學生物系
 
 
白喉是一種致命的上呼吸道感染疾病。在 1800 年代的一些英國殖民地區,白喉流行期間可造成 10 歲以下孩童高達 80% 的死亡;而在 1920 年代,美國每年也有將近20萬人遭受感染,並導致 13~15 萬人死亡。即使在醫學昌明的今日,白喉仍然不時在各地肆虐,包括許多已開發的先進國家,如德國、加拿大。1998 年獨立國協(前蘇聯)爆發白喉傳染病,根據國際紅十字會的統計,這次疫病造成 20 萬人感染和 5,000人 死亡。

有關如何治療白喉的研究,最早開始的是一位德國學者伊密‧范貝林(Emil Adolf von Behring, 1854-1917)。他在德國微生物學大師柯霍的實驗室和一位日本學者北里柴三郎共同合作,因發展出對抗白喉的血清治療法,而獲得首屆的諾貝爾生理醫學獎(1901年)。

本文的主角—安娜‧威廉斯(Anna Wessels Williams, 1863-1954)(以下簡稱威廉斯)也是研究白喉細菌的一位先驅,她曾分離出白喉桿菌並製出抗毒素血清,也對狂犬病的診斷和疫苗開發有重大貢獻。威廉斯還成功地建立起微生物學家團隊,鼓勵女性科學家從事醫學研究,對美國公共衛生有卓越貢獻。在這些重要的成就中,許多和她合作的男性科學家都因而受到表彰,或許由於是位女性,威廉斯的光芒卻被遮掩而忽略了。

家世與求學經過

威廉斯於 1863 年 3 月 17 日出生在美國新澤西州的哈肯薩克市(Hackensack, New Jersey)。她的父親威廉(William Williams)來自英格蘭,是一位私立學校的教師;母親珍妮(Jane van Saun)來自荷蘭,在一所荷蘭人教會(First Reformed Dutch Church)中幫忙。他們夫妻共育有 6 位子女,家庭經濟負擔沉重,而無法供應子女上學的費用。

威廉斯自幼在家庭中接受教育,直到12歲才進入一所公立學校(State Street Public School)就讀,她的父親當時是這所學校的理事之一。在這所學校中,威廉斯第一次接觸到顯微鏡,也開啟了她對微生物世界的興趣。畢業之後,她進入新澤西州立師範學校(New Jersey State Normal School)繼續就學,並於 1883 年畢業。之後的兩年,威廉斯在一所學校擔任教師。

1887 年,她的一位姊姊蜜莉(Millie Williams)因為生產時引發嚴重感染,導致胎兒不幸死產,姊姊本人也差一點死亡。這次事件造成威廉斯極大的震撼,使她下定決心習醫,希望不再發生類似事件。於是她進入「紐約婦兒科醫院附設女子醫學院」(Woman’s Medical College of the New York Infirmary)就讀,這所醫學院是美國第一位女性醫師依麗莎白‧布萊克威爾(Elizabeth Blackwell, 1821-1910)於 1868 年所創立的。

威廉斯在這所醫學院研習產科與婦科,並於 1891 年獲得醫學學位,之後便留在這所學院擔任病理學和衛生學的講師。1892~1893 年間,她遠赴歐洲深造,曾留學維也納、海德堡、萊比錫等地的醫學院,並在德國德勒斯登的利奧波德皇家婦產科醫院(Royal Frauenklinik of Leopold)實習。1893 年期間,她還擔任醫學院系主任的助理。在返回美國工作後,於 1902~1905 年間,她也擔任過這醫學院的病理學顧問。

初試啼聲—研究白喉抗毒素

1894 年,威廉斯在美國紐約市新成立的衛生局檢驗實驗室擔任志工,這是美國第一所市立檢驗實驗室,當時的主任是威廉‧派克醫師(Dr. William Hallock Park, 1863-1939),從此開啟了二人終生合作研究的輝煌事業。在當時,白喉是兒童的首要死因,死亡率極高,也沒有有效的治療方法。他們二人的目標是發展出一種對抗白喉的抗毒素血清,因此展開了一系列的研究工作。

1894 年,在派克醫師外出度假的某一天,威廉斯從一位罹患輕微白喉患者的扁桃腺處,分離出一株白喉桿菌(Corynebacterium diphtheriae)。微生物學在這時正處於發展的黃金時期,德國微生物學大師科霍(Robert Koch, 1843-1910)剛於 1884 年提出確認病原微生物的「科霍定律」,並於 1887 年發展出以洋菜培養基在培養皿中純化和培養細菌的技術。雖然在美國的威廉斯是從何人以及從何處學習到分離病原細菌的技術,我們不得而知,但是她對人類傳染疾病的研究具有高度的熱忱和興趣則是可以肯定的。

這株白喉桿菌成為他們實驗室的重要儲備菌株,後來並以這菌株發展出第一個有效的白喉抗毒素血清,免費供給北美和歐洲的窮人對抗白喉。這株白喉菌被稱為派克-威廉斯 8 號(Park-Williams no. 8),但通常簡稱為派克 8 號菌株(Park 8 strain)。

1895 年,威廉斯正式升遷為全職的助理微生物學家。雖然分離派克 8 號菌株的工作是威廉斯獨自完成的,但是大部分的功勞卻被世人歸屬於派克醫師。威廉斯理解這是一個實驗室內合作研究的性質,她並沒有怨言,並且說:「我對於我的名字能夠與派克醫師相提並論,感到高興和榮幸。」

研究猩紅熱與狂犬病

1896 年,威廉斯遠赴法國巴黎,到鼎鼎大名的巴斯德研究所進修,希望能研究出對抗猩紅熱的抗毒素,一如她之前所研究過的白喉,猩紅熱也是當時侵襲兒童的一個重要細菌傳染病,這是一種A型鏈球菌所造成的疾病。猩紅熱的患者全身發燒、頭痛、嘔吐、脈搏快速、起紅疹、舌頭發紅如草莓色,因此而得名。

然而威廉斯研究猩紅熱的進展卻不順利,主要是當時培養鏈球菌的技術還不是十分成熟。後來關於猩紅熱抗毒素的研究,直到 1920 年代中期,才由美國醫生喬治‧狄克(George Dick)和阿爾馮斯‧杜契斯(Alphonse Dochez)分別發展出抗毒素,用來診斷和治療猩紅熱,診斷方法就稱為狄克氏檢測法(Dick test)。

之後在 1924 年,威廉斯又回頭研究猩紅熱,她針對 21,000 位學童利用狄克氏檢測法進行檢驗並發表論文。她發現這種具有溶血性的鏈球菌,不僅存在於患者身上,甚至從健康人的喉部也能分離出這種菌。此外,她也發現溶血性的鏈球菌有許多不同菌株,分泌的毒素也不完全相同,這就是為何有人注射疫苗之後還會感染的原因。

由於她在巴斯德研究所期間研究猩紅熱的進展不順利,於是轉而研究狂犬病,並和巴斯德的得力助手—伊密‧杜克勞斯博士(Dr. Emile Duclaux, 1840-1923)合作。威廉斯對於狂犬病的研究相當有收穫,得到一株可製作疫苗的狂犬病病毒株。她在 1898 年返回美國時,攜回這株病毒,希望能發展出檢測狂犬病病毒的更佳方法,同時可利用它大量生產出預防狂犬病的疫苗。

回到美國之後,她和愛麗絲‧曼恩醫師(Dr. Alice G. Mann)合作,希望能找出快速又準確檢測出狂犬病的方法。1902 年,她成功地發現當動物遭受狂犬病毒侵襲時,腦部細胞會產生畸變,並據此改良以往的狂犬病檢驗方式。同樣的現象也被另一位義大利病理學醫師阿戴齊‧奈格利(Adelchi Negri, 1876-1912)在同一時期發現,由於奈格利把這病變的細胞命名為奈格利小體(Negri body),並在 1904 年發表論文,因此後人便通稱這類畸變的細胞為奈格利小體了。

稍後的 1905 年,威廉斯也公開發表了一種使奈格利小體染色的技術,可以立即診斷出一個動物是否遭受到狂犬病病毒的侵襲,把以往需耗時 10 天的檢驗,大幅地縮減為只需要半個小時。1907 年,美國公共衛生學會為了建立狂犬病的標準檢驗方法,成立了一個委員會,威廉斯因為她先前的貢獻而被任命為這個委員會的主席。之後的三十多年,威廉斯所開發出的染色技術,一直是人們檢驗動物狂犬病的標準方法。

建樹與貢獻

由於威廉斯在傳染病上的研究逐漸嶄露頭角,她在 1905 年被任命為紐約市衛生局檢驗實驗室的副主任。她持續和派克醫師密切合作從事研究,在 1905 年發表了他們的經典著作《包括細菌與原生動物的病原微生物:給學生、醫師和衛生官員的實作手冊》,這本手冊甫出版便廣為衛生界人士歡迎和使用,並被讀者簡稱為「派克與威廉斯」手冊。

到 1939 年為止,這手冊一共再版了11版,影響美國公共衛生至為久遠。其後的數年,威廉斯還和愛蜜莉.巴瑞格(Emily Barringer) 醫師合作研究性病的診斷與治療,與巴克兒童衛生部門的約瑟芬.貝克(S. Josephine Baker) 合作研究兒童的眼睛傳染疾病。

在第一次世界大戰期間(1914-1918),威廉斯參與了防治流行性感冒的團隊,並在戰爭部(War Department)的授權下,在紐約大學內主持一項訓練計畫,培訓在國內和在海外參與醫學實驗室的軍方人員,她還研究如何快速診斷出在軍隊中的腦膜炎帶菌者。1929 年,她和派克醫師發表了另一本經典著作《微生物名「菌」錄》(Who's Who among the Microbes),這本書是當時寫給公眾讀者的第一本有關這主題的書籍。

1932 年,威廉斯和派克醫師又出版了一本《有關人類健康與疾病的鏈球菌》(Streptococci in Relation to Man in Health and Disease),這本書的主題是她一輩子持續不斷研究的鏈球菌傳染病。她的一生事業,除了在公共衛生和基礎醫學研究上有許多重要建樹外,也建立了微生物學和傳染疾病的卓越研究團隊,其內包括許多位優秀的女性生物學家。

退休與晚年生活

1934 年,71 歲的威廉斯正式從公職被強迫退休,因為當時的紐約市長費奧里拉‧拉瓜地亞(Fiorella La Guardia)頒布了一個命令,強制要求所有年齡超過 70 歲的紐約市公務員必須退休。由於威廉斯的健康良好,且研究能力傑出,她的許多同僚以及學術界的科學家紛紛為她請命,然而拉瓜地亞市長堅持命令不得例外。

退休後,威廉斯離開紐約市,先遷居到新澤西州的伍德克利夫湖(Woodcliff Lake),然後又搬到威士伍德(Westwood),和她的妹妹艾美麗亞.威爾遜(Amelia Wilson)一同居住度過餘生。威廉斯於 1954 年 11 月 20 日因心臟衰竭而離開人世,享年 91 歲。

威廉斯在科學界做出許多重大的貢獻,但是她一生並沒有獲得任何重要的獎項或榮譽。她曾獨自分離出白喉桿菌,應該享有全部的功勞,然而全部名譽卻歸功給別人;她所建立的狂犬病快速檢驗法,曾廣為醫學界使用長達三十餘年,但是現今的教科書幾乎全然不提;她一生最高的職位仍然只是紐約市衛生局檢驗實驗室的副主任,除此而外從未獲得任何的升遷。

如果她是一位男性科學家,以她在那個時代所做出的貢獻,恐怕會獲得無數的榮譽,甚至諾貝爾獎也不為過。性別上的差別待遇,使她無法得到該享有的尊榮。然而不可否認的,威廉斯女士度過了她有價值的一生,也因為她的傑出貢獻,我們今日才能享受更好的健康生活。
 
瀏覽人次:33,771