重症监护室是一个异常安静的地方。医生、护士、呼吸治疗师和医学生熙熙攘攘,但他们低声交谈,像图书馆员一样。大多数病房中形成背景噪音的白天电视的刺耳嗡嗡声在这里听不到;重症监护室的机器几乎没有声音。灯光闪烁,监视器发出啁啾声,呼吸机发出叹息声。
一号床的男人是从急诊室转来的,他有一天晚上出现,抱怨得了重感冒。他关节疼痛,皮肤湿冷,发抖。医生注意到他的一只膝盖肿胀且触痛;病人解释说他前一个周末去攀岩,摔了一跤。没什么大碍,但那次摔跤让他觉得是时候收工了。他泡了一个长时间、舒缓的热水澡,然后开车回家。两天后他开始感到不适。
医生担心病人剧烈的心跳和急促的呼吸,从膝盖抽了一些液体并立即送去实验室分析。报告证实了他最坏的担忧:液体中充满了细菌。这不是流感;这是全身性血液感染,即败血症的早期阶段。而且它可能致命。
败血症不是冠心病那样进入美国家庭词汇的医学术语之一。医务人员以外很少有人听说过它。然而,所有医生——特别是所有危重症医生——都了解并恐惧突然的体温变化、湿冷的皮肤和血压下降,这些都预示着它的发作。他们都非常清楚败血症致命的多米诺骨牌效应:肾脏、肝脏、肺部、心脏的逐渐衰竭。
他们的恐惧并非毫无根据。败血症是非冠心病重症监护室死亡的主要原因;总体而言,它在美国的死亡原因中排名第十三位。尽管经过多年的研究和每年数十亿美元的投入,仍然没有有效的药物治疗,死亡率徘徊在50%左右。更糟糕的是,败血症正在上升:它现在每年导致175,000名重症监护患者死亡,是1980年的七倍。
为什么败血症会困扰我们最先进的医疗机构?部分原因是由于疾病本身的性质。部分原因是由于典型的重症监护室患者的性质。
败血症是一种免疫系统炎症,当身体对入侵的反应失控时就会发生。通常,我们能够处理小规模的细菌、真菌或病毒入侵:我们精密调控的免疫系统几乎毫不费力地吸收了大部分入侵。但有时,如果入侵的微生物特别恶劣或者免疫防御力下降,感染就会变得全身化,从而导致败血症。
大多数病例发生在已经因其他疾病而病情严重的人群中——这就是为什么这些病例通常发生在重症监护室。现代重症监护室患者是所有地方最严重的病人,他们的免疫系统功能远非完美,甚至根本无法运作。例如,微小的婴儿患者免疫系统未发育;非常年迈的患者免疫系统已经耗尽。器官移植受者为了最大限度地减少组织排斥的机会而故意抑制了免疫系统;遭受严重损伤、烧伤或大手术的人免疫系统暂时功能失调。而且,具有讽刺意味的是,这些患者的感染风险因用于维持他们生命的各种器械而增加:静脉输液管、喂食管、以及看似从他们身体每个孔口生出的导管。这些器械中有许多穿透皮肤,而皮肤是无数细菌的家园。
奇怪的是,当一号床的男人到达重症监护室时,他并不真正是现代败血症患者的典型代表。当他不知何故遇到最终会压垮他的免疫系统、入侵他的血液并使他陷入两个月昏迷的细菌时,他的身体状况非常健康。尽管如此,他在医院的治疗过程生动地说明了这种疾病的顽固性。他得到了现代医学所能提供的最佳治疗:强大的抗生素来消除他的感染,以及为他衰竭的器官提供复杂的机械支持。不幸的是,为挽救他的生命而使用的这些疗法使他残酷地容易受到新的感染发作。在他入院重症监护室几周后,当他再次遭遇感染时,他作为败血症受害者的状态就变得极其典型了。
一百五十年前,当医疗技术远不如现在先进时,败血症仍然是致命的。但当时的主要原因是完全缺乏无菌技术。当苏格兰产科医生詹姆斯·杨·辛普森爵士,将氯仿引入麻醉剂时,他对一位同事说,一个躺在我们外科医院手术台上的男人,比滑铁卢战场上的英国士兵面临更多的死亡机会,他承认了所有19世纪医生都知道的事情:全身性感染是他们最大的敌人。
在那些日子里,败血症常常导致外科手术以灾难告终。大多数手术只是截肢,理论是移除严重受伤的肢体并通过烧灼伤口杀死暴露组织比冒感染风险且无法阻止其扩散要好。然而,即使采取如此谨慎的方法,仍有25%到60%接受外科医生手术刀的人死亡。
即使是正常分娩也让女性面临败血症的风险。19世纪40年代,维也纳一家医院每十位产妇中就有一位死于一种神秘的感染,称为产褥热,现在已知是由细菌引起的:那里的医生通常从解剖室直接去产房,不洗手也不洗器械。活人的伤口——在分娩的情况下,子宫内的胎盘附着处——被死者的病原体污染了。
这些是诊所或城市医院这种受控环境下的死亡率;军事野战医院的手术死亡率可能高达75%到90%。南北战争期间,三分之二的联邦军阵亡者和近一半的邦联军阵亡者并非死于子弹或刺刀,而是死于感染和疾病。
医院感染的技术战争始于19世纪60年代末,约瑟夫·李斯特担任总司令。李斯特不知道他的敌人长什么样——德国细菌学家罗伯特·科赫直到1876年才将特定杆菌与特定疾病联系起来——但这并没有阻止他发起进攻。令许多同事感到好笑的是,李斯特在他的手术室里安装了一台小型发动机,在手术区域持续喷洒石炭酸雾。他将石炭酸倒入伤口;他用石炭酸浸泡绷带;他用消毒剂擦洗自己的双手,直到破皮。
结果呢?李斯特的手术死亡率从45%降至15%。他的成功传开了。一家挤满了普法战争伤员的慕尼黑医院采用了李斯特的新方法,一周内,坏疽发病率从80%降至零。
在接下来的50年里,医生们意识到,在患者周围建立卫生隔离区与李斯特对微生物的正面攻击同样有效。外科医生最终脱下了沾满血液的袍子;经过一番拖延,他们甚至戴上了手套。医院对器械和亚麻制品进行了严格消毒。洗手成为常态,败血症死亡人数减少了。
但一号床的男子和今年在美国医院中每小时将死于败血症的20名患者,都是这种疾病持续存在的无声证明。
通常,我们受到一系列精确编排但仍未完全理解的细胞事件的防御,以抵御细菌入侵。例如,如果细菌污染了伤口,也就是说,在我们的皮肤——我们的第一道防线之一——被突破后,称为中性粒细胞的白细胞会离开流动的血液,附着在损伤部位附近的血管壁上。排列血管的细胞——内皮细胞——会稍微分开,让中性粒细胞进入组织,在那里它们会迅速吞噬并摧毁大部分细菌,以免它们繁殖并入侵身体的其他部位。
另外两类免疫系统战士——淋巴细胞和巨噬细胞——随后加入战斗。淋巴细胞有两种形式:T细胞和B细胞。T细胞是组织者,帮助协调全身攻击。它们控制的部队包括B细胞,B细胞产生直接攻击细菌的抗体。同时,巨噬细胞是通讯专家。它们触发数十种强大分子,称为细胞因子,的产生,这些分子与身体组织和彼此进行通信。每个细胞因子都有一个单独的任务;例如,一个细胞因子引起感染区域附近内皮细胞的化学变化,吸引更多的白细胞;另一个细胞因子提高体温,为微生物入侵者创造一个不利的环境。许多其他细胞因子的确切功能仍不清楚。但很明显,细胞因子确保免疫反应不会无限升级。即使一些细胞因子正在发出攻击信号,其他细胞因子也会产生以缓和反应。最终,一旦入侵者被击败,战争机器就会停止运转,留下称为成纤维细胞的细胞来修复受损组织。
当系统正常运行时,所有这些活动都像小步舞曲一样精确编排。但对于一个危重病人,其自然防御系统已严重受损,情况就大不相同了。精确的编排消失了;小步舞曲变成了一场溃败。谨慎、自我调节的序列——如此多的中性粒细胞,接着是如此多的淋巴细胞、巨噬细胞、细胞因子等等——失控地偏离了轨道。现在,成群的白细胞穿透血管内膜;大量的巨噬细胞产生细胞因子,进一步增加了血管的通透性。在攻击下,内皮细胞吸引更多的巨噬细胞。它们反过来又产生更多的细胞因子。血管变得渗漏,使液体渗透到组织和重要器官中。
现在,随着身体自身的防御者变成攻击者,这种反应将继续升级,直到整个系统最终陷入感染性休克的混乱——体温迅速升高或降低,心跳加快,血压骤降,器官系统因血液供应不足而迅速衰竭。
引发败血症的细菌进入人体有多种途径——不一定非要通过伤口。在重症监护室里,导管、股动脉和肺动脉中的监测管线、机械呼吸机和饲管都提供了入口。常见的入口部位是消化道,那里通常居住着大量的细菌,如大肠杆菌。当由于感染导致肠道膜破裂时,大肠杆菌会进入血液。在已经生病、免疫功能受损的患者中,这可能导致全身性感染。
可能加剧问题的是用于治疗此类感染的抗生素。从微生物学的角度来看,人体就像一辆只有站立空间的公交车;当一种抗生素杀死一类微生物时,其他微生物会繁殖以填补空位。例如,一号床的男子在入院几周后感染了严重的肺炎克雷伯菌。这些杆状细菌通常无害地生活在口腔和胃肠道中,但杀死原始链球菌感染的抗生素使得肺炎克雷伯菌能够扩散到可能造成损害的其他部位。入院一个月后,该男子感染了葡萄球菌;实验室从他五根导管中的一根尖端培养出了这种细菌。它是否源于他自己的皮肤或其他地方仍然未知。
照顾一号病床男子的30多位医生之一说,败血症的治疗是一场猫捉老鼠的游戏。
怎么办?大多数希望寄托在生物技术行业的研究人员身上,但他们的努力结果仍不确定。经过十多年研究生产的抗败血症药物——目前尚未获得美国食品药品监督管理局批准——被一些医生誉为与青霉素一样有价值,而另一些医生则质疑其价格不合理且效果微乎其微。可以肯定的是,这些药物在研发阶段华尔街分析师和投资者所产生的热情,尚未与它们的表现相匹配。
对实验室生产抗败血症药物的探索始于1982年,当时研究人员报告称,他们通过用一种新型血清治疗一些败血症患者,提高了他们的生存率。这种血清是由健康的志愿者血液制成的,这些志愿者被注射了少量被杀灭的大肠杆菌。这些细菌属于一大类称为革兰氏阴性菌的细菌——因为它们在体外染色时无法吸收紫色染料而被命名为阴性;革兰氏是因为这是首次发明这种染色的丹麦医生的名字。另一类细菌,称为革兰氏阳性菌,则会吸收紫色染料。它们对染色的不同反应反映了这两种细菌类型不同的化学组成,而它们的不同之处之一在于它们产生的毒素。所有革兰氏阴性菌都会产生一种名为脂多糖的强效毒素,这可能是引发细胞因子级联反应并最终导致败血症的物质之一。
暴露于注射的大肠杆菌后,志愿者产生了针对该毒素的抗体;研究人员希望用这种富含抗体的血清不仅能中和感染大肠杆菌的败血症患者体内的毒素,还能中和感染任何其他革兰氏阴性菌的患者体内的毒素。显然它奏效了:78%的治疗患者在与败血症的斗争中幸存下来,而未治疗组的这一比例为61%。据推测,功劳应归于抗体。
对于生物科技公司来说,以这种耗时的方法生产一种广泛使用的药物在经济上是不可能的。但当时新兴的生物技术行业的研究人员立即接受了在实验室设计和制造抗体的挑战,以便重症监护室的医生能够拥有一种对抗败血症的强大武器。更准确地说,他们可能会拥有一种对抗革兰氏阴性菌败血症的武器;另一种革兰氏阳性菌不产生脂多糖,而是产生大量各种各样的独立毒素,每种毒素都不同。对于它们来说,这种预期的药物将是无效的。然而,在1980年代早期,革兰氏阴性菌似乎是大多数重症监护室败血症死亡的原因,因此革兰氏阴性菌败血症似乎是生物技术攻击的合理首要目标。最先起步的公司——加利福尼亚州伯克利的XOMA和宾夕法尼亚州马尔文的Centocor——同时接近终点,都拥有实验室生产的、高度特异性的单克隆抗体,它们能与革兰氏阴性菌的毒素结合。
然而,在1992年,两家公司都完成了药物测试,全国各地的重症监护室正准备使用这些药物时,美国食品药品监督管理局(FDA)突然叫停。FDA对Centocor的临床试验分析提出了异议——该机构认为,并不清楚接受药物并存活更长时间的患者是否真的因为接受了药物而存活更长时间。FDA裁定,这种名为Centoxin的药物实际上没有明确的有效性证据。大约在同一时间,该机构裁定没有足够的证据批准XOMA名为E5的药物。两家公司都受到了打击,重新开始。
当时,药物批评者主要担心的是费用问题,预计每剂约3,750美元。要使任何一种药物有用,都必须在败血症诊断一经确立就尽早给药。然而,这些药物仅针对革兰氏阴性菌,而确定导致特定患者感染的细菌种类需要时间。因此,唯一合乎逻辑的方法是,不等待确定患者特定的细菌敌人是革兰氏阴性还是革兰氏阳性,就对所有败血症患者施用这些药物。显然,美国每年有超过35万例败血症病例,这将导致患者、医院和保险公司的大量开支,以及药物制造商(就Centocor而言,预计每年16亿美元)的巨额收入。支持者认为,挽救的生命将远超对那些药物无效的患者施用药物所增加的开支。但是,当然,公司首先必须向FDA证明其药物确实对至少革兰氏阴性败血症有效。
1993年1月,屋顶塌了下来。当研究人员发现接受该药物的败血症患者中有一个特定群体——后来被证实为革兰氏阳性感染的患者——死亡率高于接受安慰剂的患者时,Centocor突然停止了Centoxin的新临床试验。Centoxin立即在欧洲被撤回,在那里它曾获得批准。Centocor的股票急剧下跌。
如今,曾被列为最有前途的生物技术公司之一的Centocor的前景一片黯淡。XOMA已开始对E5进行新的临床试验,但该公司现在将大部分精力投入到BPI上,这是一种新产品,他们相信它既能结合毒素,又能杀死释放毒素的细菌。
面对所有这些坏消息,至少在公开场合,生物技术企业家们仍然表现出顽强的乐观。设计一种抗败血症药物并非难事,XOMA的创始人,化学家兼医生帕特里克·斯坎农坚持认为。问题在于测试。首先,斯坎农指出,没有好的败血症动物模型。这使得败血症与已知更好的传染病(例如白喉,在兔子、小鼠和人类中看起来都差不多)处于不同的类别。其次,他断言,设计抗败血症药物的临床试验比设计其他疗法的临床试验要困难得多,这就是为什么药物的真实疗效并非人人可见。败血症患者并非空白。参与临床试验的患者可能是年轻人或老年人,免疫功能受损或免疫功能完好。先于败血症的手术(或化疗或内科疾病)可能轻微,也可能危及生命。所有这些因素都混淆了结果:一种药物实际上可能对败血症有效,但如果患者死于潜在疾病,则看起来并非如此。斯坎农仍然坚信E5对某些败血症患者有效,尽管他承认诀窍在于证明是哪些患者。
即使是现在正在研发的第二代药物,其中一些旨在更晚地干预细胞因子级联反应,也存在问题。在Centocor召回五周后,Synergen设计的一种旨在阻断名为白介素1的细胞因子的抗败血症药物被发现对生存率影响甚微。此外,一些怀疑论者认为,由于细胞因子在正常免疫反应中起着关键作用,抑制它们可能会产生不可预测的副作用;另一些人指出,细胞因子反应的复杂性可能使仅抑制一种细胞因子的作用有限。目前已识别出30多种这些细胞间通讯因子,并且不断有新的被发现。
使情况更加复杂的是疾病控制中心关于医院获得性感染的最新报告:它指出,自1980年以来,归因于革兰氏阴性菌的医院感染比例一直保持不变,这恰好是生物技术行业开始解决问题的时候。由于各种原因,包括抗生素耐药性,革兰氏阳性菌败血症现在正在上升。换句话说,在生物技术公司致力于对抗革兰氏阴性菌败血症的这些年里,他们的目标一直在移动。试图对抗这些细菌的药物设计者首先需要找到所有革兰氏阳性菌共同的特性——如果存在的话——然后设计一种药物来与之对抗。
在重症监护室走廊尽头一间狭小、闷热的会议室里,六名一直照顾一号病床男子的医生和医学生围坐在会议桌旁,喝着难喝的咖啡,谈论着败血症。有些人穿着手术服,有些人穿着浆洗过的白大褂;所有人都闷闷不乐。
将一号病床的男子送进医院的细菌是A组链球菌。这与1990年导致木偶表演者吉姆·汉森死亡的细菌是同一种。它也是过去四年报道的亚利桑那州和落基山脉州小范围死亡群集的原因。
研究人员不确定A组链球菌是一种卷土重来的古老微生物——它产生一种类似于现在罕见的猩红热疾病中发现的毒素——还是最近突变产生的新菌株。无论其起源如何,这种细菌都强大到足以压倒即使是健康人的防御系统。当它被吸入或通过皮肤破损进入人体时,A组链球菌引起的症状与流感非常相似,以至于可能被忽视,直到为时已晚。抗生素治疗在感染的最初阶段可能有效,但一旦细菌及其产生的毒素进入血液,几乎就毫无用处了。
一号病床上的男子可能是在攀岩事故中受了点擦伤,从而接触到了A组链球菌,尽管具体情况无法得知。一些重症监护室的工作人员猜测热水浴缸里的水可能消毒不充分,但其他人认为这种感染方式不太可能;再说,没人真正知道。而且也可能没有人会发现:在医院住了两个月后,一号病床上的男子去世了。
会议桌旁的医生们谈论着他们最近对败血症单克隆抗体抱有的极大希望;他们谈论着现代医院里的病人病情有多重;他们谈论着他们是如何擅长于挽救生命,以及将那些人输给感染(医学最古老的敌人)是多么令人沮丧。其中一位说:“就我而言,败血症从未卷土重来。它从未真正离开过。”














