Space Odyssey

"Elegant"相信是源于法语的一个词汇。如果有人夸你做事很"elegant"，你应该感到很高兴；如果有人说你是个很"elegant"的人，你应该感到无比的自豪。科研最需要的是"idea"，而伟大的发现往往来自一个"elegant idea"。Paul Ehrich(1854-1915)在19世纪末做的一个实验是一个很好的例子。

在巴斯德创立实验免疫学10年后的1890年，Emil Behring和Shibasaburo Kitasato发现针对白喉和破伤风毒素的免疫来自于动物循环血液中的一种物质，他们称之为抗体。最鼓舞人的是这种中和抗体可以被动地转移到其他个体，从而可以预防和治疗疾病，此为血清疗法。Behring因此获得1901年第一届诺贝尔生理和医学奖。

一个有趣的现象是未经免疫的婴儿血液中也有抗体存在，这些抗体从何而来？基于当时对梅毒的研究，人们认为可能有三个来源：一是直接或通过卵子携带由母亲传给子女；二是由父亲由父亲通过精子给子女；还有可能是祖父通过遗传的因子传给第三代的。

Ehrich当时已经在细胞呼吸方面小有名气，并在1891年用植物毒素作为抗原激发并准确地测得了抗血清的滴度，他决定将这一方法引入新生儿抗体的研究。

第一个要回答的问题是，新生儿的抗体是来自母亲还是父亲，或者祖父？Ehrich将植物毒素免疫的雄鼠和未免疫的雌鼠杂交，将免疫的雌鼠和未免疫的雄鼠杂交，然后用不同剂量的毒素激发新生小鼠的免疫应答。只有免疫雌鼠的后代能够在致死量毒素的攻击下存活下来，而免疫鼠不能使第三代获得保护。Ehrich得出结论：

We can presently distinguish two types of immunity, the first of which may be termed active and the second passive … It is not to be doubted that that the immunity that we have observed in the offspring of immune mothers … depends on the transfer of maternal antibody.

由于保护抗体在喂乳前的新生儿体内已经存在，所以来自母亲的抗体是通过子宫直接传递给胎儿的。有趣的是新生儿静脉注射的抗体比成年人持续时间更长，这表明新生儿更能维持抗体的存在或者有其他的抗体来源。如果是后者，那么唯一的来源就是母乳。

毒素免疫母亲的新生儿在哺乳前被转给未免疫的孕母，同样，未免疫母亲的新生儿转给免疫的孕母。前者新生儿体内的抗体水平很快就下降，不到三周的时间就失去了对毒素的免疫抵抗。而后者新生儿对40倍致死剂量毒素的攻击仍有免疫力，而且这种免疫可以维持6周的时间，直到小鼠开始断奶。

哺乳的新生儿在最初的一年里很少患感染性疾病，Ehrich解释到，"母乳是新生儿最理想的食物。"这一原则至今仍然是母乳喂养的根据。

下一步Ehrich将目标转向山羊，因为山羊泌乳量更多。免疫和检测抗原用的是破伤风毒素，免疫怀孕山羊后，24小时之内在新生羊体内检测出抗体。为了进行定量，他又将奶乳汁被动转移到小鼠体内，然后用破伤风毒素激发免疫反应。奶乳汁中抗体的滴度决定于血清中的滴度，表明乳腺中产生的抗体对奶中滴度贡献甚微。

另一方面，转移给新生小鼠的抗体可以产生即时的保护作用，而成年小鼠则不能。这说明新生和成年小鼠的消化道的生理结构是不同的。

很遗憾Ehrich的研究在很长的时间被忽视，知道20世纪60年代，免疫学家和儿科专家才开始认识到其贡献。

Ehrich和Brieger合作，研究了免疫应答的动态学，并绘制了准确的动态曲线。直到60年后，Frank Dixon才用放射标记的抗原得出了类似的结论。

Ehrich在一百多年前设计的如此"elegant"的实验，让我们感受到智慧的光芒。