口罩:隔离病毒的“武器”是如何诞生的

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2020年02月14日 09:48:17
来源:环球网

天青

当下,新型冠状病毒疫情防控必须从每个人做起,正确使用口罩能有效阻断病菌通过飞沫传播,口罩也因此成了人们出门时必不可少的防护“装备”。纵观数百年来口罩的每一次发展进化,背后都是一部惨烈的人类与疫病的搏斗史。戴口罩,不仅是对自己的保护,更是对大家的保护。

意图吓跑瘟疫的“鸟嘴”

半遮面、掩口鼻——历史记载最早的口罩雏形出现在公元前6世纪,当时的口罩并没什么技术含量,只是在脸上绑块布片而已。当然,用途也大相径庭。现代人使用口罩是为了隔离病菌或者空气中的有害物质,保护自己不让病菌侵袭;而古人是为了保护他人或以示尊敬,才会使用布片遮掩口鼻。如古波斯人的拜火教认为普通人的气息是不洁的,因此在进行宗教仪式时要用布包住脸。在伊朗的一些波斯教古墓浮雕中,祭师也戴着“口罩”。

公元1275年,意大利商人马可·波罗旅行至中国,受到元世祖忽必烈的盛情款待。在宫廷宴席上,他看到侍奉饮食的侍从一律用蚕丝和黄金丝织成的“绢布”遮住口鼻,经询问得知这是为了防止侍从呼出的浊气污染食物。这段有趣的经历,在他回国后便记录于《马可·波罗游记》(又译为《东方见闻录》)中:“在元朝宫殿里,献食的人,皆用绢布蒙口鼻,俾其气息,不触饮食之物。”尽管“绢布”所用的蚕丝和黄金丝现在看来足够奢侈,但实际上发挥的不过是口罩的部分功能。

“口罩”被率先开发应用于卫生防疫方面,是在14世纪的欧洲。当然,它的背后是一场惨烈的人类抵御瘟疫战。

中世纪,一种烈性传染病——鼠疫肆虐欧洲,由于不明传染源,隔离、奔逃都无法有效制止疫情扩散,欧洲人民全面陷入恐慌,甚至一度认为是来自上天的惩罚。从14世纪40年代开始,这场传染病给全世界造成了巨大的灾难,在欧洲约有30%至60%的人因此而死去,“黑死病”就是人们为鼠疫起的另一个名字。直到18世纪,它才渐渐从欧洲消失。

当时,在一些地方,“尸体大多像垃圾一样被扔上手推车”,异常悲惨。延续百年不停的鼠疫暴发击溃了中世纪的社会秩序,由于教会在鼠疫流行中的处理无力,神权逐渐失去影响力,居民中研究医学的人开始增加。很多人还承担了处理尸体的工作,他们不得不采取一些自我保护,一般用麻布或者棉布来遮掩口鼻,以隔绝尸体的腐臭。可想而知,其防护效果甚微。

16世纪末,鼠疫又一次在欧洲暴发,而且传播面积更广。在经历了两个世纪的研究之后,医生们发现这种病症是通过血液和体液传播的。

直至1619年,法国医生查尔斯·德洛姆发明出一套防护衣,要求医生在治病时都穿上,尽可能减少他们的感染死亡率。这就是著名的“鸟嘴医生”——头戴黑色的斗篷帽,从头到脚的长袍都是由涂过蜡的帆布制成,有时也用皮制的,用来保护身体;双手用巨大的手套包好,并在手腕和脚腕处用绑带扎紧。除此之外,还有一个状如鸟嘴的面具,其内部凸起部分是装了香料和草药的布袋,布袋上有时还洒香水,用来隔绝有毒空气并减少异味,面具的眼睛由透明的玻璃构成。“鸟嘴医生”诊病时,手持长木棒挑开患者衣物查看病情或指挥其如何疗病,而不会用手直接接触患处。

这种鸟嘴状面具在相当长的一段时间里充当了口罩,有些医生也会在填充物中加入独家“秘方”,但作用有多大不得而知。至于为何要做成鸟嘴状,有一种解释称,“携带瘟疫的恶灵隐蔽在鸟的身上,而这些鸟会被形象更加凶恶的鸟嘴面具吓跑”。

发现细菌方有口罩

尽管口罩雏形出现得很早,但受医学水平的限制,在随后的几百年间口罩并未真正发挥其医用价值。口罩真正被用于医学,则是近代的事情。

19世纪,医学领域有了长足的进步,世界各地出现了大量新技术并被逐渐普及。如手术的领域不断扩大,外科医生不仅能对外在器官动手术,而且对体腔内的一些病症也能处理。从表面来看,这确实值得盛赞。但遗憾的是,虽然手术很成功,但患者会因术后感染而死。当时,无论是新发明的还是成熟的手术,术后死亡率都超过50%。如在法国巴黎的截肢手术,死亡率高达66%。甚至还有医生放话:“当一个人躺在手术台上接受手术,可比上战场奋勇杀敌的死亡率更高。”

这是为什么?众多医学从业者百思不得其解。当时,世界上还没有细菌学说,没有人知道我们身边存在一群肉眼看不见的细菌大军。

1857年,法国微生物学家巴斯德发表了“关于乳酸发酵的记录”,这是微生物学界公认的经典论文,推翻了被奉行许久的“自然发生说”,证实有些微生物会导致食物分解腐败,而发酵作用正是由于微生物引起的。可能人们当时未曾想到,这为之后的细菌防护型口罩的发明和应用打下了理论基础。

1895年,德国病理学专家弗鲁格指出,“从外科医生咽部和龋齿中可以培养出金黄色葡萄球菌和链球菌,讲话时唾液内的细菌会污染伤口。”他的学生还做了一个临床实验证明,如果医生不戴口罩,在培养皿45厘米至60厘米外高声演讲、2米外咳嗽或6米外打喷嚏时,培养皿内均有细菌生长;每次张口说话都可播散到空气中许多细菌。以此为基础,德国外科医学家米库里兹同年提出,在做手术时,外科医生应该将自己的口腔、鼻腔、胡须等部位用消毒纱布遮住,这也被称为“米库里兹氏口罩”。这是现代意义上有记载的首款医用口罩,此后“戴口罩”成了医护人员的标准形象。

由于纱布紧紧包绕着鼻腔和口腔,使用时很不舒服。后来,米库里兹的学生胡博纳等人把纱布剪成长方形,在两层纱布中间放置了一个细铁丝支架,使纱布与口鼻间留有间隙,解决了佩戴口罩呼吸不畅等问题。再把两根带子缝制到支架两侧,以便固定在使用者的头上。

两年后,法国医生保罗·伯蒂在经过多次实验后发现,6层纱布的口罩才可以有效预防细菌经飞沫传播。他将改良后的口罩缝到手术服的衣领上,用时只要将衣领翻过来即可。但这种口罩需要用手一直按压,极为不便。后来,他在口罩两侧增加了两条可以自由系结的吊带,下边部分牢牢缝在手术衣领上,上面可系到头部。至此,现代医学史上的口罩基本形成。

口罩挽救了一座城

有人说,在我国首个发明口罩的人,不仅救了无数人,而且还救了一座城。这话,并不夸张。

1910年冬,在我国北方新兴城市哈尔滨,一场浩劫悄然而至——很多人不明不白地死去。感染者初始会头疼、胸闷、发烧、干呕等,直至窒息死亡。一时间人人自危。

这场瘟疫从俄国贝加尔湖地区沿中东铁路传入我国,以哈尔滨为中心迅速蔓延开来,短短4个月扩散到5省6市,死亡人数达到6万多人,仅哈尔滨市就有5272人丧生。时值隆冬,哈尔滨大街上的积雪有五六寸厚,一排排棺木和尸体露天停放着,如长蛇阵一般绵延数里。

时任清政府天津陆军军医学堂副监督(副校长)、剑桥大学医学博士伍连德临危受命,担任清政府全权总医官,赴哈尔滨组织抗击瘟疫。12月24日,在到达后的第三天,为了弄明白疫情的来源,伍连德和助手决定冒险解剖患病尸体。在一间贫民窟里,他进行了中国医生的第一例人体解剖,获取了重要的脏器和血液标本。几天后,伍连德从显微镜中发现了大量鼠疫耶尔森菌,更加确定这次流行的是肺鼠疫,传播途径是直接通过人际间呼吸和飞沫。与欧洲鼠疫不同,那是由黑鼠身上的跳蚤携病菌引起的。

伍连德认为,要切断传播途径,最明智的做法是将肺鼠疫感染者与健康人群隔离开。于是,他对哈尔滨进行全面布控,尤其是重点区域的所有公共设施,旅馆、饭店、商店均全面消毒,对病人和家属实行严格的隔离,并对患病尸体采取了火化的处理措施。

同时,伍连德还设计发明了棉纱做成的简易口罩。其实,制作方式很简单,就是将约9寸宽的普通外科纱布剪成3尺长,每条顺长折成双层,中间放置一块长4寸、宽6寸、厚半寸的棉花,再将纱布的每端剪成两条,使之成为两层状的纱布绑带。使用时,以中间有棉花处掩遮口鼻,上下两端的绑带,分别经耳朵上下处系于脑后。

设计之初,伍连德曾将口罩的绑带设计成两端各三条:上方两条沿耳上方系在脑后,中间的沿耳下系在颈后,下方的则向上系在头顶。为使用方便,不久后他将绑带简化成两对,而防护作用依然。这样一款自制口罩,简单易戴,价格低廉。伍连德调动了大量人力物力,确保口罩源源不断地供应社会,很快被大众接受。这种加厚的口罩,后被称为“伍氏口罩”。

伍连德创立的防疫模式为整个东北乃至全国做了一个表率。随后,各省市纷纷仿照他的治理方法建立起防疫体系,给不同病情的病人提供更有针对性的治疗,避免他们之间的交叉感染。就这样,不到4个月的时间,一场数百年不遇的鼠疫灾难终于被制服。在那个没有抗生素,经济、医疗卫生环境都无比落后的年代,几乎不可思议。要知道,即便是现在,鼠疫仍被列为甲级烈性传染病(SARS是乙级)。这是人类历史上第一次大规模成功控制传染病的行动,伍连德功不可没。在1911年4月召开的“万国鼠疫研究会”上,这种方便、实用的口罩受到各国专家的赞赏:“伍连德发明之面具,式样简单,制造费轻,但服之效力,亦颇佳善。”

2007年,诺贝尔基金会官方网站公开了部分诺贝尔奖候选人资料,从中可以查询到1901至1951年度生理和医学奖候选人情况。获得提名的科学家中只有一位中国人,他便是我国现代医学先驱、中国检疫事业创始人——伍连德。

一场流感让口罩走向大众

从医生专用工具变成公众常备物品,口罩走进千家万户的过程,伴随着一场“史上最可怕的传染病”。

1918年,第一次世界大战已经进行了4年,处于血雨腥风中的欧洲,从马恩河、索姆河到凡尔登,无数年轻的生命终结于烽火狼烟中。虽然欧洲各交战国早已筋疲力尽,并付出惨重的代价,但战事依然胶着,看不到结束的迹象。已经被连年大战折磨得精神麻木的人们,无论如何也预想不到,一场比战争还可怕的灾难正尾随而来。

这要从1917年4月说起。大发战争财的美国宣布加入参战行列,宣战后,美国开始大规模的全国动员准备,士兵从原有的18万人扩征到350万人,各地不得不建起巨大的军营,用来训练大批远征军。只不过,为了应战,这些匆忙建起的兵营拥挤不堪。

次年3月,第一例流感患者在全美第二大军营——福斯顿军营发病,发烧、嗓子肿痛,医生认为不过是普通感冒。然而,接下来的情况出人意料,三周后就有1100人因病重需要住院。很快,24个大型军营里都暴发出流感。由于当时欧洲战事吃紧,美国政府并未因此停手,共有150万美军被陆续派往欧洲参战,但他们中有很多人未能活着登上欧洲大陆。

流感病毒随着美军的到来,以惊人的速度席卷了欧洲大陆,并向全世界扩散,造成人类历史上的一场空前灾难。最终,这场被称作“西班牙流感”的传染病,在一年多的时间里,估计共造成全世界5000万至1亿人死亡。

之所以称之为“西班牙流感”,并非因为疫源地在西班牙,而是因为当时该国是中立国,未对疫情信息进行封锁,所以很多消息都来自西班牙。这次流感先后对人类发起了三波攻击,时强时弱。由于缺乏有效的隔离措施与防护手段,不少普通病人和医护人员因交叉感染而患病,从而进一步加重疫情的蔓延。

西班牙流感后期,人们已经普遍意识到防疫的重要性。在美国发放的宣传画上,就标出了戴口罩,或用棉布掩住口鼻的正确做法;而日本的海报则更为直白:不戴口罩就没命了!

口罩成为预防流感的重要工具。普通平民被强制要求戴上口罩,虽然只是简易款,以今天的防护标准来看,其抵御病毒侵袭的效果并不怎么样。但不可否认,口罩变成了全民用品,其作用也从“防止他人不受感染”进化为“保护自己不被传染”。红十字会的志愿者们日以继夜地制造出数以万计的口罩,电车售票员会拒绝让不戴口罩的乘客登车。

在疫情防控中发挥了重要作用的口罩继续发挥着更多防护作用。1952年12月,持续了多天的严重空气污染造成英国伦敦上万人死亡,口罩成为在雾都中生存的必需品。口罩材料也在对抗污染的过程中不断进化。上世纪六十年代,无纺布口罩诞生,所用材料主要是静电纤维滤棉。此外,各国陆续颁布了职业健康法,通过各种措施推动现代口罩技术的不断发展和应用。

特别是在有传染性疫情发生后,口罩“排头军”的作用更是不可小觑。无论是SARS、埃博拉、禽流感、甲流,还是在这次全民抗击新型冠状病毒的斗争中,小小的口罩正在努力帮助人们隔离传染源,切断传播途径。

如今,口罩在世界范围内已经成为一个年产值超百亿元的成熟产业,从贴合度、过滤效果到舒适性均在不断改善提升。近年来,口罩的技术含量逐渐增加,除了医用外科口罩外,防尘、防花粉、防雾霾,甚至防紫外线、清凉感等个性化品类也全面上市。

域外来风

口罩成了“社交防火墙”

在日本街头,经常可见戴着口罩的行人,男女老少均不在少数。这让很多外国人尤其是欧美人难以理解,为什么日本人酷爱戴口罩?

近年来,日本戴口罩的人激增。一项调查显示,同样是在流感高发期,2008年有18%的日本人因担心染病会在这一阶段几乎每天都要戴上口罩;而三年后这个比例上升到了30.6%。据统计,2018年日本的家用口罩消费量为55.38亿个,销售额约358亿日元。也就是说,平均每人每年消耗40多个口罩,堪称世界第一大口罩消费国。

那么,这些口罩都用于何处呢?

在日本,花粉过敏算得上是“国民病”。根据一家制药集团的调查显示,该国约有3000万名花粉过敏患者,平均每四人中就有一人备受过敏折磨,最严重的集中于东京、大阪、静冈等地。每年春季来临前,药妆店都会设立专柜,售卖对抗花粉过敏的各类产品,如口罩、过敏药等。致敏源就是广泛栽种的杉木,当大量花粉飞散到空气中,人们吸入后便很容易出现敏感。口罩则能有效阻隔尘埃和花粉。因此,每年2月起,日本就有更多人外出戴口罩,严重的还会服用抗过敏药物或喷雾等来缓解过敏症状。

随意走进一家药妆店,货架上琳琅满目的口罩定会让人眼花缭乱。其中,有一些是专为女性设计的。一家美容公司的部门负责人表示:“有越来越多的人戴口罩已经不是为了预防流感,而是为了追求时尚。”该公司销售了一款“小脸口罩”,能够让下巴到耳朵的曲线更加圆润,让脸显得更小,深受年轻女性欢迎。

除此之外,在日本还有人戴口罩是完全看心情的,这种口罩则被称为“伊达面罩”。这种口罩一般较小,只遮盖鼻头及以下的脸部,多采用纯棉布制成,价格便宜。日本社会学者分析称,内向的日本人不喜欢也不习惯在公共场合自我暴露、自我展现,也不愿被陌生人解读出自己的私人信息,戴上口罩就像穿上“铠甲”,建起一道与外人的“社交防火墙”,起到自我保护的作用。

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