作者丨劉士永
羅伯特.柯赫與德國熱帶病研究宣傳海報
多米尼克.拉瑞
卡爾.皮爾遜
神經性梅毒的瘧疾療法實驗照
從2019年底開始的新冠肺炎疫情延燒至今，第二波的全球化也方興未艾。各國因應國情不同而祭出迥然不同的防疫、抗疫策略。
疫情之下，隔離封鎖的歷史根源，公眾耳熟能詳。然而疫情下的歷史片段何止於此，從方艙醫院的設置到日前英國首相鮑里斯·約翰遜提出的自然感染抵抗說，其實都是歷史的當代投射與應用。從歷史角度來看，新冠肺炎並不異於過去所有的“新”疫情，從1854年的倫敦霍亂、1918年的西班牙流感，到2003年的SARS與2009年的H1N1流感。
隨著疫情的發展，輿論的焦點也如走馬燈般變換。但眾多就當下情況發聲的言論都缺少歷史的縱深感。這段時間我在接受的專訪與約稿中，也感受到當前醫史研究與現實生活的距離感，彷彿當下發生的一切都與過去無關。
人之所以敢誇稱萬物之靈，不僅僅在於能夠思考與推演未來發展，這是近代科學思維的一大特徵，人類的智慧更來自於能以史為鑑且因時通達、日新又新。遂總結了這段時日以來的一些話題，略儘自己作為醫學史工作者的社會責任。
■劉士永
疫情統計中的峰值與拐點
3月3日的美國《世界日報》報道稱：“武漢新冠肺炎疫情最嚴重的階段已經過去，新增確診病例從高峰期逐步下行……武漢疫情已過拐點，快速上升態勢得到控制。”這段文字中使用了兩個生物統計的專業名詞：“峰值”與“拐點”。這兩個當前令人期待的疫情統計現象，不過是近一百年來發展起來的，而且是在經歷過許多疫情後才漸漸為社會大眾所接受，開始轉化為通俗意思，表達“嚴重的階段”和“期望疫情趨勢向好”。
數學是一種科學的、客觀的思考方式，但近代公共衛生的先驅英國將統計方法用於疫情分析當中，卻是為了確認喬瑟夫·李斯特消毒法的功效，以及1854年約翰·史諾霍亂防疫的真正效果。
19世紀的後50年，現代流行病學還在蹣跚學步的階段，更沒有具有疫情預測能力的流行病統計與預測模型。當時生物統計這門專業才出現不到一個世紀，“統計（statistics）”的英文也剛從德文statistik借用過來不久。在20世紀以前，敘述統計而非計量或分析統計，是當時統計學的主流。直到1885年以後，現在常見的計量推估的流行病統計才漸漸出現，之後數據圖像化的趨勢分析也才能讓峰值與拐點的位置得以凸顯。
隨著醫學科學的發展，19世紀中葉的法國醫師皮耶爾主張以醫院為單位對病例進行數據收集與統計分析。與今天的疫情預測目的不同，皮耶爾只強調運用統計方法推論個別疾病的病程發展，而非整個疫情的趨勢。這是因為早在希波克拉底的時代，特定疾病具有一定的病程已被醫師知曉，甚至成為其被動性療法很重要的思考方針之一。
大約也是此時，峰值與拐點的病程分析概念逐漸形成。19世紀的歐洲是近代科學醫學發展的領頭羊，法國醫師的看法後來也影響了德國。在俾斯麥國家社會主義與社會保險的驅動下，統計方法被應用於政府主導的人口統計中，並作為政府勞動、教育與醫保相關政策制定的依據。
說到近代公共衛生的推動，不能不提英國的關鍵地位。1893年倫敦大學生物計量學院正式呼籲，疫情分析應該採用標準化與數字化分析法研究疾病的總體趨勢和特徵，更在1903年進一步設立了生物計量學實驗室。主持該學院與實驗室的人，正是受到英國政府倚重並被視為現代生物統計先驅的卡爾·皮爾遜。作為一名統計學家，皮爾遜將許多統計學的概念和方法引入生物統計中，並對個別疾病的臨床發展及疫情趨勢提供了嶄新的觀點。其中拐點與峰值的概念，就反覆出現在他的研究與專論當中。
值得一提的是，皮爾遜與歐洲的生物統計學家，之所以會醉心於將統計學的趨勢分析概念和工具應用在疾病與瘟疫分析上，還與達爾文演化論的發展有關。在演化論與優生學的驅使下，他們都期望在疫情資料中找到疫情的峰值，並藉拐點的出現顯示人類克服瘟疫威脅的演化能力。
這一整套奠基於19世紀末的疫情統計法，原本的目的並非預測疫情走向，而是為了解決防疫策略或方法上的爭議。但隨著大眾社會日益相信醫學科學，乃至於其背後所代表的科學思維價值，生物統計分析法終於在20世紀以後成為疫情分析及趨勢預測的主流。從1895年的亞洲霍亂大流行到20世紀發生的許多大疫，如1906年的美國傷寒瑪莉、1910~1911年的中國東北肺鼠疫和1918年的西班牙流感，醫學界與政府防疫部門都常以疫情數據顯示防疫功效，或是據此推估疫情走向以安定人心。
換言之，峰值及拐點本應該是兩個價值中立的統計學名詞，但在生物統計尤其是疫情趨勢分析運用時，卻逐漸被政府與社會抱以疫情開始走低、趨勢向好的期待心理。在這一波新冠肺炎疫情裡，專家和社會大眾對峰值及拐點抱以疫情向好的期待，這樣的期待也隱約地顯示出，當前中國社會具有信仰數字思考及統計邏輯通俗化的現象。
1952年朝鮮戰爭MASH複製品展示
早在一戰時，美國志願醫療人員就擬在法軍陣地，建立可移動的陣地醫護單位。但因為當時運輸設備不甚可靠，加上壕溝戰的地理環境不利於建立此等單位，該建議胎死腹中，僅有救護車制度被保留下來。19世紀以來的兵站醫院及野戰醫院制度，仍舊屹立於戰場的後方，成為前方士兵可望而不可即的期待。
但到了二戰末期，隨著戰術改變與美軍後勤制度及思維的改變，加上運輸工具的發展趨於大型化、可靠化，建立機動前線醫療單位的想法不再是紙上談兵。1945年起在美軍的規劃下，戰場救護車與營級小型機動醫療單位逐漸在歐洲戰場上出現，甚至中國的滇緬戰線上也有所引入。但到朝鮮戰爭時期MASH建立後，符合美國軍事機動醫療理念的機構才真正出現。MASH是Mobile Army Surgical Hospital （美國陸軍外科醫院）的簡稱，首次出現於1945年8月，這些醫院不僅配有標準3/4噸軍用卡車、救護車組成的運輸隊，還經常應用、改裝當時還算十分先進的小型直升機開展傷員運送或者把醫療單位往前線推動的艱鉅工作。
MASH設計的主要目的和兵站醫院恰好相反。一戰時由於壕溝戰死傷慘重，加上炮擊與毒氣戰給傷兵後送造成了極大的困難，戰線後方的兵站醫院即便醫療物資堆積如山卻無兵可救。如何把醫療能量送往前線需要的地方，至少是儘可能接近戰線前方，是主要目的。
由於MASH屬於軍事醫療的一環，外科自然是任務的主流。經過發展，前線醫院具有越來越完整的醫療功能，大概除了婦產科與兒科外，一般醫院具備的功能都大致完備，甚至為了避免傳染病的肆虐與士兵心理衛生問題的發生，也配備了心理醫師、隔離病房，作為社會服務工作的附屬單位。
3月10日下午，位於武漢市洪山體育館的武昌方艙醫院最後一批49名患者治癒出院，正式休艙閉館。這標誌著武漢14家收治新冠肺炎輕症患者的方艙醫院患者清零，全部休艙。中國的方艙醫院基本上已經是具有全功能的醫療單位，根據央視網的說明，方艙醫院一般由醫療功能單元、病房單元、技術保障單元等部分構成，是一種模塊化衛生裝備，具有緊急救治、外科處置、臨床檢驗等多方面功能。
根據中國專家的說明，中國方艙醫院的發展其實就是順應世界發展潮流的結果。根據刁天喜與王松俊主編的《世界軍事醫學 1991—2010》，方艙醫院的發展始於美軍為了適應越南戰爭的需要，率先將自給式可運輸的野戰醫院投入戰場使用，是野戰醫院方艙化道路的開端。20世紀70年代以後，英、德、法、意等國家各自研發了不同的方艙醫院形式，甚至部分國家為了救災應急所需，把婦產科、兒科也納入其中。
就這段回顧來說，中國的方艙醫院就是戰場機動醫療單位的衍生型，其原始設計目的應該也是為了戰場救護的需要。只是中國方艙醫院在世人眼前露面的場合，幾乎都是為了救災應急，如2008年汶川抗震救災、2010年玉樹抗震救災，以及這次武漢抗新冠肺炎戰役。以救災抗疫形象出現的中國方艙醫院，多的是更多現代防疫與治療的形象，卻不能消弭它與現代軍事醫學發展史中千絲萬縷的關係。
輕重症分流與檢傷分類
現代方艙醫院是應用“整裝卸”理念設計的現代化機動醫療系統；由醫療功能單元、病房單元和技術保障單元三部分構成。平均百人左右的醫護能量，已足夠擔負多數重大災害救援、應急支持保障、巡迴醫療服務，以及武警區域衛勤力量基地化培訓等任務。根據說明，中國方艙醫院救治能力相當於二級甲等醫院，可在接到出隊命令後24小時內出發，獨立保障、展開醫療救援6個月的時程。
然而，要想發揮方艙醫院的最大功能，也須如戰場救護一般先進行檢傷分類，將輕、重症患者分開處理，以避免醫療資源的無效率配置，甚至拖垮整體的收治能量。這正是政策上把武漢地區重症患者移送火神山、雷神山醫院救治，方艙醫院主攻輕症收治的基本原因。
雖說方艙醫院原本是為戰地醫療設計，但在疫情下，其災難醫學的角色反倒更為凸顯。根據現行災難醫學與緊急救護的普遍原則，災難醫學的內容包括各種相關的醫療科學，如流行病學、感染科學、急診醫學、創傷醫學、重症醫學、公共衛生醫學與國際醫療等。對於面對大型傳染病疫情下的醫學應變處置而言，由於武漢及湖北地區疫情災難所造成的病患，其數目與醫療需求可能已超過該地區所能處理的常態醫療能力，因此從外部引入方艙醫院作為補充實有必要。
然而，重大疫情會同時湧入很多感染個案，對於疫源地點和個人染疫的描述可能並不真實和確定，所以收治過程必須十分謹慎小心，以避免輕重不分與院內交叉感染的發生。因此在多數狀況下，收治單位須進行類似戰場醫院檢傷分類的程序，將輕、重症分流處理。這樣的做法除了避免醫療資源的浪費外，也能讓醫療能量儘可能地持續下去。
綜上所述，當前社會大眾已耳熟能詳的輕重症分流，其實就是軍事醫療中的檢傷分類。檢傷分類的英文triage，其實源自法文的trier。大約在1792年，拿破崙直轄皇家衛隊的首席軍醫官多米尼克·拉瑞最早提出這一戰地救護原則。但與武漢地區檢傷分類是為了保存醫療能量相反，早期檢傷分類的實施，是為了確保軍隊持續的戰鬥力，將輕傷士兵儘快送回戰場以保存力量，只有真正需要醫療手術的士兵才被後送到野戰醫院。
法國醫學對於現代檢傷分類制度的發展貢獻厥功至偉，除了拉瑞以外，法國衛生服務部在普法戰爭前夕將檢傷分類與後送機制系統化，讓後勤的傷兵醫院可以根據前線醫官的檢傷報告，在院內再進行二次分流與相關照護準備。普法戰爭後興起的德國，則進一步將檢傷分類制度跟兵站的設計結合起來。熟悉德國軍事作戰史的學者都知道，兵站的設計深刻地影響了二戰以前的德國、日本，甚至是中國的軍事戰術。
在德式戰術思維中，兵站的後方是備戰區，前方則是接戰區，於是兵站醫院進行檢傷分類的目的也是為了將無礙的士兵儘快投入戰場。
但是到了美軍設計MASH時，尤其是進入越南戰爭中期，檢傷分類也與如何因地制宜規劃前線醫療單位與資源有效配置高度相關。這時的美軍方艙醫院內部配置較為完備，往前線投送與運輸醫療物資及人力的能力也相當不錯，但戰場上不只是外科方面的槍炮刀傷，在中南半島高溫潮溼的環境下，瘧疾、霍亂、傷寒等重大傳染病也屢見不鮮，更遑論當時逐漸受到精神醫學界關注的戰爭創傷症候群了。面對不同戰線的各種士兵健康問題，如何讓方艙醫院的資源符合實際需要，甚至能夠有效預測可能的需求並維持醫療能量，遂成為此後美軍軍醫進行檢傷分類，甚至是疾病相關統計彙報的推動因素。
2005年8月新奧爾良的卡特里娜風災救援是一個例證。颶風過後，來自喬治亞的第14戰鬥支持醫院立即進入災區，並在3天后在新奧爾良的一所中學裡建立了方艙醫院。然而，原本為救治平民設計的方艙醫院卻因為市民已經疏散，導致一堆事前備妥的醫療資源無用武之地，只好轉而救助前來馳援的第82空降師。
當颶風麗塔隨後於9月來襲時，第14戰鬥支持醫院即將方艙醫院內的資源分為兩半，根據每日檢傷分類的結果區分為輕、重症治療單位，還進一步根據軍事需求將軍人與平民的住院單位加以區分。檢傷分類的做法減少了該院內部的混亂與資源無效配置的情況，甚至在空中運輸穩定之後，多餘的醫藥資源轉移到他處，並與周邊逐漸恢復的民間醫療單位建立信息聯繫管道以互通有無。第14戰鬥支持醫院在區區一個月內的轉變，關鍵在於切實執行檢傷分類並據此重新調配工作動線與資源。從歷史的角度來看，方艙醫院執行的輕重症分流實與西方軍事與災難醫學的檢傷分類，有著歷史對照的呼應關係。
天花、瘧疾與英國的群體免疫防疫策略
面對3月以來歐洲疫情失控的狀態，英國並未接受世衛組織嚴抓防疫的建議與警告，拒絕宣佈停課或禁止大型聚會。首相約翰遜提出群體免疫策略，即讓全國六成人口感染並痊癒以自動產生群體免疫力。雖然約翰遜的說法立即引起了輿論爭議，但瑞典卻跟進採取類似的消極防疫策略，宣佈不再統計全國新型冠狀病毒肺炎感染人數。兩國做法引起軒然大波。
英國的防疫目標是達到群體免疫（herd immunity）的防疫政策，意即讓國內達到一定程度的染病人口，從而獲得對新型冠狀病毒免疫，然後就不會再傳染給其他未染病的人，期望趕在下次冬季來臨前，利用夏天這幾個月達到目標。各界對於老牌公衛大國的英國竟會作出如此決策有諸多猜測，從國內醫療資源嚴重不足到趁機排除政治風險等，各種說法一時間反倒混淆了群體免疫應有之義。
根據美國疾控中心（CDC）與世衛組織2007年發佈的定義，群體免疫是指人或動物群體中若有一定大比例的群體獲得免疫力，將使得其他沒有免疫力的個體因此受到保護而不被傳染。意即擁有抵抗力的個體的比例越高，易感個體與受感染個體間接觸的可能性便越小。
根據3月16日《環球時報》轉引德國哥廷根大學講席教授於曉華的文章指出，群體免疫是否有效，需要達到群體免疫門檻，這與病毒的基本傳染數R0值相關。該報道續論，多國學者發表的論文顯示，學界普遍認為新冠病毒的R0值在2~3左右，也就是說英國想形成群體免疫，需要有50%至67%的人免疫新冠病毒。不過這篇報道也承認，歷史上確有運用群體免疫成功剋制流行病的諸多案例。
其中最廣為人知的，就是1979年10月25日世衛組織宣佈烈性傳染病天花完全絕跡。從18世紀開始推廣牛痘接種，甚至是更早的人痘術，加上自然感染天花的倖存者，世界人口中具有抗體的總人數經過300年的發展，終於可以壓制住天花病毒的自然傳播與感染，讓這場現代公衛防疫開出勝利的花朵。除此之外，人們也利用群體免疫的原理，通過接種疫苗控制麻疹、牛瘟等疾病的傳播。
值得注意的是，這些成功都是來自於人工接種疫苗，以輕度刺激人體免疫反應的方式形成保護力，從而降低了這些病毒在自然條件中的傳染力直至消失。相對而言，這次英國首相提出的做法，卻是讓無保護的人群“自然”地接受感染，“希望”受感染者能夠存活並形成免疫保護力。
事實上，除了基本傳染數R0值是一大關鍵外，病毒的生物特性也是一個重要因素。像天花或腮腺炎這類疾病，只要得過一次就有終生免疫的能力。因此只要能夠發展出疫苗並施以大規模接種，這類疾病形成群體免疫效果的概率就比較高。但像麻疹這類不具有終生免疫特性的病毒，即便是接種了疫苗仍舊只有一段時間的保護力。要維持抗體，除了定期持續接種疫苗外實無他法。根據世衛組織發佈的訊息，從1980年開始全球至少有7次大規模的麻疹疫情。
以牛痘防治天花的經驗，在新冠肺炎上覆制群體免疫效果，恐怕有非常多的限制與變量。但從歷史上來看，英國首相與其健康醫療顧問的想法卻不是史無前例。
1900年德國著名微生物學家羅伯特·科赫首先提出利用群體免疫效果遏制瘧疾傳染的科學分析。他仔細運用了雙盲比較與血液檢驗，分析了瘧疾低感染率的西爪哇地區與高感染率的中爪哇地區。研究之後，科赫作出結論：高密度且持續地感染非致死性的瘧疾，可以為居民提供足夠的保護力；但這種持續且高頻度的自然感染一旦中斷，則感染瘧疾的風險會在數月中驟然提高，甚至會比未受感染前更具有致死力。
科赫作出這樣的觀察結論，當然和瘧疾的類型有關。瘧原蟲屬中有五個種類可以使人類感染瘧疾，其中惡性瘧的致死率較高，個案死亡率超過10%；但相對來說，間日瘧、卵形瘧及三日瘧，產生的症狀就比較輕微，患者的存活機會也比較大。然而，科赫的研究發現感染間日瘧、三日瘧、卵形瘧並不具有刺激人體免疫反應的能力，反倒是對致死率較高的惡性瘧原蟲，人體才可以自然產生免疫耐受力，但這種能力只有在數年且多次感染後才會產生。
20世紀20年代後，科赫的瘧疾群體免疫論受到漢堡熱帶醫學研究所的重視，他們所進行的一系列相關研究，不僅成為當時流行的滅（瘧）蚊法與環境控制法之外的第三條路線，甚至感染者的後遺反應還誘發奧地利醫生賈雷格發明了神經性梅毒的瘧疾療法，使其獲得了1927年的諾獎。當然因為DDT、抗生素藥物的發明與醫學進步，今日已不再有人提到科赫的瘧疾群體免疫論，但回到二戰前的德國，缺乏熱帶殖民地供瘧疾研究之用，也是讓這種德系理論無法持續的原因之一。
（作者繫上海交通大學特聘教授、美國匹茲堡大學亞洲研究中心訪問教授）
《中國科學報》 (2020-03-19 第5版 文化週刊)
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