原创朱石生读库
流行病学是一种研究工具，公共卫生及预防医学的基石。
这种研究方法能从环境证据里找出规律，从而帮我们判断一种疾病的病因，即使我们目前还看不见这个病因本身。从这个意义上说，流行病学在医学研究中能起到类似显微镜的作用，只不过是个不带镜片的显微镜。
我们说到医学研究，脑子里很可能浮现出实验室里的各种玻璃器皿。其实，这些生理生化分析技术，很可能是某种医学研究到了第二阶段才能做的事。研究疾病的第一步，更有可能是先做调查，详细记录一种疾病在人群里如何分布，看看这种分布是不是有某种规律。如果能找出规律，就对下一步研究大有助益。
举个例子，糙皮病曾经是大面积流行的疾病，年前后，美国南部一些州里，糙皮病每年发病人数超过七万，病死率高达百分之四十。这种大面积暴发很像是传染病，大家就以为这病是细菌感染引起的。美国医生约瑟夫古德伯格（JosephGoldberger）受命调查原因。
美国流行病学家约瑟夫古德伯格（－），曾因糙皮病研究五获诺贝尔奖提名，而无缘一奖。图源：维基百科
他采用流行病学调查方法，收集病人的背景资料，经过对比分析，发现这个病总是出现在孤儿院、监狱或是南方种植园。而且，这些地方的工作人员或是雇主自己不会患病，只有那些天天以玉米为主食，几乎没有任何其他食物的穷人才患病。从这个规律他推断出：糙皮病不是细菌感染，而是营养不良。
根据这一推想，他设计了用不同膳食做实验组和对照组的实验。实验结果有力证明了他的观点。但当时生物化学分析技术还不够深入，没法确定这种“营养不良”具体是缺了什么。
现在我们知道，如果饮食里缺乏一种叫烟酸（又称维生素B3）的物质，就会导致糙皮病。那时候古德伯格并不知道这一点，但他依然确定病因，甚至找到了治疗方法，就是提供营养均衡的饮食。这正显示了流行病学调查方法的威力。
不过，流行病学研究方法并不是古德伯格发明的。最早使用这种方法的另有其人，因为其人在医学上的多方面贡献，我在“医学大神”系列中多次提到的他的故事，他叫约翰斯诺（JohnSnow），是个英国医生。
英国内科医生约翰斯诺（－），不婚主义、素食主义、禁酒主义者，公共卫生医学和麻醉学的开拓者。图源：维基百科
斯诺医生想到发明这种方法，是因为十九世纪中叶的伦敦正在闹霍乱，迫切需要找到原因。
霍乱就是霍乱弧菌引起的拉肚子。不止一种细菌能让人拉肚子，比如沙门氏菌也可以，但霍乱弧菌的*性要强烈得多。人患霍乱的时候，腹泻就像是关不住的水龙头。这样的腹泻迅速造成病人严重脱水，能在几个小时里就能把人活活泻死。
年代开始，中国有个烈性传染病名单，按照危险程度排行，最初甲类传染病的排名是鼠疫、天花、霍乱。年人类消灭天花，霍乱就变成了第二危险的传染病，所以在中国它曾经有个别名叫二号病。
年伦敦出现霍乱的时候，医生们没什么真正管用的药物。那些催吐、放血之类的疗法，最多有点心理安慰作用，治不了病。
如果治疗无望，那么，要是能有个办法预防它的发生，也不失为有效措施。可是，怎么防？
伦敦卫生局认为需要防瘴气。十九世纪的伦敦卫生局，虽然理论还未臻完善，态度倒很认真。卫生局做了调查，自认为找到了瘴气肆虐的源头：当时伦敦新建了一条下水道，施工过程“扰动”了一片群葬坑，坑里满是两百年前黑死病期间病死者的冤*，于是乎连续数月，这个地方不断冒出瘴气，污染了伦敦城的空气。
这瘴气到底是什么成分，卫生局并没结论，但这样的解释合乎常识，认同的人很多。
可是斯诺发现，病例的分布没法用瘴气理论来解释。因为他注意到，那些据说瘴气最浓的地方，霍乱病例并不是最多，那些据说瘴气到不了的地方，反而会有很多病例。
他有点怀疑是一种叫作细菌的东西。
那时候法国的巴斯德和德国的科赫还没开始他们的细菌学研究，没人能确定细菌跟疾病是不是有关，但毕竟已是十九世纪中叶，医学界很多领域不断有新发现，各种环境证据互相提示，让越来越多的人猜想，列文虎克十七世纪看到的那些“微小动物”，说不定真的能让人生病。斯诺就是这么想的人之一。
他决定调查伦敦霍乱病情的分布规律，从哪里开始，沿着什么路线传染。他想，或许可以从这里找到线索。
这样的思路，正是流行病学的萌芽。
在当时，做这样的研究，并不需要懂直线回归或是卡方检验，需要的只是一份认真和执著，执著到大热天也不怕到贫民区做调查。而斯诺恰好有这样的执著。
斯诺找到的第一个线索，发生在一个旅馆里。年9月22日，海员约翰哈诺尔德在伦敦租了个旅店，然后患上霍乱，迅速死亡。几天之后，一个叫布兰金索普的人租了这间房，也患霍乱死去。
斯诺觉得这说明疾病是哈诺尔德传给布兰金索普的。而且，这不大可能是因为空气里的什么瘴气。因为，这个地区其他人没有发病，只有这两个住在同一间房的人相继发病。这没法用瘴气理论来解释，瘴气不可能只出现在一间房子里，导致霍乱的*素，肯定是通过别的渠道从哈诺尔德传给布兰金索普的。
是什么东西让“*素”在两人之间传播呢？
斯诺觉得可能是列文虎克看到过的那种微生物。他甚至猜想，这种微生物是从消化道传播，因为他发现，霍乱病人最典型的症状就是消化道症状：首先是呕吐，然后是剧烈腹泻。斯诺由此推理，霍乱应该是经口腔进入人体，比如吃了污染的食物。导致霍乱的微生物，可能会在患者肠子的内壁繁殖，然后跟着病人腹泻粪便排出，如果污染了水或是食物，别人吃进去，就会发病。
他猜得很靠谱。不过，当时的显微技术和细菌培养技术还不成熟，斯诺没能用实验证明这种猜测，也就没能说服别人。
年霍乱再次肆虐。这次的暴发地点是伦敦的一个社区，叫索霍。这地方离斯诺的家走路只要五分钟。
疫情是9月1日开始的。斯诺3日听到消息的时候，已经开始有人死去。那个社区的各个街口悬挂*旗警告市民，当地居民纷纷逃离。
发病最密集的地方是宽街（BroadStreet）。斯诺查看了一批案例的记载，种种迹象让他坚信，是污染的水在传播霍乱，所以这次调查，他的视线就聚焦在饮水来源上。
宽街有自来水供应。斯诺调查了供应宽街饮水的自来水厂，没有发现疑点。这个水厂供水的地区，居民发病率并不高于全市平均值，所以饮用自来水应该不是起因。
那么会是因为什么呢？
斯诺到宽街实地考察，发现那里的居民不全是喝自来水，有些居民是从一个水井里用水泵打水。斯诺怀疑问题出在这个水井上，就从那个水井里取水样。水样很清澈，肉眼观察，看不出有什么污染。
他到附近发病率很低的社区，从那里的水井取水比较，看不出两个地方的水质有什么区别。
他请一位微生物专家看，专家说水里有很多微生物——但这不稀奇，哪儿的水都这样。
这个专家给出这种意见，不是他无能。在当时，这是微生物学家的正常观点。那时候微生物学刚刚起步，一般的微生物学家，虽然能用显微镜看到细菌，但因为不知道细菌能导致疾病，就没有人有兴趣认真识别每一种细菌，所以也就没人知道，显微镜里看到的细菌是不是有危害取决于你看到的是哪种细菌。大多数细菌确实可以忽略，但是有一些细菌是要人命的。
显微镜没能帮忙解决问题，斯诺需要另想办法。他想到的办法是画个统计地图，在地图上标注发病地点和患者取水的地方。他到伦敦注册总署调来八十三个霍乱死亡病人的资料，分析了病人生前饮水来源。结果是这样：
八十三个病人里有七十三个距离宽街水泵最近，很可能天天从那个水井里打水；另外那十个死者，家附近有更近的水泵，但是其中八个认为宽街的水味道比较好，所以宁愿走远路到宽街取水；最后的两人是儿童，他们在放学回家的路上曾经从宽街的水井里喝水；根据伦敦全市发病率推算，以宽街现有人口，这里只应该有十四人发病，而实际上是七十三人，远高于平均概率。
这肯定跟宽街的水有关。
斯诺觉得这次应该可以说服当局了。他把这些病例的分布画在一张地图上，这样就可以一目了然的看到，围绕那个水泵周围的居民，发病率显著高于伦敦市其他地区。
斯诺标注后的伦敦地图，红点即水泵位置。图源：维基百科
9月6日，斯诺参加卫生局临时委员会的会议，陈述上述发现，请求拆掉宽街水泵的抽水摇柄，让人们无法继续从那里取水。委员会不相信斯诺的结论，仍然认为霍乱是瘴气导致的，所以需要做的是继续预防瘴气*害，具体方法就是在街道上大面积喷洒石灰。
其实，委员会不愿意拆除那个水泵的摇柄，主要是担心有敏感的老百姓从这里面看出什么*治阴谋，于是导致骚乱。而且，他们觉得为这么一种荒诞不经的说法采取行动，会被人笑话。但是，斯诺再三坚持，委员会只好勉强同意，把拆除摇柄作为喷洒石灰的一个附加措施一并执行。
采取行动之后，宽街的霍乱很快停止播散。只不过，因为当时同时采取了两项措施，这就没法判断疫情的缓解到底是因为阻止百姓从那个水泵里喝水，还是因为喷洒石灰真的制住了瘴气。斯诺当然认为是因为断绝了污水传播，但当局不愿意采信他的理论，他还需要继续搜集更多的证据。
他继续查档案，结果发现，喝过宽街那个水泵的水然后染上霍乱的人，不止八十三个，总数实际上是一百九十七个，只不过有一百一十四个人因为疫情而逃离，可惜逃离之前他们已经喝了污染的水。
这些病例里，有几个案例，斯诺觉得特别能说明问题。比如有位叫爱丽的寡妇，住家离宽街有好几里路，但是她对宽街的水有一种执著的喜爱，一直花钱雇人每天从宽街取水，结果在这次疫情暴发期间患上霍乱死亡。反面的例子也有。宽街有一个啤酒厂，按照瘴气理论，宽街的病例都是瘴气导致，那么这啤酒厂身在宽街，厂里的工人就属于高危人群，可是厂里七十多个工人一个都没染病。
斯诺觉得这个现象很好解释：啤酒厂允许工人免费喝厂里的啤酒，所以那里的工人不喝水，只喝啤酒解渴，于是他们都逃过一劫。
这样明显的对比，即使是不熟悉研究方法的官员们也觉得有点蹊跷了。于是卫生局同意检查一下宽街的水泵。
检查结果来得很快，快得让斯诺不放心。报告说水泵下面的水井结构完整，虽然三米之外有个下水道，但是下水道很深，比水井的基底还深，不可能有污水渗透到上面来。斯诺对这个报告的可靠性很有疑虑，但这是官方请来的专家给出的正式报告，不管喜欢不喜欢，斯诺只能接受。
卫生局看到水井没有污染证据，而疫情已经缓解，就把宽街水泵的把柄给装回去了。10月底，人们也陆续返回宽街。
为纪念斯诺的贡献，年伦敦在原址复制了当年的水泵。图源：维基百科
11月，伦敦一个叫怀海德的牧师，邀请斯诺参加教堂主持的一个委员会，旨在调查这次瘟疫的由来。怀海德虽然是个牧师，逻辑思考却非常犀利。他看了斯诺的调查数据，觉得总体来说很有力度，但是有个问题：如果是下水道污染水井，为什么原来不污染，却偏偏在9月1日污染？然后，为什么疫情又会这么快就缓解了？如果污染源来自下水道，宽街这么多病人不停倾倒排泄物，那岂不是会继续通过下水道污染水井？
斯诺不能解释这一点，他们只能继续调查。
次年3月，怀海德到注册总署再次查阅跟此次疫情相关的文件，意外看到一个日期，让他一下从椅子上站了起来。
根据早先的资料，这次疫情的第一个病例是9月1日发病。对于疾病调查来说，第一病例是非常重要的研究细节。一次传染病是怎么产生的，第一病例很可能提供最关键的线索。比如埃博拉病*感染的起因，就是经过漫长的追根寻源之后，发现第一个病人跟果蝠有密切接触。从这个角度深入研究，发现埃博拉病*是猿类病*通过果蝠传播到人类身上之后产生了变异，由一种只攻击猿类的病*演变成一种可以攻击人类的新型病*。
怀海德的年代，流行病学还不算成熟。但是既然他们在做流行趋势的调查，以他们敏锐的分析能力，已经知道锁定第一病例至关重要的道理。而这次怀海德深挖病案资料的时候，发现原来通报的第一病例并不准确。他查到一个五个月大的女婴，在8月28日就发病了。这个女孩才是本次疫情的第一病例。
更让怀海德心头咯噔一下的是，他发现，这个女婴的家，大门正好就对着那个宽街水泵。
怀海德一直很佩服斯诺的研究分析能力。他觉得斯诺的分析，虽然还有不能解释的缺口，但到目前为止确实是最有切实证据的提法。所以斯诺调查的一切细节他都能清晰记忆，一看到这个病例，他就感觉到，这对斯诺的理论很可能有决定性的影响。
他急忙去到这个女孩的家，找到女孩的妈妈萨拉询问情况。萨拉说，孩子发病之后，拉肚子弄脏了尿布。她给孩子洗过尿布，是在一个桶里洗的。然后她把桶里的脏水倒进了家门前的那个污水井。
“污水井？什么污水井？”
“是我家门前那个污水井，就在那个水泵旁边。”
怀海德大吃一惊。
污水井是英国旧式民居结构，类似枯井，是家庭内部的污水收集坑。市*下水道出现之前的伦敦，居民常常就在自己家里的地上挖一个水井一样的坑，往里面倾倒污水。污水积得太多，就舀到桶里拿到泰晤士河边倒掉。这种井是有盖的，需要倒水的时候，就临时揭开盖子，往里面倒水，然后会再把井盖盖上。
可是，为什么家庭内部使用的污水井会出现在街头的饮水泵旁边？
因为那个地方原来有一栋房子，几年之前，失火焚毁，住户搬到另一条街去了。后来市*建设拓宽街道，铲平了房子的废墟，但没有填平那个污水井。所以萨拉就一直还往这个井里倒污水。
这个污水井不属于市*建设内容，*府文件没有记载。怀海德和斯诺到宽街调查的时候，也没料到这种地方会藏着一口污水井，所以都没有注意到它。污水井有井盖，如果不是特意寻找，很容易被忽略。
听到萨拉说这里居然有一个污水井，怀海德赶紧出去查看。果然，这污水井就在街边，离那个为宽街居民提供饮水的水泵不到一米。
怀海德赶紧回去汇报了这个情况，斯诺一听就知道自己的论点很可能因为这个发现而得到证实，他请求当局再次详细检查这个污水井和水泵的状况。这次负责检查的检查员约克是个格外尽责的人，跟前几次检查不一样的是，他不光检查饮水井的内壁，还检查了外壁和周边的土壤。
他的检查结果是：水泵下面的水井内壁虽然貌似完整，但是外壁已经有崩溃缺损。如果仔细观察，能看到外壁缺损对应的地方，井的内壁也已经出现足可以渗水的裂痕，而饮水井旁边六十八厘米就是那个污水井，污水井和饮水井之间的土壤能看出有污水渗透的痕迹。
萨拉把污水倒入污水井的时间是9月1日，从那天开始，宽街出现一个又一个霍乱病人。
萨拉的孩子很快死亡，所以萨拉后来没有继续往污水井里倾倒霍乱病人排泄物。宽街的疫情只持续了几天就戛然而止，就是因为后来不再有新的污染源。撒石灰和拆除宽街水泵摇柄，跟那次疫情的终止并没有什么关系，只不过是时间上的巧合。但从逻辑上说，假如当初萨拉继续往污水井倒带菌污水，那么只有斯诺的措施能阻断传播。所以说到底，斯诺的思路还是正确的。
对于斯诺和怀海德，他们认为这可以下最后结论了，教会调查委员会也一致同意他们的结论。但伦敦卫生局的官员们仍然不肯接受斯诺的理论。他们太习惯于瘴气学说这种传统理论了，接受斯诺的污水理论，意味着要放弃瘴气理论，也就意味着要放弃从小习惯的那一整套传统理论，另外学习一套全新的疾病理论。这需要耗费脑力，不是每个人都愿意花费这样的精力。
斯诺终其一生都没能看到自己的理论被接受。年，他在工作中发生脑出血，昏迷六天之后去世。去世的时候只有四十五岁。
斯诺之墓。他的贡献在死后才得到认可，年，约翰斯诺被评为英国历史上最伟大的内科医生。图源：维基百科
有点讽刺的是，斯诺的理论后来被承认，是因为他生前的一个主要反对者威廉法尔（WillamFarr）的证言。法尔是医生，同时也是*府官员。或许是因为他的*治身份，他原来一直站在卫生局一边，坚决反对斯诺的理论，直到年，斯诺去世之后八年，伦敦再次暴发霍乱流行。法尔自己对病例分布做了调查之后，得出了跟斯诺一样的结果：某个饮水源周边的居民，发病率显著高于其他地区。
这不可能用瘴气解释，只有一种解释，就是病从口入：霍乱弧菌是通过病人饮用的污水进入人体的。
法尔有过判断失误的时候，但他是个真正的学者。虽然他跟斯诺作对多年，一直到斯诺死去，但发现自己的错误之后，并没有隐瞒真相，而是给卫生局提交了报告，承认斯诺的理论是正确的。他还促成当局颁布一个新法令：凡英国居民，即日起禁止饮用未经煮沸的水。
英国流行病学家威廉法尔（－），他的宽阔胸襟成就了斯诺的理论，图源：维基百科
流行病学并不是只在缺乏微生物知识的年代才有用，即使在今天，仍然是医学研究的一个重要工具。比如传染病流行期间，我们追踪首发患者和后来新发病例的活动轨迹，就可以分析这种传染病的起源、传播方式、传播力度等，有了这些知识，我们制定防疫措施就能更有依据，更有可能精准阻断传播链，也更可能避免无谓的恐慌和混乱。
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本文作者：朱石生
前医生，科普作家
原标题：《确定一种传染病病源有多难？》