數據是傳染病天敵　19世紀倫敦爆發霍亂　流行病學之父如何拯救？

人類用量化的方式來看待事實、記錄事實，這促進了近代科學的出現。人們的生產生活也隨之出現了重大的改變，很多過去無法解決的難題，也通過實驗和數據得到了解決。現在，我們要講一個醫生如何通過科學實驗和邏輯推理拯救生命的故事。
以下內容節錄自《1小時看懂大數據》

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霍亂來襲

工業革命是人類歷史上劃時代的變革，它在英國發生。但你肯定很難想像，1850 年前後的英國首都倫敦，作為當時全世界首屈一指的大城市，是個什麼樣子。毫不誇張地說，它是一個被糞坑包圍、惡臭瀰漫的城市。

說起來這與抽水馬桶的發明有關。18 世紀末，英國人發明了抽水馬桶，從1800 年到1850 年，抽水馬桶快速普及。與此同時，倫敦已經有了很好的自來水供應系統。坐上馬桶，糞便一沖而走，這極大地改善了大眾的生活。但令人想不到的是，馬桶的普及也帶來了災難性的後果。在當時，即使像倫敦這樣先進的城市，也沒有一套與之相匹配的污水處理系統。大多數抽水馬桶只是把污水和糞便排到了和房子鄰近的糞坑當中，而這些糞坑需要掏糞工人來清理，糞便還需要用馬車來運輸。

這時的倫敦正處在快速的城市化進程當中，擁有240萬人口，而它的面積卻只有230 平方公里。到糞坑來拉糞便的馬，就是當時最主要的交通工具，這些馬也會隨地排泄。這樣一來，整個倫敦城瀰漫着糞坑、下水道、作坊、鍋爐以及牲口到處穿行散發的臭味。

一種可怕的烈性傳染病—「霍亂」開始流行。當時，這種病無藥可醫，染上就是等死，而且症狀十分恐怖：全身肌肉痙攣，不停地上吐下瀉，直到身體內的水分被排乾，十分痛苦。大面積的霍亂共暴發過4 次，每次都有數以萬計的人死亡。其中1848 年至1849 年的暴發導致5 萬人死亡，這引發了極度的恐慌。

但當時人類一直搞不清楚霍亂大面積暴發的原因，治療更是無從談起。主流的觀點認為城市裡的惡臭空氣是霍亂的源頭，即「瘴氣論」，甚至很多人鼓吹用除臭劑來阻斷霍亂的流行。

可以設想，人們因此而緊閉門窗，每日祈禱，希望藉此逃脫死神的收割。

但事實上，霍亂是通過受污染的水傳播的。惡劣的給排水條件導致了飲用水和污水的互相滲透，正是這個原因造成了「霍亂」的流行。不能保護水源，那所有抵抗、防禦和控制的措施都是無效的，可能還適得其反。倫敦城的第2 次大霍亂期間，政府官員組織清掃垃圾，把含有病菌的污水排入河中，而河水又進入家庭，這無意間造成了霍亂的再一次擴大和傳播。可以說，大霍亂中的倫敦城，人們是在集體赴死卻不自知。這個錯誤，直到斯諾（1813 —1858）醫生的出現，才發生扭轉。他運用數據和統計為武器，和奪走數十萬人性命的疾病展開了鬥爭。

瘴氣還是水污染

斯諾是一名醫生，尤其在麻醉方面非常成功，他每年要為數百台手術進行麻醉。1853 年，維多利亞女王的王子出生，就邀請斯諾擔任麻醉師。因此，斯諾也算是一名皇家醫生。

早在1831 年，霍亂頭一次在倫敦暴發的時候，斯諾還是一名學徒，他目睹了整座城市的生活如何被摧毀，於是他開始關注並研究霍亂這種病。當時的人們都傳言，霍亂是通過空氣傳播的，城市裡無處不在的臭味和瘴氣是這種傳染病的根源。

倫敦市政府有個統計學家，叫法爾（1807 — 1883），他的職責就是記錄人口的最新變化，例如出生、死亡和結婚。法爾非常有見地，在他接手霍亂疫情統計之前，辦事員僅僅是記錄死者的姓名和地址。法爾認為，增加記錄的變量就可提升數據的價值。他勸說醫生在報告死亡病例的時候，從他規定的27 種疾病當中選出一個死亡的原因。所以經他統計的數據，不僅有年齡、地址和職業，還有死亡的原因。這給倫敦的醫生和衞生機構提供了一個新的制高點，他們第一次可以追蹤、調查城市流行病發生的時間、地點，分析其模式和成因。

但法爾也篤信「瘴氣論」。他認為，污濁的空氣會積聚在低處，高的地方空氣較好，因此居住在高處的人感染霍亂的可能性要小。於是，他在收集霍亂死亡案例的時候又增加了一個要求，記錄病人居住地的「海拔高度」。大霍亂期間，法爾每週都發布倫敦市的死亡報表。巧的是，這些數字好像真的顯示出海拔高一些的地方病人更少、更加安全。

1848 年，倫敦暴發了第3 次大霍亂。斯諾發現，霍亂患者的最初症狀都是嘔吐、腹瀉。「如果真的是瘴氣傳播，那為什麼最先被感染的不是鼻子和肺，而是腸胃？又為什麼一家人當中會有倖存者，接觸患者的醫生也不會被傳染？」

斯諾斷定，細菌一定是經人的口腔進入腸胃的。他推測這極有可能是因為喝了不乾淨的水。但受限於當時的科學設備，看不到水裡的微生物。被霍亂細菌污染的水，看起來和正常的水一樣純淨透明。斯諾根本無法驗證他的觀點。

為了獲得更多證據，斯諾深入病區，他挨家挨戶地敲門，詢問患者喝水的信息。他發現了一個驚人的事實，1848 年至1849 年霍亂暴發期間，倫敦市共有7466 人死亡，其中4001 人都居住在泰晤士河南岸。根據這些數據，可以看出南岸的死亡率是市中心的3 倍，而倫敦西邊和北邊的死亡率很低。

對此，「瘴氣論」的流行解釋是，泰晤士河南岸聚居了大量的勞工階層，污濁的空氣導致了更高的死亡率。

斯諾舉出反證說，倫敦東區比泰晤士河南岸聚居了更多的民工，是全倫敦最貧窮、最擁擠的地方，但死亡率卻只有泰晤士河南岸的一半。真正原因是南岸居民的飲用水都來源於泰晤士河，而北岸居民的飲用水有多個來源，泰晤士河只是其中之一。他分析了各個來源，發現死亡的人數和飲用水的來源有高度的相關性。

斯諾的調查數據表明，飲用A 公司的水的家庭裏有1263 人死於霍亂，而飲用B 公司的水的家庭裡只有98 人死於霍亂。當然，單純比較死亡的絕對人數是不公平的。因為有的地區住的人多，有的地區住的人少。斯諾又按照每萬戶的死亡人數來對比，得出結論：飲用不同供水公司的水，死亡率會有高達近8.5 倍的差距。

這究竟是甚麼原因？

斯諾又追蹤了兩個公司的水源，他發現，A 公司是在流經倫敦市中心的泰晤士河下游取水，而B 公司是在其上游取水。當時的泰晤士河已經被霍亂患者的排泄物污染了。

斯諾告訴法爾，從數據上看，「瘴氣論」好像也是正確的，那是因為在海拔高的地方，人口的密度往往低，因此死亡的人口總數較少。另外，根本的原因不在於這些地方遠離瘴氣，而是居民遠離了泰晤士河，水源較乾淨。

1849 年，斯諾把這些調查和發現編寫成了一本小冊子—《霍亂的傳播方式》，正式提出了水污染是造成霍亂流行的真正原因。但他的觀點無人相信，大眾對「瘴氣論」仍然深信不疑。畢竟，嗅覺是人類的一種最原始的感覺，人類對自己感覺的迷信可謂根深蒂固。

法爾對斯諾的觀點也半信半疑，他提出：要測定水源對霍亂的影響，必須要有兩組居民。這兩組居民要生活在同一海拔高度，活動於同一空間，吃的東西要一樣，工作內容也要相同，唯一不同的條件就是飲用水的來源。但現實中的倫敦顯然找不到這樣的實驗條件。

不過，斯諾最終說服法爾，在他的統計當中增加了一個新的變量：死者的水源。

1854 年的秋天，霍亂又一次席捲英國。8 月31 日暴發，3 天後就有127 人死亡；10 天後，死亡人數攀升到500多，其中一個叫寬街的地方，死亡人數最多。

這時候的斯諾，每週總是在第一時間閱讀法爾的死亡報表，關注死者的水源，希望在表格和數據中尋找到線索。雖然法爾收集了水源，但根據這部分數據，斯諾卻做不出任何判斷。

為甚麼呢？

這是因為整個倫敦有十幾家大公司在為城市供水，各個公司的經營範圍互相交錯，供水管雜亂無章地交織在一起，僅憑地址無法準確判斷供水公司。

斯諾左思右想，無計可施，最後用了最笨的方法：

上門走訪。但斯諾很快發現，即使挨家挨戶去敲開患者的門，得到的結果還是不完整、不準確的。這是因為很多住戶根本不知道自家的供水公司是哪一家，而有的住戶家中的水費可能是由房東支付的，並且很少有人保存收據。

苦心人，天不負。細心的斯諾又發現了新的線索。他在走訪中得知，某家公司的水所含鹽分是另外一家公司的4 倍，憑藉這個差別就能判斷水的來源。這樣一來，他碰到不知道哪家公司給自己供水的住戶，就取一小瓶水樣，在瓶上註明地址，然後拿回去分析。

在死亡人數高度集中的寬街，他發現：幾乎所有的死亡病例都發生在同一個街頭的水泵附近，只有10 名死者的住所靠近另一個街頭的水泵。在這條街上，他還發現，有一家啤酒廠和感化院沒有一個人死亡。他實地走訪了這兩個地方，發現啤酒廠和感化院都有自己的獨立水井，而且啤酒廠的工人平常只喝啤酒，不喝水。斯諾更加確定，水就是人們感染霍亂的最終原因。

斯諾不僅追蹤每一起因霍亂導致死亡的病例，他還創新了記錄的方法，他將死者的地址在地圖上標註成一個一個的點。當所有代表死亡的點都被標註上去之後，地圖呈現的信息立刻清晰起來：霍亂絕不是像一團雲霧一樣逗留在該地區，而是從一個點輻射出去的，那就是水泵！斯諾用數據呈現了水源質量與病例之間的關係，圖表的視覺衝擊力一下子驅散了疑雲！

9 月8 日這天晚上，是新一輪霍亂暴發的第十天。在政府組織的緊急會議上，斯諾展示了自己的數據和發現，並建議立即封閉寬街上的水井，以此切斷霍亂的傳播。

這在當時是一個異常艱難的決定。因為如果斯諾搞錯了，那些備受瘟疫折磨的家庭還將沒有水喝、沒有水用，這無異於雪上加霜。但斯諾在會議上慷慨陳詞，請大家相信他的數據和分析。如果他是對的，這個舉措將會挽救無數的家庭和生命。市政理事會最後投票決定採納斯諾的建議，立即拆除了寬街上的水井的水泵手柄，以控制水井的使用。

寬街的霍亂由此慢慢平息下來。

後續調查證明：寬街40 號有1 名女嬰曾被確診患了霍亂。而女嬰的母親把洗尿布的水倒入了家門口的化糞池。距離這個化糞池不遠處，就是前面提到的死亡病例高度集中的那個水泵。化糞池裡的穢物不斷地滲透到土裡，導致飲用水被污染。如果當局沒有及時拆除水泵，後果不堪設想。

在我看來，斯諾是一名英雄，真正的、有頭腦的英雄。無論幹哪一行，那種流於表面的實驗和觀察都無濟於事，最高水平的成就來自於對規律持之以恆的細緻跟蹤和研究。正如斯諾，如果沒有他的行動，或者他的行動有一點兒走形的話，寬街的霍亂乃至整個倫敦市的局面將會完全兩樣。也就是說，斯諾運用數據做出的判斷及時地預防了寬街霍亂的再次暴發。這之後，有識之士逐漸接受了斯諾的觀點：霍亂細菌是通過污水傳播的。倫敦市政府也因此下決心建設一套新的、現代化的下水道系統，把污水處理和生活供水徹底分離開來。但在此之前，斯諾已經離開了人世。

斯諾因病去世，時年45 歲。據說他的早逝跟年輕時做實驗吸入了太多的麻醉氣體有關。今天，斯諾被全世界尊稱為「現代流行病學之父」。但在他離世之前，他對霍亂的發現和貢獻並沒有得到社會的廣泛認可。據斯諾的一位朋友回憶，他對此已有預見，他談到他的觀點不被認可時如先知一般平靜，他是這麼說的：

很可能你和我都活不到那一天，等那一天到來的時候，也許沒有人還記得我的名字，但是到了那時，霍亂的大規模暴發就成了往事，人們掌握了霍亂傳播的方式，霍亂由此終結。

1868 年，整個倫敦市的下水道系統完全投入使用，倫敦的惡臭漸漸消失，飲用水的質量逐步提高。這套系統一直使用到今天，仍是倫敦市污水處理的中流砥柱。自此之後，霍亂徹底成為了歷史，再也沒有在倫敦出現過。

書名：1小時看懂大數據
作者：涂子沛

【本文獲「中和出版」授權轉載。】