清朝末年，許多本應由國人行使的主權，卻被一幫外國給把持著，最著名的例子就是大清海關，它被一個名叫羅伯特·赫德的英國人掌控了48年，一直任職海關的總稅務司。不僅是海關這樣的重要部門，甚至連衛生檢疫權都被外國人控制。
1910年~1911年，由於中東鐵路的全線通車，哈爾濱就遭受了一場浩劫——許多人不明不白地死去，這肯定是發生了重大疫情。1910年11月，一場肺鼠疫從俄國貝加爾湖地區沿中東鐵路傳入中國，並以哈爾濱為中心迅速蔓延，4個月內便波及5省6市，死亡達6萬多人，其中僅哈爾濱市就死亡5272人，一時屍骸遍野，舉世震驚。當時清政府尚無專設的防疫機構，沙俄、日本均以保護僑民為由，要求獨攬防疫工作，甚至以派兵相要挾。就是在這樣生死關頭，俄、日兩國趁火打劫，利用防疫之際，妄圖攫取東三省警務權。
1910年12月，清政府緊急電召時任天津陸軍軍醫學堂副監督、早年留學英國並獲得劍橋大學醫學博士學位的伍連德緊急赴哈爾濱調查處理鼠疫。伍連德不負眾望，赴哈後，抵制住了沙俄、日本的無理要求，並於1911年1月，在哈爾濱建立了第一個鼠疫研究所，並出任所長，當時他年僅31歲。
在伍連德及助手的共同努力下，很快，檢驗結果出來來，東北的這場疫情為肺鼠疫。伍連德立即電告清政府，要求從關內徵招大批醫生來哈參加防疫。第一個應徵到達哈爾濱的是法國醫生梅斯尼(Mesny)，法國軍隊的外科醫生，時任天津北洋醫學堂首席教授。
傳播鼠疫的通常是活躍於老鼠身上的跳蚤，可是伍連德覺得奇怪，如果是炎熱的氣候也就罷了，如今天寒地凍，氣溫在零下30多度的東北，跳蚤活躍不起來，鼠疫到底是怎麼傳播的？當時的日人開始了自己的防疫方法：捕殺老鼠，這一防疫方法隨後被俄國效仿，他們甚至認為很快就可以控制疫情。一直覬覦東三省的日本再一次向清朝發出了應該將防疫權交到他們手裡的呼聲。
但是，即使是大量捕殺老鼠，疫情仍沒得到控制。伍連德一直在尋求新的辦法，最後經過總結，他大膽提出這次的鼠疫為“肺鼠疫”，主要通過飛沫傳染。誰知，伍連德的說法一經提出，就受到外國專家的質疑。日本醫生是著名細菌學家北里柴三郎的學生，法國醫生是有著防控鼠疫經驗的梅斯尼，他們都強烈反對伍連德的大膽設想，對飛沫傳播這一說法更是嗤之以鼻。
就在幾方爭執不下時，法國醫生梅斯尼染上鼠疫死亡了！而伍連德經過調查得知，梅斯尼正是在沒有任何防護的情況下接觸了病人而感染上鼠疫的，這讓他更加確定疫情是通過飛沫傳染的。
為了檢疫隊伍的自身安全，伍連德還發明瞭最早的醫用口罩——這種由兩片紗布夾一塊吸水藥棉的口罩，成本僅為當時的2分半錢，作用卻至關重要，沿用至今，稱之為“伍氏口罩”。伍連德調動了大量人力物力，確保口罩源源不斷地供應給市民，並且很快被民眾接受。
梅斯尼是第一位在疫區殉難的醫生。梅斯尼之死引起各方震動，喚醒了人們自我防護意識，成為”伍氏口罩”普及的一個契機。他以他寶貴的生命為東三省防疫作出了犧牲和貢獻，這或許是他始料未及的。
1911年4月，在奉天(今瀋陽)召開了有日、英、美、俄、德、法、意、荷、奧、墨和中國11個國家醫學專家參加的萬國鼠疫研究會議，伍連德當選為主席。會上，他系統地介紹了中國這次防治鼠疫的經驗，與會的各國專家交流了各國的研究成果。會後，伍連德被委任為外交部醫官，同時仍保留天津陸軍軍醫學堂副監督職位。
因為“在肺鼠疫防治實踐與研究 上的傑出成就以及發現旱獺於其傳播中的作用”，伍連德被提名為1935年諾貝爾生理或醫學獎候選人。由於候選人的保密期為50年，此消息直到2007年才在諾貝爾基金會官方網站上正式披露伍連載德才是中國歷史上走近諾貝爾獎的第一人。
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