血清疗法的发明在20世纪初期曾引起过巨大的轰动。由于应用白喉和破伤风杆菌的抗毒血清能抵抗白喉和破伤风杆菌毒素，血清疗法被认为是治疗细菌感染的有效方法。这项方法的发明人，德国医学家埃米尔·阿道夫·冯·贝林，荣获了1901年首次颁发的诺贝尔生理学和医学奖。诺贝尔奖委员会的颁奖词高度评价了他“在血清疗法方面的工作，特别是应用于白喉方面。”并认为“他以这一项工作开辟了医学科学领域中的一条新路，从而给医生们一种和疾病与死亡作斗争的胜利武器。”
冯·贝林本来是一名军医，他在从事医疗工作的同时参加了一些研究工作，并取得了一定的成就，例如在1883～1889年曾发现碘仿虽不能杀死细菌，但能中和细菌所释放的毒素。军方发现他有研究才能，于是让他改作科学研究工作。1889年，他来到德国著名的微生物学家科赫的研究所从事微生物学和免疫学的研究，这也使他有机会和当时一些杰出的同行接触，如由于提出“侧链说”和发明"606"而誉满全球的医学家艾利希、1883年确定白喉杆菌是白喉的病原体，并对白喉杆菌的细菌学做了大量工作的吕弗莱、1888～1890年证明引起白喉发病的是白喉杆菌的毒素而不是杆菌本身的鲁克斯和耶辛等。
应当指出的是，贝林的许多工作是和日本微生物学家北里柴三郎(1852～1931)年一起完成的。在科赫研究所，贝林结识了北里柴三郎。这位日本学者精通中国古代医学。他和贝林共同探讨，结为好友。他们设想，病菌能产生毒素，毒害人和动物，那么就一定会有一种能攻毒的抗毒素。这种思路据说是受到中国古代的“以毒攻毒”原理的启发。另一方面，李斯特在当时因为解决了消毒问题而使外科手术得以顺利进行，贝林受到李斯特这一重大成就的启示，试图找到一种体内，“消毒剂”以便将侵人体内的细菌毒素无害化。与此同时，伯利格和佛朗格尔的成果对他也起到了深刻的影响，他们从白喉杆菌培养物中制备出一种“毒素性白蛋白”物质，以适当量给豚鼠注射，可保护其不受白喉的感染。为检验这一假想，他们采用给动物注射破伤风杆菌来寻找体内是否能产生抗毒物质的实验。在经过了300多次试验后，他们最终发现，把曾经感染过破伤风杆菌而依然存活的动物的血清，注射给刚感染破伤风杆菌的动物，可以预防破伤风病症的发作。这一事实成功地指出，耐受过破伤风的动物血清中有着对抗破伤风毒素的抗毒素，它能中和毒素，使之失效，这在医学上被称为“抗毒素的被动免疫”。为此，贝林成为免疫学血清治疗法的创始人。
1880年，贝林继续用以毒攻毒的原理去消除白喉杆菌毒素。白喉杆菌为染色不匀的革兰氏阳性杆菌，侵入人体咽部黏膜后，在表层组织繁殖形成菌落。繁殖过程中所产生的外毒素对细胞有强烈的毒性作用，使咽部组织产生炎症、坏死与渗出。渗出物质及坏死上皮细胞及细菌凝结成本病所特有的灰白色假膜，假膜范围越大，毒素吸收越多，病情越重。毒素人血产生全身中毒性病变(如心肌炎)、周围神经髓鞘变性、肾脏间质性病变和肝脏脂肪变性等。贝林将白喉杆菌注射到豚鼠身上，使它们患白喉病，然后注射不同毒性的药物进行治疗。结果，大量豚鼠死亡，仅有两只豚鼠活了下来。紧接着，他注射比前一次剂量更大的白喉杆菌，没有发现豚鼠不正常反应。他又把从白喉杆菌中分离出来的剧毒白喉毒素注射到这两只豚鼠身上，结果还是没有发现任何异常现象。
从这些实验结果中不难发现，在这两只耐受白喉杆菌的豚鼠体内，确实产生了一种能中和毒素的抗毒素，从而使它们的心脏不再受白喉毒素的麻痹。为了证明这种白喉抗毒素存在于耐受白喉杆菌的动物血清里，贝林又进行了一系列的试验。他选出一只耐受白喉杆菌的豚鼠和一只未耐受白喉杆菌的豚鼠，从它们身上抽取一定数量的血，并分别分离出血清。将这些血清混合白喉毒素后分别注射到另两只正常的豚鼠上，出现的结果是一只存活，另一只死亡。
为了从动物身上取得更多含有白喉抗毒素的血清，贝林在许多动物身上进行了反复试验，最后在羊身上找到了大量含抗毒素的血清。
尽管破伤风抗毒素血清不能挽救患破伤风的病人，但是，动物的白喉抗毒素血清能不能用来治疗白喉呢?贝林并未放弃这种想法。他和北里柴三郎进行了试验，得出了肯定的结论。在他们的论文发表后仅一年多的时间，柏林的盖斯林在1891年圣诞节之夜就用白喉抗毒素血清，第一次救活了病孩。据柏林的一家医院的报告，病死率从48％降到13％，以后又有继续下降。由于白喉是当时造成儿童死亡的主要疾病，因此，“血清治疗”这项独特的成就，轰动了全世界。为此，贝林与一位法国医生分获法国医学院的奖金，贝林和北里柴三郎的研究也作出了理论上的贡献。他们为免疫动物血清中这种物质创造了“抗毒素”的名称，即把它注射给正常动物时，就能使该动物获得免疫力。以后，根据他们的建议，某类抗体这一更普通的概念出现了。
1901年，由于贝林在抗毒素血清治疗，特别是运用血清治疗法防治白喉和破伤风等疾病方面的功绩，他获得了第一次设立的诺贝尔生理学和医学奖。当时传染病是对人类健康威胁最大的一种疾病，而且没有有效的治疗方法。血清疗法给当时对传染病的治疗带来了极大的鼓舞，在化学疗法和抗生素出现之前，医生们曾经在相当长时期内指望用血清疗法治疗其他传染病。这也成为冯·贝林荣获诺贝尔生理学和医学奖的原因。虽然冯·贝林当时的资历和声望都比科赫与艾利希低，但他获得诺贝尔奖却比他的老师(科赫是在1905年因研究结核杆菌而获得诺贝尔奖的)和同事(艾利希是在1908年因免疫学方面的成就而获得诺贝尔奖的)都早。
贝林以及北里柴三郎的血清治疗为征服传染性疾病提供了一种重要依据。但是，生产白喉抗毒素的方法最初是很不理想的。直到艾利希设计出了测量血清中抗毒素含量的定量方法，并且解决了大量生产白喉抗毒素的技术问题后，血清治疗才成了对付疾病的普遍有效手段。
血清是什么？