Trong thế kỷ 19, nhiều trận dịch bộc phát với độc lực rất nặng của một chứng bệnh khi thì gọi là bạch
hầu, khi thì viêm họng ác tính, và khó chịu ở họng (throat distemper) đã làm cho các nhà lâm sàng và vi
trùng học chú ý. Pierre Fidèle Bretonneau (1778-1862) đề nghị gọi là “viêm màng cứng như da” cho cái
mà ông ta cho rằng đó là một dạng của viêm họng ác tính làm cho trẻ con chết vì ngạt thở. Năm 1883,
Theo dor Klebs (18341913) và Friedrich Loeffler (1852-1915) phát hiện ra Corynebacterium
diphtheriae, trực khuẩn gây bệnh này. Cuối thập kỷ 1880, các nhà nghiên cứu của Viện Pasteur Paris
chứng mình là dịch lọc không có vi trùng từ canh cấy bạch hầu có chứa một độc tố, độc tố này gây nên
các triệu chứng của bệnh bạch hầu khi tiêm vào các động vật thí nghiệm. Khi mổ xác, người ta phát hiện
rằng bệnh bạch hầu gây nên nhiều tổn thương nặng nề cho các nội tạng, nhưng vi trùng thì vẫn khu trú ở
họng. Hai cộng sự của Pasteur là Emile Roux (1853-1933) và Alexandre Yersin (1863-1943) chứng minh
rằng trực khuẩn bạch hầu phóng thích vào máu các độc tố và gây tổn thương cho nhiều mô khác nhau.
Người ta mắc bạch hầu khi hít phải con vi trùng này khi người bệnh hoặc người mang trùng ho hoặc hắt
hơi. Sau khi nhiễm được một tuần, nạn nhân cảm thấy yếu toàn thân và ở vùng họng xuất hiện “giả mạc”
rất tiêu biểu. Trong các vụ bộc phát mạnh, tỷ lệ tử vong /ca bệnh lên đến 30-50%, nhưng nhiều người có
được miễn dịch sau khi trải qua những triệu chứng tương đối nhẹ. Đôi khi bác sĩ phải thực hiện mở khí
quản để bệnh nhân khỏi chết vì ngạt thở, nhưng dù thủ thuật này có làm nhẹ bệnh tạm thời, thì tình trạng
nhiễm độc tố cũng sẽ gây tử vong. Đến thập niên 1880, đặt nội khí quản về cơ bản đã thay thế thủ thuật
mở khí quản.
Shibasaburo Kitasato (1852-1931), một thầy thuốc người Nhật làm việc tại Viện Koch, đã phân lập được
trực khuẩn uốn ván, và chứng minh rằng, giống như trực khuẩn bạch hầu, trực khuẩn này tạo ra một độc
tố gây ra các triệu chứng của bệnh uốn ván khi được tiêm cho các động vật thí nghiệm. Vốn là bác sĩ
quân đội được đào tạo trong thời đại Lister, Behring rất chú ý đến khả năng sử dụng “các chất khử trùng
bên trong” để chống lại các bệnh truyền nhiễm.
Những thực nghiệm với chất iodoform cho thấy chất này khởi dẫn một dự mẫn (preoccupation) suốt đời
của cơ thể với các chất kháng độc và khiến cho người ta phải cân nhắc là các chất khử trùng trên thực tế
thường gây ra nhiều hư hoại cho các mô của ký chủ hơn là chính các vi trùng xâm nhập. Một số thí
nghiệm sơ bộ cho thấy rằng thực ra iodoform không giết được vi sinh vật, mà dường như nó chỉ trung
hòa các độc tố của vi trùng. Khi cùng nghiên cứu về độc tố của trực khuẩn uốn ván và bạch hầu, Behring
và Kitasato chứng minh rằng khi tiêm vào các động vật thí nghiệm một loạt mũi tiêm độc tố, những con
vật này sản xuất ra kháng độc tố, là những chất nằm trong máu trung hòa được các độc tố của vi trùng.
Người ta có thể sử dụng những kháng độc tố do các động vật thí nghiệm sản xuất ra để gây miễn dịch
cho các động vật khác và thậm chí còn có thể chữa lành bệnh cho các động vật bị nhiễm bệnh. Được
khích lệ vì các kết quả bước đầu, Behring tiên đoán rằng các chế phẩm độc tố-kháng độc tố của mình có
thể dẫn tới việc thanh toán bệnh bạch hầu, một bệnh mỗi năm giết đi trên 50.000 trẻ em ở Đức.
Bước đầu tiên trong quá trình chuyển đổi liệu pháp huyết thanh vốn là một thứ mới lạ trong phòng thí
nghiệm sang một công cụ điều trị là sử dụng ngựa và cừu để làm các nhà máy sản xuất kháng độc tố.
Mặc dù Behring có kế hoạch hùn hạp kinh doanh với Hoechst, một công ty hóa chất của Đức đã từng sản
xuất tuberculin của Koch, nhưng các dạng bào chế của ông quá không ổn định, không chắc chắn và yếu
nên không thể đưa ra sử dụng hoặc phân phối nơi khác để kinh doanh. Sợ rằng các nhà khoa học người
Pháp sẽ đi trước trong lĩnh vực huyết thanh liệu pháp, Behring nhờ Paul Ehrlich (1854-1915) giúp đỡ. Là
người đã từng đưa ra một cách hệ thống các phương pháp gây miễn dịch với các độc tố ricin và abrin lấy
