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诺贝尔生理学或医学奖-人类医学文明的见证(一)贝林与白喉

来源:admin  浏览量:  更新时间:2018-09-17 15:15:48

  我们这周进入细菌学各论,学习了病原性球菌、肠道杆菌、弧菌、厌氧菌和棒状杆菌等多种细菌,其中我们在学到厌氧菌中的破伤风梭菌时,认识了DPT三联疫苗,这种疫苗由百日咳死菌苗、白喉类毒素和破伤风类毒素按适量比例配制而成,用于预防百日咳、白喉、破伤风三种疾病。所以这种疫苗非常强大!在听到白喉这个疾病时,你是不是会觉得好奇,想知道这种疾病是怎么回事,由什么细菌引起?但是可惜的是,在棒状杆菌,我们应该重点学习白喉棒状杆菌时,因学时所限,老师匆匆开始匆匆结束,为什么呢?因为早在100多年前,德国细菌学家埃米尔·阿道夫·贝林就用他的敏锐观察、严谨研究和聪明才智发现了白喉抗毒素,使人类找到了抵御白喉的有力武器,并打开了医学免疫学研究的大门,他也因此贡献于1901年荣获了第一届诺贝尔医学奖。你可别认为这个故事就这么简单哟?这一段文字不仅包含了白喉棒状杆菌、抗毒素、类毒素等信息量,故事的背后还折射出人性的光辉和阴暗。

  白喉棒状杆菌引起的疾病叫做白喉,临床特征表现为在咽喉部形成灰白色假膜,故称为白喉。这种灰白色假膜如坠入气道,可很快引起病人窒息;此外,该菌可产生强烈的外毒素,即白喉毒素,进入血液引起毒血症(此处mark一下,什么是毒血症?),导致全身中毒症状。因此白喉曾是威胁人类生命健康的急性传染病,特别是对于儿童来说,白喉等同于杀手。

  18543月,贝林出生于德国一个乡村家庭,共有13个兄弟姐妹。虽然家境贫寒,但贝林热爱读书,更渴望将来能学医。但医学学费高昂,贝林为了实现理想,以优异成绩就读了不仅不收学费反而发津贴的柏林陆军医学院。贝林非常珍惜难得的读书机会,在学校就表现出了他的勤奋和聪慧。据说他凌晨4点就能到实验室报道,一做起实验就忘了时间。35岁那年,贝林获得罗伯特.科赫的青睐,邀请他进入科赫实验室工作。

埃米尔·阿道夫·贝林

罗伯特·科赫是谁呢?我们在第一次上医学微生物学理论课时,一定听到过科赫法则,没错,罗伯特·科赫就是提出科赫法则的细菌学的奠基人和开拓者。他发现了炭疽芽孢杆菌、结核分枝杆菌、霍乱弧菌等多种严重威胁人类健康的细菌(请见诺贝尔生理学或医学奖-人类医学文明的见证(三)科赫与结核),在世界医学领域都是举足轻重的泰斗巨匠。在19世纪和20世纪早期,细菌学可是一门新兴前沿的科学,能从事细菌学研究的科学家可是非常受人爱戴的。科赫时任柏林传染病研究所所长,有一支精英科研团队,研究经费充裕,能保证科学研究的顺利进行。贝林进入科赫实验室后,是怎么超越自己的老师,获得第一届诺贝尔医学奖呢?

罗伯特·科赫

 

  1889年,贝林进入科赫实验室后,被分派的任务就是和日本细菌学家北里柴三郎一起研究白喉。被后人称为微生物学之父的法国科学家巴斯德通过动物感染实验,在感染动物血清中找到对抗病原因子的物质,并成功制造了狂犬疫苗的经历,在那时给了无数科学家启迪(请见二十世纪前的医学大家(三)巴斯德与狂犬病)。贝林与北里决定仿照巴斯德治疗狂犬病的方法,尝试从幸存动物血清里找到解药,并将这种未知的物质命名为抗毒素(我们在前面细菌学总论中学到的抗毒素的概念就是100多年前由贝林和北里命名,并一直沿用至今)。为了证明抗毒素的存在,他们给豚鼠注射白喉杆菌,导致豚鼠大量死亡,但幸存了两只。这两只硕果仅存的豚鼠再次接受大量白喉杆菌注射时,却安然无事了,这有力地支持了贝林和北里关于感染动物血清里存在某种抗毒素的猜想。

  此后,他们又成功地从白喉杆菌里分离出了剧毒的白喉毒素,并注射到那两只多灾多难的豚鼠体内。幸运的是,它们熬过来了,证明了这两只豚鼠体内的确产生了一种能够中和白喉毒素的抗毒素。他们当年便提取出了白喉抗毒素,并迅速发表了论文,就是这一篇论文,成就了贝林的诺贝尔奖。

 北里柴三郎

 

  贝林的成功并不只归功于他个人的勤奋,他有一位好队友,北里柴三郎,和他一样的执着;并且白喉抗毒素最终被大规模生产应用于临床,得益于他的恩师科赫的支持和另一位科学奇才保罗·埃利希(Paul Ehrlich)的贡献。在科赫的支持下,埃利希进行了艰苦的动物实验,至少消耗了一万只豚鼠,终于研究出了白喉抗毒素的含量测定方法,并且提出了最小致死量的概念,为抗毒素的标准化奠定了基础,可以说是白喉抗毒素能够工业化生产、并用于临床的最大功臣。1894年,白喉抗毒素正式开始了批量生产,巨额的利润像洪水一样袭来。

  然而,这时贝林却表现出了对金钱的贪欲,为了能获得白喉抗毒素的专利,贝林不惜与科赫毁约离开实验室,想想那1万多只豚鼠,在那个年代,估计也只有科赫实验室有这样的财力了。贝林还厚着脸皮恳求埃利希放弃专利权和诺奖资格,还撇开了自己曾经的好战友,北里柴三郎,就这样贝林独自获得了白喉抗毒素的专利权,成了百万富翁,还独占了第一届诺贝尔医学奖,并因此被授予贵族头衔,名利双收。从此躺在贵族的名头和诺贝尔奖的荣誉上,开始享受人生,再也没有别的科学作为了。

  而科赫和埃利希终生都维持着令人敬佩的、真诚的师徒友谊,敦促彼此在真理的道路上前进。科赫因在结核菌研究方面的重大贡献于1905年获得了姗姗来迟的诺贝尔奖,埃利希因发现梅毒螺旋体特效药6061908年获得了诺贝尔奖。

保罗·埃利希

 

  时光荏苒,当我们回忆起100多年前这段白喉抗毒素以及白喉血清学疗法的历史,仍唏嘘不已,当年等同于杀手的细菌现在只在课本上出现。特别是DPT三联疫苗纳入世界大多数国家计划免疫方案后,这个疾病已经悄然远去。目前,美国每年白喉的发病人数已降至个位数;在中国,白喉也只是偶尔零散发病,不再发生大规模流行,某些省份甚至已经连续数十年没有发现一例白喉。

  了解这个故事后,你能说清楚外毒素、抗毒素、类毒素、毒血症、血清学疗法都是什么吗?如果是你,在这个故事中,你是愿意像埃利希和科赫一样,做不计个人利益的科学傻瓜,还是愿意像贝林一样,靠着勤奋与天分一步步踏上科学的巅峰,却也为了名利不择手段?