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幽门螺杆菌科普系列(二):颠覆认知的发现——从被忽视到诺贝尔奖
今天我们知道幽门螺杆菌(Hp)与胃病息息相关,但它的发现和得到承认却是一段充满曲折、甚至需要科学家以身试菌的精彩科学史。
1. 早期的线索与主流观点的禁锢
其实,早在一个多世纪以前,就有医生在胃组织样本中观察到过螺旋形的细菌。然而,当时医学界坚信一个“铁律”:胃是强酸环境(pH 1-2),任何细菌都不可能在此生存。这些观察到的细菌被普遍认为是死后污染或者无关紧要的“过路菌”,未能引起重视。
2. 沃伦与马歇尔的坚持
转折点发生在1979年的澳大利亚。病理学家罗宾•沃伦(Robin Warren)在显微镜下检查胃炎患者的胃粘膜活检标本时,再次清晰地观察到了这种弯曲的细菌,并且注意到细菌所在的地方总是伴有炎症。这个现象引起了他的浓厚兴趣。
1981年,年轻的消化科实习生巴里•马歇尔(Barry Marshall)加入了沃伦的研究。他们共同收集了大量胃病患者的样本,发现几乎所有的胃炎和消化性溃疡患者的胃里都存在这种细菌,而健康人的胃里则很少见。这符合了“细菌学之父”罗伯特•科赫(Robert Koch)提出的确定病原体四原则中的第一条:在患病者中发现,健康者中缺如。
3. 关键的“复活节假期”与科赫原则的挑战
要确证细菌是病因,核心是分离培养出纯菌并满足科赫原则(分离培养、动物致病、重新分离)。然而,培养之路异常艰难。当时标准的细菌培养时间是48小时,但他们反复尝试,培养皿里始终空空如也。
转机出现在1982年4月的复活节。马歇尔在接种了一批培养皿后,因假期离开,将培养皿在培养箱中放置了5天(而非通常的2天)。当他假期结束回来,准备丢弃这些“失败”的培养皿前,习惯性地再次检查——第35号培养皿上,竟然出现了微小的、透明的菌落! 幽门螺杆菌首次在体外被成功培养。原来,这种细菌生长缓慢,需要3-5天才能形成可见菌落,48小时的常规时间远远不够。
4. 以身试菌:最有力的证明
分离培养成功(满足了科赫原则第二条)是巨大突破,但还需要证明它能致病(第三条)。动物实验(当时用猪)并不顺利。为了获得更直接的证据,在动物实验模型尚未成熟的情况下,1984年7月,时年33岁的马歇尔做出了一个惊人的决定——喝下含有大量培养的幽门螺杆菌的培养液。
几天后,他出现了严重的恶心、呕吐。第10天进行胃镜检查,胃粘膜呈现明显的急性炎症,并在活检组织中再次找到了这种螺旋菌。随后他服用抗生素治愈了胃炎。这一大胆实验,以自身为模型,有力地证明了幽门螺杆菌能引起人类胃炎(满足了科赫原则第三、四条)。
5. 命名与诺贝尔奖的认可
这种细菌最终被命名为 “Helicobacter pylori” 。“Helico-”源于希腊语,意为“螺旋”,指其形态;“bacter”意为细菌;“pylori”指“幽门”(胃的出口部位),因其常在此区域被发现。简称Hp。
从被忽视到被确认为胃炎、消化性溃疡的主要病因,沃伦和马歇尔的工作彻底改变了人们对胃病的认识。2005年,他们因“发现了幽门螺杆菌及其在胃炎和消化性溃疡病中的作用”而共同荣获诺贝尔生理学或医学奖。
小结
幽门螺杆菌的发现历程,是一部突破固有思维、坚持科学探索的典范。沃伦的细致观察、马歇尔的果敢实践,以及那个偶然延长的复活节假期,共同促成了这一颠覆性认知。他们不仅找到了一种细菌,更开启了对胃病理解的新纪元,其意义深远,最终获得了科学界的最高荣誉——诺贝尔奖。