科學革命、細菌學說與現代醫學的演進史

2020年,肺炎疫情突發,新型冠狀病毒肆虐全球。兩個月的居家隔離生活,不忘讀書,努力學習細菌、病毒學理論,理解現代醫學的演進史。通過個人平臺普及科學知識,可以促進大眾對醫學和健康的認識。

19世紀後期,歐洲醫學界關於微生物的認識達到了前所未有的高度。精密儀器的發明、生物學理論的提升和出色科學家的產生,推進了現代醫學的高歌猛進。其中,列文•虎克、巴斯德是兩位名留史冊的關鍵人物,是醫學演進史上的巨人。

科學革命、細菌學說與現代醫學的演進史

人類對於自然界的認識,在顯微鏡出現之前,基本上停留於肉眼可見的範疇。現代醫學所劃分的細菌、真菌、小型的原生生物、顯微藻類等,分門別類,千姿百態,在前近代時期基本上是無法觀察到的。

事實上,微生物體積小、繁殖快、活力強、種類多、易變異,是人類健康的強敵。尤其是,僅僅由核酸、蛋白質組成的非細胞生物,威脅著人類的健康,談病色變,卻無法真正有效的遏制和治療,這也是1800年之前瘟疫頻仍的原因之一。

西方科學的發展,是一個複雜的過程。1590年前後,荷蘭商人亞斯·詹森製造出早期顯微鏡,可以將微小的東西放大,開創了醫學史上新紀元。荷蘭科學家漢斯·利珀希,則利用透鏡折射,幾乎同時製造出原始的顯微鏡。意大利科學家伽利略精通各個領域,在前人基礎上改進了顯微鏡,用以觀察昆蟲構造。相比肉眼之下,已經是極大的進步了。

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巴斯德

真正使得顯微鏡初步精密化的,則是荷蘭商人列文•虎克。他通過磨製透鏡等工藝技術,部分觀察到了諸如細菌、病毒、真菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體等後來命名的微生物世界。

不過,此時的科學家,僅僅能大致看出微生物的形態,無法深入理解微生物的生活機理和演化機制。直到1931年,恩斯特·魯斯卡發明了電子顯微鏡,促進了生物學和醫學革命,百萬分之一毫米的物體,已經可以清晰的觀察到。

人類疾病至少50%由細菌和病毒引起,這一認識建立於19世紀中後期。1854年,法國傑出的科學家巴斯德,在里爾釀酒廠中,通過鵝頸瓶實驗,在基魯拉、包亨利的理論假說基礎上,開啟了細菌學說的先河,有力否認了微生物自然發生說,並天才般證明了發酵作用,完善了細菌培養實驗。

在巴斯德的堅持下,歐洲醫學界逐步認識到:人和動物的某些疾病,微生物都有參與,人體的不適源於炎症、細菌或病毒感染。儘管細菌學說引起了高度爭議,但是憑藉嚴謹的科學邏輯,還是很快被主流科學家所採納。細菌作為一些疾病的致病機制,基本為確立起來。

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黑死病

著名德國科學家柯赫,將微生物學初步規範化,建立了系統的學科知識,奠基了分離、培養、接種和滅菌等獨特的微生物技術。科學革命和技術改進加強了科學界對於微觀世界的求知慾,在之後的幾十年間,微生物世界作為一個龐博的分支,名列現代科學分支系統之中,成果層出不窮。

微生物生理學開創之後,科學家對於黑死病、狂犬病、雞霍亂、炭疽病、蠶病等影響人類健康的疾病,有了突破性認識。巴斯德建立的巴氏消毒法和英國醫生李斯特論證的創口感染原則,促進了醫學與細菌學說的融合,現代醫學得到了革命性變化。

1880年之後,巴斯德發現微菌在特殊的培養之下可以減輕毒力,變成防病的藥苗,不久就研製出以狂犬病為代表的疫苗,將預防疾病技術提高到前所未有的高度,免疫學也得到了科學界的重視。

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巴斯德一家

巴斯德之後,科學家對於微生物學和醫學再次推進。巴斯德認為,細菌在60~65℃下被加熱,可以殺死有害微生物。1877年,英國化學家廷德爾建立了間歇滅菌法,無菌外科也逐步有了可能,人類對於疾病的治療有了突破性演進。1895年德國物理學家倫琴發現X光線,可以看見人體內部的情況,與細菌學說共同維護著人們的健康。

對於細菌的認識完備之後,如何防治細菌也成為一個問題。1928年,英國科學家弗萊明在實驗研究中發現了青黴素,是一種高效治療細菌性感染且副作用小的藥物。科學家統計研究,自19世紀後半葉之後,人類的平均壽命提高了一倍。許多原本無法治癒的疾病,得到了控制,這是現代醫學和科學革命帶來的福音。

科學革命、細菌學說與現代醫學的演進史

細菌放大圖

20世紀後半葉之後,肺炎球菌的轉化實驗、噬菌體實驗、植物病毒的重組實驗,證明了遺傳的載體。21世紀之後,基因組學、結構生物學、生物信息學、PCR技術、高分率熒光顯微鏡及多學科革命,細菌學說更加完善,消毒措施、滅菌條件和規避上海手段多元化,現代醫學步入發展的黃金時代。

病毒是一類比較原始的、有生命特徵的、能夠自我複製和嚴格細胞內寄生的非細胞生物。19世紀後期菸草花葉病毒被發現之後,病毒學也有了長足發展。然而,我們不能掉以輕心。在廣泛的微生物世界中,我們所知的,仍是很小一部分。科學認識依舊任重道遠,人類對於瘟疫、疾病的防治,可能還有很長的路要走。

很明顯,未知比所知更令人恐懼,但是未知激勵著人類代代探索,追求著科學的真理,永不停息。願人類早日攻克病毒,保持健康,攜手走進美好的未來。


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