高琨
[摘? 要]本文通過回顧諾貝爾獎設(shè)立120年中人類抗擊瘧疾的艱苦卓絕的歷程,以史為鑒,激發(fā)大學生面對新冠疫情增強自信心,面對困難勇于承擔責任,做好迎接挑戰(zhàn)的準備。
[關(guān)鍵詞]抗擊? 瘧疾? 新冠疫情? 挑戰(zhàn)
基金項目:國家自然科學基金“肺灌注三維超聲微泡灌注成像與動態(tài)傳導模式評價方法及其應(yīng)用”(項目編號:31870983)。
面臨瘧疾肆虐人類,研究者不懼風險,將自己的生命安全置之度外,克服條件簡陋、設(shè)備落后、觀念掣肘等困難,以驚人的毅力和常人難以想象的付出與疾病進行了搏斗抗爭。在諾貝爾獎設(shè)立的120年后,科學的發(fā)展、設(shè)備的更新?lián)Q代、技術(shù)的日新月異,現(xiàn)在我們宏觀可以探測宇宙,微觀能夠深入到納米級別的操作,但面對未知事物,仍然需要先輩們的示范。在探索的過程中,特別是新型冠狀病毒肺炎疫情的出現(xiàn),我們更需要重溫這段歷程。
羅納德·羅斯
英國醫(yī)生、英國微生物學家、熱帶病醫(yī)師羅納德·羅斯(Ronald Ross)因發(fā)現(xiàn)蚊子是傳播瘧疾的媒介,獲得1902年諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。
1.實驗過程
羅斯通過觀察發(fā)現(xiàn),這些昆蟲有時白天在黑暗的房間里用食,有時整夜用食。羅斯在喂食昆蟲后,將這些昆蟲收集在裝有少量水的瓶子里,保存幾天然后解剖。為了確保研究有明確的陰性結(jié)果,羅斯加倍小心,幾乎每個細胞都進行檢查,不放過每個細節(jié),不僅沒有忽略昆蟲的表皮和腿,連昆蟲的排泄物和腸道的內(nèi)容物都被仔細地檢查過。在第一次檢查結(jié)束時,實驗需要多次染色并小心地搜索,這項工作從早上8點一直持續(xù)到下午3、4點,過程非常漫長且損耗人的精力,很傷眼睛,所以事后羅斯幾乎看不見任何物體。由于他的顯微鏡幾乎用壞,手和額頭上的汗水使得螺絲都生銹了,僅存的一塊眼鏡也生銹了,這就增加了實驗難度。因為擔心傷了精細的解剖結(jié)構(gòu),羅斯不能使用其他輔助器材。
當?shù)谄咧话呒y翅蚊被成功解剖時,羅斯仔細檢查每一個細胞,令他極度失望的是,什么也沒找到,然而就在他即將放棄檢查的時候,他看到一個非常精細的圓形細胞明顯出現(xiàn)在普通細胞之間,他本能地感覺到這里有些新東西,他繼續(xù)仔細觀察,一個又一個類似的物體出現(xiàn)了。他仔細地將鏡頭聚焦在其中一個目標上,發(fā)現(xiàn)了含有一些黑色物質(zhì)的微小顆粒,與瘧原蟲的色素一模一樣。
2.克服困難
(1)沒有任何文獻
在那個時候,印度很難獲得任何關(guān)于這個問題的最新文獻。因此,羅斯不得不完全依靠自己的觀察和思考。一開始,他陷入了一個錯誤的概念,與布盧薩斯的概念相似,認為這種疾病可能是由于腸道自身中毒所致。羅斯檢查了軍營和醫(yī)院里大量的蚊子。在離開英國之前,他曾多次試圖獲得有關(guān)蚊子的文獻,特別是生長在印度的,但除了百科全書中的一些簡短注釋外,他甚至不清楚蚊子和蚊蟲的身份,對蚊子的分類只能依靠自己的觀察來判斷。
(2)找一件不知道的東西
由于無法確定寄生蟲的情況,因此羅斯覺得有必要通過檢查昆蟲的所有組織來尋找寄生蟲,他用一個功能強大的顯微鏡一個接一個地觀察構(gòu)成昆蟲身體的巨大聚集體的所有微小細胞。要以這種方式徹底檢查一只昆蟲,至少需要2個小時的專注工作,再加上操作和實驗等技術(shù)上的困難,羅斯對要找的東西的形狀和外觀毫無頭緒,甚至不確定被檢查的昆蟲是否完全能夠抵御感染。羅斯提到,目前已知存在于某種蚊子中的黃熱病有機體,以及已知存在于蜱蟲中的得克薩斯牛熱病熱體,都尚未在這些動物中發(fā)現(xiàn),即便如此,他相信這樣盡管看起來毫無希望,但它是唯一能夠解決這一難題的方法。
(3)霍亂嚴重暴發(fā)
1895年9月9日,印度政府派羅斯去班加羅爾鎮(zhèn)抗擊霍亂并報告那里的衛(wèi)生狀況。這項職責對羅斯來說非常有價值,讓他能夠最詳細地檢查一個熱帶城市的總體衛(wèi)生狀況,這一經(jīng)歷使羅斯在以后幾年的研究中受益匪淺。然而,最不幸的是,除了瘟疫之外,阿夫里迪戰(zhàn)爭在那時爆發(fā)了,由于醫(yī)務(wù)人員匱乏,印度政府不得不拒絕繼續(xù)研究瘧疾的提議,羅斯決定在兩個月假期內(nèi)自費開始研究調(diào)查。
3.重要意義
瘧疾在其存在的國家非常普遍,以印度這個當時擁有近3億人口的大國為例,從政府的衛(wèi)生報告中發(fā)現(xiàn),僅在1900年一年內(nèi)死于發(fā)燒的人數(shù)就達到4919591人,平均每年大約有500萬人因瘧疾死亡。1900年,有不少于102640人因瘧疾發(fā)燒入院治療,而實際情況要大于這個數(shù)字,因為在印度許多輕微的發(fā)燒病例根本沒進醫(yī)院。
羅斯認為,他有責任記錄他的研究過程和成果,如果這一科學領(lǐng)域的學生今后得到比他當時多一點的幫助,他的勞動將更有價值并得到充分回報。
夏爾·拉韋朗
1907年,法國軍醫(yī)夏爾·拉韋朗(Charles Laveran)因在1880年發(fā)現(xiàn)瘧原蟲獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
1899年起,拉韋朗在瘧疾方面的主要工作就是以研究蚊科與瘧疾特有性的關(guān)系以及合理預防這種可怕的疾病為目標。他研究過當時法國和法國殖民地的蚊科,并在科學院、醫(yī)學院和生物學會發(fā)表的結(jié)論中表明,在所有瘧疾地區(qū)都可以找到按蚊。根據(jù)他的建議,科西嘉和阿爾及利亞建立了防治瘧疾聯(lián)盟,其主要目標是努力在公眾中傳播關(guān)于瘧疾病因、傳播方式和合理預防的新思想。拉韋朗從事研究的27年來,一直致力于研究人和動物的寄生原生動物。
中國藥理學家屠呦呦
2015年,中國藥理學家屠呦呦因為對抗瘧疾特效藥物青蒿素的關(guān)鍵貢獻獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
1967年,中國成立了瘧疾防治集團辦公室(以下簡稱“523辦公室”),負責協(xié)調(diào)全國性的研究工作。從1967年到1969年,人們篩選了幾千種化合物,但沒有發(fā)現(xiàn)有用的藥物。1969年,523辦公室一行訪問了中國中醫(yī)科學院和中藥研究所,希望在中藥中尋找新的治療方法。當時正是文化大革命中期,幾乎每個研究所都受到影響,所有研究項目都被擱置。經(jīng)過深思熟慮,屠呦呦被任命為中藥材研究所523課題組組長并組建課題組,她的任務(wù)是在中藥中尋找抗瘧藥。
1.青蒿一握, 以水二升漬, 絞取汁, 盡服之
從1969年5月起,百余種草藥的提取物被制備出來,并用嚙齒動物進行了試驗,直到1971年6月,幾乎沒有發(fā)現(xiàn)有效成果。經(jīng)過多次實驗和失敗,屠呦呦重新集中精力查閱中醫(yī)文獻,她發(fā)現(xiàn)青蒿(青蒿科中草藥的中文名)在初篩時對瘧原蟲有一定的抑制作用,但結(jié)果不一致。她反復閱讀文獻中的相關(guān)段落,其中記錄有使用青蒿可以緩解瘧疾癥狀。在葛洪的《肘后備急方》中的一句話引起了屠呦呦的注意,這句話寫道:“青蒿一握, 以水二升漬, 絞取汁, 盡服之”。這種獨特的青蒿使用方法讓她聯(lián)想到,提取過程中的加熱可能會破壞活性成分,為了保持草藥的活性,可能需要避免高溫。葛洪的手冊中還提到了“榨汁”,這提醒了屠呦呦,青蒿葉可能是處方中的主要成分之一,于是她重新設(shè)計了用水、乙醇和乙醚在低溫下分別提取青蒿莖葉有效成分的實驗。
2.“神農(nóng)嘗百草”,我們?yōu)槭裁床荒埽?/p>
從1972年3月開始,研究小組開始大量生產(chǎn)青蒿提取物,為臨床研究做準備。文化大革命期間,大多數(shù)制藥車間被關(guān)閉,在沒有生產(chǎn)支持的情況下,研究小組不得不拿著家里的桶等容器來提取草藥有效成分。由于缺乏適當?shù)脑O(shè)備和通風的環(huán)境,小組成員又長期接觸有機溶劑,有人開始表現(xiàn)出不適的癥狀,然而,這并沒有阻礙研究小組的決心。
研究小組從動物毒理學研究中發(fā)現(xiàn)了一些相互矛盾的信息,如果繼續(xù)討論毒性問題,他們需要將研究推遲至少一年。另外當時已經(jīng)是夏季,在瘧疾流行季節(jié)結(jié)束之前,他們可利用的時間非常有限。為了加快安全評估,屠呦呦要求自己服用提取物,1972年7月,另外兩名小組成員和屠呦呦在醫(yī)院的密切監(jiān)視下服用了提取物。在一周的測試時間內(nèi)未觀察到任何副作用,試驗結(jié)束后,另外五名成員自愿參加了劑量遞增研究。這為研究小組爭取到了寶貴的時間,使他們能夠迅速開始進行臨床試驗。
以史為鑒
1.致敬先行者
在武漢疫情抗擊戰(zhàn)中,無數(shù)的醫(yī)護人員,各行各業(yè)的工作者臨危受命、義不容辭,有的付出了寶貴的生命,有的恪盡職守、夜以繼日,正是這些值得尊敬的先行者,披荊斬棘,負重前行,疫情才得以控制。好的教育在于啟迪使人醒悟,如何居安思危,不僅是新冠疫情還是貿(mào)易戰(zhàn),每一位華夏學子責無旁貸的是,實現(xiàn)每一位的人生價值,適度地娛樂、健康地生活,服務(wù)他人和社會。
2.配做先行者
疫情乃是人類社會經(jīng)歷的考驗和洗禮,天下興亡匹夫有責。天將降大任于斯人也,必先苦其心志,古今中外莫不如此。首先,要具有先行者的能力,學習掌握專業(yè)的技能,克服學習中遇到的困難,在克服困難的過程中鍛煉品格,塑造自己的性格,磨練意志。其次,要具有長遠的目標,向著目標努力。因為只有如此才不會失去人生的方向,遇到挫折和低谷的時候才能堅持下去。最后,要具有堅持到底的毅力,始終如一淡然處之。1969年,屠呦呦開始研究青蒿素,2011年獲得拉斯克·德巴基臨床醫(yī)學研究獎,2015年獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎,在40余年的潛心科研中,體現(xiàn)了她強大的毅力。
參考文獻:
[1]李敏.空虛與末日——淺析《空心人》[J].科技信息,2010(12).
[2]孟子.《生于憂患,死于安樂》,選自《孟子·告子下》.
作者單位:西安交通大學 教育部生物醫(yī)學信息工程重點實驗室 陜西西安