胃细菌学的研究:小细菌 大革命
时间:2005-10-10 22:13 来源:中国科学院微生物研究所 作者:冯友军 高福(中国科学院微生物研究所) 点击:次
胃细菌学的研究长期以来一直是一个被忽视的领域。1982年,澳大利亚学者巴里·马歇尔和罗宾·沃伦从慢性活动性胃炎患者胃黏膜活检标本中分离到了幽门螺杆菌(Hp),并证明该细菌感染胃部是导致胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡的“罪魁祸首”。这一发现打破了当时已经流行多年的人们对胃炎和胃溃疡发病机理的错误认识,被誉为是消化病学研究领域的里程碑式的革命。 Hp就是“元凶” 中国科学院院士陈可冀在接受记者采访时评价说,2005年诺贝尔生理学或医学奖授予澳大利亚临床病理学家罗宾·沃伦和消化科临床医生巴里·马歇尔,这一重大决定不仅表彰了这两位医生发现幽门螺杆菌导致胃炎、胃和十二指肠溃疡发病的重要成就,也激励着临床医学家们在防治各类危害人民健康的疾病中,不断加强临床医学与基础医学的紧密合作,为解除各种病痛创新性地做出富有成效的新贡献。 胃炎及胃和十二指肠溃疡到底是由什么引起的?直到20世纪80年代以前,医学界还认为是紧张和充满压力的生活方式以及长期食用辛辣食物所致,在治疗上当然也没有什么好的办法。其实在两位获奖科学家之前,幽门螺杆菌早就已经被人注意过。1893年在狗中、1896年在大鼠和猫中都有人报告在其胃中发现了螺形菌;20世纪初人们在溃疡性胃癌病人的胃内容物中也曾找到同样的细菌,只是没有人把这种细菌当回事,因为当时的医学界普遍认为,正常的胃是无菌的,胃里面的胃酸足以将包括细菌在内的所有微生物迅速杀死。 陈可冀介绍说,Hp是一端有鞭毛的螺旋状微需氧菌,革兰氏染色阴性,由粪-口途径或口-口途径传播。Hp在发达国家人群中感染率约30%,在我国及发展中国家高达50%以上。感染后在胃黏膜呈点片状分布,主要定植于胃窦部及胃体部黏膜;Hp可穿透黏液层,定居于黏膜上皮表面,并可分泌多种毒素;因Hp富含尿素酶,可不受胃酸侵袭或破灭,日久便可招致慢性萎缩性胃炎,胃及十二指肠溃疡。现已确认Hp感染是胃和十二指肠溃疡发病的先决条件。 马歇尔和沃伦这一有关幽门螺杆菌的研究,革命性地改变了所有人对胃炎、胃溃疡等疾病的认识,通过改进方法大幅度地提高了胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡患者的彻底治愈机会,提高了病人的生活质量。 开创崭新医学研究领域 在马歇尔和沃伦的发现发表后,全球范围内相关研究急剧升温,有关幽门螺杆菌的论文不计其数并形成了一个崭新的医学研究领域。科学家对该病菌致病机理的认识也在不断深入,幽门螺杆菌在胃炎和胃溃疡等疾病中所起的作用也变得越来越清晰。 同济大学医学院附属甘泉医院金友医生介绍说,Hp与慢性浅表性胃炎之间的病因关系已经得到充分的证据确认。如几乎所有Hp阳性者都证实有胃窦炎;若Hp感染经抗菌治疗,Hp根除后,胃炎可消退;动物模型实验,用Hp可复制出慢性浅表性胃炎的模型;而马歇尔“活吞”Hp造成自身感染,应该说是最具有说服力的了。在Hp感染根除后,溃疡病复发率显著降低,说明Hp在溃疡病的发病中有着举足轻重的作用;同样在Hp根除后可预防溃疡病复发。 诊断是治疗的基础,Hp的发现可以说对胃、十二指肠病学的发展产生了一个划时代的影响,二十多年来由于人们胃、十二指肠病因学的观念发生了根本的改变,一系列涉及微生物、病理学、免疫学、生物物理学和分子生物学诊断的Hp感染的方法逐渐建立了起来。对幽门螺杆菌的诊断最早是建立在病原病理学的基础上,即通过染色的方法来识别幽门螺杆菌,此后研究人员开发出了免疫学方法、内窥镜检查、呼气试验等多种幽门螺杆菌检验方法,极大地提高了幽门螺杆菌的检出率。 重结果 看疗效 诺贝尔奖委员会在授奖词中说:“由于巴里·马歇尔和罗宾·沃伦1982年的发现,使得原本慢性的、经常无药可救的胃溃疡,变成了只需抗生素和一些其他药物短期就可治愈的疾病。”这也是对两位科学家工作意义的最好的肯定。 陈可冀院士说,有关胃炎和胃、十二指肠溃疡病因学理念的变革,促发了胃和十二指肠溃疡治疗学上的一场革命,也就是说无论胃和十二指肠溃疡是初发还是复发,都要应用抗Hp感染的抗菌药物治疗,结果是复发率从过往的80%左右下降到2%左右,并发症发生率也显著减少,很多病患者得以根治。当然,由于Hp栖息生存环境的特殊性,单一药物治疗常难根除,所以现时国内外都采用综合疗法,并探索其最佳综合方案,我国还进行中西医结合治疗的尝试,同时监控耐药性及不良反应;Hp疫苗的制成或许可提供更满意的防治成效。从现有情况看,抗Hp感染还存在10%~20%或更多的失败率,以及2%以上的复发率,所以防治任务任重道远! 陈可冀院士认为,Hp发现至今已事隔20余年,沃伦和马歇尔也已是多年的候选人,晚至今年方被授奖,这给临床医学家一个很重要启示,即一切临床医学家都应该以事业为重,耐得住寂寞;我们还应该看到,临床各学科常见的疾病的病因、诊断、治疗、预防等许多未知有待研究,这些未知还未引起足够的关注,更未引起卫生和科技部门决策者的应有的重视,应该从政策和立项上给临床医学研究以应有的垂注,并鼓励临床医生去创新,为人类造福! 关注生命 关注健康 关注传染病 瑞典卡罗林斯卡医学院10月3日宣布,将2005年诺贝尔生理学或医学奖授予澳大利亚科学家巴里·马歇尔和罗宾·沃伦,以表彰他们发现了导致人类罹患胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡的罪魁——幽门螺杆菌。这对当年的生物学界而言,无疑是一个震撼性的消息,而在结果公布之前,人们更看好的是获得了当年“艾伯特—玛丽·拉斯克基金会奖”的DNA“指纹识别”和干细胞研究领域。 相对于近年来出现频率颇高、进展飞快的分子生物学、神经科学领域以及干细胞等尖端研究成果,1982年发现的“幽门螺杆菌”这一成果得到当年这一科学界的最高荣誉奖似乎令人感到意想不到甚至有一点“失望”:因为与近年来“曲高和寡”的获奖成果相比,当年的获奖成果显得平民化得多。但是幽门螺杆菌的发现,实实在在地开创了人类对胃溃疡等疾病的有效治疗方法,提高了人类的健康水平。但当年的获奖成果还是被一些科学家认为“平淡无奇”,可能也会引起一些争议。 在1901年首届诺贝尔生理学或医学奖颁给导致白喉和破伤风的病原微生物之后104年的今天,病原微生物的发现与研究又站在了诺贝尔奖的领奖台上,尤其是在科学飞速发展的今天,一方面,人们已经拥有越来越多的手段和疾病作斗争,但另一方面,各种病原微生物导致的重要的人类和动物疾病,尤其是一些高危传染性疾病却是愈演愈烈。2003年“轰轰烈烈”的SARS刚刚走远;2004年禽流感又至;2005年猪链球菌病疫情更是令人谈猪色变…… 纵观动物与人之间的疾病史,从早期的鼠疫、霍乱、埃博拉病毒到艾滋病、疯牛病、禽流感,来自传染病的威胁从来没有停止过。在这些疾病出现之后,科学家针对这些疾病展开了卓有成效的研究,并在短期内压制了这些病原微生物的进一步流行扩散,取得了人类与病原微生物斗争的胜利。 但是,迄今为止,还不可能判定哪怕是其中一种病原微生物完全退出了世界历史的舞台。昔日令人谈虎色变的天花病,今天看来好像是已经被人类彻底消灭了,但是并不能肯定地说天花病毒从此再也不会出现,因为在人类进步的同时,病原微生物也在不断地变异以适应现在的环境,维持其自身的生存。 20世纪60年代,科技发达的美国人曾经认为病原微生物引起的传染性疾病已经被人类所控制;20世纪70年代,美国总统尼克松曾经向世界宣称要在十几年之内消灭癌症,然而时至今日,全世界还没有什么有效的对策,凸显出人类在战胜自然的征途上还有相当漫长的路要走。对于由艾滋病病毒(HIV)引起的人类免疫缺陷综合征(AIDS),科学家已经开展了近25年的研究,还没有找到治疗该疾病的行之有效的途径。针对艾滋病疫苗的研究更是出乎全世界科学家的预料,到如今仍是进展不大。 在这一场共同进化的过程中,我们既要对这些病原微生物深入地开展全方位的系统研究,包括对病原微生物的分子流行病学、病原微生物的侵染机制及致病机理、病原微生物的主要致病因子的结构与功能基因组学的研究;同时又要开展宿主的分子免疫系统等的研究,并根据这些研究成果设计并开发出高特异性的基因工程疫苗;研制出有靶向性的多肽类或小分子药物;筛选、改造或合成新的抗生素等才能更好地应对那些新生、突发、重组的病原微生物。 与引起人类和动物的重要传染性病原微生物作斗争是一个长期的过程,需要全球科学家的共同努力,国外的科学家在病原微生物领域的研究与防治上已经积累了许多经验并有诸多教训。当前,我们应该认真研究国际发展态势与我国国情,并尽可能地争取国家有关部门的大力支持和帮助,同时在各个相应领域和国外科学家开展广泛地合作,更好地提高我国预防和治疗病原微生物引起的重要疾病的能力! (冯友军 高福(中国科学院微生物研究所)) 2005年诺贝尔奖 以身试“法”修正果 20世纪80年代初,两位澳大利亚科学家发现一种新型细菌是导致胃炎和胃溃疡的罪魁祸首,但他们的结果遭到了绝大多数同行的反对,因为这种观点不同于100多年来的经典医学:胃是无菌的,胃酸会杀死所有吞入的细菌。两位科学家坚信自己的发现,不屈不挠地面对质疑和反对意见,辛苦地四处游说。今天,胃炎和胃溃疡是用抗生素可以治愈的疾病,千百万人的生活质量因此改善。 诺贝尔奖委员会说:“在1983年马歇尔和沃伦发现这种细菌之前,生活压力和生活方式被认为是胃溃疡的主要诱因。现在已普遍证明,超过90%的十二指肠溃疡和超过80%的胃溃疡都是由幽门螺杆菌引起的。” 当年54岁的马歇尔现在是西澳大利亚大学的临床微生物教授,当年68岁的沃伦是珀斯皇家医院的退休病理学家。马歇尔说:“我们非常小心地庆祝这一时刻,一杯啤酒就够了。我不想出现在电视上,这是毒药。我们非常节制我们的活动,一杯啤酒就足以让我们沉醉了。” “我知道自己是对的,因为我看见它们了” 1979年4月,42岁的沃伦在珀斯皇家医院的一位胃溃疡患者的胃黏膜活体标本中意外发现了一条奇怪的蓝线,他用高倍显微镜观察,发现无数弯曲状的细菌紧粘着幽门附近的胃上皮。他进一步的检查发现:大约50%的患者的活体切片上都有这种细菌。他还观察到炎症总是出现在有细菌存在的胃黏膜上。这是一个关键性的发现。但是,没有人相信他。 当时医学教科书上的标准教育是:胃是没有细菌的,胃酸将所吞入的细菌都杀死了。胃炎和胃溃疡是由胃酸引发的,因此,医生们采取抑制胃酸的药来治疗这类疾病。 沃伦相信自己的眼睛。他说:“大家都不相信让我有些恼火,但我并不真正在乎这些。我继续做我的工作,因为我相信自己是对的,我看见它们了。最麻烦的是我能够看见它们,但其他人却看不见它们,除非我展示给他们看。”“我看见了这些细菌,一旦我看见了它们,它们就很容易被找到。” 年轻的马歇尔发现沃伦坚持的观点是正确的。1977年,从西澳大利亚大学获得硕士学位的马歇尔成为珀斯皇家医院的临床医生,他对沃伦的发现产生了兴趣,两人开始合作,对100位患者的活体组织切片进行研究。经过数次努力后,1982年,马歇尔终于从几个标本中成功地培育出一种从不知道的细菌品种,他认为这种细菌属于弯曲菌家族,因此将之命名幽门弯曲菌,随后又发现它属于螺旋菌家族,便又重新命名为幽门螺杆菌。 两人继续研究,又发现几乎所有胃炎、十二指肠或胃溃疡患者都有这种细菌。基于观察和研究的结果,他们相信幽门螺杆菌是导致胃炎等疾病的主要原因,1984年,他们将研究结果发表在《柳叶刀》上。 但仍然有许多医生不相信这个发现。马歇尔说:“罗宾简直着迷了。一旦他看见什么东西,他就会下定决心看看究竟是什么。即使不是我,他也会找到另一个巴里·马歇尔。” 沃伦说,他们的研究成果最终花了15年的时间才出现在教科书上。 以身试“法” 吞下幽门螺杆菌 绝大多数肠胃病学家拒绝接受两人发表在《柳叶刀》上的观点,马歇尔的一位导师说:“你的观点是错的。”但马歇尔坚持捍卫自己的观点并告诉批评者错在哪里。两人又花了10年的时间继续做更多的研究,包括用抗生素治疗试验,以期得到学术界的认可和接受。 马歇尔的奋斗尤为辛苦。他到世界各地旅行,不停地为自己的研究游说,甚至以身试“法”,自己吞下幽门螺杆菌,证明它能引发胃炎。沃伦说:“我也努力让别人相信它,但马歇尔是一个比我好得多的推销员。” 那一年马歇尔32岁,他先吞下胃窥镜导管,让其他医生检查他的胃并取出几个活片组织,目的是证明他的胃没有幽门螺杆菌,他也没有胃炎或其它不正常现象。做活组织切片的地方在10天后愈合,他又吞下了培养液中纯的幽门螺杆菌。一周后,他的胃出现了严重症状,朋友说他的呼吸中有一股“腐烂味”。 在症状出现10天后,马歇尔实施了第一次胃镜检查。活组织切片检查显示他患上了胃炎。为了不至出现胃溃疡,他没有将实验继续进行下去,在接受抗生素治疗后症状很快消失了。 马歇尔和沃伦只追求自己观察到的结果而不在乎盛行的观点,工作进行得异常顺利。他说:“如果我是在美国接受正规的肠胃学训练,那么我会被灌输胃酸理论,我不会想其它的事情而忽略幽门螺杆菌,就像其他人那样。” 诺贝尔奖委员会的公告指出:“今年的诺贝尔生理学或医学奖授予巴里·马歇尔和罗宾·沃伦,他们的不屈不挠和有准备的头脑挑战了盛行一时的教条。”“由于巴里·马歇尔和罗宾·沃伦1982年的发现,使得原本慢性、经常无药可救的胃溃疡变成了只需抗生素和其它一些药物短期就可治愈的疾病。” 马歇尔和沃伦开启了一扇研究细菌与人类其它慢性炎症的大门。人类的许多疾病如克隆氏病、溃疡性关节炎和动脉硬化症等都是由慢性炎症引起的。越来越多的科学家开始寻找与这些慢性炎症疾病相关的细菌。 马歇尔现在是西澳大利亚大学NHMRC幽门螺杆菌实验室的首席研究员,他每天都会阅读互联网上有关胃溃疡研究的资料,他说:“每周都会有关于幽门螺杆菌的新研究,我敞开心扉接纳它们。” (责任编辑:泉水) |