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感染病学新发展时期的省思:转折还是腾飞

2011-03-19翁心华

微生物与感染 2011年1期
关键词:病学传染病病毒

翁心华

复旦大学附属华山医院感染科,上海 200040

近10年来,感染病学界的疾病谱呈现出独特的景象。最新的全国流行病学调查显示,乙型肝炎病毒表面抗原(hepatitis B virus surface antigen,HBsAg)携带率为7.18%,处于持续下降中;人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)新发病例正以隐蔽方式持续增长;结核病(tuberculosis)的发病率经过长期努力终于持平,维持在107/10万的高水平。在这种喜忧参半的大背景下,严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)、甲型流行性感冒(简称甲流)以及手足口病(hand, foot and mouth disease)则间歇性地发出振聋发聩的强音符,使感染病学界出现前所未有的热闹景象。一时间不仅仅与之密切相关的微生物学与免疫学家重新关注感染性疾病的基础研究,其他如分子生物学、基因组学、蛋白质组学、表观遗传学、生物信息学等领域的专家无不开始涉足感染性疾病的研究。但也有人认为感染病时代即将结束而进入一个转折点,随着疫苗的广泛应用,未来的主要疾病谱还是肿瘤与心血管疾病。

在这种复杂的大环境下,感染病学科的临床医师未免会兴奋,甚至忐忑不安,一时间觉得有太多的学科突然涉足这个领域,在学科发展和定位上不由出现迷失方向之感。其实这正是学科出现重大转折或者腾飞前的征兆。在人类历史上,生命科学领域的数次重要革命性进展,或者说当生命科学领域多学科开始纷纷关注感染病学的时候,正是感染病学即将出现大的转折和腾飞的时刻。

科学史上有三大标志性的事件推动了感染病学的跳跃式发展。

第1个标志性的感染病学时代是从显微镜开始的。1683年列文虎克(Leeuwenhoek)使用显微镜从牙垢观察到细菌,提出了“传染病具有微生物病原体”的理论。显微镜的发明直接导致临床微生物时代的开启,从此微生物与感染就成为密不可分的孪生兄弟。特别是1860年9月20日,巴斯德(Louis Pasteur)用实验证实了微生物的存在及其引起的食物变质(葡萄酒和啤酒发酸)和生物致病(如蚕病和狂犬病)。他在一大批玻璃瓶中放入微生物生长需要的培养液,经过严格的杀菌处理后密封。然后登上了阿尔卑斯山,每到一定高度,打开 20个瓶子。在山脚打开的20个瓶子中,有8瓶出现了微生物;在山腰打开的20个瓶子中,有5瓶出现微生物;在山顶打开的20个瓶子中,只有1瓶出现微生物。 在山下,空气中飘荡的微生物多;而山顶空气洁净,所以微生物很少。巴斯德的实验有力地证明了他的观点:微生物也像植物一样,没有“种子”是不会自然产生的。 通过这个实验,他在科学史上总结感染病为“细菌(germ)”有机物所致。病毒的发现,则是1882年巴斯德研究狂犬病时的成绩。他在显微镜下仔细观察疯犬的脑脊液,没有发现病菌。可是将疯犬的脑脊液注射进正常犬体中,正常犬马上得病死去。以后,人们就将这种比细菌还要小的生物病原叫作“病毒”。众所周知,在此基础上感染病学的发展突飞猛进。科赫(Robert Koch)发现了结核分枝杆菌与霍乱弧菌;1929年弗莱明(Fleming)报道在真菌中发现了青霉素,更是开启了抗生素时代。

第2个标志性的感染病学时代是免疫学的发展开启的。1796年英国医生爱德华·詹纳(Edward Jenner)发明牛痘天花疫苗后,人类才有了有效预防天花的武器,也彻底改变了人类的命运。这个事件的意义不仅仅标志免疫学技术将带来感染病防治的重大发展,还极大地促进人类对感染病的认识从而摆脱了单纯的微生物观,引进了宿主免疫以及宿主与微生物相互作用的思想。更具有深远意义的是,L. S. Stavrianos著名的《全球通史》认为,这在人类发展史上也是一个重大实践,人类与天花之间的关系变化显示的是主人与奴仆之间的决定性差别。物理学家沃纳·海森伯格(Werner Heisenberg)总结说:“人类有史以来第1次在世界上只面对自己,而不再有其他任何伙伴和敌人。”且不论人类这种超越自然界的力量是否已经发展成为当今全球性隐忧与恐惧的根本原因,仅就感染病学而言,直接引发了感染免疫学时代的飞速发展。著名的乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)的发现就来自于Baruch Blumberg博士对澳大利亚抗原的研究。Baruch Blumberg作为一名血液肿瘤学家,应用简单的抗原-抗体凝集试验解决了乙型肝炎的病原体而获得了诺贝尔奖,再次证明感染病学的魅力体现在多学科交叉所产生的巨大科学能量。

第3个更具标志性的进展来自于物理化学领域,证实感染病领域的独特魅力,显示感染病时代属于整个人类。沃森在他的《DNA的秘密》一书中谈到:“1953年2月28日星期六上午,我跟往常一样比克里克(Crick)早到剑桥的卡文迪什实验室。这么早来是有理由的,我知道我们即将解开在当时鲜为人知的脱氧核糖核酸(DNA)的结构,不过我并不知道它会什么时候来到……”生物技术的世纪开启于这样一个普通的早晨。1个多月后的4月25日,沃森与克里克在《自然》杂志上发表的一篇短文,宣布他们发现了DNA的双螺旋结构。沃森与克里克的发现开启了一个时代,自那以后,越来越多的人开始相信“生命不过就是物理与化学——尽管是极为精密复杂的物理与化学”;更重要的是,人类不再是生命的旁观者,而开始扮演干预者的角色。人们现在已经知道,如果没有分子生物学技术,如果没有对生物核酸的认识,人类是不可能揭开艾滋病(acquired immunodeficiency syndrome,AIDS)、丙型肝炎、SARS真正秘密的。

因此,感染病学注定不是一个安分守己的学科,她的发展是连续的,更是跳跃的。从事这个学科的医师、科研工作者,不能不具备更开阔的眼界,更包容的胸怀,以及更谦卑的心态。

当今的感染病学科又出现了萌动状态,敏感的科学工作者和医师们面对接踵而来的新发传染病挑战和纷至沓来的学科新发展,总有一种学科要发生巨大变革的预感。这个时代正是后基因组时代所带来的个体化感染病学时代,以及人类基于转化医学(translational medicine)和循证医学(evidence-based medicine,EBM)对新发和再发传染病的诊疗技术革命及对传统感染性疾病的重新认识。对于传统的慢性乙型肝炎等疾病,基于对宿主的免疫学分型和对病原体变异的认识,将充分体现在个体化治疗获得更高治疗应答率而治愈这个人类宿疾上。对于结核病这种传统而仍旧肆虐的传染病,则可通过快速诊断技术与基于分子诊断的快速药敏技术结合新型药物与疫苗,最终控制住这个怪兽。各种靶向治疗的小分子药物、治疗性疫苗等新型药物最终会治愈HIV和丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)感染。对于新发传染病和疑难传染病,各种生物靶标的发现,各种分子生物学、基因组学、蛋白质组学、表观遗传学、生物信息学技术的应用,人类有望在极短时间内鉴定出类似甲流、“超级细菌”、“蜱虫病”(现证实为布尼亚病毒所致)的新型病原体而找到治疗方法。

总之,在这样一个特殊的历史时期,感染科医师应该加强自身的医学继续教育,全面提高自己的专业水平。首先将自己培养成一个理论与临床水平均较全面的临床医师,然后在某一领域有所专攻,有所创新。各个感染病学科或者医院也是如此,必须为具备较为全面的感染病诊治能力而储备一流的人才,未来的感染病学科将是一个最具备学科容纳度的全新学科。

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