人类抗击疟疾中产生的诺贝尔奖
2016-04-10吴如俊
吴如俊
(江苏省泰兴市第四高级中学 225411)
疟疾是世界上流行最广的传染病之一,在热带和亚热带,一年四季均可发生;温带则主要发生在夏秋两季。自有人类历史以来,疟疾曾一次又一次地夺去成千上万人的生命,甚至影响一个国家的兴衰、一场战争的胜负……据世界卫生组织(WHO)1987年估计,全世界每年约有1亿疟疾病例。在人类抗击疟疾的漫长历史中,许多科学家作出了杰出的贡献,包括中国科学家屠呦呦在内的5位科学家获得了诺贝尔生理学或医学奖。
1对疟疾致病微生物的确认与两位诺贝尔奖得主
对疟疾致病微生物疟原虫的确认,诞生了两位诺贝尔生理学或医学奖得主——拉弗朗和罗斯。
19世纪,由于巴斯德、科赫等科学家的卓越成就,“传染病由细菌引起”的观点已经成为当时科学界的一种常识。当时许多科学家坚持认为,在水、空气和土壤中,一定存在一种引起疟疾的所谓“疟疾杆菌”。但法国科学家拉弗朗(Charles Louis Alphonse Laveran,1845-1922)通过对疟疾病原体的仔细研究,提出了重要假说:疟疾是通过一种原生动物——疟原虫传播的。
拉弗朗于1878年被军方派到法属殖民地阿尔及利亚,负责研究那里的疟疾。他到了当地以后,观察了许多疟疾病死者的尸体,深入细致地进行解剖。还耐心地收集许多病人的新鲜血液样本进行检验。经过两年多的反复比较、仔细研究,终于在1880年11月5日确认,疟疾是由一种产生在患者红血球中叫疟原虫的单细胞生物引起的。
拉弗朗的发现,让人类认识到,传染病的病原体并不仅仅只有细菌,这对以后病毒等其他微生物的发现和研究,都具有非同寻常的意义。与此同时,一门研究病原生物的科学——病原生物学,也应运而生。
疟原虫是如何进入红血球里去的?又是如何由一个病人传给另一个病人的?这些问题的解决归功于科学家罗纳德·罗斯(Ronald Ross,1857-1932)。罗斯的父亲是英国驻印度殖民军的一位将军,罗斯出生于印度,回英国就读医学专业,毕业后于1881年到印度行医。当时不管是印度居民还是英国军队,都被疟疾折磨得苦不堪言。
为此,罗斯十分注意研究疟疾。1894年,罗斯遇到了曾在中国当过医生的曼森(Patrick Manson),曼森也认为蚊子是传播疟疾的媒介,但始终没有获得任何证据。结合拉弗朗的发现,罗斯敏锐地确立自己的研究目标是蚊子与疟原虫的关系。为此,他捕捉、解剖、观察了无数的蚊子,经过许多次实验后,于1897年8月20日在一种“按蚊”的胃里找到了拉弗朗报道的那种疟原虫。1898年,罗斯成功地用“按蚊”胃里的疟原虫引发鸟类的疟疾,并且证实只有雌性“按蚊”才会传播疟疾。罗斯因这一发现获得1902年诺贝尔生理学或医学奖,5年以后的1907年,拉弗朗也获得了诺贝尔生理学或医学奖。
遗憾的是,当罗斯想用同样的方法引发人类疟疾没有成功,直到1899年,罗斯退休以后,意大利科学家格拉西(G. B. Grassi)才发现,只有少数蚊子才会传播疟疾,这个传播者就是按蚊。当按蚊叮咬患有疟疾的病人时,寄生于人体血液细胞中的疟原虫就随血液进入按蚊体内。经过一段时间后,疟原虫最终寄生于按蚊的唾液腺中。当按蚊再次叮咬人时,疟原虫就通过唾液进入人体并使人感染疟疾。
2对致病微生物疟原虫的抑制与两位诺贝尔奖得主
对致病微生物疟原虫的抑制,诞生了包括中国科学家在内的两位诺贝尔生理学或医学奖得主——保罗·穆勒和屠呦呦。
尽管科学家们揭示了疟疾的起因及其与蚊子的关系,但1930年,疟疾还是再一次使1000万人患病,300万人丧生。DDT就在这样的危急时刻走进了世人的视野。DDT,又叫做滴滴涕,化学名为二氯二苯基三氯乙烷,化学式C14H9Cl5,由德国化学家蔡德勒(Zeidler)于1874年首先合成,1939年瑞士化学家保罗·穆勒(Paul Mueller,1899-1965)在设备相当简陋的实验室里,对几百种药物,经过近四年的艰苦筛选试验,制备出DDT的各种衍生物,认定它是一种有效的昆虫神经性毒剂。
并且发现,DDT及其化学衍生物对蚊子、马铃薯甲虫、虱子等害虫有剧烈毒性。DDT的使用令疟蚊、苍蝇和虱子得到有效的控制,并使疟疾、伤寒和霍乱等疾病的发病率急剧下降。1948年,保罗·穆勒被授予后来备受争议的诺贝尔生理学或医学奖。当时人们对DDT的推崇,从颁奖大会上瑞典科学家费希尔的言辞中可见一斑:“……出人意料地、戏剧性地突发转机,DDT成为力挽狂澜的角色”。
2011年9月24日,81岁的中国科学家屠呦呦(1930—)登上“拉斯克奖”的领奖台,获得临床医学奖,她的获奖理由是:“因为发现青蒿素,一种用于治疗疟疾的药物,挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命。”2015年10月5日,诺贝尔委员会在瑞典斯德哥尔摩举办新闻发布会,宣布中国药学家屠呦呦、爱尔兰科学家威廉·坎贝尔和日本科学家大村智分享2015年诺贝尔生理学或医学奖,表彰他们在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成就。屠呦呦成为第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家。
屠呦呦发现的青蒿素,是从植物黄花蒿中提取的一种抗疟成分,还具有抗白血病和免疫调节功能。屠呦呦及其领导的中医研究小组从系统整理历代医学书籍入手,查阅大量地方药志,四处走访老中医,制作2000多张资料卡片,在实验室里经历了190多次的失败之后,在1971年10月4日,终于获得对鼠疟、猴疟原虫100%抑制率的青蒿素。
3对致病微生物疟原虫的利用与一位诺贝尔奖得主
对致病微生物疟原虫的利用,诞生了一位诺贝尔生理学或医学奖得主——瓦格纳·尧雷格。
奥地利医生瓦格纳·尧雷格(Julius Wagner Jauregg)是第一个利用奎宁成功治疗疟疾的人。其实很早以前,人们就已经知道,从南美洲的一种树上剥下的树皮(其中的有效成分就是奎宁,也叫做金鸡纳霜)可以控制疟疾的发作。
瓦格纳·尧雷格在观察由梅毒(一种性传播疾病)引起的麻痹痴呆患者时,偶然发现极少数患者在感染了会引发高热的疾病时,梅毒病情反而会有所好转。高热似乎破坏了引起梅毒的病菌。他设想,如果让晚期麻痹痴呆病人感染疟疾,疟疾带来的高热可以使梅毒大为减轻,而疟疾本身可以用奎宁去控制。1917年,他按设想进行实验,并取得成功。他因此获得1927年度的诺贝尔生理学或医学奖[1]。