APP下载

疾病叙事阅读:“小人国”里的“大发现”*——链霉素的故事

2020-10-12李毓龙杨晓霖李乐平

医学与哲学 2020年18期
关键词:小人国链霉素结核病

任 婧 李毓龙 杨晓霖 李乐平

叙事无处不在,人类是天生的故事叙述者,叙事与人类的实践与发展、壮大密切相关。在医学背景下,从古希腊医学之父希波克拉底开始,语言、药物和手术刀就被称为医学的三大法宝,根据他的理念,凡医学涉及的疾病、医生和患者都有故事可讲[1]。虽然在后期医学发展的很长一段时间里,科学主义与技术主义盛行而叙事人文受到忽视,使得医患之间缺乏情感交流,加剧了医患之间紧张。到了近十年间,国内医学教育家开始不断提出医学人文改革,并开始推崇疾病叙事阅读方法,以培养医学叙事能力,以期提升医学生感受力、判断力和共情力。具备叙事能力的医生主体能与患者主体共同观察和见证疾病故事,深入观察到暴露在疾病状态的患者的个性自我深层状况[2]。

医学叙事文本可分为文学疾病叙事、医生病历书写和自我病情书写等,本文以医学叙事文本作范例,以疾病叙事的方式介绍链霉素的发现与治疗结核杆菌的故事,描绘人类长期在“微生物王国”的不懈努力和顽强拼搏的故事。

结核杆菌,曾被称为“白色瘟疫”,对人类的笼罩一直持续到20世纪40年代,直到两位从小对土壤微生物“小人国”感兴趣的师生——瓦克斯曼和萨兹,在不见天日的“危”“机”四伏的地下实验室,经过夜以继日地与亿万微生物聚集的“小人国”国民打交道多年之后,两位“小人国”的忠实研究者终于提取出可杀灭结核杆菌的特殊物质——链霉素。在科学王国里,许多惊人的发现源自对细微的“小人国”的不懈探索,链霉素就是“小人国”里的“大发现”。

1 结核杆菌:笼罩人类的“白死病恐惧”

结核杆菌,这个大家并不陌生的致病菌,从古至今,犹如瘟疫般在全世界吞噬着众多人的生命。“白色瘟疫”不仅在劳苦大众中蔓延,许多世界名人也因其丧命:英国浪漫主义诗人雪莱(Percy Bysshe Shelley,1792年~1822年)、波兰著名钢琴家肖邦(F.F.Chopin,1810年~1849年)、俄国医生小说家契诃夫(Anton Chekhov,1860年~1904年)、美国超验主义哲学家梭罗(Henry David Thoreau,1817年~1862年)、中国作家鲁迅和萧红、一代才女林徽因都无一幸免于这场“白色浩劫”。

为了对抗“白色瘟疫”,世界各地科学家从结核杆菌的发现者——德国医生科赫(Robert Koch,1843年~1910年),皮肤结核病治疗方法的发现者——丹麦医生芬森(Niels Ryberg Finsen,1860年~1904年)到卡介苗的联合研制者——法国的卡医生(Calmette)与介医生(Guerin)都曾为之努力,其中产生多名诺贝尔奖获得者。尽管如此,治疗结核病的特效方法始终都没有找到。

“白死病恐惧”对人类的笼罩一直持续到20世纪40年代,美国土壤微生物学家、“土壤学教父”瓦克斯曼(Selman Waksman,1888年~1973年)[3]及他的学生萨兹(Albert Schatz,1922年~2005年)从亿万微生物聚集的“小人国”里分离出一种对结核杆菌有致命作用的物质——链霉素,见图1,这场浩劫才得以控制,人类才得以从结核杆菌的控制中摆脱出来,结核病的大肆泛滥才得以中止。

图1 瓦克斯曼教授(右)与学生萨兹(左)

2 坚持不懈:瓦克斯曼遨游“微生物小人国”

根据自传《我与细菌打交道的一生》[4]5,瓦克斯曼出生于土地资源丰富的俄国乡镇,从小就对微生物聚集的土壤非常感兴趣。黑土地富饶多产,像焦土一般黑的黑钙土是微生物最青睐的王国。他常常翻开松软的泥土,观察土壤里的“小人国”,寻找居住在这个特殊国度里的小生物,开展对“小人国居民”的细致探索……与土壤结下的不解之缘让幼小的瓦克斯曼就已经产生了对土壤研究的浓厚兴趣。

瓦克斯曼成长的家庭环境对他的探索精神和缜密思考能力产生了有益影响。母亲芙蕾达(Fraida)是一位有学识的女性,她常常鼓励瓦克斯曼对细小的事物和精确的文字进行细致观察与思考,这让瓦克斯曼从小受到了人文熏陶,也为后来瓦克斯曼成长为一名杰出的学者和人文主义科学家打下了基础。瓦克斯曼的妹妹因感染白喉而早夭。她本有机会幸存下来,但是两百英里之外的抗毒素没来得及救治妹妹。妹妹的悲剧性死亡深深触动瓦克斯曼,从那一刻他就开始思索一种能够治愈传染性疾病的方法[4]73。

对瓦克斯曼的科学发现起到关键作用的人物还包括维诺格拉斯基(Sergei Winogradsky,1856年~1953年)、弗莱明(Alexander Fleming,1881年~1955年)等科学家前辈以及杜博斯和萨兹等瓦克斯曼自己培养的学生。俄国科学家维诺格拉斯基(Sergei Winogradsk,1856年~1953年)是土壤微生物学的创立者之一。在生物世界上,微生物是一个足有几十亿年历史的“小人国”。其“国民”个个体型微小,细微到只有一根头发的几十分之一。然而,这位土壤微生物王国的主人,对小人国的代表性家族——细菌、放线菌、真菌、病毒、类病毒、立克次氏体、衣原体、支原体等非常熟悉。这位“小人国”的忠实研究者成为了瓦克斯曼的师长和终身好友,极大影响了瓦克斯曼后来的研究与发现。文学功底深厚的瓦克斯曼也顺理成章地成为了维诺格拉斯基的传记作家。

瓦克斯曼在他的学习生涯期间受到弗莱明发现青霉素[5]的启发,致力于土壤微生物研究,研究其中是否存在能够分泌杀死细菌的微生物,并于1915年发现放线菌属微生物。但与弗莱明对青霉素的偶然发现不一样,瓦克斯曼一直在土壤微生物“小人国”里遨游,与世界上体型最小的众多“古老化学家们”对话,将发现建立在对大规模、大数量的微生物开展创新性系统研究之上。1945年,发现第一种对抗细菌传染病的妙药——青霉素的三位科学家——弗莱明、弗洛里和钱恩获诺贝尔生理学或医学奖后不久,瓦克斯曼宣布,其实验室发现了第二种可应用于临床的抗生素——链霉素。

3 大海捞针:是什么灭杀了结核杆菌

由于瓦克斯曼所处时代,结核病仍然在大肆蔓延,受孩提时妹妹早夭的影响,瓦克斯曼也与其他医学家一道在寻找攻克这种“白死病”的特效药。瓦克斯曼认定土壤微生物“小人国”中必然有一位“居民”能分泌出对抗结核杆菌的特殊物质。1932年,瓦克斯曼受美国抗结核病协会委托正式启动研究,之后,瓦克斯曼与学生全身心投入研究,在“小人国”里寻找这类微生物。多年后,他与一位学生发现结核杆菌被放入含有放线菌属微生物的土壤后绝大部分都被杀灭[4]78,然而那位学生并没找到是什么物质杀灭了结核杆菌。

瓦克斯曼不相信结核杆菌的杀灭只与土壤本身有关,他感觉这一发现可能初步证实他之前的假设,因而,他坚信一定是土壤里的某种放线菌分泌物杀灭了结核杆菌。这一消息传出之后引起了轰动,医学界纷纷致力于从“小人国”里寻找这一物质,但均以失败告终。在土壤中,微生物种类最多,数量也是最大,每克土壤中含有106~109数量级微生物。从茫茫人海的“小人国”里寻找一种物质无异于大海捞针。1939年,瓦克斯曼受药业巨头默克公司资助,与学生一起在前期研究基础上继续从“小人国”里分离假设的这种物质。

1939年,瓦克斯曼的学生——美籍法国科学家杜博斯(René Dubos,1901年~1982年)从土壤微生物中发现芽孢杆菌分泌的可杀死或抑制革兰阳性菌的短杆菌素(tryothricin),这深深启发了瓦克斯曼。1940年,瓦克斯曼和同事伍德鲁夫(H.B.Woodruff)分离出第一种抗生素即放线菌素,遗憾的是由于对人体毒性太强,这种抗生素价值不大。1942年,瓦克斯曼分离出第二种抗生素即链丝菌素,但对人体毒性仍然非常强。研究链丝菌素过程中,实验室开发出一系列测试方法,极大地促进了链霉素的发现。

4 重要伙伴:萨兹禁闭地下实验室发现灰色链霉菌

与此同时,瓦克斯曼实验室里迎来一位重要学生——萨兹。根据奥尔巴奇(Inge Auerbacher)等[6]的著作《寻找萨兹博士》,从小生活在农场上的萨兹对土壤科学兴趣浓厚,他凭借自身努力于1942年取得土壤科学学位并进入瓦克斯曼的实验室工作。此时,梅奥诊所的费尔德曼(William Feldman,1892年~1974年)恰好前来拜访萨兹的导师瓦克斯曼教授,希望能够找到治愈结核病的物质,萨兹主动提出承担这一课题。

瓦克斯曼同意了萨兹的请求,立即请梅奥诊所提供菌株,同时告诉萨兹使用地下实验室做实验,不得把菌株带离地下室。地下实验室通风不好,也没有带X光射线消毒的工作台,萨兹就这样闭锁在一个不见天日,却到处充斥着微生物的“小人国”里。萨兹日复一日地做着分离测试,一批又一批,从大量的菌株中分离并测试所有可能获取抗生素的菌株。一遍遍开始,一遍遍失望,再开始,再失望,他抓紧时间连轴转,因为放慢速度,就意味着在充满各种菌类的“小人国”中禁闭时间更长,感染肺结核的可能性也就越大[7]。

1943年的一天奇迹终于发生,编号为“18-16”与“D-1”的灰色链霉菌培养皿菌株周围出现空白,证明其产生的物质可杀灭结核杆菌,见图2。为了提取动物实验的链霉素,萨兹投入更紧张的工作,他将装有黄色培养液和灰色链霉菌株的三角烧瓶一批又一批夜以继日地晃动,将两三个蒸馏器和层析过滤柱24小时持续或轮流工作,这期间要不断添加溶液,萨兹不得不日夜值守在实验室。那段时间,他基本睡在实验室的工作台上,过着与“微生物小人国”的“小人”打交道的日子,只有定时器陪伴着他,把睡梦中的萨兹一次次唤醒。

图2 “小人国”里的链霉菌

5 重大发现:链霉素投入临床拯救广大结核病患者

费尔德曼的动物实验于1944年获得成功[8],与此同时,默克公司也成功研制出供人体使用的链霉素。1944年11月20日,亨夏(Horton Hinshaw,1902年~2000年)与费尔德曼首次使用链霉素进行人体试验。之后,链霉素在美国和英国进行大规模临床试验,不到一年时间,梅奥诊所的医生成功治愈了34位结核杆菌感染患者。

英国著名小说家乔治·奥威尔(George Orwell,1903年~1950年)等人成为链霉素在英国的较早使用者,但由于英国对链霉素的人体试验相对美国滞后3年~4年,治疗奥威尔肺结核疾病的苏格兰医院没有进入试验医院名单(当时没有一家苏格兰医院进入链霉素人体试验计划),再加上奥威尔的年龄不符合试验者标准,奥威尔直到1948年才通过特殊通道成为链霉素治疗的苏格兰第一人,但此时他的身体状况已经非常糟糕,使用链霉素之后,仍于1950年不幸离世[9]。

1946年,瓦克斯曼与萨兹联合签署专利转让文件,以便更广泛地生产链霉素拯救饱受结核病折磨的患者。1954年,瓦克斯曼获得诺贝尔生理学或医学奖[10]。随着链霉素在全世界的推广与使用,世界各大医院和诊所的试验证明,除对结核病有显著疗效外,链霉素对鼠疫、霍乱、伤寒等多种传染病和革兰氏阴性菌感染都有显著疗效。至此,链霉素被定位于“对人体低毒性的广谱抗革兰氏阴性菌抗生素”。从此抗结核药物被广泛应用,进而极大地控制了全球结核病的死亡率。

6 诺贝尔奖之路:师徒间的纠缠

纵观这段历史,正是因为两位从小对土壤科学感兴趣的师生——瓦克斯曼和萨兹,在不见天日的“危”“机”四伏的地下实验室,经过夜以继日地与亿万微生物聚集的“小人国”国民打交道多年之后,可灭杀结核杆菌的特殊物质——链霉素才得以成功分离和提炼,“白色瘟疫”结核病才得以有效控制。然而尽管链霉素的发现是这样一个曲折漫长的过程,参与者众多,萨兹更是付出了巨大的努力也收获了巨大的成果,但1952年的诺贝尔生理学或医学奖,还是被瓦克斯曼独享。1946年萨兹完成罗格斯大学的学业后,被要求将链霉素的专利权转让给其导师瓦克斯曼,据萨兹所言,他原以为导师会将如此重要的链霉素分享给大众,让其越便宜越好,但不曾想导师以此专利投产获得巨大经济利益而将自己排除在外,故而后期萨兹将导师瓦克斯曼告上法庭,要求分享专利收入。

此事最终达成了庭外和解,萨兹虽然赢得了官司,获得了链霉素专利收益的3%,并获得了“法律上和科学意义上链霉素共同发现者”的地位,但从此,学术圈不再接受他,1952年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了瓦克斯曼,却极少数人认为萨兹应该共享荣誉。

瓦克斯曼在官司后将收益的一半捐出,用以资助微生物学研究,在他看来,按照他的研究思路,没有萨兹也会有其他学生发现链霉素,发现是水到渠成的一步。作为抗生素之父,瓦克斯曼的最大贡献在于制定了发现抗生素的系统方法并在其他实验室推广应用。他一生发现了数十种抗生素,并创造了antibiotic抗生素一词。

7 结语

在科学王国里,在对细微的“小人国”的不懈探索中,链霉素就是“小人国”里的“大发现”,而瓦克斯曼和萨兹的这桩公案却一直到了1993年才有了公论,在瓦克斯曼去世20年后,罗格斯大学授予萨兹学校最高奖以表彰他与瓦克斯曼共同发现了链霉素。在萨兹去世2年后,Science杂志刊文,以纪念瓦克斯曼与萨兹共同发现链霉素,但,斯人已逝,曲尽离殇……

科学研究是一项复杂而漫长的过程,需要许许多多位科学家付出巨大的努力和不懈的探索,成功的发明和发现本实属难得,而成功之后的争论却也此起彼伏从未停息。如青霉素一样,链霉素的诺贝尔奖亦充满争议,这个争议不仅仅存在于瓦克斯曼和萨兹师徒之间,还有诸如其研究手法与青霉素发现过程颇为相像而遭受到是否应该获得诺贝尔奖的质疑。其间的波折不仅为相关研究史赋予了浓厚的传奇色彩,更是突显了相关研究的困难与艰辛,科学研究不仅需要科学家们的坚忍、创新、探索,也需要合作与共赢,但不论争论如何,身处其中的科学家们研究出了造福于人类的有价值的成果,都是值得钦佩和赞颂的。

猜你喜欢

小人国链霉素结核病
世界防治结核病日
警惕卷土重来的结核病
液相色谱-串联质谱法测定葡萄中链霉素和双氢链霉素
穿越小人国
小人国国王的愿望
以CdTe量子点为荧光探针测定黄瓜中链霉素的残留量
算好结核病防治经济账
无处不在的小人国都
小人国奇遇
IL-17在结核病免疫应答中的作用