了得網自然科學_病原細菌科學的豐碑

編輯推薦

《病原細菌科學的豐碑》包括上篇“細菌的發現與認知”和下篇“病原細菌的確證與抗感染”共7部分內容，基本上是按對細菌在形態學、生理學、分類學、分科領域等研究進程予以描述的。可供從事“細菌學”與“病原細菌學”、“微生物學”與“病原微生物學”以及“預防醫學”與“預防獸醫學”的教學和科研工作者作為參考書使用。可供從事“細菌學”與“病原細菌學”、“微生物學”與“病原微生物學”以及“預防醫學”與“預防獸醫學”的教學和科研工作者作為參考書使用。

內容簡介

《病原細菌科學的豐碑》包括上篇“細菌的發現與認知”和下篇“病原細菌的確證與抗感染”共7部分內容，基本上是按對細菌在形態學、生理學、分類學、分科領域等研究進程予以描述的。

在《病原細菌科學的豐碑》上篇中，含“光學顯微鏡的發明與顯微鏡學派的成就”、“細菌形態結構的科學認知”、“細菌生理代謝和遺傳變異的研究”、“細菌的分類與鋻定研究”共4部分內容；在《病原細菌科學的豐碑》下篇中，含“病原細菌的發現與研究”、“細菌免疫學的理論與實踐”、“抗菌藥物的研究與應用”共3部分內容。

《病原細菌科學的豐碑》可供從事“細菌學”與“病原細菌學”、“微生物學”與“病原微生物學”以及“預防醫學”與“預防獸醫學”的教學和科研工作者作為參考書使用。

前言
上篇細菌的發現與認知

第1部分光學顯微鏡的發明與顯微鏡學派的成就
1.1 光學顯微鏡的發明
1.2 顯微鏡學派的成就
第2部分細菌形態結構的科學認知
2.1 細菌染色方法的創立
2.2 細菌特殊結構的證實
第3部分細菌生理代謝和遺傳變異的研究
3.1 巴斯德實驗確證微生物的活動與代謝
3.2 科赫創立細菌學研究的基本技術方法
3.3 普通微生物學的學科建立
3.4 消毒與滅菌的研究前言

上篇細菌的發現與認知

第1部分光學顯微鏡的發明與顯微鏡學派的成就

1.1 光學顯微鏡的發明

1.2 顯微鏡學派的成就

第2部分細菌形態結構的科學認知

2.1 細菌染色方法的創立

2.2 細菌特殊結構的證實

第3部分細菌生理代謝和遺傳變異的研究

3.1 巴斯德實驗確證微生物的活動與代謝

3.2 科赫創立細菌學研究的基本技術方法

3.3 普通微生物學的學科建立

3.4 消毒與滅菌的研究

3.5 微生物酶的發現

3.6 細菌的遺傳與變異研究

第4部分細菌的分類與鋻定研究

4.1 細菌與微生物的命名

4.2 細菌分類的研究

4.3 細菌鋻定的研究

4.4 細菌學的學科發展

下篇病原細菌的確證與抗感染

第5部分病原細菌的發現與研究

5.1 病因論與科赫法則的建立

5.2 外國學者對病原細菌的發現與研究

5.3 我國學者對病原細菌的發現與研究

第6部分細菌免疫學的理論與實踐

6.1 細胞免疫與體液免疫

6.2 補體及其溶菌作用

6.3 天然抗體與血型抗體

6.4 免疫血清學反應

6.5 抗原與抗體性質的研究

6.6 抗體生成部位及抗體生成學說

6.7 變態反應的發現

6.8 疫苗的研究與應用

第7部分抗菌藥物的研究與應用

7.1 化學藥物的研究與應用

7.2 抗生素的研究與應用

編後記

在線試讀

人類早認識到微生物（microorganism）能引起感染病（infectious diseases）的事實，可能是致病性真菌（fungi）引起的植物病害（mycosis）。早在1813年已經查明，某些特殊的真菌是小麥和黑麥病害的病原體（pathogen）。1845年，英國菌類學家邁爾斯·約瑟夫·伯克利（Miles Joseph Berkeley，1803.4.1～1889.6.30），證明了愛爾蘭的馬鈴藷枯萎病（potato blight of ireland）是由真菌引起的。關於真菌和動物疾病可能的聯繫，早的認識始於1835年，是意大利農學家、病毒學家阿戈斯蒂諾·瑪麗亞·巴錫（Agostino Maria Bassi，1773.9.25～1856.2.8），研究證實了在家蠶發生的真菌病；幾年後，德國學者J·L·舍恩萊因（J.L.Sch?enlein）證明了人的某些傳染性皮膚病是由真菌引起的。盡管有這些啟示，但僅有很少的醫學家願意接受人的傳染病可能是由微生物引起的這種見解，而相信像細菌（bacteria）那樣小、且又非常簡單的生物可能是病因的人就更少了。
在細菌分離培養方面，英國醫學家、外科消毒技術創始人約瑟夫·利斯特（Joseph Baron Lister，1827.4.5～1912.2.10）男爵，是位從培養液中培養出細菌的科學家。綜合分析史料，這當是指利斯特於1873年采用連續稀釋的方法，從牛奶中分離到了引起牛奶變酸的乳酸乳球菌[Lactococcus lactis（Lister 1873）Schleifer et al 1986]純培養物，當時命名為乳酸細菌（Bacterium lactis Lister 1873），在第3部分中有記述。
在病原細菌（pathogenic bacteria）研究領域，是法國化學家、微生物學家、免疫學家路易斯·巴斯德（Louis Pasteur，1822.12.27～1895.9.28），於1861年創建了微生物（細菌）引起傳染病的“pathogeny generation”（病因論）；德國醫生、細菌學家羅伯特·科赫（Robert Koch，1843.12.11～1910.5.27），發明了一繫列的細菌形態特征檢查與細菌分離培養方法，並於1884年建立了確證病原細菌的“Koch’s postulates”（科赫法則）。這些，為病原細菌理論提供了堅不可摧的證據，創立了對病原細菌檢驗與確認的科學方法，開創了病原細菌學。巴斯德和科赫及其所領導的研究機構和團隊，所取得的卓越成就，在很大程度上直接影響了整個細菌研究領域，也極大地推動了整個微生物學（microbiology）、尤其是病原微生物學（pathogenic microbiology）的學科建立與發展。在法國巴黎的巴斯德研究所、科赫所在的德國柏林傳染病研究所（是專門為科赫建立的），都是當時國際上微生物學的研究中心，世界各國有許多偉大的細菌學家和微生物學家，都在那裡學習或進行過研究工作[1～3]。
5.1 病因論與科赫法則的建立人類早認識到微生物（microorganism）能引起感染病（infectious diseases）的事實，可能是致病性真菌（fungi）引起的植物病害（mycosis）。早在1813年已經查明，某些特殊的真菌是小麥和黑麥病害的病原體（pathogen）。1845年，英國菌類學家邁爾斯·約瑟夫·伯克利（Miles Joseph Berkeley，1803.4.1～1889.6.30），證明了愛爾蘭的馬鈴藷枯萎病（potato blight of ireland）是由真菌引起的。關於真菌和動物疾病可能的聯繫，早的認識始於1835年，是意大利農學家、病毒學家阿戈斯蒂諾·瑪麗亞·巴錫（Agostino Maria Bassi，1773.9.25～1856.2.8），研究證實了在家蠶發生的真菌病；幾年後，德國學者J·L·舍恩萊因（J.L.Sch?enlein）證明了人的某些傳染性皮膚病是由真菌引起的。盡管有這些啟示，但僅有很少的醫學家願意接受人的傳染病可能是由微生物引起的這種見解，而相信像細菌（bacteria）那樣小、且又非常簡單的生物可能是病因的人就更少了。

在細菌分離培養方面，英國醫學家、外科消毒技術創始人約瑟夫·利斯特（Joseph Baron Lister，1827.4.5～1912.2.10）男爵，是位從培養液中培養出細菌的科學家。綜合分析史料，這當是指利斯特於1873年采用連續稀釋的方法，從牛奶中分離到了引起牛奶變酸的乳酸乳球菌[Lactococcus lactis（Lister 1873）Schleifer et al 1986]純培養物，當時命名為乳酸細菌（Bacterium lactis Lister 1873），在第3部分中有記述。

在病原細菌（pathogenic bacteria）研究領域，是法國化學家、微生物學家、免疫學家路易斯·巴斯德（Louis Pasteur，1822.12.27～1895.9.28），於1861年創建了微生物（細菌）引起傳染病的“pathogeny generation”（病因論）；德國醫生、細菌學家羅伯特·科赫（Robert Koch，1843.12.11～1910.5.27），發明了一繫列的細菌形態特征檢查與細菌分離培養方法，並於1884年建立了確證病原細菌的“Koch’s postulates”（科赫法則）。這些，為病原細菌理論提供了堅不可摧的證據，創立了對病原細菌檢驗與確認的科學方法，開創了病原細菌學。巴斯德和科赫及其所領導的研究機構和團隊，所取得的卓越成就，在很大程度上直接影響了整個細菌研究領域，也極大地推動了整個微生物學（microbiology）、尤其是病原微生物學（pathogenic microbiology）的學科建立與發展。在法國巴黎的巴斯德研究所、科赫所在的德國柏林傳染病研究所（是專門為科赫建立的），都是當時國際上微生物學的研究中心，世界各國有許多偉大的細菌學家和微生物學家，都在那裡學習或進行過研究工作[1～3]。

5.1 病因論與科赫法則的建立

自從巴斯德通過實驗提出了傳染病是由微生物引起的病因論，科赫在1876年實驗確立炭疽芽孢杆菌（Bacillus anthracis）為炭疽（anthrax）的病原體、尤其是通過對炭疽芽孢杆菌的研究後建立了確認病原細菌的著名科赫法則，直接引領了以歐洲為中心的世界性病原細菌研究領域，也隨之開闢了以歐洲為中心的一場尋找各種傳染病病原細菌的“淘金熱”，世界各地的醫學家和細菌學家相繼發現了多種嚴重危害人、動物、人與動物的病原細菌，並逐漸形成了一直是富具生機與活力的病原細菌學（pathogenic bacteriology）學科。在眾多的科學家和學者中，由於巴斯德、科赫兩位偉大科學家在細菌學（bacteriology）以及整個微生物學領域具有劃時代意義的傑出貢獻，使他們成為了細菌學（微生物學）的奠基人，享有“細菌學（微生物學）之父”的美譽[1～17]。

5.1.1 巴斯德實驗建立病因論

在第3部分中有述，巴斯德（圖5-1，源自：http://image.baidu.com）在1860年通過經典的“retort test”（曲頸瓶實驗），發現了微生物在物質腐敗中的作用。並藉此於1861年發表了《關於大氣中的有機體的研究報告》，也從此建立了傳染病的病原學說（即病因論）。這不僅幫助了研究者能正確認識微生物的活動，也直接開闢了病原微生物學的研究領域。

隨後，巴斯德進一步確證了他提出的病因論。那是巴斯德通過在1865～1868年間對法國南部“pébrine”（蠶微粒子病）的研究（在第3部分中有記述），發現病原體是家蠶微粒子蟲（Nosema bombycis），這件事也使巴斯德的研究興趣轉向了傳染病。巴斯德對醫學微生物學的貢獻，主要就是從研究這種蠶病開始的，他的研究成果不僅控制了這種蠶病，還為他在以後研究人、動物傳染病積累了豐富的知識和經驗。他又通過出席首先提出“細胞的內環境穩定學說”的法國生理學家克洛德·貝爾納（Claude Bernard，1813.7.12～1878.2.10）舉辦的講座，開始進一步明確認為：傳染病從一開始便是具有傳染性的（這種觀點在當時是一些古希臘醫生所不願意接受的），而傳染病之所以能夠傳染，乃是由微小的圖5-1 巴斯德

有機體引起的，它們可以從某些個體傳播到其他個體，傳染必須是由於身體的實際接觸，或是由於散播開的噴嚏黏液、或是具有傳染性的排洩物等造成的。巴斯德的這一傳染病細菌學說，在當時是超越時代的、偉大的、獨一無二的醫學發現，因為隻有弄明白傳染病的本質和傳播的方式，纔可能使傳染病得到有效控制。

需要指出的是，在巴斯德以前或同時代，在國內外有一些科學家、學者、醫生，也都曾涉及到了微生物作為傳染病病原的病因論問題，或是有所意識、或是直接提出、或是醫學實踐的間接證實。值此，對一些在該方面的相關內容予以簡要記述，以供參考。

我國在古代就早已有諸多醫學家，對屬於傳染病類疾病癥候及其治療的較詳細描述，多見的是將病因、病理等統稱為病源。下面所臚列的是，在不同年代、在此方面有一定代表性的國內外的醫學家和學者。在外國，古羅馬科學家、唯物主義哲學家、詩人蒂圖斯·卡魯斯·盧克萊修（Titus Carus Lucretius前95～55）、或是古羅馬生物學家、自然哲學家、作家馬庫斯·特羅提烏斯·瓦羅（Marcus Terentius Varr前116～27），可能是早推測微生物病因論的。但由於巴斯德在通過曲頸瓶實驗，尤其是通過對蠶微粒子病的研究發現病原，又搜集了很多有力的證據，並進行了比較繫統的分析和歸納。所以首先明確提出傳染病的細菌學說、實驗建立病因論的榮譽，還是應歸於巴斯德。

（1）希伯來人可能早認識到傳染病

古代希伯來人（Hebrew），就已經認識到麻風（leprosy）病是在人與人之間傳播的。當時許多國家都制訂了各種各樣的不同規定，用來防止麻風病的傳播。這些規定包括由牧師監督、隔離患者、清洗和焚燒患者的衣物、消毒或毀滅患者的住房等。患者被強制性安置在與世隔絕的地方，患者必須搖鈴鐺、吹號角或佩帶“不干淨”的字樣，以表明自己是病人；甚至在某些地區，任何人一旦患上麻風病，便被剝奪財產，法律上宣布死亡。現在來看，在當時的一些做法有些不妥、甚至有的表現粗暴和殘忍，但這卻是人類在公共衛生事業上邁出的步。從病因論的角度來看，應當說早在古代希伯來人，就在麻風病意識到了“病源”和“傳染”的問題，這有可能是對傳染病的早認知。

（2）戴德與戴聖提出預防腹疾

在《管子》與《禮記》中，均記述了“取火化腥”，流傳下來可考證的較早記述，應當為《禮記》。《禮記》的編著者，是西漢禮學家戴德和戴聖。

圖5-2 戴德圖5-3 戴聖圖5-4 《大戴禮記》

戴德（圖5-2，源自：http://baike.soso.com）與戴聖（圖5-3，源自：http://image.baidu.com），兩人為叔姪關繫，所著《禮記》是中國古代重要的典章制度書籍，該書的編定是戴德。選編的85篇本《大戴禮記》（圖5-4，源自：http://image.baidu.com），在後來的流傳過程中若斷若續，到唐代隻剩下了39篇。戴聖選編的49篇本《小戴禮記》，即我們現在見到的《禮記》（圖5-5，源自：http://image.baidu.com）。在《禮記》中寫道：“燧人始鑽火，炮生為熟，使人無腹疾”。說明當時的先民們已經知道了熟食對人圖5-5 《禮記》

體的好處，不僅能減腥去燥、增進食欲，而且可使人不鬧肚子，有利於健康。

現在看來，當時所說的那種腹疾，很大的可能主要是指由食源性病原細菌（foodborne pathogen）或其他病原體引起食物中毒（food poisoning）後發生的腹痛、腹瀉等食源性疾病（foodborne diseases）。通過加熱處理，可以消除或減輕其中某些病原細菌及其（或）毒素（toxin）的致病作用。顯然，這已經直接觸及了腹疾的病原問題。

（3）張仲景明確提出防疫

張仲景（約150～219），名機，漢末南陽群（今河南南陽市）人。我國東漢醫學家，被譽為“醫中之聖，方中之祖”。也有記載，還曾任過長沙太守。張仲景（圖5-6，源自：http://image.baidu.com）自幼好學，青年時拜同郡的名醫張伯祖為師。東漢末年的戰爭不斷，田地荒蕪，瘟疫流行，民不聊生。他毅然辭官，專攻醫術，並決心控制瘟疫。張仲景一生“勤求古訓”，鑽研古代醫書，包括圖5-6 張仲景

《內經》《難經》《胎臚藥錄》等；還博采眾方，虛心向他人求教，並廣泛收集了民間各種有效方劑。

張仲景很注重傳播醫學知識，經過數十年含辛茹苦的努力，將自己多年的行醫經驗編寫成了《傷寒雜病論》、也稱《傷寒卒病論》共16卷，是具有重要價值的經典醫學書籍。其中記載了治療傳染病的方劑30種，治療原則397條。此書曾經散失，後經其弟子、魏晉間醫學家、在魏晉間任太醫令的王叔和（201～280）的搜集和整理，編成36卷（圖5-7，源自：http://image.baidu.com）。在《傷寒雜病論》中的雜病內容，即被編寫成的《金匱要略》（圖5-8，源自：http://image.baidu.com），圖5-7 王叔和

另外是《傷寒論》。在《金匱要略》中，首先明確提出了“疫”和防“疫”，即“六畜自死，皆疫死，則有毒，不可食之”，“肉中有如朱點者，不可食之”。實際上，這種“疫”當是指我們現在所

圖5-8 《金匱要略》明了的人獸共患病（zoonose）、以及由一些病原生物引起的食源性疾病。

（方提出流行性疾病的病因

隋代醫方（550～630），在大業年間（605～616年）任太醫令。在大業六610年方（圖5-9，源自：http://image.baidu.com）奉詔主持編寫成《諸病源候論》。這是我國部論述病因和證候的專著，共50卷，分為67門、1 720論，彙集了此前各代和民間診治疾病的豐富經驗（圖5-10，源自：http://image.baidu.com）。其中對傳染病、流行性疾病認為是“乖戾之氣所致”的病因；對過敏性疾病、婦科、兒圖5-方

科、外科手術以及寄生蟲病等，也均有獨到的見解；對病理學、病因學、診斷學等都有貢獻，對後世醫學的發展影響很大。

方對古代醫學有較深的研究，對皮膚病、傳染病、寄生蟲病等都有新發現。通過臨床仔細觀察，確認疥瘡是由寄生蟲引起的，糾正了前人認為是由皮膚感風或邪熱所致的錯誤觀點。對流行性傳染病，根據他的病因理論，提出此類疾病可以“轉相染易，乃至滅門，延及外人”、“故須預服藥及為方法以防之”。顯然，這些已涉及了傳染病的微生物類病因及預防問題。

（5）吳有性明確提出溫（瘟）病學說

吳有性（1582～1652）、字又可，明末姑蘇（今江蘇吳縣）人，我國著名醫學家。在明末崇禎十四年（1641年），山東、圖5-10《諸病源候論》

河南、河北、浙江等地溫（瘟）疫流行，患者甚多，甚至延及全家，其導致死亡嚴重。吳有性（圖5-11，源自：http://image.baidu.com）在當時提出了一種新的觀點，特別強調這種疾病屬於溫（瘟）疫，非風非寒、非暑非濕、非六淫之邪外侵，而是由於天地間存在有一種異氣感人而致。

在1641年的大疫流行時，吳有性目睹當時一些傳染病流行地區“一巷百餘家，無一家；一門數十口，無一口僅存者”的慘景。他通過親身觀察和診病施藥的大量實踐，在繼承前人有關溫（瘟）病論述的基礎上，結合自己的認識與經驗，創造性地提出了溫（瘟）病病因的繫統見解。在1642年，編著了我國醫學發展史上部論述急性傳染病的兩卷本專著《溫疫論》（圖5-12，源自：圖5-11 吳有性

http://image.baidu.com），從此為溫（瘟）病學說的形成與發展起到了奠基作用，並對後世溫（瘟）病學說的科學發展具有很大的影響，對傳染病理論的建立作出了重要貢獻。

吳有性的貢獻重要在於首先創立了“戾氣”學說，創造性地提出了溫（瘟）病的病因見解。他將這種引起發病的異氣稱作“戾氣”，也稱為“雜氣”、“癘氣”、“疫氣”等。這種“戾氣”學說，上方的《諸病源候論》中關於“時氣”的說法，下開了清代溫（瘟）病諸家之學，是中醫病因學在明代的一大突破。指出“戾氣”的一個非常重要特點是它具有一定的物質性，盡管在當時的歷史條件下，吳有性不可能通過顯微鏡觀察到這些病原微生物，但他肯定“戾氣”是一種“無像可見”、“無聲無臭”的客觀存在的物質。這一創見是對傳染病病原學發展的一個重大貢獻，特別是在十七世紀中葉時期，細菌學尚未出現之前，吳有性竟有這樣獨到的見解，是難能可貴的。在《溫疫論》中，記述了“戾氣”致病具有明顯的傳染性、流圖5-12 《溫疫論》

行性和散發性。記述“此氣之來，無論老少強弱，觸之者即病。”“其年疫氣盛行，所患者重，能傳染，即童輩皆知其為疫。”這顯然是對傳染病流行的有效描述。另外是對傳染病的流行規律也做了相當精闢的論述，指出某些傳染病的流行有區域性、季節性。

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