傳染病是一大類疾病的統(tǒng)稱,這類疾病由明確的病原微生物感染所致,并且能在動(dòng)物和人群或者人群間傳播辆苔。許多人類常見(jiàn)傳染病的病原體早已經(jīng)被確定清楚算灸,比如乙型肝炎的病原體是乙型肝炎病毒,流行性感冒的病原體是流行性感冒病毒驻啤,瘧疾的病原體是瘧原蟲(chóng)菲驴,肺結(jié)核的病原體是結(jié)核桿菌。
有人可能會(huì)笑出來(lái)了街佑,某某疾病的病原體就是某某病毒或者細(xì)菌唄谢翎,這也太簡(jiǎn)單了°逯迹可是森逮,事實(shí)上,這些今天看來(lái)“理所應(yīng)當(dāng)”的事情磁携,當(dāng)初卻不一定是那么的理所應(yīng)當(dāng)褒侧。
自然界的微生物種類是天文數(shù)字,這其中僅有一小部分能夠感染人類谊迄,而對(duì)人類致病的就更微乎其微了闷供,我們通常把這一類微生物稱為病原微生物。然而统诺,由于病原體的亞型以及宿主遺傳個(gè)性的關(guān)系歪脏,病原微生物感染并不一定會(huì)導(dǎo)致所有人都出現(xiàn)疾病癥狀。感染病原微生物不出現(xiàn)癥狀的現(xiàn)象叫做隱性感染粮呢,被感染者在沒(méi)有任何察覺(jué)的情況下經(jīng)歷了被感染和自體清除病原體的過(guò)程婿失,這里面很多人都是在例行的體檢中發(fā)現(xiàn)體內(nèi)存在某種病原微生物的抗體,才知道自己曾經(jīng)“不幸”中過(guò)招啄寡。
問(wèn)題就出在這里豪硅,能夠感染人類的微生物數(shù)量大于能夠致病的微生物數(shù)量,感染了病原微生物又不一定會(huì)生病挺物,這也就是說(shuō)懒浮,一個(gè)看似健康的人,他的體內(nèi)就已經(jīng)存在多種致病或不致病的微生物了识藤,這時(shí)砚著,當(dāng)醫(yī)生從一個(gè)新型傳染病患者體內(nèi)分離到一種病原體的時(shí)候,肯定不敢拍著胸脯說(shuō)這就是導(dǎo)致這種傳染病的病原體痴昧。而現(xiàn)實(shí)中情況則更為復(fù)雜稽穆,因?yàn)楫?dāng)你在一個(gè)病人身上做微生物分離的時(shí)候,你會(huì)發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)在面前的微生物往往不是一種剪个。
一百多年前秧骑,就有人意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題了版确。為了解決這個(gè)問(wèn)題,德國(guó)著名的微生物學(xué)家羅伯特·科赫在1890年公布了由他修正完善的“科赫法則”乎折,這個(gè)法則成為了傳染病病原學(xué)鑒定的金標(biāo)準(zhǔn)绒疗。當(dāng)然,科赫能夠建立這個(gè)黃金法則骂澄,和他在微生物學(xué)上的孜孜鉆研是分不開(kāi)的吓蘑,由于在微生物學(xué)上的貢獻(xiàn),科赫獲得了1905年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)坟冲。(趙承淵老師在科學(xué)松鼠會(huì)群博上發(fā)表的《醫(yī)學(xué)諾貝爾之路(1905):最好的禮物》更為詳細(xì)的介紹了羅伯特·科赫和他的研究 http://songshuhui.net/archives/56142)
科赫法則包含四條磨镶,同時(shí)符合這四個(gè)條件的病原微生物才能被確定為某種傳染病的病原,這四條是:
一健提,這種微生物必須能夠在患病的生物體內(nèi)(大量的)找到琳猫,而不能在未患病的個(gè)體內(nèi)找到;
二私痹,這種微生物必須能夠從患病的生物體內(nèi)得到分離并且能夠在體外條件下進(jìn)行純種培養(yǎng)脐嫂;
三,經(jīng)過(guò)培養(yǎng)的微生物接種入健康生物個(gè)體后紊遵,會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)同樣的疾病癥狀账千;
四,在(三)中受感染的實(shí)驗(yàn)個(gè)體內(nèi)必須能夠分離出同樣的微生物暗膜。
確定一個(gè)病原微生物和疾病的關(guān)系需要這么麻煩的步驟并不是為了顯示科學(xué)研究的高大上匀奏,而是其中每一條都是必要的,不相信的話咱們一條一條依次來(lái)看:
首先学搜,導(dǎo)致一種疾病的病原體必須要能夠在患病的個(gè)體內(nèi)找到娃善,這是病原體和疾病產(chǎn)生關(guān)系的前提條件,所以第一條一定是必要的恒水。
第二條描述的是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題会放,只有能夠分離并且在體外純種培養(yǎng)這種微生物饲齐,才能夠進(jìn)行下面兩條的驗(yàn)證钉凌,如果沒(méi)有了第二條,則第三和第四條就沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)捂人,科赫法則變成了只有第一條的法則御雕,由前面的論述可知,只有第一條顯然不能夠確定微生物和疾病的關(guān)系滥搭。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子酸纲,一個(gè)病人出現(xiàn)了感染癥狀,表現(xiàn)為高熱瑟匆,粘膜和皮膚出現(xiàn)出血點(diǎn)或瘀斑闽坡,繼而出現(xiàn)低血壓,少尿和嚴(yán)重出血,現(xiàn)在我們知道這是可能由于流行性出血熱病毒感染所致疾嗅⊥獬В可是,當(dāng)醫(yī)生從病人體內(nèi)分離到的是乙型肝炎病毒代承,在沒(méi)有患病的個(gè)體內(nèi)又找不到乙型肝炎病毒汁蝶,按照第一條所述,這個(gè)醫(yī)生就有可能得到錯(cuò)誤的結(jié)論论悴。
接著是第三條掖棉,這一條可以比較好的避免出現(xiàn)上述例子中的問(wèn)題,當(dāng)醫(yī)生從病人體內(nèi)分離到乙型肝炎病毒之后膀估,在把它接種到健康人體內(nèi)(這個(gè)顯然是不能做的幔亥,這里只是為了描述方便,這種驗(yàn)證只能夠在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上做)察纯,如果這個(gè)健康人隨后出現(xiàn)了同樣的癥狀紫谷,那我們就可以進(jìn)一步的判斷乙型肝炎病毒是導(dǎo)致病人出現(xiàn)這種疾病的病原體。而實(shí)際上捐寥,乙型肝炎病毒在感染后一般只會(huì)導(dǎo)致病人出現(xiàn)急性肝炎的癥狀笤昨。所以,通過(guò)這樣一個(gè)驗(yàn)證握恳,就可以很容的排除乙型肝炎病毒的嫌疑了瞒窒。
第四條是在第三條所述的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證,需要從受試生物個(gè)體內(nèi)分離到與最初從病人體內(nèi)分離到的一模一樣的病原體才行乡洼,這樣做是為了防止在第三個(gè)條驗(yàn)證過(guò)程中出現(xiàn)假陽(yáng)性的結(jié)果崇裁。什么情況下會(huì)出現(xiàn)假陽(yáng)性的結(jié)果呢?比如束昵,第二步體外培養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題拔稳,導(dǎo)致培養(yǎng)的疑似病原微生物全部失去感染性,但在第三步中锹雏,實(shí)驗(yàn)受試動(dòng)物也出現(xiàn)了同樣或者類似的癥狀巴比,而實(shí)際上,這種癥狀不是由之前的病原微生物引起的礁遵。
科赫法則是判定病原微生物和傳染病關(guān)系的金標(biāo)準(zhǔn)轻绞,這個(gè)法則是科學(xué)研究嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯性的典范∮赌停可以說(shuō)政勃,符合科赫法則的病原微生物,一定可以被判定為是這個(gè)傳染病的病原體兼砖,或者換句話說(shuō)奸远,如果一個(gè)病原微生物是這個(gè)傳染病的病原體既棺,那么它一定(或在理論上)符合科赫法則。
然而懒叛,科赫法則并不是完美的援制,它存在很多問(wèn)題。
文章前半部分提到的隱性感染的問(wèn)題就能夠把科赫法則搞崩潰芍瑞。比如晨仑,醫(yī)生從一個(gè)肝炎患者體內(nèi)分離到了乙型肝炎病毒,想確定它是不是導(dǎo)致肝炎的病原體拆檬,于是醫(yī)生又找到一個(gè)健康人洪己,結(jié)果在他的體內(nèi)也分離到了乙型肝炎病毒,而后者是一個(gè)剛剛受到乙型肝炎病毒隱性感染還沒(méi)有自發(fā)清除的人竟贯。由科赫法則第一條可知答捕,這個(gè)醫(yī)生十有八九會(huì)否定乙型肝炎病毒和肝炎的關(guān)系。
除了隱性感染的問(wèn)題屑那,同一種病原體在不同個(gè)體身上還可能會(huì)表現(xiàn)出不同的癥狀拱镐。所以有的時(shí)候,醫(yī)生將經(jīng)過(guò)培養(yǎng)的微生物接種入健康生物個(gè)體后持际,得不到一樣疾病癥狀沃琅。此時(shí),由于不符合第三個(gè)條件蜘欲,這種病源微生物就會(huì)被否定掉益眉。
還有一個(gè)很?chē)?yán)重的問(wèn)題,那就是現(xiàn)在自然界中的微生物姥份,特別是病毒郭脂,只有很少很少一部分能夠在體外成功培養(yǎng),這個(gè)問(wèn)題一直都在困擾著微生物學(xué)家澈歉。如果出現(xiàn)了一種新型的傳染病展鸡,但是病原體不能夠成功的在體外培養(yǎng),那根本沒(méi)有辦法通過(guò)科赫法則來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證埃难。
另一個(gè)問(wèn)題就更嚴(yán)重了莹弊,無(wú)論是倫理還是道德,都不允許醫(yī)生用人來(lái)驗(yàn)證科赫法則凯砍,也就是不能夠去把未知的病原體直接接種給人箱硕。這時(shí)候拴竹,只能用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物來(lái)替代悟衩,用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物需要面對(duì)兩個(gè)新的問(wèn)題,一個(gè)是病原體能不能感染這種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物栓拜,另一個(gè)是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物出現(xiàn)的癥狀和人身上出現(xiàn)的癥狀不一定具有可比性座泳。
由于這些問(wèn)題的存在惠昔,所以科赫法則還需要補(bǔ)充一條:不符合科赫法則的病原微生物,不一定不是這個(gè)傳染病的病原體挑势。
在科赫法則里镇防,有一個(gè)問(wèn)題一定不能忽視,那就是如何來(lái)判定這種微生物是這種微生物潮饱±囱酰科赫那個(gè)年代還沒(méi)有分子生物學(xué)研究手段,電子顯微鏡也是在他去世之后才出現(xiàn)的香拉。那個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)的病原微生物主要是細(xì)菌啦扬,細(xì)菌在普通光學(xué)顯微鏡下是可見(jiàn)的,而且不同的細(xì)菌形態(tài)特征差別比較容易區(qū)分凫碌,所以科赫可以通過(guò)觀察形態(tài)來(lái)確定驗(yàn)證過(guò)程中的微生物是不是同一種扑毡。然而,僅通過(guò)觀察長(zhǎng)相的差別對(duì)病原體進(jìn)行判定盛险,顯然是不夠可靠的瞄摊,而且對(duì)于病毒這一大類病原微生物,很難一睹它們的真容苦掘。
在分子生物學(xué)技術(shù)换帜,尤其是測(cè)序技術(shù)發(fā)達(dá)的今天,通過(guò)病原體核酸序列進(jìn)行判定的方法更為可靠鹤啡。由此而來(lái)的新法則已經(jīng)推出膜赃,這個(gè)法則一共有七條:
1,對(duì)于一個(gè)假定的病原體揉忘,它的核酸序列應(yīng)該在大多數(shù)病例中都能找到或链。相比沒(méi)有患病的器官,應(yīng)該(優(yōu)先的)更容易的在患病的器官或解剖學(xué)部位找到該病原體的核酸练般;
2齿风,在沒(méi)有患病的宿主或組織內(nèi),應(yīng)該找不到或者很少能找到與病原體相關(guān)的核酸序列您朽;
3狂丝,隨著疾病癥狀的緩解,與病原體相關(guān)的核酸序列的拷貝數(shù)量應(yīng)該會(huì)降低或者下降到檢測(cè)不到哗总;
4几颜, 如果在疾病癥狀出現(xiàn)之前就檢測(cè)到病原體相關(guān)的核酸序列,或者(在疾病癥狀出現(xiàn)后)該核酸序列的拷貝數(shù)量與疾病癥狀的嚴(yán)重程度有相關(guān)性讯屈,則表示這個(gè)病原體和疾病很有可能具有因果關(guān)系蛋哭;
5,從現(xiàn)有的核酸序列推斷出的微生物涮母,其生物學(xué)特性應(yīng)該符合該生物類群已知的生物學(xué)特性谆趾;
6躁愿,應(yīng)該在細(xì)胞水平上探索患病的組織和微生物的關(guān)系:最好能夠使用原位雜交的方法在發(fā)生了病理變化組織的特定區(qū)域顯示出病原體的核酸序列,或者在病原體假定出現(xiàn)的位置顯示出病原體的核酸序列沪蓬;
7彤钟,這些基于核酸序列分析所獲得的病原體和疾病關(guān)系的證據(jù)應(yīng)該是可以重復(fù)的。
我盡可能的將這些條條款款翻譯的易于理解跷叉,但由于新的法則過(guò)于抽象逸雹,沒(méi)有生物學(xué)背景的讀者可能難以理解,要完全解釋清楚這些法則可能需要幾倍于本文的篇幅云挟,所以就不在這里詳述了峡眶。
新的法則完全基于分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù),可以快速的得到更為精確的驗(yàn)證結(jié)果植锉,而且不需要細(xì)胞和動(dòng)物感染模型辫樱,所以在很大程度上克服了傳統(tǒng)科赫法則的局限性,更適用于我們這個(gè)時(shí)代俊庇。
雖然科赫法則顯得有些“過(guò)時(shí)”狮暑,但它仍然是一套十分完善的理論體系。不管通過(guò)什么方法判定的病原體辉饱,都一定不能違背科赫法則的基本原則搬男。科赫法則映射出了老一輩科學(xué)家對(duì)于科學(xué)問(wèn)題的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度彭沼,這種對(duì)于真理不懈追求的精神將一直在前進(jìn)的道路上激勵(lì)著我們缔逛。