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梁小民:现代医学的偶然发现

梁小民 三联书店三联书情 2024-01-11



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在“结语:给偶然的机会:幸运发现的培植”中,美国医学专家默顿·迈耶斯总结出在医学发现中:“更通常的情况是,某个人意外地碰上了一个答案,经过创造性思维,弄清了他无意之中所解决的问题。”现行的研究体制不利于这种偶然发现,所以需要注意培植偶然发现。
*文章节选自《书中自有经济学:梁小民趣讲50本经济学书》(梁小民 著 三联书店2023-9)


创新的机遇

——读《现代医学的偶然发现》

许多创新都是有目的地投资与开发的结果,但一些创新,甚至重大创新,是某些天才的“灵光一闪”或某项开发的副产品,甚至失败带来的偶然发现。在创新中,这种“有心栽花花不开,无心插柳柳成荫”的情况还不少。这就是偶然性给创新提供的机遇。美国医学专家默顿·迈耶斯在《现代医学的偶然发现》(周子平译,三联书店,2011年)中用医学上的例子说明了这一点。

在“序言”中,作为医疗放射学家,作者在一次观察腹腔时意外发现癌细胞向身体特定部位扩散的方式。这说明,“一个不经意的举动,一次偶尔的下意识观察,甚至一个疏忽,结果却带来了一个令人惊喜的结果”,“在科学发现中意外察觉是十分重要的”。

在“导言:意外发现,科学中严密防守的秘密”中,作者论述了医学研究中常规研究与偶然发现之间的关系。

在医学研究中,许多成果是长期有目的而艰辛研究的结果,但也有一些是出于一种偶然,甚至是一种错误。科学史专家托马斯·库恩在《科学革命的结构》中区分了“常规的”和“革命性的”科学。在常规的科学中,研究者在流行的范式框架内工作,应用所积累的知识来明确地界定问题。他们受常识的指导,在已确定的信念和方法的框架内探索问题。他们试图让事物适合模式。革命性的科学才能带来创造性跳跃。此时思想与传统决裂并以新的眼光看待世界。这种科学的产生是盲目的。一般研究者都用常规的方法,常规科学也是科学发展的主要阶段。但革命性的科学也不可忽视。这两者互为补充,缺一不可。偶然性发现还取决于高度的智慧、敏锐的观察力和正确的判断力。创造性思想来自理性思考、直觉和想象,其中直觉最重要。发现需要偶然的幸运。
本书分为四部分,通过对传染病、癌症、心脏病和脑科学四个领域内的发现说明偶然性的重要。

第一部分“新时代的曙光:传染病与奇药抗生素”介绍青霉素这种抗生素的偶然发现。

列文虎克用自制显微镜发现了细菌。法国科学家巴斯德发现了细菌导致疾病。年轻的医生科克作为消遣用显微镜观察时,发现了引发炭疽病的细菌,他的论文《伤口感染探源》确立了细菌理论。

这些都是偶然发现。19 世纪中叶,德国犹太人埃尔利希在研究砷化物用于治疗锥体生病对人的副作用时,他的一名助手研制出了606 号化合物。由于缺少分解这种化合物的真空设备,它被放置了一年多。这种偶然的放置就产生了治疗梅毒的特效药砷凡纳明(606)。20 世纪20 年代,德国法本公司的科学家多马克研究链球菌时偶然发现名为百浪多息的染料可以消灭链球菌。他说自己是在研究过程中碰巧发现了这种有效的治疗方法。法国科学家特利福尔又发现了磺安制剂,在回忆录中他称这是“偶然的幸运发现”。

医学中最神奇的偶然发现应该是青霉素。1928 年,伦敦被污染的空气中含有青霉素的毒雾从弗莱明打开的窗户中飘进,落在他打开的培养皿上。以后弗莱明在清洗葡萄球菌板时,注意到板上霉斑的周围无菌。这种霉斑就是无意飘进来的青霉素。对提取青霉素做出贡献的是弗洛里和钱恩。他们三人获得1945 年诺贝尔奖时,弗莱明说:“青霉素起源于一个偶然观察到的现象。”

亚历山大·弗莱明

美国科学家瓦克斯曼创立了土壤微生物学,他与学生证明了土壤中的链霉素对肺结核的治疗作用。这一发现来自新泽西的一位农场主送了一只病鸡给他们。布鲁姆伯格发现澳大利亚抗原是乙型肝病毒的一个标志。诺奖委员会1976 年给他颁奖时,他承认发现的偶然性。传统思想把胃溃疡病因归结为压力、饮食、吸烟或心理。澳大利亚的沃伦和马歇尔发现这种病来源于幽门螺杆菌。他们坚持并证明了这一点,获2005 年诺贝尔奖。

第二部分“大蒜气味引发抗癌战”介绍治疗癌症中的偶然发现。

1943 年,德国轰炸巴里港,英舰上的芥子气弹引起多人死亡。调查发现有大蒜味的芥子气对白细胞带来致命的破坏,并使淋巴细胞量严重下降。由此发现氮芥等烷基类制剂引起骨髓和淋巴的减少, 可有效地用于医治某些癌症,并开启了化疗治疗癌症的时代。40 年代,美国医生法伯用叶酸治疗白血病,但发现起作用的是叶酸的对抗物,由此产生了叶酸的对抗药甲氨蝶呤,形成组合化疗方法。从一种植物长春花中发现的全新化疗药物长春碱也是偶然发现的。美国生物物理学家罗森伯格在研究电流对大肠杆菌生长的作用时,发现各种铂化合物都对晚期癌症有疗效。芝加哥大学外科学教授哈金斯研究睾丸激素对前列腺液的影响时发现,雌激素可以控制前列腺癌。美国医生福克尔曼发现血管再生促进癌细胞成长,又发现软骨可以阻止血管再生,经过不同的偶然发现终于开发出不同的血管生成剂或抑制剂。医生们还偶然发现阿司匹林可以减少结肠癌,沙利度胺可以治疗骨髓癌,等等。

1943年12月发生的巴里港空袭事件

早在20世纪初,美国的劳斯就通过对鸡的恶性肿瘤的研究证明病毒会引发恶性肿瘤。毕晓普和瓦慕斯证明,癌基因是一种控制细胞生长的正常基因,发生变异后成为诱发癌症的基因,并为预防和治疗癌症指出了新方向。科学家从污染的疫苗中得出阻癌基因。这种偶然发现开拓了用基因药物治疗癌症之路,这就有了干细胞治疗技术。抗癌的历史证明偶然性是治疗癌症进步的一个重要因素。

第三部分“一根颤动的石英丝破解心脏秘密”介绍心脏病治疗中的偶尔发现。

人类对心脏的认识来自古罗马的盖伦和17世纪的哈维。19世纪德国科学家用青蛙进行研究时,偶然把一只青蛙切断的末梢神经掉到另一只青蛙心脏表面,意外发现了心脏的每一次搏动都会产生一种电流。荷兰医生爱因托芬用一根极细的导线通过磁场传导心脏的微弱电流,导致了心电图仪的发明与应用。1929年德国医生福斯曼进行了人体心脏引导术,美国医生柯南和理查兹运用了人体心导管检查术。1958年,美国医生向一个病人的动脉中插入一根导管,导管端头不慎滑落,染剂进入心脏,但病人的心脏在几秒的停跳后又恢复,并没有任何并发症。由此发现通过注入不带氧的液体获得整个冠状动脉循环清晰而细微的图片的方法,为认识和治疗心脏病提供了帮助。

1963年美国医生多特在为病人进行导管检查时不慎把通过血管阻塞部位的导管堵塞了,但这种偶然失误却使血管疏通了,后来发展为冠状动脉成形术,救了许多人。1947年美国医生沃尔希斯在进行狗心脏瓣膜替换手术缝合时无意误留了一根丝缝线。几个月后医生打开死去的狗的心脏时发现一根粗线横贯心室,表面闪着亮光, 心脏内膜在线上生成起来。这就衍生了今天许多人用的心脏支架。1978年美国医生富奇格特在实验时,一名技术员没有把前次实验药物洗掉,由此发现血管内皮有引起扩张血管、调节血压、引发勃起、抗感染、防血凝,以及作为神经系统信号分子等作用。这种作用源于内皮产生的一氧化氮,由此发明了血管抗驰素。1986 年辉瑞公司开发出一种治心绞痛的药,但实验证明对血液循环和心脏功能作用不理想,却增加了通向阴茎的血流,这就是有名的伟哥。动脉粥样硬化的根源是缺乏抑制胆固醇的LDL。日本神户大学渡边义雄养的一只兔子胆固醇为正常量的十倍,类似的兔子都由于缺乏LDL 死亡,于是有了各种降低胆固醇的药。1916 年美国医生企图找出人体内自然产生的凝血物质,却无意中发现了强有力的抗凝剂,这就是肝磷脂。以后又发现了抗血凝的链激酶和香豆定,但最有效的还是阿司匹林。许多偶然发现深化了对心脏病和血液的了解,并找到医疗方法。

20世纪30年代的阿司匹林广告

第四部分“缺陷来自化学而非性格:情绪稳定药物,抗抑郁剂及其他精神药物”介绍探讨脑科学和精神疾病中的偶然发现。

奥地利药理学家奥托·洛伊受一个梦的启示,证明神经元将其脉冲从一个传向另一个的机制是化学物质乙酰胆碱。这说明,神经类疾病源于化学物质,也开启了药物治疗精神类疾病的时代。这类病的疗法中也充满偶然与幸运。

20 世纪上半叶的治疗方法有发烧疗法、胰岛素昏迷法、化学药物米特拉唑疗法和电痉挛治疗法。胰岛素昏迷法就来自一个偶然。一位奥地利医生不慎给一个有吗啡瘾的病人服用了过量胰岛素。那个病人也有糖尿病,服药后轻度昏迷,但醒来后头脑分外清楚,对吗啡的渴望也缓解了。20 年代后开始采用手术治疗法,即脑额叶切除。50 年代左右又开始用药物治疗。澳大利亚医生在实验中发现, 躁狂病人、抑郁症患者、精神分裂患者由尿毒引发精神疾病,可以降低尿毒的是锂尿酸盐。以后又发明了氯丙嗪、使尔通、单胺氧化酶抑制剂、安定、LSD致幻剂等,其中许多药都是偶然发现的。

1958年检验LSD对士兵行军影响的视频截图

在“结语:给偶然的机会:幸运发现的培植”中,总结出在医学发现中:“更通常的情况是,某个人意外地碰上了一个答案,经过创造性思维,弄清了他无意之中所解决的问题。”现行的研究体制不利于这种偶然发现,所以需要注意培植偶然发现。

作者虽然是医学专家,但读书甚多,不仅对医学,对其他领域也了解不少。这就使这本书内容丰富,而且由许多故事组成,读来也有趣。这本书讲的虽是医学,但道理对其他领域同样适用。记住作者最后的话,要培植科学中的这种偶然发现。


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本书作者默顿·迈耶斯是纽约州立大学医学院的放射学家和内科医生,作为医学的内行来写此书,以讲故事的方式娓娓道来,描绘出现代医学的发展历史。除此之外,作者对当今的教育、科研体制为什么不利于做出新的科学发现进行了分析,并从科学哲学和方法论的高度加以总结,其中不乏作者的独到见解。


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