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他发现了古老疟疾背后的元凶,也在质疑声中开创了致病生物的新时代

宏基因组 2019-07-15

本文转载自公众号SME



人为什么会生病?

现代医学告诉我们细菌、病毒和其它一些微生物是引起许多疾病的罪魁祸首。


然而仅在一个多世纪之前,所有人都认为只有细菌才会使人生病

每当碰上某种疾病,医学家就想方设法从人体内身上找出“致病细菌”。


各种细菌


正因如此,一些疾病的病因才会显得扑朔迷离,迟迟没人能给出解释,更别说是治疗了。

直到一位医生——拉韦朗的出现,才开始慢慢解开这些困扰医学界多年的问题。


他是历史上第一位发现了造成疟疾的凶手不是细菌,而是一种寄生虫。


同时,在饱受质疑中前行的他还划开了人类对于“致病生物”的全新时代。


查理斯·拉韦朗


1845年6月18日,查理斯·拉韦朗出生在法国的一个医学世家。

他的祖父和父亲均是医学教授,母亲是军长的女儿。

 

很自然地,18岁的拉韦朗就子承父业进入了军医学校学习;不到29岁,拉韦朗就获得和他父亲一样的医学教授职位。

 


凭着精湛的医术,四年后他被派遣到了阿尔及利亚的一个军队医院工作。

在那里,他也常常接触到了患有疟疾的病人们。

 

我们知道疟疾作为一种古老的疾病,已经伴随人类近千年了。

自古希腊时期以来,人们始终认为是因为沼泽产生的脏空气引起疟疾


因此,英文中疟疾被称为“malaria”,即意大利语当中“坏空气”的意思。


在古埃及的木乃伊中发现疟疾


而在中国,《黄帝内经·素问》里就有一篇专门《疟论》,描述了寒热交替的疟疾典型症状。

诸如打摆子、发寒热等形象,都是描述疟疾来袭时像瘴气一样寒热不定,令人无所适从的情形

 

由于缺乏正确的科学认知,古人对疟疾大抵是束手无策的。

古人更是发明了千奇百怪的疗法,比如把蜘蛛包在黄油里整只吞下去、用鱼的牙齿做护身符。


当然,其中也包括历史上曾经害人无数的放血疗法


放血疗法


所以,疟疾自古以来也几乎等同于生命收割机。只要患上疟疾的人,就基本必死无疑了

 

恰逢19世纪时疟疾大流行,世界各地更是尸横遍野,人类的生存遭受严重的威胁


一个个逝去的生命牵动着拉韦朗的心灵,他暗自下定决心要找出藏在疟疾背后的元凶。



每当拉韦朗接触到因疟疾暴毙的死者时,都会耐心地对其进行了细致的尸检。


不久之后,他就从这些死者的血液中都发现了一种黑色颗粒。


可这样的发现并不值得高兴。因为在此之前许多研究者早已有过类似的发现了。



只不过,十九世纪后期是病原微生物学飞速发展的时期,可是有大量致病微生物陆续被发现:


诸如炭疽、霍乱、结核病、肺炎、伤寒、白喉、破伤风等致命疾病的病原体,它们通通都是细菌


炭疽杆菌


当时大家的思路是,只要找到致病细菌的存在,就能找到疟疾背后的元凶了。


所以,他们压根不在乎这种黑色颗粒是否是疟疾患者独有,更别说将这种现象与致病病原体联系起来了。


但在拉韦朗眼里,这绝对隐藏着什么奥秘。

所以在完成日常的工作之余,他便开始花大量空余时间来研究这种黑色颗粒。



经过深入的研究后,拉韦朗发现这些颗粒体居然可以随意改变大小,还能自由运动


最重要的一点是,在血红细胞内,他看到了形状圆润、充满色素、带有鞭毛样突出体的移动颗粒。


要知道,当时的光学显微镜是无法观察细菌的鞭毛的。


正是这一幕,让他开始怀疑自己观察的不是一个细菌或者真菌,而是其他原生物


衣藻属鞭毛的扫描式电子显微镜图像 (10000×)


而在拉韦朗的观察下,一个游动颗粒摆了摆它波浪形的尾巴。

 

然而对于这个发现,拉韦朗表现地十分谨慎。


他非但没有急于公布自己的发现,反倒是继续检验了上百个患有疟疾和未染疟疾的病人的血样。


继而,他发现这些微小生物有且仅存在于疟疾患病者血样中


疟原虫


1882年,当拉韦朗从第480位疟疾患者体内发现了同样的病原体后,才敢确认这些黑色的小东西就是导致疟疾的罪魁祸首

 

为了谨慎起见,拉韦朗又花了整整2年的时间将其确认为一种从未见过寄生虫。


之后,他才将自己的重大发现撰写成了一篇论文《发热疟疾的治疗》并正式发表。



论文中以480份病例资料为基础详细阐述了这种寄生虫在体内变化、增殖和侵袭的过程。


他还完整地描述了感染过程的系列事件:从颗粒生长开始,吸收色素,直到微粒被充满,随之破裂并伴随着疟疾相伴的高烧出现。


对疟原虫的描述


当疟原虫入侵人体后,它会以超快的速度从皮下到达肝脏,侵入肝细胞,从而躲避人体免疫大军的攻击。


紧接着,它们靠侵吞肝细胞的营养大量、快速地分裂繁殖,形成裂殖体。


不到一周的时间,数以万计的裂殖体子会涌进血液中,开始吞噬红细胞内的血红蛋白。


人血液中恶性疟原虫的环状和配子体细胞


这时,患者也就开始陆续出现发高烧,打冷颤等症状了。


不久后,血液里三分之二的红细胞都会被疟原虫的同胞们占领。


当人体大量的红细胞被破坏之时,疟疾病人大多也就有“黑尿”的临床症状。



原本他以为这篇论文能完全颠覆以前人们疟疾的认识,但结果却让他大失所望。


几乎整个学术界都质疑他的发现,甚至直接将他的结论看作是一种荒谬的想法。


明明拉韦朗有明确的证据来说明他的结论,但这在当时却遭到了无情的藐视和打压。



原来在拉韦郎埋头苦干研究的时候,另外两位科学家Klebs和Tommasi Crudeli就宣称:


他们在疟疾流行区的土壤和饮水中发现了所谓疟疾的病原体“疟疾芽孢杆菌”。


虽说许多学者们并不能亲自证实这类细菌的存在,但学术界却默认了这一观点。


另一位科学家Klebs


这也导致拉韦朗的同行们丝毫不理会疟原虫独特的表现,并指责拉韦朗看似合理的“谬论”。

毕竟这是一类与已知的病原微生物毫无相似之处的致病微生物。

 

也许拉韦朗曾为人们固步自封,无视科学的严谨愤懑不平,甚至是心酸。

幸运的是,他遭到抨击后很快就调整好心态继续论证自己的成果。

不只是疟疾患者上,还在不同的动物患体上也发现了这一类疟原虫。

 

携带疟原虫的动物


随着染色体技术的发展,越来越多的研究者发现疟疾患者上有疟原虫的存在。


即便如此,他们中有些人仍不相信自己所见到的是原生动物,甚至一口咬定那只是腐烂的血红细胞。


拉韦朗还得多抽出时间来纠正这些科学家的错误见解。在这期间,他的疟原虫在大部分疟疾流行区都获得了证实。



直到1889年,主流学术界基本上已经肯定了拉韦朗的发现,认为疟原虫的确为疟疾的病原。

 

获得认可后的拉韦朗并没止步于此,又赶忙研究疟原虫人体外的生活史,试图将其扼杀在摇篮之中。


可他想方设法检测了疟疾病区的土壤,饮水和空气,却始终找不到疟原虫的踪迹。

 

虽说这项研究最后以失败告终,但却启发了另一位科学家罗斯。

令罗斯在疟蚊体内发现了疟原虫的卵囊并因此摘得了诺贝尔奖。

 

罗纳德·罗斯


这也让后来的科学家们找到了防治疟疾的方法,从传播的源头上使无数人免受疟疾之苦

 

除了找到疟原虫之外,拉韦朗经过不懈努力找到了原生动物致病的第二个例子:一种锥虫导致的非洲瞌睡症


该病会让患者像中了邪似地出现昏睡症状,随之陷入无法唤醒的昏迷,直至死亡。


锥虫形成于血涂片中


当时拉韦朗大胆地将人工感染的实验动物来观察锥虫在大鼠、鱼类、鸟类和爬行动物体内的活动。

 

光是由他描述的锥虫种类就高达30种。可以说,如今整个锥虫属的发现都要归功于他。


毫无疑问,这也大大扩大了人们对致病微生物的认识,并开始有一系列致病原生动物被发现。

拉韦朗发现的30种锥虫


除了进行学术研究,拉韦朗将毕生的精力都献给了热带疾病,一生写下了超过600篇论文或交流书信。


其中,由他撰写的专著已经成为原虫病理学方面的权威性著作。

 

1907年,拉韦朗终于因发现疟原虫、对原虫病的研究而被授予了诺贝尔奖



不过在获奖后,他就将一半的奖金捐给了巴斯德研究所,为他们用这笔钱建立了一间热带医学实验室。

 

在拉韦朗的一生,他从未停止过对致病原虫的科学探索。


正是他,让我们重新认识了致病原生物。这让许多除细菌以外的单细胞寄生虫的疾病更易于研究。



*参考资料

Charles Louis Alphonse Laveran - Biographical, nobelprize.org.

History of the discovery of the malaria parasites and their vectors

Cox, Francis EG (2010). "History of the discovery of the malaria parasites and their vectors". Parasites & Vectors. 

医学诺贝尔之路(1907):未被遗忘的拓荒者,科学松鼠会

拉韦朗——疟原虫的发现者.蝌蚪五线谱

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