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医学上那些传奇发现

时间:2015年12月15日 15:35 作者: 来源:健康时报  点击:[]

新闻背景

近日,美国《医学快讯》(Medical Xpress)评选出2014年十大医学研究发现,梳理出全世界的科研小组为深入解析人体防病治病之道而做出的最新成果。然而,回溯过往,在医学发端之初,科学家们有哪些开天辟地的传奇发现,才奠定了今日医学的根基,本期为您解读。

受访专家

杨震,复旦大学附属中山医院医务处副处长

张维君,北京安贞医院心内科主任医师

吴咏冬,北京友谊医院消化内科主任医师

徐涛,北京大学人民医院泌尿外科主任医师

孙宏涛,北京阜外医院成人外科副主任医师

人类的健康长寿,离不开医学科学的发明创造。高血压、心脏病、胃病这些司空见惯的疾病的治疗技术已日臻成熟,然而,你可知道,曾经在心脏上做手术的人,被诅咒将会身败名裂;人类认识并学会测量血压是从一匹马身上开始;医生将幽门螺旋杆菌培养液一口喝下,才发现了导致胃病的罪魁;人类最早输入的血竟是羊羔血……

这些人类医学史上大胆的尝试推动了医学的进步,就让我们来聊聊医学上那些传奇的突破吧。

幽门螺旋杆菌

一个“自食其果”的发现

现在得胃病后去医院,很多医生都会先让患者做个C-13呼气试验,检测其是否有幽门螺杆菌感染,从而判断患者是否患有胃病。但幽门螺杆菌发现之初,却缺乏直接的证据证明它会引发胃病。

1875年,德国的解剖学家发现了胃黏膜有螺旋样细菌存在,他们试图分离培养这种细菌,可惜没能体外培养成功,慢慢地此事就被淡忘了。

直到100多年后的1982年,澳大利亚病理学家罗宾·沃伦(Robin Warren)和内科医生巴里·马歇尔(Barry Marshall)成功培养出了幽门螺杆菌,并试图告诉医学界胃溃疡甚至胃癌可能与这种细菌有关,根治细菌才是治疗胃炎胃溃疡的有效手段之一。

但他们的发现却遭到大多数医生的嗤之以鼻,那时的医生普遍认为胃病是压力或者辛辣引起的。没有人相信胃病可能与细菌有关,幽门螺杆菌导致胃病的发现被认为太荒谬了。

临床上观察到越来越多的病例,让沃伦和马歇尔深信自己的结论。但是他们在动物身上想再现感染造成的胃炎模型又屡试屡败,他们给柳叶刀写的论文,也被断然拒绝。

一怒之下,当时32岁的马歇尔决定拿自己当试验品,进行一次吞服该菌的人体试验!马歇尔首先接受了胃镜等相关检查,胃镜、组织学和超微结构检查均显示正常。然后等待一个月后胃活检部位已愈合后做实验。

早晨,马歇尔没吃早饭,他拿出从病人胃活检组织中提取病菌接种培养的一大杯含大量幽螺菌的培养液放好,先吃了几片西咪替丁,让胃的酸性稍微降一点后,看表到十点了,一二三,喝吧!于是,他便强忍着喝了这“恶心”的培养液。

两天后的早晨,马歇尔一睁眼就跟怀孕了要晨吐似的,冲到洗手间,吐出很多水一样的东西。

“我到底怎么了,哦,我到底怎么了?哦,我好像喝了细菌来着……”。症状出现时马歇尔并没有像想象中的高兴坏了,而是在想如果这是设计周全的实验,应该预料到这是症状,应该事先在床边放个瓶子才对。

不过,5天后,他清晨被痛醒。又坚持了5天后,他用胃镜证实了胃炎和大量幽门螺杆菌的存在。看到这么多细菌和自己严重的感染,马歇尔很激动。

1985年,沃伦和马歇尔将这一勇敢行为发表在澳大利亚医学杂志上。让人意外的是,这个结果仍然没有得到应得的重视,这篇文章沉默了近10年。

1989年,这个细菌才被正式命名为幽门螺杆菌。

2005年,罗宾·沃伦和巴里·马歇尔因为这一发现获得了诺贝尔医学奖。

输血

一段“狗血”的前世

说输血的“前世”有点“狗血”,其实并不为过,因为世界上第一例成功的输血,竟然就是在两条狗之间进行的!

1665年,英国医生理查德·劳厄在英国剑桥大学做了这样一个惊世骇俗的演示:他用两只鹅毛管连接起了两只狗的颈动脉和颈静脉,给其中一只进行了输血实验。过了一段时间,接受输血的狗并没有什么不良反应,顺利活了下来!这是世界上第一次有记录的同种异体输血,抱着举一反三的原则,劳厄开始考虑把动物血输给人的实验。

机会很快就来了。1667年11月23日,英国皇家学会邀请他为一名男子输血。而输血的原因竟然是,这名男子觉得自己性格“不平衡”、容易“脑子热”,想请劳厄为他输入温顺的小羊羔的血,以求改变他的行为!

正如现在的人也会相信性格和血型有关,17世纪的欧洲人也把血液看成是决定人气质性格的关键因素。劳厄用一根金属管子把这名“头脑发热”的男子的血管和小羊的股动脉血管连起来,为他输入了少量的“羊羔血”。他的性情有没有改善我们不知道,但他竟奇迹般地活下来了。

但奇迹并不会总是降临。1668年冬天,有人把一位精神病人带到了当时的法国国王路易十四的御医丹尼斯面前。

这个病人性格狂暴,发作时难以控制。丹尼斯满怀信心地为他连续两次输入了150ml新生羊羔的血液,在输第三次时,这位病人突然就心跳加快,难以呼吸,最后在歇斯底里的狂暴中死去,丹尼斯也锒铛入狱。

但这位输血史上最著名的病人——莫里的不幸,却开启了欧洲医学界关于输血研究长达150多年的冰封时期。

时间流转,寒冬消逝,再次开启输血研究神秘大门的科学家们变得缜密而谨慎。年轻热忱的产科医生布朗德尔博士确立了“只输入人血”和“只给濒死的大出血产妇输血”的原则,在这个原则指导下,他一共给7位失血产妇输血,其中3个人的生命获救。尽管未能百分之百成功,但他依然就此成为了人类历史上第一个为病人输入人血、成功挽救病人生命的人。

到了20世纪初,维也纳大学助教蓝斯登内发现了人类红细胞的血型、研究者们发现了避免血细胞凝集的柠檬酸成分,人类终于能够实现安全、准确地输血。

输血史这才开始从“狗血”走向文明和理性。

心脏手术一个魔咒的打破

“在心脏上做手术,是对外科艺术的亵渎。任何一个试图进行心脏手术的人,都将落得身败名裂的下场。”

心脏手术在现代外科手术中已经是一项很常见的手术,但从19世纪末开始,这个关于心脏手术的魔咒却一直流传着。下咒的人是曾施行过多项开创性的外科手术,被尊为“外科之父”的奥地利医生西奥多·比尔罗特。

19世纪的欧洲,外科其实已经发展到了一个很高水平,包括肠胃等脏器的手术开始起步,有的甚至已经成熟。西奥多·比尔罗特当年就曾开创过大面积胃切除手术的方法,这个手术方法直到今天仍然被沿用,但他仍对心脏讳莫如深。

心脏构造的独特给外科手术带来了很多难题。首先,它是不停地跳动的,这给手术的操刀和缝合带来了很多困难,做手术时如何让心脏停止跳动而又保证病人是存活的呢?其次,血液会不断地向心脏供血维持心脏跳动和循环,手术刀打开心脏之时,血液便会喷涌而出,人很快就会因失血过多而死。最后,当时尚无完备的无菌消毒技术,心脏麻醉管理刚刚起步,心脏手术手术风险极高,因此,心脏手术一直是外科手术的禁区。

但是,历史上的巨浪总会把勇敢的挑战者冲到风口浪尖。在比尔罗特去世两年半后的1896年,人类历史上就出现了第一例心脏手术。

事情发生在德国的法兰克福。1896年9月7日,一名二十二岁的小伙子被刺中心脏,危在旦夕,是遵循大师的训诫,还是放手一搏为病人做心脏手术?雷恩医生陷入了困境。

直到9月9日,病人已近濒死状态,雷恩才下决心冒险一搏。雷恩打开了病人的胸腔,发现心室壁上有一个1.5厘米的伤口,血液仍在不断涌出,心脏也仍在跳动,他只能在心脏舒张时缝一针,然后,等待心脏再次舒张时又缝一针,再打结……由于伤口较小,出血和手术的时间较短,雷恩成功地完成了人类历史上第一例心脏手术,病人后来也幸运地存活了下来。

这例心脏手术虽然还没有构成医学界的大突破,但却是一个开端,铺垫了体外循环这一心脏手术史上的重大突破。

因为要进行长时间的心脏大手术,需要心脏暂时停止跳动,而这也意味着流入心脏的血液将不得不暂时中断,这怎么可能做到呢?加拿大的威尔弗雷德·戈登·比奇洛想到用低温解决这一难题。因为比奇洛发现,重要器官及细胞的代谢水平,在体温下降时将成比例下降,因此,只需全身降温,减少机体对氧的要求,即可中断血液循环打开心脏。

但科学界一直坚持认为我们在挨冻的时候怎么能不寒颤打哆嗦呢?这一哆嗦,代谢水平自然要上升的。因此,外科医生们并不认为低温会给人体带来什么好处。

比奇洛当然不是在蛮干。在系统总结前人关于低温研究的科学成果的基础上,他利用动物模型证明,通过仔细的麻醉,不仅可以消除因寒冷而产生的发抖,还可以消除因之而引起的肌肉张力的增加和震颤。1949年,经过三年的研究,他的团队计算出,20℃的体温可使体循环中断十五分钟,比奇洛后来也运用这种技术,给狗进行了第一次无血术野直视下的心脏手术。

但真正的体外循环之父,是美国的研究者约翰·希舍姆·吉本。吉本经过长达近二十年的辛勤工作,付出了常人难以想象的心血,终于将动物实验的结果大大地改进了。1949年到1952年之间,实验动物的死亡率已经由80%下降至10%。于是,他开始考虑将实验推进到第二阶段——进行人体试验。

在1953年5月6日,这个值得心脏外科发展史铭记的日子,吉本用人工心肺机转流26分钟,为一位十八岁的大学女生成功修补心脏。这是世界首例临床体外循环下心内直视手术。患者于术后两个月做心脏导管检查,显示缺损完全修复。在20世纪80年代后期的随访中,患者生活质量良好。

血一匹马带来的巨大贡献

“血压”是判断现代人心脏健康的重要指标之一,但你知道吗?“血压”能够被测量,还得多谢一匹马儿的“献身”呢!

1733年的一天,英国生理学家、牧师斯蒂芬·黑尔斯和他的助手将一个金属管插入一匹活马的颈动脉中,直接测量了血液在管中的高度。在金属管插入这匹马股动脉的一瞬间,一束鲜血涌入金属管连接的玻璃管内,血柱达270mm高,黑尔斯和助手看到玻璃管内血柱的高度并不是稳定不动的,而是有规律地忽高忽低,他们瞬间就明白了那就是马儿心脏跳动的节律,心脏收缩时,玻璃管内的血柱就升高,心脏舒张时,血柱就下降,这也就是现在常说的收缩压和舒张压。

值得注意的是,黑尔斯当年用来测量血压的玻璃管,总共有274mm高,用现在的话来说,马儿的血压即将“爆表”了。

这次意外的尝试,成为血压和血压计认识发展过程中的分水岭。之后,越来越多的医生和研究者加入到研究如何更高效准确地测量血压的队伍中。毕竟,黑尔斯的方法测血压虽然看起来比较准确,但世间能有几个病人有勇气看着自己的血窜出一米多高(以正常收缩压140mmHg计算)就为量一次血压?

科学的路上总是少不了前赴后继吃螃蟹的人。法国的两位生理学家先后对这个方法进行了改进,但测量的安全性和准确性仍然差强人意。直到过了160多年以后,才出现了真正的转机。

1896年,意大利医生里瓦·罗克希对当时的血压计进行了改良:由气球、袖带和水银压力表三部分组成,测量血压时,将袖带紧紧缠在上臂,挤压气球,观察水银柱的变化——这个操作步骤现在很多人已经烂熟于心了,不过等等,似乎还少了点什么?

没错,就是听诊器。里瓦·罗克希改良血压计时,还没有听诊器,因此其准确性不敢恭维。1906年,俄国外科医生尼古拉柯洛特将听诊器引入血压测量,自此,现代血压计的四大件已全部就绪,开始在现代人的生活中策“马”扬鞭了。

参考书目:

【意】卡斯蒂廖尼《医学史》

【美】默顿·迈耶斯《现代医学的偶然发现》

【中】李清晨 《心外传奇》

【中】张叶《发现血液循环》

【英】罗伊·波特著《剑桥插图医学史》等压

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