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探索微生物世界:解密奥秘

时间:2024-05-26 百科知识 版权反馈
【摘要】:探索微生物世界的奥秘[法国]巴斯德1892年12月27日,法国索帮大剧院里人声鼎沸,座无虚席。这说明,微生物确实是产生各种传染病的原因。揭示免疫奥秘巴斯德发现各种传染病都是由微生物引起的这一事实后,下一个目标就是如何制服这些微生物,以保护人畜的健康。几星期后,巴斯德又把毒力很强的霍乱弧菌注射到这些鸡身上,这些鸡依旧安然无恙,说明这些鸡产生了对霍乱弧菌的抵抗力。

探索微生物世界:解密奥秘

探索微生物世界的奥秘[法国]巴斯(18221895)

18921227日,法国索帮大剧院里人声鼎沸,座无虚席。巴斯德在法国总统的搀扶下,在法兰西共和国卫队乐队奏响的凯旋进行曲乐声中,在一片暴风雨般巴斯德万岁的欢呼声中,心情激动地走进了剧院大厅。原来,这天是他70岁诞辰。上至国家元首、两院议长,下至他的学生、各界平民百姓,以及世界各国的许多科学家,都来为他祝寿,以表达他们对巴斯德为人类做出巨大贡献的感激之情。人们为什么如此感激巴斯德,巴斯德究竟是怎样一位科学家,他的家庭、童年、科学生涯如何呢?

提出了分子不对称理论

路易斯巴斯德(LouisPasteur)是法国著名的微生物学家、化学家、近代微生物学的奠基人。18221227日他出生于法国多尔城的一个普通工人家庭里。巴斯德的父亲约瑟夫深感自己小时因家境贫困,无力上学,所以不惜借债支持巴斯德上学。巴斯德幼年在校时,最初成绩并不好。后来,懂得求学不易,才下决心努力学习。在学习中,他不怕别人讥笑自己脑子笨,对每个问题,都要寻根问底,直到彻底明白才肯罢休。有一次分析磷元素的化学实验,同学们匆忙做完一次就算了,可巴斯德为了学深学透,课外还买了许多猪、牛的骨头,把它们烧成灰,进行处理,把发生的变化仔细地记录下来,同时把所提取的近60克纯磷盛在瓶中,作为实验的化学药品。每次实验,他都从中学到许多化学知识。等到中学毕业时,终于成了班上的优等生。

1843年,巴斯德考入巴黎高等师范。在大学里,他被法国著名的化学家杜马教授的新思想深深地吸引住了。从此,他更加坚定了从事化学研究的信念,学习更加刻苦,常常废寝忘食,在实验室做实验,搞科研,终于在25岁就获得了博士学位。

他毕业后从事的第一项研究是关于有机化学的结构研究。此前人们已发现平面偏振光在通过有机化合物溶液时会发生偏振面的偏转,即出现旋光性19世纪40年代,人们发现酒石(酿制葡萄酒过程中出现的一种沉淀物)盐酸中形成的酒石酸有右旋光性,但具有同样化学成分的另一种酒石酸却没有旋光性,因而被称为外消旋酒石酸。1848年,巴斯德开始研究酒石酸,以弄明没有旋光性的外消旋酒石酸是怎么一回事,他远路跋涉到葡萄酒厂和酒石酸的原产地,深人工厂车间,同有经验的工人和技术人员共同研究。发现酒石酸与外消旋酒石酸的化学成分及结构相同,但原子的空间排列不同,故旋光性及生物的特性也异。从而,他提出了分子不对称理论。由于巴斯德提出了分子不对称理论,而揭开了酒石酸旋光性之谜,加深了人们对物质结构的认识,成为化学史上研究光学活动性的一个新起点。为此,法国政府特授予他骑士勋章。

提出细菌致病学说

法国是一个盛产葡萄酒的国家,可是葡萄酒经常出现发酸变质的问题,使法国葡萄酒业蒙受巨大的损失。1856年,里尔城里一家有着50酿酒历史的酒厂也因此濒临倒闭,厂长比戈找到巴斯德,请求他帮助解决酒变酸的问题。

为了解决这个问题,巴斯德把好酒和酸酒分别放在显微镜下观察。他惊奇地发现:在好酒里面,可以看到一种小球状的微生物;而在变酸的酒里,小球状体消失了,却含有一种杆状细菌。巴斯德领悟到,一定是杆状细菌使酒变酸了。之后,他又发现,把酒加热到5060℃,就可以杀死酒里的杆状细菌,再把酒密封保存,就不会变酸了。巴斯德对这一事实进行了反复思考。他想,小到用肉眼看不见的微生物,竟有着如此神奇的作用,可以使整窖整窖的酒变酸,微生物世界真是太奇妙了。而我们对这个世界太陌生了,几乎一无所知,这是一个多么需要去开发的未知领域!

他还敏锐地联想到,既然微生物可以使酒变酸,加热灭菌后又可使酒经久不坏,那么许许多多人患病或手术后发生溃烂,是否也是由微生物引起的呢?如果能杀灭这些微生物,是不是可以治好人的疾病呢?

带着这些问题,巴斯德认真研究了危害人畜的各种疾病,如伤寒痢疾鼠疫、羊炭疽、禽霍乱等,果真找到了引起这些疾病的相应的微生物细菌。这说明,微生物确实是产生各种传染病的原因。至此,一种以事实为依据的细菌致病学说诞生了。

千百年来,许多传染病肆无忌惮地在人间制造痛苦、死亡和作恶之后又悄然而去,无影无踪,人类不仅不能惩办凶手,甚至不知道有微生物这个凶手存在。如今,这个隐蔽得很深的凶手被逮住了,它祸害人类而不受惩罚的历史再也不会延续下去了。

揭示免疫奥秘

巴斯德发现各种传染病都是由微生物引起的这一事实后,下一个目标就是如何制服这些微生物,以保护人畜的健康。他的这项研究是从防治鸡霍乱开始的。(www.xing528.com)

素以洞察力敏锐著称的巴斯德想,为什么得过霍乱的鸡就不再得此病了呢?是不是这些鸡受到霍乱弧菌感染之后,在体内产生了一种对霍乱的抵抗力?如果是这样的话,那么只要制备一种毒力较弱的霍乱弧菌,再注射到鸡身上,使鸡既不至于得病死亡,又可产、生免疫力,鸡霍乱不就可以预防了吗?按照这个设想,巴斯德开始制备这种弱毒弧菌。

最先的尝试是,他从患霍乱而死的鸡身上得到霍乱弧菌,把它培养在装有培养液的玻璃瓶子里。24小时后,从瓶中取出一滴培养液放在第二只玻璃瓶里。再过24小时,又从第二瓶里取出一滴滴装在第三只瓶里。依此类推,他一直接种到几十瓶。他想用这种方法得到减弱毒性的霍乱弧菌。当他从最后一只瓶里取出一滴培养液接种到鸡身上时,鸡很快就死了。这说明,最后一瓶与第一瓶的毒力是一样的,这种方法不能制备出弱毒弧菌。第一次试验就这样失败了。这时正逢放暑假。巴斯德把那些用过的瓶瓶罐罐统统放进了实验室的橱子里,到乡下度假去了。暑假结束以后,他又来到实验室时,猛然想起橱子里的瓶瓶罐罐。他想,我为何不把放置了几十天的霍乱弧菌注射到鸡身上去试试看呢?当他把菌液注射到鸡身上时,奇迹发生了:这些被试的鸡,除了有一阵轻微的不舒服之外,全都健康如常。几星期后,巴斯德又把毒力很强的霍乱弧菌注射到这些鸡身上,这些鸡依旧安然无恙,说明这些鸡产生了对霍乱弧菌的抵抗力。原来,玻璃瓶里的弧菌液在放置了几十天之后,在空气中氧气的作用下,毒力大大减弱了。当把它注射到鸡身上时,就使鸡产生了抵抗力。巴斯德取得了巨大的成功。他的眼前展现出一片光明灿烂的前景:弱毒免疫的设想是切实可行的,只要制备出预防各种疾病的疫苗,传染病就完全可以控制了。

在征服禽霍乱之后,巴斯德又根据同样的道理,制成了预防牛羊炭疽病的苗。1881年,巴斯德在法国普莱堡农场进行了一次有名的药效试验,这标志着巴斯德的研究工作进入了高潮。试验时,由普莱堡农场提供60只做试验的绵羊。巴斯德把它们分成3组:第一组25只,先注射由他制备的炭疽病疫苗,隔一段时间待绵羊产生了免疫力时,再注射毒力很强的炭疽病菌;第二组也是25只,不注射疫苗,当为第一组绵羊注射炭疽病菌时,也给它们注射同样的炭疽病菌;第三组10只,不做任何处理,以做对照。最后,巴斯德宣布,第二组绵羊将全部死去,第一、三组不受任何影响。62日下午,一些议会的议员、科学家、新闻记者和各地农民,潮水般地涌向农场,都要亲眼看看实验结果。实验结果完全如巴斯德预料的那样,取得了圆满的成功。从此,弱毒免疫学说传遍了全世界。

巴斯德的免疫方法,给全世界带来了巨大的经济利益,仅在法国,在畜牧业方面就增加了50亿法郎的收入。这笔钱,足以抵偿1870年法国付给德国战争赔款。

人类健康的保护神

巴斯德应用免疫方法预防畜禽疾病获得成功之后,他马上把这种方法应用到防治人类传染病上来。他首先进行的是防治人类狂犬病研究。

根据他的细菌免疫原理,巴斯德起初也认为狂犬病起因于一种细菌,但是在显微镜下,却总看不到这种细菌,因此他无法将之分离出来加以培养(后来人们认识到,引起狂犬病的是比细菌更小的病毒)。经过多次试验,巴斯德创造性地发明了活体培养法制取疫苗。他将狂犬的毒液接种到兔子的脑膜下,兔子死后将其脊髓提取出,再接种到另一些兔子的脑膜下,这样经过数次培养,终于在1885年制成了毒性极微弱的狂犬疫苗。这种疫苗对预防和治疗狂犬病效验十分显著,但未曾在人身上使用过。为了尽快用于救治病人,巴斯德决定先在自己身上试验。正在这时,一位被狂犬咬伤的名叫梅斯特的9岁男孩,在他母亲的陪同下,来到巴斯德实验室,恳求巴斯德给予治疗。这位仁慈的科学家,在自己身上试验可以毫无畏惧,但给小孩接种这种疫苗却深感不安,难以决断。抢救工作不容耽搁。在小孩母亲的再三要求下,巴斯德还是给小孩注射了疫苗。

注射疫苗之后,巴斯德一直守护在小梅斯特身边,仔细观察病情的变化。这是一个充满希望、忧虑和痛苦的日子。有一天晚上,巴斯德竟做了一个噩梦,梦见小梅斯特狂犬病发作,正在狂乱地挣扎,在窒息中痛苦地死去。巴斯德梦中惊醒之后,立刻对梅斯特检查了一遍。小孩一切都很正常,巴斯德才放下心来。14天的治疗期过去了,一个月又过去了,梅斯特非常健康、活泼可爱,不久就痊愈出院了,治疗非常成功。

梅斯特是人类历史上第一例用狂犬疫苗治好的狂犬病患者。它是一个里程碑,标志着人类已跨进了免疫时代

巴斯德用狂犬病疫苗治好了大量狂犬病人。在治愈梅斯特的第二年,一些来自俄罗斯、英国、阿尔及利亚及法国的狂犬病人,都慕名请求巴斯德给予治疗。这一年他治好了1726人,除10人因耽误了时间死亡外,其余全部健康出院。这数千人的生命,都是巴斯德从死神那里抢回来的。巴斯德被人们尊称为人类健康的保护神。

以后,在巴斯德免疫理论的指导下,各种各样的疫苗都制造出来了。各种凶恶的传染病,如肺结核、白喉、天花脑膜炎小儿麻痹症都有了相应的疫苗进行预防。

1895年,巴斯德在巴黎与世长辞了。但他为人类立下的不朽功绩永载史册。正是在巴斯德的努力下,揭示了微生物世界的奥秘,使人类第一次认识到那些曾夺去千千万万人生命的传染病,其中包括14世纪游荡在欧洲大陆,几乎夺去全欧一半人15生命的黑死病,都是由相应的微生物细菌或病毒引起的。他又找到了可靠的防治传染病的方法弱毒免疫法,自19世纪中叶以来,由于传染病得到有效的控制,世界人口的寿命延长了一倍,人类真正获得了第二次生命。在人类与疾病做斗争的历史上,巴斯德揭开了光辉的一页。

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