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法国科学家路易巴斯德说在观察日记:细菌学和病毒学是怎样发展的?

小学生作文网 2022-06-23 20:58:53 小学生日记 0℃

疫苗起源于中国 回顾人类走过的历程,我们发现面对疾病中最骇人听闻的瘟疫——急性传染病的时候,人类曾 经是那样的无助和无知。被感染上瘟疫的人,在死亡的威胁面前,只有等待命运的安排。在古代, 发烧或者拉肚子就是死亡的第一征兆,面对这些突如其来的疾病法国科学家路易巴斯德说在观察日记、随处可见的死亡,无计可施的人 们开始把自己锁在家里,或弃城而走。在欧洲,面对黑死病也就是鼠疫的威胁,成千上万的民众逃 离城市,甚至于整个欧洲禁浴 200 年。 古代的统治者、政客和巫师往往会利用人们对瘟疫的恐惧加强和巩固他们的统治。但是随着科 技的进步和发展,人类终于找到了能够遏制住瘟疫的武器——疫苗。疫苗给人类带来的价值不可估 量,通过疫苗,人类历史上第一次消灭了一种疾病,就是天花。疫苗给我们的第二个价值就是降低 医疗开支。美国的一项成本收益分析显示,在疫苗上每投资 1 美元可节约 2 美元至 27 美元的医疗支 出。 疫苗最早起源于中国,中国古代人民在与疾病斗争的长期过程中,观察到有些患过传染病而康 复的人,一般不再患同样的疾病。于是他们用物理方法(如捣碎、研磨)处理发病个体的组织脏器 制成最原始的疫苗,这种疫苗虽然可能发生全身性副作用,存在散毒和造成新疫源的危险,但是在 治疗和预防传染病方面起到了重要的作用。 早在公元 4 世纪初,我国东晋葛洪所著《肘后方》中,就有关于防治狂犬病的记载,其中“治卒 有猘犬凡所咬毒方”有云:“仍杀所咬犬,取脑傅之,后不复发。”杀掉咬人的狂犬,以其脑浆敷于被 咬处,体现了“以毒攻毒”的思维方式。 天花因“种痘”被灭绝 在这种思维方式的指导下,我们的祖先发明了人痘接种术来对抗天花病毒的侵袭。据传, 11 世 纪中国就有接种人痘获得成功的例子,17 世纪逐渐普及。1727 年俞茂鲲《痘科金镜赋集解》中写到, “闻种痘法起于明朝隆庆年间(1567-1572 年),宁国府太平县,姓氏失考,得之异人丹家之传,由 此蔓延天下。至今种花者,宁国人居多,近日溧阳人窃而为之者亦不少。当日异传之家,今日尚留 苗种,必须三金,方得一丹苗,买苗后一家因以获利。” 早期人痘接种,使用的都是人身上自然发出的天花的痂,人们把它叫“时苗”。由于“时苗”的毒 性很大,不能百分之百保证被接种者的生命安全,“苗顺者十无一死,苗凶者十只八存”。因此,后 来人又发明了“熟苗”接种之法。所谓“熟苗”指的是通过接种发出来的痘作为种苗,经过“养苗”、“选 炼”,要连续种七代过后,这个种苗就非常精纯,火毒就汰尽了,用经过七代接种的种苗来给健康人 种就非常安全了。《种痘新书》记载:“种痘者八九千人,其莫救者二三十耳”。法国哲学家伏尔泰 这样高度赞扬人痘接种:“我听说 100 年来,中国人一直就有这样的习惯;这是被认为全世界最聪明、 最讲礼貌的一个民族的伟大先例和榜样。” 18 世纪初,预防天花的人痘接种法被引入欧洲。英国医生爱德华· 詹纳注意到,乡村里的牛患了 与天花相似的病,那些挤奶女工在接触到牛身上的疱疹时受到感染,身上也会长出小一些的疱疹, 这就是牛痘。而感染过牛痘的人都不曾被传染上天花。詹纳发现,牛痘的病情症状比天花轻得多, 它从不令牛死亡,更不会令人死亡,况且人在感染牛痘痊愈后不会留下任何疤痕。 1796 年 5 月 14 日,詹纳找来了一位患牛痘的挤奶女工,从她手指的疱疹中提取出一些液体,然 后将一位 8 岁男孩的手臂用手术刀划破,把牛痘疱疹液滴在了上面。48 天后,詹纳将从天花患者脓 疱中提取的液体再一次滴在了这个男孩被手术刀划破的手臂上,男孩的免疫系统抵抗住了天花病毒 的侵害。由于牛痘比人痘更安全、简便,牛痘接种术逐渐取代了人痘接种术。随着科学技术的进步, 牛痘疫苗的制造技术不断改进,甚至在世界范围内广泛开展了免疫接种。1980 年,天花在地球上灭 绝,这是人类唯一消灭的传染病。 血清疗法创始人获诺奖 被称为“微生物学之父”的法国人路易· 巴斯德,在 1881 年改进了减轻病原微生物毒力的方法。他 观察到患过某种传染病并得到痊愈的动物,以后对该病有免疫力,据此用减毒的炭疽、鸡霍乱病原 菌分别免疫绵羊和鸡,获得成功。这个方法大大激发了科学家的热情,人们从此知道利用这种方法 可以免除许多传染病。 1882 年,巴斯德开始研究狂犬病,他证明了病原体存在于患兽唾液及神经系统中,并制成病毒 活疫苗,成功地帮助人获得了该病的免疫力。按照巴斯德免疫法,医学科学家们创造了防止若干种 危险病的疫苗,成功地免除了多种疾病的威胁。 作为获得诺贝尔奖的第一位医学家,埃米尔· 冯· 贝林根据实验结果提出了“抗毒素免疫”的新概 念,经过 300 多次试验,终于证明,曾经感染过破伤风杆菌而依然存活的动物的血清,注射给刚感 染破伤风杆菌的动物,可以预防破伤风病症的发作。 这一事

实说明,耐受过破伤风的动物血清中有着对抗破伤风毒素的抗毒素,它能中和毒素,使 之失效,这在医学上称为“抗毒素的被动免疫”。为此,年轻的贝林被誉为免疫学尤其是血清疗法的 创始人。 1891 年 12 月的一天,贝林在柏里格医院进行了第一次尝试。他把自制的白喉抗毒素血清,缓缓 地注射给一位因患白喉急症而奄奄一息的病儿。病儿那颗被白喉毒素麻痹的心脏,跳动由弱变强, 呆滞的眼睛又重新闪出生命的光辉!白喉抗毒素不久就在药房里大量出售,它挽救了成千上万个病 儿。从此血清疗法成为征服白喉的一种普遍有效的手段,该病的死亡率由当时的 48%降到了 13%。 小儿麻痹疫苗研制者率先接种 肺结核曾经被认为是无法医治的绝症,在无法治愈的年代,为了减轻病人肺部的压力,甚至需 要将人的肋骨生生地摘除。19 世纪,德国“细菌学之父”赫德经过 272 次实验,成功地培养出了导致 结核病的微生物。随后,为了对付这种微生物,法国科学家卡尔梅特和介朗整整研究了 15 年,一种 含有稀薄活性肺结核细菌菌株的疫苗——“卡介苗”终于在 1921 年问世。到 1961 年介朗去世时,全 世界已有两亿多人注射了这种抵抗肺结核病的疫苗。 小儿麻痹症,医学界称之为脊髓灰质炎,是威胁儿童生命和健康的瘟疫。其发病高峰期,美国 以及欧洲和亚洲都有近 10 万人发病。 美国历史上最著名的总统之一富兰克林· 罗斯福,是美国历史上 唯一一位连任四届的总统,也是唯一一位残疾人总统,而他残疾的原因正是因为小儿麻痹。 美国索尔克医生用了近 9 年的时间,于 1955 年成功地研制出灭过菌的脊髓灰质炎疫苗。索尔克 医生让自己成为第一个接受疫苗接种的人。他说法国科学家路易巴斯德说在观察日记:“我把这看作是一种典礼和象征。”紧接着,全世 界几百万的儿童开始排队等候注射预防小儿麻痹症的“索尔克氏疫苗”。 随着科技的进步,我们有理由相信,终有一天会出现可以预防癌症、艾滋病等不治之症的疫苗。 尽管这些疫苗的研制不可能是一帆风顺,但研制的过程给人们带来了希望,因为人类几千年来就是 这样通过科学研究,一步步实现自己的梦想,用疫苗筑起了隔离病毒的“防火墙”。 然而,巴斯德和巴斯德之前的研究人员们并不清楚病毒的性质。1892年,俄罗斯生物学家德米特里·伊万诺夫斯基使用张伯伦滤菌器试图分离出引起烟草花叶病。他的实验表明,从受感染的烟草植物中提取的碎叶提取物经过滤后仍然具有传染性。伊万诺夫斯基报告了一个微小的传染因子毒素,能够通过过滤器,可能是由细菌产生的。[ 11 ][ 12 ][ 13 ]

1898年马丁斯·贝耶林克伊万诺夫斯基重复了他的工作,但更进一步,把“过滤剂”从一株植物传递到另一株植物,发现这种作用没有减弱,并得出结论,它具有传染性——在宿主中复制——因此不仅仅是毒素。他叫它活菌污染。[ 14 ]然而,该试剂是“活流体”还是粒子的问题仍然悬而未决。1903年,第一次有人提出转换病毒可能导致癌症。1908年Bang和Ellerman发现一种可过滤的病毒可以传播鸡肉白血病直到20世纪30年代白血病被认为是癌症时,这些数据基本上被忽略了。[ 15 ]1911年佩顿·劳斯报道了鸡的传播肉瘤,一个实体瘤,带有病毒,因此劳斯成了“肿瘤病毒学之父”。[ 15 ]病毒后来被称为劳斯肉瘤病毒1并被理解为逆转录酶病毒。此后,已经描述了其他几种致癌逆转录病毒。感染细菌(噬菌体)的病毒的存在首先被弗雷德里克·特沃特1911年,独立地费利克斯·德·赫雷勒1917年。由于细菌在培养中容易生长,这导致了病毒学研究的爆炸。毁灭性的原因西班牙流感1918年的大流行最初并不清楚。1918年底,法国科学家发现,一种“过滤病毒”可以将疾病传染给人和动物,从而实现了科赫假设。[ 16 ]1926年的研究表明猩红热是由被某种噬菌体感染的细菌引起的。虽然植物病毒和噬菌体可以比较容易地生长,但是动物病毒通常需要活的宿主动物,这使得它们的研究非常复杂。1931年的研究表明流感病毒可以在受精卵中生长,这种方法至今仍用于生产疫苗。在1937年,马克斯·泰勒设法使黄热病鸡蛋中的病毒,并从减毒病毒株中生产疫苗法国科学家路易巴斯德说在观察日记;这种疫苗挽救了数百万人的生命,至今仍在使用。马克斯·德尔布吕克噬菌体领域的重要研究人员1937年描述了一种病毒的基本“生命周期”:病毒颗粒不是“生长”,而是由组成部分一步组装而成;最终它离开宿主细胞感染其他细胞。这好时-蔡斯实验1952年只显示脱氧核糖核酸而不是蛋白质在感染时进入细菌细胞噬菌体T2。转换被噬菌体感染的细菌在同一年首次被描述。1949年约翰恩德斯是,托马斯·韦勒和弗雷德里克罗宾斯报告的增长脊髓灰质炎病毒培养人胚的细胞,动物病毒在动物或鸡蛋外生长的第一个重要例子。这项工作有所帮助乔纳斯·萨克从灭活的脊髓灰质炎病毒中获得脊髓灰质炎疫苗;这种疫苗在1955年被证明是有效的。第一种病毒结晶化因此其结构可以被详细阐明烟草花叶病毒( TMV )是伊万诺夫斯基和贝杰兰克早些时候研究过的病毒。在1935年,温德尔斯坦利实现其结晶电子显微镜并显示其即使在结晶后仍保持活性。清楚的x射线衍射贝尔纳尔和范库钦在1941年获得了结晶病毒的照片。基于这样的图片,罗莎琳德富兰克林1955年提出烟草花叶病毒的完整结构。也是在1955年,海因茨·弗兰克尔-康拉特和罗伯利·威廉姆斯显示纯化的TMV核糖核酸它衣壳(外壳)蛋白质可以自组装成功能性病毒体,这表明这种组装机制也在宿主细胞中使用,正如德尔布吕克先前提出的。从五十年代到六十年代,切斯特·南萨姆一位著名的病毒学家和癌症研究人员,从俄亥俄监狱随着henrietta lacks strain of cancer cells 海拉癌细胞株以观察癌症是否可以传播。此外,为了制造癌症疫苗,他观察了受试者是否能通过发展获得性免疫反应而对癌症产生免疫。这项实验极具争议性,因为癌症患者受试者并不知道他们正在注射癌细胞。[ 17 ]1963年乙型肝炎病毒是由...发现的巴鲁克布隆伯格世卫组织继续开发乙型肝炎疫苗。在1965年,霍华德·特明描述了第一个逆转录酶病毒RNA基因组为反向转录转化为互补DNA ( cDNA ),然后整合到宿主基因组中并从模板中表达。病毒酶反转录酶,它与整合酶是逆转录病毒的一个显著特征,1970年由Howard Temin和大卫巴尔的摩。首例逆转录病毒感染人类由...鉴定罗伯特·加洛1974年。后来发现逆转录酶对逆转录病毒不是特异性的;逆转转座子这些编码逆转录酶的基因在所有真核生物的基因组中都很丰富。人类基因组中约有10 - 40 %来自这些反转座子。1975年,瘤病毒的功能得到了很大的澄清。在此之前,人们认为这些病毒携带着某些被称为癌基因当被插入宿主基因组时,会导致癌症。迈克尔毕肖普和哈罗德·瓦尔穆斯显示肿瘤的癌基因劳斯肉瘤病毒实际上并不是病毒特有的,而是包含在许多物种的健康动物的基因组中。肿瘤病毒可以开启这种预先存在的良性原癌基因,使其成为真正的致癌基因。1976年,有记录以来第一次爆发埃博拉病毒病这是一种高度致命的病毒传播疾病。一九七七年,弗雷德里克桑格实现了第一个完整的排序基因组噬菌体φx174。同年,理查德罗伯茨和菲利普夏普独立显示的基因腺病毒包含内含子因此需要基因剪接。后来发现,真核生物的几乎所有基因都有内含子。由联合国领导的全球疫苗接种运动世界卫生组织导致根除天花19

79年。一九八二年法国科学家路易巴斯德说在观察日记,斯坦利·普鲁辛纳发现朊病毒并显示他们造成痒病。第一个案例爱滋病是1981年报道的艾滋病毒1983年,由吕克·蒙塔尼耶是,弗朗索瓦·巴雷-西努西和罗伯特·加洛。[ 18 ][ 19 ][ 20 ]开发了通过检测HIV抗体的存在来检测HIV感染的测试。随后的巨大研究努力使HIV成为研究得最好的病毒。人类疱疹病毒8型的原因卡波西肉瘤这种疾病在爱滋病患者中常见。几个抗逆转录病毒药物发达国家艾滋病死亡率大幅下降。HIV治疗包括多种不同的药物,统称为高效抗逆转录病毒疗法( HAART )。HAART攻击HIV病毒的许多不同方面,有效地将它的影响降低到检测极限以下。但是,当HAART停止给药后,HIV会反弹。这是因为HAART不会攻击潜伏感染的HIV细胞,HIV细胞可以重新激活。[ 21 ][需要非主要来源]这丙型肝炎病毒是用小说来鉴定的分子扩增1987年的技术,导致筛查测试,大大降低了后发性心脏病的发病率输血 肝炎。[ 22 ]第一次尝试基因治疗涉及病毒载体始于20世纪80年代初,当时逆转录病毒被开发出来,可以将外源基因插入宿主基因组。它们含有外源基因,但不含病毒基因组,因此无法繁殖。在小鼠中进行试验后,在人类从1989年开始。人类的第一项研究试图纠正遗传病严重联合免疫缺陷病( SCID ),但临床成功有限。在1990年至1995年期间,对其他几种疾病和不同病毒载体进行了基因治疗,但很明显,最初的高期望被夸大了。1999年,18岁的时候又一次受挫杰西·格尔辛格在基因治疗试验中死亡。他在接受了腺病毒向量。两例X连锁基因治疗成功锡特是2000年报道的。[ 23 ]据报道,2002年脊髓灰质炎病毒是在实验室里合成组装的,代表了第一个合成生物。从病毒公布的RNA序列开始,从头组装7741碱基基因组,大约需要两年时间。2003年,发现了一种更快的方法来组装噬菌体的5386碱基基因组φx174两周内。巨人含羞草在某种意义上,微小原核生物和普通病毒之间的中间体,在2003年被描述排序2004年。的应变甲型H1N1流感病毒亚型在20世纪90年代,死亡人数高达5000万西班牙流感1918年大流行于2005年。序列信息是从保存的流感患者组织样本中拼凑出来的;然后从这个序列合成活病毒。[ 24 ]这2009年流感大流行涉及另一种甲型H1N1流感,俗称“猪流感”。到1985年,哈拉尔·祖尔·豪森证明了两个菌株人乳头瘤病毒( HPV )导致大多数病例宫颈癌。2006年发布了两种针对这些菌株的疫苗。2006年和2007年,据报道,引入了少量具体转录因子基因转化为小鼠或人的正常皮肤细胞可以将这些细胞转化为多能性 干细胞,被称为诱导多能干细胞。该技术利用修饰的逆转录病毒转化细胞;这对于人类治疗来说是一个潜在的问题,因为这些病毒将它们的基因整合在宿主基因组的任意位置,这可能中断其他基因并潜在地导致癌症。[ 25 ]2008年,斯普特尼克病毒噬菌体被描述了,第一个知道病毒噬菌体:它利用辅助病毒的机制来繁殖和抑制该辅助病毒的繁殖。人造卫星在被感染的变形虫中繁殖马麦病毒是上述含羞草属病毒的亲属,也是迄今已知的最大病毒。[ 26 ]一内源性逆转录病毒( ERV )是一种逆转录病毒,其基因组已被永久整合到某些生物体的生殖系基因组中,并因此随该生物体的每次繁殖而复制。据估计,大约百分之九的人类基因组起源于ERVs。2015年显示,来自ERV的蛋白质在3天大的人类胚胎中积极表达,似乎在胚胎发育和保护胚胎免受其他病毒感染方面发挥作用。

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