结核病是由结核杆菌感染引起的慢性传染病。结核病是人类古老的疾病之一,通过结核分枝杆菌现代菌株的比较基因组学研究表明,结核分枝杆菌在更新世时期智人从非洲扩散出去后在世界范围内扩散开来,但是具体发生在哪个时间点存在争议。2008年的研究认为结核病出现在9000年前的新石器时代。2014年发表在《Nature》的文章:发现1000年前秘鲁人类遗骸上出现了结核分枝杆菌的基因组,通过DNA年代测定,发现人类在大约5000年前在非洲感染了结核病。通过对结核杆菌复合体的基因组比较分析后,他们认为人类将结核杆菌传染给他们的家养动物,如山羊和奶牛。海豹在非洲海滩繁殖时感染了结核杆菌,并将其带过大西洋。在秘鲁发现的这种结核菌株与今天在美洲流行的菌株不同,现在在人类中流行的菌株可能是由欧洲殖民者传播的欧亚菌株,说明之后的结核病传播,是通过旧世界的贸易路线在人类间互相传播的。
261个结核分枝杆菌基因组的贝叶斯生物分支树,使用种群扩展模型显示了估计的分枝时间(年)。人类最早记载结核病的记录出现在公元前1500年的《吠陀经》;中国最早对结核病的记载在《皇帝内经》中,称结核病为“痨病”,描述为:“大骨肉高,大肉内陷。咳,喘形;身热,脉小以疾”。在古代,人类受限于对结核病的认识,东方通过中yao方治疗;西方有放血饥饿疗法、草yao治疗;
由于没有掌握明确的病因以及落后的医学手段,结核病是人类主要杀手之一。在中世纪和文艺复兴时期,肺结核的发病率逐渐增加,取代了麻风病,在18世纪和19世纪达到高峰。
18世纪初,在伦敦,约14%的人死于结核病,到18世纪中期,这一比例增长到约20%,到19世纪初左右激增到25%。工业革命加上贫穷和肮脏,为这种疾病的传播创造了传播环境。
在19世纪初,结核病导致欧洲四分之一的成年人口死亡。在1851年至1910年间,英格兰和威尔士超过三分之一的15岁至34岁人群和一半的20岁至24岁人群死于结核病。
到19世纪末,欧洲和北美70-90% 的城市人口感染了结核分枝杆菌,约80%的活动性结核患者死于结核。
20世纪上半叶,肺结核开始在中国大肆传播。直到1949年,全国仍有肺结核病人2700万,每年有超过138万人死于肺结核。年死亡率达307/10万,且18岁以上感染肺结核人数高达90%,“1921年前出生的人中,没有几个人体内没有结核杆菌”。林徽因、鲁迅等都是死于结核病。
从19世纪末开始,随着科学技术的突破,人类找到了结核病的病因并发现了治疗方法。
1816年法国医生勒内·莱恩内克(René Laennec)发明了听诊器,通过听诊器发现结核患者的肺部病变,他45岁死于肺结核。
1869年,,让-安托万·维勒明(Jean-Antoine Villemin)进行了一项实验,将人类尸体中的结核物质注射到实验室兔子体内,然后兔子被感染,证明结核病具有传染性。
1720年,本杰明·马丁(Benjamin Marten)曾提出,肺结核的病因是某种能够在身体中生存的微生物,但他的这一理论遭到了彻底否定。直到162年后的1882年,罗伯特·科赫才证明他的说法是正确的。
罗伯特·科赫是一名德国内科医生和微生物学家。他被认为是现代细菌学的主要创始人之一,医学细菌学之父。科赫是之一个在显微镜中使用油镜、聚光镜和显微摄影技术的人。他发明了使用琼脂和玻璃板的细菌培养方法(固体培养基),得益于新技术的使用,他在1876年发现了炭疽菌(炭疽杆菌),这被认为是现代细菌学的诞生。
19世纪80年代,科赫对结核病的研究产生了兴趣。1881年8月18日,当他用*蓝染色结核材料时,他注意到了长杆状结构,但他无法确定这是否是因为某些物质被染色的结果。为了提高对比度,他决定加入俾斯麦棕色,只有先前被蓝色染色的细胞核和碎屑变成棕色,而杆状细菌仍然是蓝色。接下来他要确定这种长杆状细菌是否是导致结核病的微生物。
他更先观察的是豚鼠的病灶样本,然后在死于结核病的病人的病灶样本中找到了这种杆菌。但是还要找对照样本,因此他又在健康人提取组织样本,并没有找到这种细菌。看似通过对照的方法好像确认了病原体,但是科赫却不这么认为。
为了有足够的说服力,他认为需要继续验证这种病菌能够在培养基中分离培养出来,并且可以感染实验动物,导致结核病。起初他尝试了牛肉膏固体培养基,但是不能得到菌落。之后尝试了牛血清固体培养基,成功长出结核菌菌落。然后,他给实验室兔子、豚鼠、老鼠等动物接种了这种细菌,并观察到它们在出现肺结核症状时死亡。
但是由于给动物接种细菌是通过血液注射的方法,为了证明结核病的传播方式,他同时还用空气传播的方法感染了这些动物,以此证明了这种被他命名为结核杆菌的细菌是肺结核的病因。他的这一套确定侵染性病害病原物的验证方法后来被称为“科赫法则”,并衍生出植物病原物和病毒传染病的验证法则。
1882年3月24日,他在柏林生理学会发表了名为“结核病的病因”演讲,三周后,1882年4月20日,科赫发表了一篇题为《结核杆菌病》的文章,证明分枝杆菌是所有形式的结核病的唯一病因。自1882年以来,世界卫生组织将3月24日被称为“世界肺结核日”。
1905年为了感谢他在结核病中的研究和发现,授予他诺贝尔生理医学奖。
结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis),大小为1~4×0.4μm。专性需氧菌,最适生长温度为37℃。既不是革兰氏阳性菌,也不是革兰氏阴性菌。结核分枝杆菌不产生内、外毒素,致病性来自于其繁殖后引起的体内免疫反应。
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参考资料:
1、Hershkovitz, Israel; (2008). "Detection and Molecular Characterization of 9000-Year-Old Mycobacterium tuberculosis from a Neolithic Settlement in the Eastern Mediterranean". PLOS ONE.
2、Bos, Kirsten I.; (2014). Pre-Columbian mycobacterial genomes reveal seals as a source of New World human tuberculosis. Nature, 514(7523), 494–497.
3、https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1905/summary/
4、Koch, Robert (1882-03-24). "Die Ätiologie der Tuberkulose" [The Etiology of Tuberculosis]. Physiologische Gesellschaft zu Berlin/Berliner Klinische Wochenschrift. 19: 221–30. doi:10.1007/978-3-662-56454-7_4
5、https://en.jinzhao.wiki/wiki/History_of_tuberculosis#cite_note-NPR-5
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