传染病和苦味koch-pasteur疫苗竞争

以下是Arup K. Chakraborty和Andrey S. Shaw的病毒，大流行和免疫的摘录。经过麻省理工学院出版社的许可转载。版权2021。

科赫的假设，炭疽，结核病和霍乱

罗伯特·科赫（Robert Koch）于1843年出生在德国。他的父亲是一名采矿工程师。他教自己五岁时阅读，并且从小就成为一名出色的学生。在短暂学习大学的自然科学之后，他决定从事医学职业。科赫担任波兰，柏林和其他地方的各种能力的医师职位，包括在法国巴黎战争期间担任医生的服务。科赫还对基础科学研究产生了浓厚的兴趣。今天，我们将他视为临床医生科学家，他试图使用基本科学原理来理解疾病的临床方面。炭疽病是一种影响动物和人类的疾病，在科赫时代是一个问题。科赫（Koch）表明，对于各种动物，他可以通过将血液从感染动物转移到健康动物来从一种动物转移到另一种动物。如此感染的所有动物均表现出相同的疾病症状，并且血液中具有相同的棒状细菌。这使科赫说，这种特定的细菌引起了炭疽。科赫（Koch）在炭疽方面的工作是第一个将特定微生物与特定疾病相关联的工作。

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众所周知，如果健康的牛在炭疽病感染的牛在那里放牧后很长时间在田野上放牧，那么他们就生病了。这是一个难题，因为科赫已经确定受感染动物血液中的炭疽细菌在几天后失去了感染力。他认为他需要随着时间的推移观察细菌，并且需要开发实验室中细菌的方法。科赫开发了使细菌生长几天的方法。该过程称为“培养细菌的生长” – “培养”是指种植细菌的培养基。现在，该方法每天在世界各地每天使用数百万次。当医生怀疑您患有细菌感染时，从可疑的感染部位（例如伤口）收集了一个小样本，并将其发送给病理学部。如果样品含有细菌，则可以在培养物中生长并可以鉴定出来。科赫指出，医生可以使用如此积极的测试结果开处方以杀死已识别的细菌。用他的仔细观察能力培养了手工培养细菌的技术，科赫指出，有时炭疽细菌会转化为不透明的球体。他表明，这些球体可以干燥，然后在几周后通过将其浸入液体中进行重组。他怀疑，如果将细菌转化为干球或孢子，可能会休眠多年。确实，情况就是这样，当未感染的牛摄入时，它们会引起细菌感染。一些读者会记得2001年9月11日恐怖袭击之后，美国炭疽病的恐惧，当时一个人将炭疽孢子置于被发送给美国国会议员的信封中。

随着科赫越来越熟练地识别引起细菌的疾病，他的方法被编纂成称为“科赫的假设”的规则：在疾病的每种情况下都必须存在微生物。在培养物中生长。在培养物中生长的微生物必须在动物注射后引起相同的疾病。因此，疾病的动物样本必须包含与原始疾病人类中存在的相同生物体。

这些原则已成功地应用于确定当今许多传染病的病因。了解引起特定疾病的特定细菌的身份，科学家和制药公司可以开发可杀死细菌和治愈疾病的抗生素。在发现抗生素之前，较小的皮肤剪裁可能会被感染并导致死亡。我们生活在一个十九世纪居民无法识别的世界中，因为今天许多以前的致命感染和疾病很容易治疗。

科赫的其他重要发现是引起结核病和霍乱的细菌。结核病（TB）是一种困扰世界的疾病。它通常被称为消费，因为它使该人看起来随着疾病的发展而苍白而稀薄。在歌剧中，正是LaBohème的Mimi和La Traviata的Violetta都遭受了这种疾病，反映了19世纪的浪漫悲剧与这种疾病的恋爱关系。结核病在19世纪造成了大量死亡。由于它是一种传染性疾病，因此它蓬勃发展，部分原因是工业革命期间不断增长的城市人口密度增加。在整个19世纪，居住在纽约市的100人中，大约有1人死于结核病，大致相同的百分比与该市报告的Covid-19死亡人数大致相同，而平均年龄是流感的十倍。直到科赫表明这是由细菌引起的一种传染病，许多人认为结核病是一种遗传疾病。 1882年，科赫（Koch）使用假设确定了病因，并将其称为结核分枝杆菌。这一发现使人们对疾病和结核病特异性抗生素的发展有了更好的了解，而TB特异性抗生素的卫生性则使感染和死亡的卫生能力显着下降。但是，结核病仍然很普遍，在世界许多地方仍然是祸害。 2018年，结核病在全球范围内丧生150万人。特别令人担忧的发育是最近出现了抗生素的结核分枝杆菌形式。全世界用于防止结核病感染的疫苗仅具有有限的功效。

霍乱是一种水传播疾病，会导致严重的腹泻和呕吐。当今发展中国家的霍乱疫情仍然造成破坏。霍乱的最新爆发是在2019年在苏丹。最近的霍乱流行是在毁灭性地震后于2010年在海地发生的。有迹象表明，可悲的是，来自联合国提供援助的维持和平人员可能无意中将这种疾病带到了海地。科赫因确定导致霍乱的有机体而获得了全世界的名声。然而，实际上，该病原细菌是由意大利医生Filippo Pacini（1812-1883）首先描述的。从1810年代末到1860年代初期，在孟加拉国，印度始于印度的全球霍乱大流行。帕西尼（Pacini）是意大利佛罗伦萨的一名医生，当时大流行蔓延到那个城市。 Pacini使用显微镜检查在屈服于霍乱的人的尸检期间收集的组织，发现了引起该疾病的细菌，纤维状霍乱。值得注意的是，包括科赫（Koch）在内的很少有人知道他的发现，这可能部分是因为当帕西尼（Pacini）描述他的观察结果时，疾病的细菌理论并没有被广泛接受。更好的卫生使霍乱成为发达国家不存在的疾病。

科赫（Koch）于1910年去世，因其工作获得了许多重大认可，包括1905年诺贝尔生理学和医学奖。现在，我们转向他的痛苦对手路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）的工作。

巴斯德，狂犬病和新的疫苗范式

Pasteur于1822年出生在法国。他的父亲是制革商。 Pasteur并没有在学术上以年轻人的身份区分自己。在1840年获得哲学学士学位后，他被科学和数学研究所吸引。如今，在巴斯德的时代，只有法国最好的学生被录取了典型的NormaleSupérieure。巴斯德第一次参加入学考试时的排名很差，但他在1843年最终被录取。在他科学生涯的早期，这种打ic并没有阻止巴斯德继续进行变革性发现。 / 公共区域

当他是法国斯特拉斯堡大学的教授时，巴斯德做出了一个非常重要的基本发现，涉及手性的数学概念。两个具有不可感染的镜像图像的类似物体是手性的。最简单的例子是我们的左右手 – 在镜子里看手的图像，您会明白我们的意思。在研究某些酸的盐晶体的同时，巴斯德表明分子也可以是手性的，要么“右手”或“左撇子”。他开发了一种方法来检测这种所谓的光学异构体的惯用性。握手的一个很好的例子是糖。糖是右手的手性分子，糖替代物可以由其左手光学异构体组成。代谢糖的体内分子不会在其左手异构体上作用，因此我们不会代谢它。但是我们的味蕾无法分辨右手和左手分子之间的区别，因此，这样的糖含量会给我们带来相同的味道 – 可以说是免费的午餐。

巴斯德的下一个重大成就是发明了一个过程，后来被称为巴氏杀菌。巴斯德的一位学生是葡萄酒商人的儿子，他感兴趣的巴斯德想考虑如何防止葡萄酒变损。人们普遍认为，葡萄酒会变质，因为它自发地分解成味道像醋一样的成分。巴斯德表明这是不正确的，需要一种称为酵母的微生物进行这些化学转化。巴斯德还表明，与其他各种微生物的葡萄酒污染导致其变质。他发明了一个防止这种情况的过程，该过程利用了微生物在高温下死亡的事实。将葡萄酒加热到约120–140°F，然后密封并冷却。尽管这种巴氏杀菌过程是为了防止葡萄酒变质而发明的，但今天很少将其用于此目的。相反，全世界都使用巴氏杀菌来防止牛奶变质。

Pasteur在铺设的流行观念中也发挥了重要作用，即许多生物是由非生命物质自发产生的。随着旧面包开始生长霉菌，泥浆突然出现在旧肉中，认为这些变化是自发发生的，这是不合逻辑的。其他科学家已经多次提出了反对这种所谓的自发世代理论的证据，但是Koch的假设和巴斯德在1859年进行的优雅和确定的实验终于被证明是其死亡之后。巴斯德储存（巴氏杀菌）水在两个弯曲的天鹅颈瓶中。沸腾的水确保了实验开始时没有微生物。天鹅颈烧瓶的结构使得空气中的微生物会被粘在管子的墙壁上，如果垂直放置烧瓶，则不会到达水。巴斯德垂直放置一个烧瓶，另一个被倾斜。随着时间的流逝，垂直烧瓶中的水没有显示出生物膜发展的任何迹象（当您将食物留在冰箱中时，您必须看到这种令人恶心的生物膜，并且在其上生长了微生物）。倾斜烧瓶中的水中出现了生物膜，因为空气中的微生物可以到达水。这次演示是自发世代理论的终结。大多数科学家只能梦想做出与巴斯德的发现光学异构体，他对巴氏灭菌的发明以及他的实验结束关于自发产生的微生物的辩论一样重要的贡献。但是他对疫苗接种的贡献对人类产生了重大影响，以至于上述成就被完全掩盖了。

Pasteur在疫苗开发中的范式转移范围是他在研究鸡霍乱时进行的偶然观察结果。有一次，在鸡注入了引起这种疾病的细菌后，它们没有生病。在进行进一步的调查中，巴斯德发现他注射的一批鸡霍乱损坏了。他没有购买新鸡，而是用适当培养的细菌重新注射了第一组鸡。令他惊讶的是，鸡没有生病。巴斯德经常以著名的话语归功于“在观察领域，机会有利于准备好的思想”。Pasteur的头脑显然已经准备好了，因为他立即了解到自己已经偶然发现了一个重要发现。他意识到，您可以通过以相同的微生物形式弱化的形式接种疫苗来保护动物免受感染的感染。

与以前的方法相比，这是一个范式转移。涉及管理真实病原体的差异。詹纳（Jenner）对牛波公司的使用涉及发现一种对人类无害但与引起人类疾病的病原体。 Pasteur的新方法不涉及寻找相关的无害病原体或通过使用真实病原体来冒着患者生命的风险。相反，可以使用病原体的削弱或衰减形式。在这里值得注意的是，Variolation涉及从天花结ab的粉末材料，并等待几天才能进行粉末。这些程序可能是衰减病原体毒力的无意方法。但是，在1879年至1880年期间，巴斯德（Pasteur）正式化了使用衰减病原体保护人们免受传染病的过程，并建立了一种如今继续使用的方法。巴斯德标记了他的新方法，以防止各种传染病“疫苗接种”，以纪念詹纳（Jenner）使用疫苗（Cowpox）来防止天花。巴斯德用他的方法为鸟类接种疫苗，以防止霍乱和疫苗接种绵羊，以防止炭疽病。

然后，巴斯德开发了一种疫苗来预防狂犬病。狂犬病是由于被感染的狗的咬伤引起的大脑的感染，或者今天经常是蝙蝠。感染狂犬病的人表现出瘫痪和对水的恐惧等症状。这种对水的恐惧是为什么该疾病有时被称为疏水症的原因。几乎每个患有这种疾病的人都死了。 Pasteur是一名化学家，不是医生，但是成功开发了两种动物疫苗，他热衷于利用自己的技能治愈人类疾病或保护人们​​免受疾病的侵害。今天，我们知道狂犬病是由病毒引起的，但是当时病毒的概念尚不清楚。因此，巴斯德既不能遵循科赫的假设来鉴定疾病的病因，也不能使用用于细菌的方法在培养中生长微生物。然而，众所周知，传染剂出现在唾液中。据称，巴斯德是无所畏惧的，他用嘴吸着玻璃管从狂热的狗中抽出唾液。

使用他的亲密合作者Emile Roux开发的方法，Pasteur随后衰减了传染性剂。巴斯德和鲁克斯给了衰减的感染剂，并表明多剂量这种疫苗可以保护狗免受狂犬病感染。巴斯德急于尝试在人类中疫苗。他知道症状的发作通常会使狗咬伤大约一个月。他的想法是在狗咬人后不久为人们接种疫苗，并希望保护机制（对他们一无所知）会迅速启动以治愈他们。然而，尝试此手术的前两名患者处于该疾病的晚期，并且在他们接受第二剂疫苗之前就死了。但是巴斯德坚持不懈。他的医生得知巴斯德已经开发了一种治疗狂犬病的疫苗。为了逃避一定的死刑，他第二天将约瑟夫和他的家人带到巴黎寻求巴斯德的帮助。埃米尔·鲁克斯（Emile Roux）拒绝在约瑟夫（Joseph）上使用这种疫苗，因为他担心它还没有准备好对人类做好准备，而且太危险了，无法尝试尚未有任何疾病症状的孩子。 Pasteur找到了另一位医生来管理治疗并起作用 – 男孩已经治愈。随后，其他人会以类似的成功接受相同的程序，而巴斯德成为英雄。几年后，致力于巴斯德的迈斯特（Meister）将担任巴斯德研究所（Pasteur Institute）的看守人。

在此期间，尽管发现引起炭疽的细菌的Koch也正在使用疫苗。这导致了两位备受赞誉的科学家之间的可怕论点。科赫（Koch）和他的学生写道，巴斯德（Pasteur）甚至不知道如何制作细菌的纯粹培养。巴斯德反击。这些论点在法国普鲁士战争期间提出了更加恶性的语气。 1868年，巴斯德被德国波恩学院授予荣誉学位。在战争期间，他带着愤怒的陪同音符将其归还。这样开始了德国和法国免疫学家之间的分裂，这将持续数十年，这损害了科学进步。巴斯德最终在1881年的公共实验中取得了成功，当时他成功接种了几只绵羊和奶牛和一只山羊，以保护它们免受炭疽的侵害。然后，他宣布这是法国的伟大胜利。具有讽刺意味的是，法国的让·约瑟夫·亨利·图森（Jean Joseph Henri Toussaint，1847- 1890年）先前开发了一种炭疽疫苗。 Pasteur使用与Toussaint相同的方法，但声称他的方法不同。

巴斯德去世后，他将实验室笔记本留给了他最大的男孩，他的意志规定，这些笔记本绝不应该离开家人，并将由男性继承者代代相传。 1964年，巴斯德（Pasteur）最后幸存的直接男性后代将他的实验室笔记本捐赠给了巴黎的书目。研究这些笔记本的学者发现，巴斯德经常在他的工作中偷工减料，有时没有准确描述实验的完成方式，并且并不总是透明地公开报告结果。现代科学界严重惩罚了道德界限的这种跨越道德界限。的确，正如应该的那样，因为科学建筑是基于科学家诚实描述他们的研究的信任。当然，错误可能会发生错误，但不允许欺骗。尽管如此，他还是跨越了道德界限，他取得了突破性的进步，具有变革性的影响。使用巴斯德方法设计的疫苗比其他任何医疗程序都挽救了生命。保护儿童免受疾病的疫苗是造成儿童死亡率急剧降低的主要贡献者。今天，我们渴望对正在进行的Covid-19-19大流行，希望我们很快就会有一种疫苗。巴斯德的工作是这种希望的基础。