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中国邮政1992年发行的汤飞凡院士的纪念邮票
1980年6月,国际沙眼防治组织给中国眼科学会发来一封公函,邀请汤飞凡博士参加两年后在旧金山举行的第25届国际眼科学大会,并表彰他发现衣原体的贡献。
然而,此时的汤飞凡已经没有机会前往领取这份荣誉了,因为他已经去世20余载。而且,据说他们当时还有为他推荐诺奖的意愿,但汤飞凡永远地错过了。在得知汤飞凡已经去世的消息后,国际眼科学大会依然授予了他一枚金质奖章。
沙眼:困扰人类数千年的眼部顽疾
人类沙眼最早的记录起始于公元前3400年,即埃及的基辅(Khefu)时代,当时有记载关于沙眼临床症状的描述即倒睫症。沙眼来源于古希腊语“粗糙”,即上睑淋巴滤泡。公元11世纪阿拉伯医生认为沙眼分为4期,并指出倒睫是沙眼的主要并发症,称之为“埃及眼炎”。18世纪末,拿破仑率领法国军队从埃及归来时,法国士兵将这种疾病带入欧洲,随后英国士兵又将该病带入英国。同样,通过移民途径,这种疾病又传入了美洲大陆。这种疾病除了传染性强之外,其与贫穷、居住拥挤、卫生条件差、缺乏足够的水源供应有关。
我国沙眼的最早记载始于《黄帝内经》,古时称为“粟疮”,又名“椒疮”,明朝哀学渊的《眼科全书》记为“睑生风粟”。在《审视瑶函》等眼科书中记载,“粟疮者,似疮非疹,翻开上睑,细颗业聚,生于睑内,如杨梅之状,其肉与粟米相似,赤白不定,多泪难睁……”。
那时候,沙眼是一种可怕的眼病。患者的眼皮里会长出许多细小的颗粒,像沙子一样粗糙,不断摩擦眼球。眼睛会发红、流泪、怕光,慢慢地,透明的角膜变得浑浊,最终导致永久性失明。直到20世纪50年代初,中国的沙眼患病率高达55%,个别农村地区甚至超过90%。沙眼之所以一直流行,最根本的原因是未找到病原体。
这个谜团困扰了世界医学界近百年,直到一位中国科学家用一场惊心动魄的“自我实验”,最终揭开了真相。这位科学家,就是被誉为“衣原体之父”的汤飞凡。
求学:从湘雅医学院到哈佛大学
1897年,汤飞凡出生在湖南醴陵一个书香门第。少年时期,他目睹了家乡瘟疫流行、缺医少药的惨状,立志学医救国。20岁那年,他考入湖南湘雅医学院(现中南大学湘雅医学院),成为该校首批学生之一。
在湘雅,汤飞凡遇到了影响他一生的老师——中国现代医学先驱颜福庆博士。颜福庆曾问他:“学医是为了什么?”汤飞凡回答:“为了治病救人。”颜福庆却说:“还不够。你要为千千万万人治病,就要研究医学,找到疾病的根源。”
这句话深深烙印在汤飞凡心中。1921 年毕业后,汤飞凡进入北平协和医学院进修,3 年间从实验助手成长为助教,扎实掌握了病原学研究技术。1925年,他获邀赴美国哈佛大学医学院深造,师从著名细菌学家秦瑟教授,在立克次体与病毒研究的拓荒期提出了许多有创建性的想法,以及突破性的技术方法。因才华出众,哈佛力邀他留校,但 1929 年接到颜福庆的召唤后,他毅然回国参与创建了中央大学医学院(现复旦大学医学院),担任副教授、教授及细菌学系主任。
1932年,他受聘为英国在上海的雷氏德研究所细菌系主任,这段经历使他接触了国际前沿的科研环境。
探源:沙眼病原的细菌学之路
回国之后,汤飞凡目睹沙眼对国人的危害,即开始了其病原学的研究。那时候,人们从三个方面来寻找沙眼的病原体,即细菌说、病毒说和立克次体说,但经历了半个多世纪的探索,仍然没有一种学说得到科学界的共识。
汤飞凡的研究也是从细菌说开始。1927年,日本的细菌学家野口英世在新墨西哥从事该项工作。他从5个未经治疗的印第安人沙眼患者中分离出一种颗粒形的杆菌,该菌可引起人和动物发生类似沙眼的滤泡性结膜炎。他坚信,沙眼的病原体就是细菌。
汤飞凡和眼科周诚浒教授合作,重复野口英世的实验。他们从227例沙眼患者取材,做了多次细菌培养,均未能分离出颗粒杆菌。釆用野口原颗粒杆菌菌株接种12名志愿者(包括汤飞凡自体眼),人体感染试验无沙眼病变,猴眼感染实验也为阴性结果;以颗粒杆菌为抗原做凝集试验、补体结合试验,沙眼患者与非沙眼患者无差别;因此汤飞凡直接否定了沙眼病原的细菌学说。
汤飞凡深知,只有找到真正的病原体,才能有针对性地研发疫苗和药物。他将自己的研究结果以《沙眼杆菌与沙眼之研究》发表,论文否定了野口英世的结论,他提出了“过渡微生物”猜想——认为病毒与细菌间存在可滤、可沉淀、能自我复制的中间形态,这一观点后来被支原体等研究证实。
此后,抗日战争爆发。汤飞凡临危受命,担任中央防疫处处长,从而中断了我国沙眼研究的进程。他在这一岗位上也取得了不可思议的成就:生产出中国第一批青霉素,结束了完全依赖进口抗生素的历史;研制出牛痘苗、狂犬疫苗、白喉抗毒素等几十种生物制品,供应全国防疫需要;建立了一套完整的生物制品质量检验标准,为中国现代防疫体系奠定了基础。
然而,无论战事多么紧张,汤飞凡心中始终惦记着那个未解之谜——沙眼的病原体到底是什么?
再战:从“沙眼包涵体”起步
停滞了多年之后,时间来到了1954年。57岁的汤飞凡重新组建团队,再次向这个世纪难题发起了冲击。
在此之前,捷克科学家哈伯斯特和普罗瓦采克于1907年,在沙眼患者眼结膜刮取物中,观察到一种特殊的包涵体,即细胞内红蓝色原体和深蓝色始体颗粒的聚集结构,当时误认为是一种“衣原虫”。
汤飞凡决定从“包涵体”起步。他与时任北京同仁医院眼科主任兼副院长的张晓楼协商共同合作,由张晓楼教授负责临床检查、提供临床标本,汤飞凡主持实验研究。他们选择从包涵体研究入手,是因为包涵体形成是病毒等细胞内寄生的微生物感染的特征。
早在20世纪30年代,汤飞凡在研究病毒性状、包涵体本质、沙眼和牛胸膜肺膜炎的过程中,已逐渐形成了一种想法,认为在细菌和病毒之间存在着过渡的微生物。计划包括3个部分:沙眼包涵体研究、猴体感染试验和病毒分离试验。
在包涵体的研究中,汤飞凡带领助手每周从同仁医院沙眼门诊的典型沙眼患者眼中取下样本并制作制片和观察,一年内取回了材料201份,在48例中找到包涵体。研究过程中,根据沙眼的病程和包涵体的形态演变,他将沙眼包涵体的形态可以分为4种:第一种是比较大的颗粒散在地分布于细胞质内、两三个成对或成堆的“散在型”;第二种是堆在细胞核上大小不等颗粒的“帽型”;第三种是堆在细胞核上比散在型小一半还多的颗粒的“桑棋型”,这种形态的颗粒大小相当均匀,有时还可在破裂了的细胞外面找到;第四种是大量颗粒充满细胞质并将细胞核挤到一边的“填塞型”。最后,他自信地写道:“我们有理由相信沙眼包涵体即沙眼病毒的集体生活方式,而原体即病毒最小的传染单位。”
在研究包涵体的同时,他们开始进行猴子感染试验。他将从医院带回的材料经过处理擦进猴子的左眼,并与右眼对照,结果感染率约为38%。猴子的沙眼症状与人类不同,没有癜痕和血管翳。他们发现一只两个月前接种沙眼病原、一个月前眼结膜出现滤泡的猴子,如今眼涂片中出现了与人类沙眼包涵体极其相似的东西。经过更为严谨的马氏染色法染色后,他们在马氏染色的片子里也找到了包涵体。也就是说,这一发现不仅证实了这次猴子人工沙眼感染试验的成功,还纠正了过去几十年猴子不产生包涵体这一说法的错误。
灵光:选择鸡胚卵黄囊接种法分离病原体
下一步是分离病原体,采取什么方法呢?
当时国际通行的做法是使用组织培养法,即将疑似病原体接种到动物组织细胞中培养。但既往的失败经验告诉他,这种方法对沙眼病原体无效。
曾在哈佛大学见到秦瑟教授用“寇克斯卵黄囊接种法”成功分离和培养立克次体。汤飞凡想,也许沙眼病原体需要更接近自然感染的环境。他想到了老师的方法——正在发育的鸡胚有丰富的营养和适宜的温度,可能是培养沙眼病原体的理想场所。
实验设计规范而精细:首先是采集样本,从沙眼患者眼皮内侧轻轻刮取分泌物;然后制备接种物,将分泌物用抗生素处理,以防止杂菌生长;再就是接种,在无菌条件下,将接种物注射到6-8天龄鸡胚的卵黄囊中;全程密切观察,每天用照蛋灯观察鸡胚发育情况。
第一批实验,接种了96个鸡胚,全部死亡——不是死于感染,而是死于操作污染。第二批实验,改进了无菌技术,但鸡胚仍然死亡。第三批、第四批……连续八个月,实验全部失败。
团队成员开始动摇,有人建议放弃。但汤飞凡仔细分析每一次失败,他发现了一个规律:某些鸡胚死亡时,卵黄囊膜会增厚、充血。这难道是病原体生长的迹象?
1955年8月10日,第八批实验开始了。汤飞凡将第三代鸡胚的卵黄囊膜研磨成悬液,接种到新一代鸡胚中。几天后,奇迹出现了——在卵黄囊膜涂片中,他们首次观察到大量原生小体!这些直径只有0.2-0.3微米的小球,呈蓝色颗粒状,正是他们苦苦寻找的沙眼病原体。
为纪念老师颜福庆,汤飞凡将这种微生物命名为“TE8”。其中,T代表沙眼(Trachoma),E代表鸡卵(Egg),8是第8次试验。随后,他又布置了一系列改进后的试验,将病原体分离成功率提高了两倍。后来,国际微生物学界正式将其分类为沙眼衣原体,但当时的称呼是“汤氏病毒”。
后续工作中,他将TE8接种到猴子眼里,猴子患了典型的沙眼并且查出了包涵体,这证明了TE8对猴子的致病性,随后还把病原体重新从猴子眼里分离出来。他又采用不同接种途径感染各种试验动物,包括小鼠、家兔、豚鼠、鸡,证明都不致病,排除了TE8是其他病原体的可能性。然后,他系统地观察了各种物理化学因素对沙眼病毒的影响,并测定了其对各种抗生素和磺胺药物的敏感性,发现青霉素、金霉素、土霉素及磺胺有很强的抑制或杀灭沙眼病原体的效果,氯霉素效果不明显,链霉素完全无效。病原体的发现,汤飞凡不但找到了治疗沙眼的特效药,还找出了之前病原体分离成功率不高的原因。
1956年,汤飞凡关于沙眼病原体分离成功的报告首次登上了《微生物学报》,一年多以后,他才在外文版《中华医学杂志》上用英文发表了论文。
试毒:证明沙眼病毒致病性
分离出病原体只是第一步。要证明它确实引起沙眼,还需要完成科赫法则的最后一步:用纯培养的微生物感染健康宿主,重现疾病。
这是个伦理难题:用人做实验是绝对禁止的;用灵长类动物,当时条件不具备。怎么办?
1956年春节前夕,59岁的汤飞凡做出了一个震惊世界的决定。他平静地对助手说:“把TE8毒株给我,滴到我的眼睛里。”
“汤主任,这太危险了!您年纪大了,万一……”助手们极力劝阻。
“如果连我们自己都不敢试,怎么敢给别人用?”汤飞凡态度坚决,“我是课题负责人,理应由我来承担风险。”
1956年1月27日,汤飞凡让助手将含有沙眼衣原体的悬液滴入自己的左眼。很快,他的眼睛开始发红、流泪、畏光。几天后,下眼睑出现了典型的沙眼滤泡。
汤飞凡详细记录了自己的症状:第3天,结膜充血;第5天,出现滤泡;第7天,症状加重;第10天,从刮取物中检出了大量衣原体……他强忍着不适,坚持不治疗,完整观察了疾病的自然过程。直到第40天,在同事们的一再恳求下,他才同意使用抗生素治疗。
这40天,是中国医学史上最震撼的40天。汤飞凡用自己作实验,不仅证明了TE8确实是沙眼病原体,还获得了疾病发展的完整数据,为治疗研究提供了宝贵资料。
消息传出,国际医学界为之震动。英国李约瑟博士赞叹:“这是人类医学史上最勇敢的自我实验之一。”世界卫生组织致信中国卫生部:“汤飞凡的发现,是沙眼研究的重大突破。”
荣誉:被遮蔽的科学星光
由于沙眼衣原体的发现,汤飞凡于1957年当选中国科学院院士(学部委员)。然而,就在汤飞凡准备进一步研究沙眼预防疫苗时,政治运动席卷而来。1958年9月30日,这位为中国和世界医学做出巨大贡献的科学家,含冤离世,年仅61岁。
更令人痛心的是,由于特殊的历史原因,汤飞凡的贡献长期被忽视。国际上甚至一度不知道沙眼衣原体是中国科学家首先分离的。直到1970年,当国际沙眼会议追认汤飞凡的贡献时,许多外国专家才第一次听到这个名字。
但真理的光芒终将穿透历史的尘埃。20世纪80年代,汤飞凡得到平反昭雪。他的科学贡献重新被认识和肯定:
开创了新微生物类别:沙眼衣原体的发现,促使微生物学重新分类,建立了“衣原体”这个新类别。汤飞凡被公认为“衣原体之父”。
提供了疾病模型:他建立的鸡胚培养法和自我感染模型,成为研究衣原体疾病的经典方法。
指导了临床治疗:明确了沙眼的病原体后,医生们能够针对性使用抗生素(如四环素、红霉素),使沙眼得到有效控制。
启发了后续研究:衣原体被证明不仅是沙眼的病原,还与鹦鹉热、性病淋巴肉芽肿、部分非典型肺炎等多种疾病有关。
启示:从沙眼到衣原体世界的后来者
汤飞凡开启的衣原体研究,在他身后继续发展。科学家们发现了更多衣原体种类:
肺炎衣原体:可引起呼吸道感染,尤其在学校等集体单位易暴发流行。
鹦鹉热衣原体:主要感染鸟类,也可传染给人,引起高热、肺炎等症状。
沙眼衣原体不同血清型:除了引起沙眼,某些型别还可引起生殖系统感染。
如今,沙眼在中国已基本消灭。世界卫生组织提出“2020年全球消除沙眼致盲”的目标,汤飞凡的发现为这一目标的实现奠定了科学基础。
亲爱的小读者,当你读完这个故事,再次轻轻触摸自己的眼睛时,你是否感受到了这份穿越时空的科学守护?每一双明亮眼睛的背后,都有一位科学家倾尽全力的探索。
也许未来的某一天,你也会站在实验室里,面对一个未解的科学难题。那时,请你想起汤飞凡,想起他在战火中的坚持,想起他面对失败的不屈,想起他以身试毒的勇气。
科学的火炬,正是由这样一代又一代的科学家传递下来的。现在,火炬正在传递到你们手中。愿你们能像汤飞凡一样,保持好奇,勇于探索,敢于坚持,用自己的智慧和勇气,为人类健康点亮新的光芒。

1950年代,汤飞凡院士在实验室
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