03 媒介傳染病滅蚊、滅鼠、滅跳蚤 瘧疾:四個諾貝爾獎和一個傳染病

本節要介紹的疾病,不但歷史悠久,而且危害極大。也正是因此,先後有四位和該病相關的科學家獲得了諾貝爾獎。導致該病的寄生蟲已存在了5萬~10萬年,迄今為止,它引發的疾病在所有媒介傳染病中致死人數最多。5歲以下兒童是最脆弱的群體,平均每兩分鐘就有一名兒童死於此病。

2002年,長期暴雨導致印度部分地區洪水泛濫。這些地區很快出現了大量周期性發燒的病人,尤其是阿薩姆邦東北部,6周內就有數10萬人患病,73人死亡。

患者會先發熱,但感覺極度寒冷,接著發高燒,大量出汗,再退燒,周而復始。有的患者的發熱癥狀每2天循環一次,還有的患者每3天循環一次。除了發燒,患者還會嘔吐、劇烈頭痛、貧血,脾臟和肝臟腫大。

在患者的血塗片檢查中,人們發現了一種原生動物病原體,並最終確定了此次流行的疾病的真實面目:瘧疾。

據阿薩姆邦疾控中心官員披露,至少有40萬人疾病檢測呈陽性。

2002年以前,僅僅在阿薩姆邦,平均每年就約有100人死於瘧疾。而在2002年當年,有1200多人因瘧疾死亡。

瘧疾的前世今生

2015年的諾貝爾生理學或醫學獎,頒發給了三位科學家,其中之一就是中國科學家屠呦呦,以表彰她成功研發治療瘧疾的良藥——青蒿素。

科學家推測,導致惡性瘧疾的寄生蟲已經存在了5萬~10萬年。只是直到大約1萬年前,這種寄生蟲的種群規模才隨著農業的進步和人類住宅區的發展而增加。一些證據表明,惡性瘧疾的寄生蟲的源頭宿主是大猩猩。

而人類和瘧疾對抗的歷史,可以追溯到4000多年前。中國古人稱之為「瘴氣」。公元前2700年,《黃帝內經》就描述過瘧疾的癥狀。公元4世紀,瘧疾曾導致大量希臘人的死亡。希波克拉底描述道,瘧疾患者會周期性地發燒,有「間日發作的」「三日發作的」「惡性發作的」「每日發作的」。但是在微生物學發展起來之前,人們一直不知道瘧疾到底是什麼引起的。

寄生蟲和蚊子

19世紀,以巴斯德、科赫為代表的科學家相繼發現了許多致病細菌,由此揭開了傳染病的奧秘。人們由此推想:瘧疾應該也是某種細菌導致的。法國科學家阿方斯·拉韋朗(Alphose Laveran)經過實地考察,終於在1880年確認:瘧疾不是由細菌導致的,而是由一種寄生在患者紅細胞內的單細胞動物引起的,拉韋朗稱它為瘧原蟲。瘧原蟲分為五類,包括惡性瘧原蟲、間日(兩天一次)瘧原蟲、三日瘧原蟲、卵形瘧原蟲、諾氏瘧原蟲。它們的發病機理也印證了當年希波克拉底的觀察。

拉韋朗的發現,在微生物學的基礎上拓展出了一個新的概念:病原生物學。它不但包括細菌,也包括了瘧原蟲這樣的單細胞動物。這對於此後發現病毒等微生物極具開創意義。1907年,拉韋朗因此獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。

不過拉韋朗仍然有問題沒有回答:瘧原蟲是怎麼傳染給人的?這項工作由科學家羅納德·羅斯(Ronald Ross)接力。當時他在印度行醫,他發現印度當地瘧疾橫行,而蚊子是最有可能擔任媒介的。為此,羅斯解剖了無數的蚊子。1898年,他終於在一種叫作「按蚊」的蚊子體內找到了瘧原蟲。羅斯用它在鳥類身上做實驗,結果鳥也患上了瘧疾。羅斯還發現,只有雌性「按蚊」才會傳播瘧疾。1902年,羅斯因此成就也獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。

但是羅斯依然沒有完成最後一環:瘧原蟲是如何侵入人體的?這個問題在1899年由義大利科學家格拉西(G. B. Grassi)給出了答案:按蚊叮咬了患瘧疾的病人,瘧原蟲隨之進入按蚊體內。隨後,瘧原蟲會寄生在按蚊的唾液中,到下次按蚊叮咬人類時,瘧原蟲就會隨之進入人體。

發現奎寧

雖然人們到這一刻才知道全部真相,但這卻不妨礙人們早早找到解決方法。

人們很早就發現,把金雞納樹的樹皮磨成粉末沖水喝,就可以治療瘧疾。

金雞納樹原產於南美高原,19世紀中期,英國學者把金雞納樹引種到了印度尼西亞。但是金雞納樹只適合生長在海拔800~3000米的山地,這導致天然原料非常稀缺。1820年,法國化學家佩爾蒂埃從金雞納樹皮里提煉出了奎寧,這才真正找到金雞納樹治療瘧疾的奧秘。在此後的一百年間,奎寧一直是治療瘧疾的特效藥。而這一成果也為後來人工合成奎寧打下了基礎。

「二戰」爆發後,世界陷入戰亂,天然奎寧更加供不應求,而頻繁的野外作戰,加劇了瘧疾的肆虐。

1944年4月10日,有機化學家羅伯特·伯恩斯·伍德沃德(Robert Burns Woodward)人工合成奎寧的實驗成功。這條消息大大鼓舞了士氣,幫助在瘧疾肆虐中作戰的士兵擺脫了心理陰影。

但是伍德沃德卻在此後的60多年間一直飽受質疑,因為許多人重複他的實驗步驟,卻怎麼也成功不了。直到2008年,美國科羅拉多大學的羅伯特·威廉斯(Robert Williams)和亞倫·史密斯(Aaron Smith)按照伍德沃德的方法,完全還原當時的實驗條件,才在實驗室中合成了奎寧。

合成奎寧失敗的原因讓人哭笑不得:實驗室太乾淨。後來的人用的都是新鮮鋁粉,而要想成功合成奎寧,則需要讓新鮮鋁粉在空氣中暴露一段時間,充分氧化。

由於合成技術過於複雜,人工奎寧並沒有完全取代天然奎寧。但人們在探索合成奎寧中用到的方法和理論,促進了有機合成化學的發展。伍德沃德後來合成了更多複雜的有機化合物,被譽為「現代合成化學之父」,獲得了諾貝爾化學獎。

然而,使用奎寧的毒副作用比較常見,包括噁心、嘔吐、聽力和視力減弱等,當瘧疾對奎寧產生耐藥性後,奎寧副作用多的缺點就更加凸顯,它逐漸被氯喹替代。

氯喹的副作用相對少見,但由於它的作用機制和奎寧相似,瘧疾對它也逐漸產生了耐藥性。到了20世紀80年代,耐氯喹的瘧疾開始橫行全球,人類急需新的良藥。

良藥青蒿素

2015年的諾貝爾生理學或醫學獎,頒發給了三位科學家,其中之一就是中國科學家屠呦呦,以表彰她成功研發治療瘧疾的良藥——青蒿素。

早在1969年,屠呦呦就已經開始研發抗瘧新葯。她帶領的課題組收集了2000多個古典藥方,編寫了以640種藥物為主的《抗瘧單驗方集》,對其中200多種中藥進行試驗,經歷了380多次失敗。直到1971年,課題組才從青蒿素乙醚提取物中,分離出了抗瘧有效單體,並將其取名為「青蒿素」。在這個過程中,中國古老的醫學居功至偉。起初,青蒿素的療效並不比奎寧更理想。但是屠呦呦在分析葛洪的《肘後備急方》中的「絞汁」做法時,領悟到高溫破壞了青蒿素的有效成分。在改用沸點較低的乙醚後,她獲得了純度更高的青蒿素,它相比奎寧更加安全,副作用更小。尤其是對於治療有耐藥性的瘧疾來說,青蒿素的效果更好。

在青蒿素問世以前,瘧疾的死亡率達到10%~20%。由於瘧疾發生地多數為人口稠密、衛生條件落後的地區,所以這個數字相當驚人。

即便是在衛生條件大為改善的2015年,世界衛生組織仍然統計有2.12億例瘧疾病例,發病率為94/1000。僅2015年一年,就有約42.9萬人由於沒有得到及時治療而死於瘧疾。有人統計,光是從2000年到2015年,青蒿素就拯救了全球約620萬個生命。

瘧疾的另類用途

不過,瘧疾帶給人們的不只是災難,還有一些另類的用途。有一位科學家還因為發現了其另類用途而獲得了諾貝爾獎。

1917年到20世紀40年代,朱利葉斯·瓦格納-堯雷格(Julius Wagner-Jauregg)醫生在治療梅毒時偶然發現,瘧原蟲侵入人體,刺激人發燒,竟然可以對付三期梅毒。因為發燒本身就是人體的一種免疫反應,被激活的免疫系統將梅毒螺旋體一併殺滅了。於是瓦格納-堯雷格特意把間日瘧原蟲注入人體,以刺激人體免疫系統去對付梅毒,然後再治療瘧疾。這種另類的做法收穫了奇效。1927年,瓦格納-堯雷格憑藉這項技術獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。但是,因為該治療方法太過危險,曾導致大約15%的患者死亡,所以後來不再使用。

世界瘧疾日與瘧疾的未來

2007年5月,第60屆世界衛生大會通過決議:從2008年起,將每年4月25日或個別成員國自行決定的一日或數日,設為「世界瘧疾防治日」。我國結合實際情況,決定將每年4月26日定為「全國瘧疾日」。

2015年5月,世界衛生大會通過了

上一章目錄+書簽下一頁