人类和疾病有着漫长而复杂的历史。随着人类的出现和进化,那些摧残人类生活的疾病也在进化。疾病存在于人类骨骼化石记录中,但我们的祖先却很少接触到它们。
这种情况大约在一万年前发生了改变,那时人类开始生活在以农业为基础的更稳定的社区,动物是农业革命的主要组成部分。但是,定居却带来了疾病和流行病。人类之间的密切接触,而且往往是在拥挤和不卫生的条件下的接触,使一些动物疾病跨越物种,成为致命的人类感染疾病。
大多数古埃及人将其归咎于邪灵或愤怒的神,就像他们的史前祖先一样。一些埃及医生却将其归咎于体内通道的堵塞,这一理论在其他医学传统中也得到了呼应,尤其是在中国传统医学中。古希腊的希波克拉底提出了一种以体液为中心的身体理论,这一概念在其他地方也有相似之处,最明显的是在阿育吠陀医学中。这种希腊医学哲学最终在罗马的希腊征服者中生根,盖伦(Galen 129~216)的著作在世界许多地方引起了共鸣,并在数百年的时间里保持着影响力。
随着东罗马帝国的衰落,一个伊斯兰帝国向西扩张。穆斯林学者收集、翻译和补充古典希腊作品以及来自印度和北非的文本。在这一学习体系之外,他们还加入了自己的创新工作,阿尔拉兹和伊本·西纳是这一时期最多产、最有影响力的学者。这些文本被归档在巴格达的智慧之家和其他研究中心。从中世纪早期开始,欧洲对这些知识一直一无所知。
盖伦创造了“瘟疫”(Plague)这个词,来描述一种迅速蔓延的致命疾病。他经历了古代世界最严重的流行病之一的安东尼瘟疫。13世纪40年代摧毁欧洲的黑死病,是历史上最致命的流行病。当一个正在复苏的欧洲享受着下个世纪的文化复兴时,古老的文本被重新发现,而来自伊斯兰世界的较新的文本变得触手可及。但这些古老的文献不仅受到尊崇,还受到质疑。
尽管对疾病的性质进行了更多的研究,但面对频繁和致命的流行病,人类几乎无能为力。在这个探索和发现的时代,新的帝国崛起了。不过,军队、殖民者和商人都是输入输出疾病的主力军。作为一个不断发展的贸易国家的公民,成千上万的英国人死于天花和黑死病,这些都是16世纪和17世纪的流行病。古老的超自然信仰仍然根深蒂固,成千上万的人向查理二世表示,只有他的触摸才能治愈他们的疾病。
然而,征服和殖民主义也带来了新的医学知识。18世纪早期,英国和美国成功地引进了天花接种技术。英国科学家爱德华·詹纳(Edward Jenner,1749~1823)后来改进了这一程序,采用了更安全的接种技术。他以发现天花疫苗而闻名,因此被称为“免疫学之父”。这是人类研制成功的第一种疫苗,也是迄今为止针对天花疾病唯一有效的预防治疗方法。他的发现挽救了无数人的生命,是一个重大的医学突破。
在19世纪,路易斯·巴斯德(Louis Pasteur,1822~1895)研究了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等,把微生物的研究从主要研究微生物的形态转移到研究微生物的生理途径上来,从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础,并开创了微生物生理学,极大地提高了人类对疾病的认识。循此前进,在战胜狂犬病、鸡霍乱、炭疽病、蚕病等方面都取得了成果。英国医生约瑟夫·李斯特(Joseph Lister,1827~1912)据此解决了创口感染问题。从此,整个医学迈进了细菌学时代,得到了空前的发展。美国学者麦克·哈特所著的《影响人类历史进程的100名人排行榜》中,巴斯德名列第12位,可见其在人类历史上巨大的影响力,其发明的巴氏消毒法直至现在仍被应用。
工业化和过度拥挤的19世纪城市,是伤寒、肺结核以及越来越多的霍乱等疾病细菌的避难所。正是在1854年研究霍乱暴发的时候,伦敦医生约翰·斯诺(John Snow,1813-1858)发表了关于疾病传播的开创性著作,他的想法和观察,包括创新的疾病地图,发表在他的书《霍乱的传播模式》(1855)。后来,在20世纪30年代,斯诺的著作被重新出版,成为流行病学的经典著作,他的著作获得了持久的认可。
亚历山大·弗莱明在工作
尽管有所改善,但1900年英国的婴儿死亡率实际上高于1800年。白喉、麻疹、百日咳都对贫穷和营养不良的儿童造成了致命的伤害。幸运的是,不断增长的国家干预和更广泛的生物医学研究成果扭转了这一趋势。细菌学理论把研究重点放在新发现的疾病病原体上,结果发现了新疫苗和“魔弹”抗菌药物,它们彻底改变了治疗方法,其最大成就是在第二次世界大战期间(1939-1945)青霉素的发现与生产。1928年,苏格兰细菌学家亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming,1881-1955)无意中分离出青霉素,并发现它能够杀死许多感染人类的常见细菌。20世纪30年代末,澳大利亚病理学家霍华德·弗洛里和英国生物化学家恩斯特·鲍里斯·钱恩分离并纯化了青霉素。到1941年,一种可注射的青霉素被用于治疗。
今天对人类具有危害的疾病仍然很多。虽然天花已被根除,但疟疾等古老疾病仍夺去了数百万人的生命。尽管艾滋病在西方造成恐惧和死亡,但它的据点主要是世界上的穷人。由于获得卫生教育规划和昂贵的西药的机会有限,它现在主要是一种贫穷病。富裕国家的资源越来越多地集中在个人的疾病上,针对癌症、心脏和循环系统疾病、呼吸系统和神经系统疾病、基因和遗传缺陷、富裕的疾病以及越来越多的老年疾病。
当今人类经常遭受“病毒”的骚扰,但是这种骚扰远非其他各种细菌对人类的影响。至今无人知晓病毒是何时出现的,也没有人知道它们从何而来,尽管生物学家已经积累了大量的关于当今病毒如何进化的知识。在探索大多数生物的进化史时,科学家可以查看化石记录和类似的历史证据。然而,病毒不会变成化石,因此研究人员只能通过研究今天的病毒是如何进化的,以及利用生化和遗传信息来创建推测性的病毒的进化史。
现代病毒被认为是由核酸片段组成的“马赛克”,这些核酸片段是在它们各自的进化路径上从不同来源获得的。病毒是不属于任何王国的无细胞寄生实体。与大多数生物体不同,病毒不是细胞,不能分裂。相反,它们感染宿主细胞,利用宿主的复制过程产生相同的后代病毒颗粒。病毒感染各种生物,如细菌、植物和动物。它们存在于一个生物和一个非生命实体之间。病毒的复制完全依赖于宿主细胞。它们不进行代谢或生长,而是以成熟的形式进行组装。
虽然大多数科学家都同意病毒没有一个共同的祖先的假设,但学者们还没有找到一个关于病毒起源的单一假设,也就是说,在该领域还没有完全被接受的、能够解释病毒及其特征的唯一解释。然而,目前有三种假设得到多数学者的认可:1.退化或倒退假设。这一假说提出病毒是由自由活细胞转变而来,以此来解释病毒的起源。然而,这个过程如何发生的,迄今仍然是一个谜。2.逃逸或进化假设。这一假说解释了携带RNA或DNA基因组的病毒,并认为病毒起源于从宿主细胞中逃逸出来的RNA和DNA分子。然而,这一假说并不能解释病毒粒子上复杂的衣壳和其他结构。3.自我复制假说。这一假说假设了一个类似于其他自我复制分子的自我复制系统,可能会随着它们作为宿主的细胞一起进化,科学家对一些植物病原体的研究支持了这一假设。
研究病毒起源和进化的另一个问题是它们的高突变率,特别是像HIV/AIDS这样的RNA逆转录病毒。
随着技术的进步,科学家们将发展和完善进一步的假设来解释病毒的起源——或者创造新的假设。新兴的病毒分子系统学试图通过比较序列遗传物质来做到这一点。这些研究人员希望有一天能更好地了解病毒的起源,这一发现可能会导致对病毒所产生的疾病的治疗取得进展。
(作者系中国科学院大学教授、国际科学素养促进中心研究员)
来源: 科普时报