醫學微生物學是微生物學的一個分支,亦是醫學的一門基礎學科。它主要研究與人類疾病有關的病原微生物的形態、結構、代謝活動、遺傳和變異、致病機理、機體的抗感染免疫、實驗室診斷及特異性預防等。學習醫學微生物學的目的,在于了解病原微生物的生物學特性與致病性;認識人體對病原微生物的免疫作用,感染與免疫的相互關系及其規律;了解感染性疾病的實驗室診斷方法及預防原則。掌握了醫學微生物學的基礎理論、基本知識和基本技能,可為學習基礎醫學及臨床醫學的有關學科打下基礎,并有助于控制和消滅傳染性疾病。
醫學微生物學是人類在長期對傳染性疾病病原性質的認識和疾病防治過程中總結出來的一門科學。了解醫學微生物學的過去、現在與未來,將有助于我們總結規律,尋找正確的研究方向和防治方法,進一步發展醫學微生物學。
一、微生物學的經驗時期
古代人類雖未觀察到微生物,但早已將微生物學知識用于工農業生產和疾病防治中,公元前二千多年的夏禹時代,就有儀狄釀酒的記載。北魏(公元386~534年)《齊民要術》一書中詳細記載了制醋的方法。長期以來民間常用的鹽腌、糖漬、煙熏、風干等保存食物的方法,實際上正是通過抑制微生物的生長而防止食物的腐爛變質。
關于傳染病的發生與流行,在11世紀初時,我國北宋末年劉真人就提出肺癆由蟲引起。意大利Fracastoro(1483~1553)認為傳染病的傳播有直接、間接和通過空氣等幾種途徑。奧地利Plenciz(1705~1786)認為傳染病的病因是活的物體,每種傳染病由獨特的活物體所引起。18世紀清乾隆年間,我國師道南在《天愚集》鼠死行篇中生動地描述了當時鼠疫流行的凄慘景況,并正確地指出了鼠疫與鼠的關系。
在預防醫學方面,我國自古就有將水煮沸后飲用的習慣。明朝李時珍在《本草綱目》中指出,將病人的衣服蒸過后再穿就不會傳染上疾病,說明已有消毒的記載。大量古書證明,我國在明代隆慶年間(1567~1572)就已廣泛應用人痘來預防天花,并先后傳至俄國、朝鮮、日本、土耳其、英國等國家,這是我國對預防醫學的一大貢獻。
二、實驗微生物學時期
微生物的發現 首先觀察到微生物的是荷蘭人列文虎克(Antory Van Leeuwenhoek,1632~1723)。他于1676年用自磨鏡片制造了世界上第一架顯微鏡(約放大40~270倍),并從雨水、池塘水等標本中第一次觀察和描述了各種形態的微生物,為微生物的存在提供了有力證據,亦為微生物形態學的建立奠定了基礎。
19世紀60年代,歐洲一些國家占重要經濟地位的釀酒的工業和蠶絲業發生酒類變質和蠶病危害等,促進了人們對微生物的研究。法國科學家巴斯德(Louis Pasteur,1822~1895)首先實驗證明有機物質的發酵與腐敗是由微生物所引起。而酒類變質是因污染了雜菌,從而推翻了當時盛行的自然發生說。巴斯德的研究開創了微生物的生理學時代。人們認識到不同微生物間不僅有形態學上的差異,在生理學特性上亦有所不同,進一步肯定了微生物在自然界中所起的重要作用。自此,微生物開始成為一門獨立學科。
巴斯德創用的加溫處理以防酒類變質的消毒法,就是至今仍沿用于酒類和乳類的巴氏消毒法。在巴斯德的影響下,英國外科醫生李斯德(Joseph Lister, 1827~1912)創用石炭酸噴灑手術室和煮沸手術用具,為防腐、消毒以及無菌操作打下基礎。
微生物學的另一奠基人是德國學者郭霍(Robert Koch,1843~1910)。他創用固體培養基,可將細菌從環境或病人排泄物等標本中分離成單一菌落,便于對各種細菌分別研究。同時又創用了染色方法和實驗性動物感染,為發現各種傳染病的病原體提供了有利條件。在19世紀的最后20年中,大多數細菌性傳染病的病原體由郭霍和在他帶動下的一大批學者發現并分離培養成功。
俄國學者伊凡諾夫斯基(Nвановский)于1892年發現了第一種病毒即煙草花葉病病毒。1897年Loeffler和Frosch發現動物口蹄疫病毒。1901年美國學者Walter-Reed首先分離出對人類致病的黃熱病毒。1915年英國學者Twort發現了細菌病毒(噬菌體)。以后相繼分離出人類和動、植物的許多病毒。
免疫學的興起 18世紀末,英國琴納(Edward Jenner,1749~1823)創用牛痘預防天花;隨后巴斯德研制雞霍亂、炭疸和狂犬病疫苗成功,為免疫學和預防醫學開辟了途徑。人們對抗感染免疫的本質的認識是從19世紀末開始的。德國學者Behring在1891年用含白喉抗毒素的動物免疫血清成功地治愈一白喉患兒,引起科學家們注意從血清中尋找殺菌物質,導致血清學的發展。由于各人研究的領域和重點有別,當時關于機體抗感染免疫的解釋存在兩種不同的學術觀點:以歐立希(Poul Ehrlich,1854~1916)為代表的體液免疫學派認為機體的免疫力與血液及其他體液中的殺菌物質有關,主要是特異性抗體的作用;而以梅契尼科夫(Mечников и.и. ,1845~1916)為代表的細胞免疫學派則認為吞噬細胞的作用才是機體免疫力的主要因素。不久,Wright在血清中發現了調理素,并證明吞噬細胞的作用在體液因素參與下可大為增強,兩種免疫因素是相輔相成的,從而使人們對免疫機理有了較全面的認識,促進了免疫學的進一步發展。
化學治療劑和抗生素的發明首先合成化學治療劑的是歐立希,他在1910年合成治療梅毒的砷凡納明,后又合成新砷凡納明,開創了微生物性疾病的化學治療途徑。以后又有一系列磺胺藥相繼合成,在治療傳染性疾病中廣泛應用。1929年Fleming首先發現青霉菌產生的青霉素能抑制金黃色葡萄球菌的生長,但直到1940年Florey等將青霉菌培養液加以提純,才獲得青霉素純品,并用于治療感染性疾病,取得了驚人的效果。青霉素的發現和應用極大地鼓舞了微生物學家,隨后鏈霉素、氯霉素、金霉素、土霉素、四環素、紅霉素等抗生素不斷被發現并廣泛應用于臨床。
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