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实验中的意外现象

已有 840 次阅读 2021-5-26 09:55 |系统分类:论文交流

史上首次成功培养出幽门螺杆菌本身就是个意外。按照常规,一般细菌培养都不会超过48小时。由于幽门螺杆菌在光学显微镜下酷似空肠弯曲菌,巴里马歇尔(Barry Marshall)和罗宾沃伦(Robin Warren)想当然地认为胃黏膜活检标本的细菌培养也应该不超过48小时。所以,刚开始他们的实验员都是在培养48小时后发现阴性结果后就将培养皿遗弃。1982年复活节的那个长假(包括星期五和下周星期一),实验员回家过节了。复活节过后,细菌培养已经是第4-5天了。此时,奇迹出现了:平皿里长出了直径约1毫米的透明的菌落!这一意外发现成为20世纪改变医学历史的重大事件,也使巴里马歇尔和罗宾沃伦获得了2005年的诺贝尔医学奖。

目前普遍认为,幽门螺杆菌是一种微需氧菌,人胃黏膜表面的黏液层是其生长的合适环境, 固体培养需要超过48小时。我在做幽门螺杆菌耐药研究时,首先要从常规胃活检组织培养分离出幽门螺杆菌,然后传代培养并作药敏试验,往往培养3-5天。我们在培养罐里的微需氧环境是通过直接快速给培养罐充CO2建立的,同时培养罐里放一小瓶水,以保持一定湿度。有次在作传代培养时我忘记充CO2,结果发现有些菌株居然长出菌落。然后我根据这一偶然现象做了个实验,将20个临床分离株(Clinical isolates)和3个标准株(Reference strains)分别在四种有氧环境培养,包括培养罐有水分、培养罐无水分、塑料袋有水分和培养箱。同时用常用微需氧培养环境作对照。我发现绝大多数(22/23)可以在培养罐有水分环境下生长,只是菌落数减少。同时,我进一步研究了有氧和微需氧培养环境下幽门螺杆菌的生化及耐药特点。这一结果具有重要的流行病学意义。因为幽门螺杆菌是如何在人群中传播的尚未完全明了。这种现象的发现表明幽门螺杆菌可以在有氧环境存活甚至繁殖,从而揭示幽门螺杆菌可以通过水源或在有足够湿度的条件下通过食物传播,同时也可以解释后来报道的有关在口腔黏膜和牙垢中可以检出幽门螺杆菌的结果。

对该意外现象的有关研究结果也顺利发表:

Xia HX, Keane CT, O'Morain CA. Culture of Helicobacter pylori under aerobic conditions on solid media. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1994;13:406-9. (Cited by 16)

在做药敏试验过程中我还意外观察到另外一个现象,幽门螺杆菌对克拉霉素的耐药性不仅可以通过与浓度逐渐增加的克拉霉素接触而获得,而且在无克拉霉素的条件下随着传代培养而逐渐消失。对此现象,我专门设计的一项研究,发现在444株幽门螺杆菌临床分离菌中,只有20株对克拉霉素耐药,发生率为4.5%。这20株耐药菌经过2-5次传代培养,945%)株丧失了耐药性。这表明幽门螺杆菌对克拉霉素的耐药性发生率较低,而且部分菌株对克拉霉素的耐药性是不稳定可逆转的。本研究结果的重要临床意义在于:使用含克拉霉素的治疗方案失败后幽门螺杆菌往往会产生对克拉霉素的耐药性。但停药一段时间后,相当部分菌株会失去这一耐药性,而重新对克拉霉素敏感。此时,克拉霉素又可以重复用于补救治疗(Rescue therapy)方案中。

对该意外现象的有关研究结果发表在以下杂志上:

Xia HX, Buckley M, Keane CT, O’Morain CA. Clarithromycin resistance in Helicobacter pylori: prevalence in untreated dyspeptic patients and stability in vitro. J Antimicrob Chemother 1996; 37: 473-481. (Cited by 92)

其实,后面谈到的副产品、计划不如变化等素材来源都多多少少是对意外现象的观察、发现、捕捉和挖掘。我个人体会是,意外现象看似偶然,但一定有其必然性。这时就要:第一,多学习,丰富专业理论知识,达到无所不通;第二,多动手,熟练实验操作技能,达到熟能生巧;第三,多观察,记录每一个实验数据和现象,达到不放过任何细节;第四,多思考,尝试在众多实验数据和现象中找到任何有意义的结果及其解释,并设计实验进行验证。只要记住上面四点,相信在绝大多数研究中都会出现的意外现象,会变成论文发表的素材来源。

可谓无心插柳柳成荫!

本文作者:夏华向


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