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[转载]王重阳：发现幽门螺杆菌的历史回顾

已有 4585 次阅读 2020-7-23 08:59 |个人分类:医学史话|系统分类:科研笔记| 幽门螺杆菌, 发现史, 诺贝尔奖 |文章来源:转载

幽门螺杆菌（Helicobacter pylori，Hp）是1982年由澳大利亚医师B Marshall在一个带有偶然性的机会下分离培养出来的，至今已15年了。

目前幽门螺杆菌感染作为慢性胃炎、消化性溃疡的最主要病因已经得到国际医学界的首肯。

近来的研究还证实幽门螺杆菌感染与胃癌和胃淋巴瘤的发生密切相关。实际上，怀疑胃、十二指肠疾患的发生与某种细菌的感染有联系却已经有100多年的历史了。回顾一下其中的曲折历史过程，我们或许可以从中得到某些启示。

一、细菌感染与胃与胃十二指肠疾病

早在1892年，意大利学者Bizzozero第一次观察到有螺形的细菌定居在哺乳动物的胃内。通过对各种动物胃肠上皮细胞的显微镜观察，他发现在他所研究的6只狗的胃腺和壁细胞处均有这种螺旋体样微生物存在。有趣的是，Bizzozero当时也发现这种螺旋形微生物的存在与胃上皮细胞空泡形成之间存在联系（现已证实至少一半以上的幽门螺杆菌株可以产生空泡毒素，导致上皮细胞空泡形成） 1896年，Salomon也证实在狗胃内有螺形微生物存在。Salomon还检查了人、猿、猴子、牛和猪等动物的胃，但没有发现类似的微生物。Balfour证实了在狗和猴子的胃、小肠溃疡部位有螺旋体样微生物存在。Lucet观察到患有出血性胃肠炎的狗胃内有类似的微生物。Salomon，Kasai和Kobayashi还证实这种螺形样微生物可由猫或狗传播给鼠。

首次报道人胃内有螺旋体微生物定居是本世纪初。Krienitz和Luger在进行人尸体解剖时发现，胃癌性溃疡的表面有螺旋样细菌存在，但直到1939年以前，未见关于人胃螺旋样微生物工作的进一步报道。1939年，Doenges对242例尸体解剖胃行苏木素-伊红染色观察时发现，其中43％的尸解胃中存在螺旋体样微生物，这类微生物大多位于腺腔部位，但亦能在壁细胞处发现。由于尸体组织的自溶现象，因而要评价这种螺形细菌在胃病理学上的意义是困难的。为了解决这一问题，Freedberg和Barron对胃标本重新切片，行苏木素-伊红和银染色，发现在他们观察的35例个体中，37．1％的标本为螺旋样微生物阳性标本。然而，在许多情况下，细菌仅能在多次切片后的检查中被检出。这类细菌的检出大多与胃溃疡和胃癌病例有联系。但是也有相反的报道，在13例同时有慢性胃炎的十二指肠球部溃疡病人中，仅两例被发现螺旋样细菌阳性。在另一个试图证实胃粘膜存在螺形细菌的研究中，Palmer应用苏木素-伊红染色观察了1000例病人的1180个胃活检标本，无一例发现有这种微生物定居。

1924年，一个胃上皮细胞有细菌定居的间接证据被发现。Luck和Seth发现胃内存在相当高的尿素酶活性。1959年Lieber和Lefevre发现，通过抗生素治疗，可逆转许多尿毒症病人的低胃酸状态，从而提示了胃内尿素酶活性来源于细菌。然而，尽管动物实验肯定了胃尿素酶活性来源于细菌，但在1984年以前，这种尿素酶活性与胃内螺形细菌之间的联系却一直未得到进一步证实。

今天人人都知道，具有极高的尿素酶活性是幽门螺杆菌的重要生物学特性之一。

在1954年Palmer的报道以后直到1975年以前，没有进一步的关于胃螺形菌的报道见诸文献。1975年，有人描述了胃溃疡病人的胃上皮细胞的腔面存在螺形菌。这种细菌被观察到至少有一根鞭毛；位于粘液深层；与不存在这种细菌的正常胃比较，有细菌胃的上皮细胞粘液量是减少的；电镜发现这种细菌可被多形核中性白细胞所吞噬；还注意到有肠化生的部位没有这种细菌存在等。

之所以前述结果未得到重视或受到怀疑、否定，是因为当时流行的观点认为：胃内是高酸环境，因而是一个无菌器官，任何细菌都不可能在胃酸中存活。

并且还认为，那些组织学检查所发现的胃粘膜上存在细菌的报道是由于检查时标本被污染的原故。

二、幽门螺杆菌的发现

80年代初，在澳大利亚佩斯（Perth）皇家医院病理科工作的R Warren教授不断发现，取自慢性胃炎和消化性溃疡病人的多数胃内镜活检标本上定居有弯曲菌样的细菌。这些弯曲样细菌常难被苏木素-伊红染色，而易于被银染色法染色。这时一个前瞻性的研究被设计来试图从胃活检标本中分离培养出该细菌，这一工作交给了佩斯医院年轻的住院医师B Marshall来完成。由于当时认为这种细菌非常接近于弯曲菌属，所以用非选择性的标准的弯曲菌培养基对这一不知名的细菌进行分离培养，所用的培养条件也是根据弯曲菌确定的，如微需氧和培养时间48小时等。遗憾的是连续34个胃活检标本的培养均未发现细菌生长，培养皿被扔掉。到接种培养第35个标本时，一个偶然性的机遇来临了。接种第35个胃活检标本时，正是1982年4月西方的复活节。由于是节日假期，Marshall没有在48小时以后去医院观察细菌生长情况。在5天的复活节假期后，Marshall一上班就惊喜地发现培养基上长满了许多弯曲菌样的菌落。以后的工作表明该细菌生长非常缓慢，其最佳培养时间是3～5天。前面34个标本未能培养出该细菌是因为培养皿仅孵育了48小时而被过早丢弃的原故。该细菌就是现在被广泛研究的革兰氏阴性、微需氧螺形杆菌——幽门螺杆菌。可以说幽门螺杆菌的发现是科学敏锐性和幸运相结合的结果。从此，对胃肠疾病的研究来说，一个新的纪元开始了。

三、一个志愿者的试验

为了提供更确切的证据来证实幽门螺杆菌感染是胃疾病的直接致病因素，该细菌的分离发现者B Marshall于1984年7月进行了一次吞服该菌的人体自愿者试验，自愿者就是Marshall自己。

B Marshall，当时32岁，男性，偶有吸烟和饮酒，即往无胃肠疾病，亦无溃疡病家族史。吞服细菌前，Marshall接受了胃镜检查，并从胃体、胃窦和十二指肠球部分别取活检组织送组织学和超微结构检查，以及幽门螺杆菌的培养。胃镜、组织学和超微结构检查均显示正常，组织学染色未发现幽门螺杆菌，细菌培养也阴性，而从另外两例病人（一例是球部溃疡，另一例是胃炎病人）所取胃活检组织同时接种培养，均生长出幽门螺杆菌。一个月以后，当认为胃活检部位已愈合时的一天上午，Marshall吞服了10ml纯培养的约10^9菌落形成单位的细菌悬液。在服入细菌的最初24小时内，Marshall除感到肠蠕动增加外，余无特殊不适；第7天，Marshall出现晚餐后腹部饱胀感，以及清晨因饥饿而早醒；第8天，清晨6点出现轻微呕吐，无发热，但感头痛；随后出现大便变软，但并未发展到腹泻。在试验的第2周，Marshall显得有些烦躁，显然是生病了。他的同事们观察发现他呼吸时有“腐烂”气味呼出。为了了解是否已形成感染，在第10天进行了胃镜的复检。与第一次不同的是，Marshall对胃镜检查的耐受力显著降低；尽管他的胃粘膜似乎显得正常，但内镜医师在取活检标本时却明显感到胃组织很“软”，即活检组织能很容易被钳下。一共取了两块组织，一块送组织学检查，另一块送幽门螺杆菌培养。组织学检查显示固有层和粘膜表层有大量中性粒细胞浸润；上皮细胞异常和细胞内粘液缺失；同时可见幽门螺杆菌粘附在上皮细胞和腺体处，或位于在粘液层的中性粒细胞之间。电镜检查亦发现在上皮细胞的腔面粘附有该细菌。细菌培养的生长菌经鉴定为幽门弯曲菌（即现在的幽门螺杆菌），该细菌已被冷冻保存。Marshall除了继续于清晨因为饥饿而早醒外，没有出现新的症状。第14天，又进行了胃镜复查。活检标本的组织学检查表明，此时炎症已明显减轻；浸润的中性粒细胞已消失，仅残留少量的单个核细胞；上皮细胞的粘液量增加，但仍较正常为少；超微结构发现上皮细胞表面仍有螺杆菌定居。第14天时Marshall开始服用替硝唑(Tinidazole）治疗，每次500mg，每天2次，服用了1周。在治疗开始后24小时内，他的症状得到了完全的缓解。长期随访表明，Marshall的感染已被根除。

Marshall的这一工作证实了幽门螺杆菌感染确实可引起急性胃炎。如果宿主的免疫系统不能清除这一感染，或感染未经治疗根除，那么这类急性胃炎就将进展为慢性胃炎。

在Marshall之后不久，新西兰的A Morris医师作为志愿者也进行了吞服幽门螺杆菌的自身感染试验。试验同样也导致了胃炎的发生。所不同的是A Morris的感染未能被根除，而是发展成了慢性感染和慢性组织性胃炎。

四、细菌名称的变迁

幽门螺杆菌是幽门螺旋杆菌（Helicobacter pylori，Hp）的简称。最初当该菌被分离培养出来时，称之为未鉴定的弯曲样杆菌（unidentified curved bacillus）。该菌为一种呈S形，U形或弧形的革兰氏阴性微需氧细菌，由于该菌在光学显微镜下的形态及DNA的鸟嘌呤和胞嘧啶含量与弯曲杆菌相似，一度称之为弯曲菌样微生物（Campylobacter like organism，CLO），并曾定名为Campylobacter pyloridis（幽门弯曲杆菌），但由于其外文命名中的种称pyloridis一词在语法上不正确，1987年正式定名为幽门弯曲杆菌（Campylobacter pylori，CP），并归入弯曲菌属。然而，该菌的超微结构和脂肪酸组成与弯曲杆菌属有很大不同。确定细菌属别基本上依据基因组分析，rRNA序列研究清楚的表明该菌不属于弯曲杆菌属。许多研究还显示该菌更近似于Wolinella succinogenes。后来，Owen的研究又证明该菌与w．succinogenes之间具有14个表型上的差别；1989年Coodwin等人对该菌分类学特征上的5个主要特征即：超微结构特征、细胞脂肪酸构成、呼吸醌、生长特点和酶性能进行了详细分析，结果表明该菌和W.succinogenes间存在着显著的表型上的不同，从而使人信服地认为该菌应归属于一独立属别。Goodwin同时还建议更名为幽门螺杆菌（Helicobacter pylori），他的这一建议很快得到了国际医学界的广泛认可和接受。1989年幽门弯曲菌正式易名为幽门螺杆菌。新的名称不仅有其在分类学上的重要意义，而且还可避免关于“弯曲菌感染”（campylobacter infection）一词引起的混淆，后者通常指由空肠弯曲菌所致的腹泻。

螺杆菌属是一种新的菌属。除幽门螺杆菌外，从雪貂（ferret）胃内分离到的螺旋形细菌已被正式命名为鼬鼠螺杆菌（Helicobacter mustelae），是该菌属的第二位成员；平顶猴胃内有A、B两型尿素酶阳性的螺旋形细菌，其中B型有独特的脂肪酸组成，有人建议将其命名为平顶猴螺杆菌（Helicobacter nemistrinae）；从猫的胃内分离出了一种螺旋形细菌，有胞周纤丝，可以引起无菌小鼠和狗胃的炎症性组织学改变，被称为猫螺杆菌（Helicobacter felis）。

关于Helicobacter pylori，前段至少有两个中译名：幽门螺旋菌和幽门螺杆菌。但大多数学者认为后者较为合适，因为helicobacter一词来源于希腊文的“helix”，是螺旋形的意思，“bacter”则是杆状的意思，Goodwin选用helicobacter，正是因为它反应了这种细菌的两种形态学特征：即在活体内呈螺旋形，而在活体外则呈杆状。而又由于该菌主要引起胃幽门（pylori）部位的炎症等病变，故全称为“幽门螺杆菌”。