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黄热病克星,CT机原创 精选

已有 3039 次阅读 2024-5-20 02:35 |个人分类:外国人物|系统分类:海外观察

作者 高关中(德国汉堡)2024/5/13

开普敦是南非文化教育中心之一,开普敦大学始建于1829年,为南非最早的高等学府,也是非洲最好的大学。现分为6个校区,占地136公顷,学生2万多人,其中研究生占30%。教职工4000多人。该校下分6大学院,100多个科系,还有40多个研究单位。世界上第一例人类心脏移植手术就是由开大附属医院的巴纳德(1922-2001)完成的(1967年)。该校还有4位毕业生荣获诺贝尔奖,第一位是泰累尔(1899-1972),因对黄热病的研究而获1951年的生理学医学奖。第二位科马克(1924-1998),于1979年获生理学医学奖。第三位是克卢格(Aron Klug,1928-2018),在测定生物物质的结构方面做出了重大贡献。1982年获得了诺贝尔化学奖。第四位则是库切(John Maxwell Coetzee,1940-),2003年获得诺贝尔文学奖。这里介绍一下两位医学获奖者。

 

泰累尔研制黄热病疫苗

马克斯·泰累尔(Max Theiler1899-19721951年由于发现黄热病疫苗而获得了诺贝尔生理学医学奖。

1899年1月30日,泰累尔出生于南非比勒陀利亚。父亲是瑞士裔南非兽医,文化知识基础相当深厚。母亲也颇有文化修养,在她亲自担任小泰累尔的启蒙教师期间,已使泰累尔培养起十分强热的求知欲和踏踏实实的学习精神。泰累尔在南非开普敦大学完成了早期的学业。

1922年,泰累尔远渡重洋,到伦敦圣托马斯医院附属医学院深造,并于当年转入伦敦热带医学院进修。他很快被批准参加英国皇家外科医师学会,并荣获皇家内科医师学会开业证书和热带医学及卫生学博士学位。院方认为他是研究热带病的杰出人才,保荐他到美国哈佛大学热带医学系去工作。他先是在热带医学系任助教,不久便提升为讲师。他边教学边搞科研,写出了不少学术论文,开始在医学界崭露头角。1930年泰累尔加入洛克菲勒医学研究所(今洛克菲勒大学),后来成为病毒实验室主任,一直干到1964年。丰富的医学史知识使他坚信:黄热病和其他一切疾病一样不会是不治之症。1925年,一批美国科学家到西非去开展黄热病调查工作,他也参加了这次调查。

黄热病在中国罕见,但在国外,特别是非洲则是致命的多发病。19世纪海地独立战争期间,法国殖民者派出四万大军远征这一小岛国,试图镇压岛上如火如荼的黑人独立运动。然而,拿破仑骄傲的将士们想不到,他们没有败于黑人军队,而是遭到一种怪病的打击:陆续有人出现身体逐渐泛黄、头疼发热的症状,不断呕吐、昏迷、出血,最终重病身亡。结果剩下三千余名法军仓皇逃离,瘟疫催生了世界上第一个黑人独立国家。这种逼退法军的疾病,人们对它充满了未知,只因它让人皮肤和眼睛泛黄(黄疸)便称它为黄热病。这可怖的疾病并非发源于海地,而是通过罪恶的奴隶贸易,从西非“运往”世界各地的。今天,非洲有34个国家属于黄热病流行国家。

黄热病毒是首个被发现的人类病毒。巴拿马运河修建时,因地处热带雨林,黄热病等造成两万多工人的死亡。古巴医生卡洛斯·芬莱Carlos Finlay,1833-1915),最早发现蚊子是传播黄热病的罪魁祸首(1881年),被认为是黄热病抗击的先驱。于是运河工程首先集中精力进行灭蚊大战,才解除了黄热病对劳工生命健康的威胁。

回到哈佛后,泰累尔通过多次对白鼠脑和猴子的实验,弄清了黄热病的病理。西非调查的结果,使泰累尔请楚地看到,非洲等地广大农村的情况和欧美城镇的情况大不一样,不能只依靠灭蚊运动来遏制黄热病魔。城镇地区有自来水设备,再加上一些消毒措施,就可以有效地杀灭蚊子。而广大农村则不然。对于农村来说,最简便有效的办法是接种疫苗。所以,在西非调查结束后,泰累尔便立即开始了黄热病疫苗的研制。

起初,黄热病的研究是在猴子乃至于人体上进行的,成本高昂,甚至有学者为此付出了生命的代价。1930年,泰累尔发现小白鼠也能被黄热病毒感染。小白鼠价格低廉、数目众多,这让黄热病的研究较为容易,更加高效。

小白鼠实验让泰累尔发现,黄热病病毒经过多次感染动物后,毒性会降低。1937年,在鸡胚中进行了100多次亚培养后,泰累尔和他的同事获得了一个弱毒株,他们将其命名为“17D”。动物实验表明其毒力很低、但是又能够引起免疫反应,在此基础上大规模生产出了安全无毒的17D鸡胚活疫苗。在短短几年内,他的发现就带来了数百万支疫苗。在随后的60年里,人们施用了超过4亿支黄热病疫苗,终结了黄热病的肆意杀戮,来自南非的泰累尔也因此成为首位获得诺贝尔奖项的非洲人。

今天到非洲一些国家旅行,特别是西非各国,游客申请签证时,一定要附上接种过黄热病疫苗的证明(国际预防接种证书,俗称小黄本)。没打过黄热病疫苗,就不让你入境。由此可见,泰累尔发明疫苗的重要性。

除了黄热病疫苗,泰累尔对阿米巴痢疚、脑脊髓炎、日本型脑炎、钩端螺旋体病、立克次体病、科罗拉多壁虱热等疾病也有所研究。1964年至1967年,他担任耶鲁大学流行病学和公共卫生教授。1972年8月11日,泰累尔逝世于美国纽黑文。享年73岁。

 

CT技术奠基者科马克

1895德国物理学家伦琴发现X射线,后来用来看见人体内部的情况。他由此成为第一届诺贝尔物理奖得主。随着计算机科学的发展,1972年又有了X射线计算机断层成像(Computed Tomography,简称CT)技术,这是X射线与计算机的混血儿,由南非物理学家科马克和英国电气工程师豪斯费尔德发明,他们1979年共同获得诺贝尔生理学医学奖。

阿伦·科马克(Allan Cormack)1924年2月23日生于南非约翰内斯堡。父亲是邮局的工程师,母亲是一名教师,都来自苏格兰。父亲1936年去世后,全家就定居在开普敦。科马克在开普敦大学完成物理学本科和硕士学业,1945年他作为研究生去了剑桥的圣约翰学院。1950年他带着新娘(一位美国姑娘)回到了开普敦大学,在物理学院任教。在开普敦放射科作兼职物理学家时,关于软组织或不同密度的组织层的X射线成像问题引起了他的兴趣。

1956年,科马克与妻子一起到美国。在哈佛大学学习后,他于1958年在塔夫茨大学(Tufts,波士顿郊区私立名校)担任教授。尽管其研究重点是粒子物理学,但他也从事X射线技术领域的工作,经过8年的潜心研究,科马克解决了计算机断层扫描技术的理论问题,并于1963年首次提出用X射线扫描进行图像重建,并提出了人体不同组织对X射线吸收量的数学公式。他的研究结果于1963年和1964年发表在《应用物理学杂志》(Journal of Applied Physics)上。

理论是技术的基础。虽然科马克没有发明CT技术,但他的理论为这项技术的诞生奠定了基础。而英国电气工程师豪斯菲尔德(Godfrey Newbold Hounsfiled,1919-2004)根据科马克的论文,运用科马克的理论,从1967年开始设计、发明了CT的基本组成部分。1971年他在伦敦阿特金森·莫利医院安装了第一个原型CT设备,即X射线断层扫描仪。10月4日,用CT扫描检查了第一个病人。患者朝天仰卧,X射线管在患者上方绕检查部位旋转,患者下方装置一计数器也同时旋转。由于人体器官和组织对射线吸收程度不同,病理组织和正常组织对X射线的吸收程度也不同。这些反映在计数器上,经计算机处理,便构成身体部位的横断图呈现在荧光屏上,再由图像转化成胶片——就是医患都能看到的CT片。这一成就受到医学界的高度重视,被誉为继伦琴发现X射线以来“放射诊断学史上又一座里程碑”。

1972年CT扫描仪出厂问世,放射诊断学从此进入CT时代。CT诊断的特点是检查方便,安全快捷。比如,脑部所有的组织均匀地被颅骨所覆盖,常规的X射线摄影不能显示出细节。而CT扫描对脑瘤的诊断和定位既迅速又准确。分辨度比一般X射线片高100倍。

最初豪斯菲尔德研制的CT扫描仪只能用于人脑检查。如今已经可以用于检查人体的各个部位。这些横断面图像可以帮助医生准确地诊断许多疾病。现在CT设备已从第一代发展至第五代,而且各项性能和速度都有了很大提高。

如今CT扫描列为现代医学三大显像技术——同位素、CT、超声波之一,并成为现代化医院的标配。

CT发明的过程说明基础研究、理论研究的重要性。科马克,一个物理学家,不是医生,也没学过医,却拿下了诺贝尔生理学医学奖!没有他的研究,CT难以发明。1998年5月7日科马克去世,享年74岁。



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