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柯霍發現肺結核菌 │ 科學史上的今天:3/24

圖/Janice Carr Source

肺結核自古早以前即給人類帶來巨大的致命威脅,科學家在五、六千年前的埃及木乃伊身上就發現了結核菌,而歷史上更是有許多名人死於肺結核,包括音樂家蕭邦,文學家歌德、拜倫、卡夫卡,數學家黎曼拉馬努金⋯⋯等等。雖然肺結核不像瘟疫那般來勢洶洶,卻更令人防不勝防,以致於到了十九世紀,大部分人仍以為它是種先天性的疾病,而且得病之後也只能到陽光充足、空氣清新的地方調養身體、聽天由命。這一切,直到 1882 年的今天,才由德國生物學家柯霍 (Heinrich H. R. Koch, 1843-1910) 揭開謎底,宣布找到病原體──結核桿菌。

雖然同時代的法國化學家巴斯德在二十年前就已經提出微生物致病的學說,但因為肺結核是種慢性疾病,而結核桿菌又生長緩慢,很難培養,因此大多不認為肺結核與細菌有關,即使有懷疑者也因毫無證據而作罷。但柯霍卻堅持信念,深入研究。

柯霍的堅持有其道理。十年前他只是德國小鎮的一位醫生,雖然沒有良好的實驗設備,仍打算研究當地農場盛行的炭疽病。之前就有法國醫生從病牛的血液中找到炭疽桿菌,卻無法確定它就是病原體。柯霍用老鼠做實驗,透過交叉感染的方式證明含有炭疽桿菌的血液會傳染炭疽病。但因為此一結論仍難以解釋炭疽病大流行的現象,他進一步觀察炭疽桿菌的生命史,發現當生存環境不利時,它會形成孢子體(spore)進入休眠狀態,等到環境適宜時,它又會活化繼續繁殖擴散,因此傳染途徑不必經由活體。這是人類首度證實特定微生物與特定疾病的關係。

柯霍於 1876 年發表研究報告後聲名大噪,而於 1880 年來到柏林的帝國健康署工作,因此他更有把握能找出肺結核的病原體。有了他研究炭疽桿菌時的純化與染色技術,加上助手發明的培養皿,以及另一位助手的太太建議用洋菜取代明膠作為固態培養基,柯霍在兩年後成功地找到結核病的元凶,並因此而獲得 1905 年的諾貝爾生理或醫學獎。他所用的技術與工具至今仍是培養微生物的標準方法。

柯霍將自己的研究經驗整理出著名的「柯霍式假說」,或稱「柯霍式法則」:

  1. 病原菌可在病體內大量發現,但在健康個體上不應出現;
  2. 病原菌可從病體分離出來,並在培養基上生長;
  3. 培養出來的病原菌注入健康個體後應該造成同樣的病徵;
  4. 從接種的病體可分離出與原先一樣的病原菌。

這四條法則雖然稍有瑕疵(第一條後半──有些疾病的帶原者健健康康的,並無任何病狀;第三條──有些病體表現出來的病徵可能不一樣),但在當時仍不失為判斷病原菌與疾病之間是否有因果關係的準則。柯霍因為在病原菌的研究上建立系統性的方法與本身開創性的研究,而被視為「醫學微生物學之父」。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。

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