醫(yī)學(xué)微生物學(xué)是微生物學(xué)的一個(gè)分支,亦是醫(yī)學(xué)的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科。它主要研究與人類(lèi)疾病有關(guān)的病原微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、代謝活動(dòng)、遺傳和變異、致病機(jī)理、機(jī)體的抗感染免疫、實(shí)驗(yàn)室診斷及特異性預(yù)防等。學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的目的,在于了解病原微生物的生物學(xué)特性與致病性;認(rèn)識(shí)人體對(duì)病原微生物的免疫作用,感染與免疫的相互關(guān)系及其規(guī)律;了解感染性疾病的實(shí)驗(yàn)室診斷方法及預(yù)防原則。掌握了醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能,可為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)的有關(guān)學(xué)科打下基礎(chǔ),并有助于控制和消滅傳染性疾病。
醫(yī)學(xué)微生物學(xué)是人類(lèi)在長(zhǎng)期對(duì)傳染性疾病病原性質(zhì)的認(rèn)識(shí)和疾病防治過(guò)程中總結(jié)出來(lái)的一門(mén)科學(xué)。了解醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的過(guò)去、現(xiàn)在與未來(lái),將有助于我們總結(jié)規(guī)律,尋找正確的研究方向和防治方法,進(jìn)一步發(fā)展醫(yī)學(xué)微生物學(xué)。
一、微生物學(xué)的經(jīng)驗(yàn)時(shí)期
古代人類(lèi)雖未觀察到微生物,但早已將微生物學(xué)知識(shí)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和疾病防治中,公元前二千多年的夏禹時(shí)代,就有儀狄釀酒的記載。北魏(公元386~534年)《齊民要術(shù)》一書(shū)中詳細(xì)記載了制醋的方法。長(zhǎng)期以來(lái)民間常用的鹽腌、糖漬、煙熏、風(fēng)干等保存食物的方法,實(shí)際上正是通過(guò)抑制微生物的生長(zhǎng)而防止食物的腐爛變質(zhì)。
關(guān)于傳染病的發(fā)生與流行,在11世紀(jì)初時(shí),我國(guó)北宋末年劉真人就提出肺癆由蟲(chóng)引起。意大利Fracastoro(1483~1553)認(rèn)為傳染病的傳播有直接、間接和通過(guò)空氣等幾種途徑。奧地利Plenciz(1705~1786)認(rèn)為傳染病的病因是活的物體,每種傳染病由獨(dú)特的活物體所引起。18世紀(jì)清乾隆年間,我國(guó)師道南在《天愚集》鼠死行篇中生動(dòng)地描述了當(dāng)時(shí)鼠疫流行的凄慘景況,并正確地指出了鼠疫與鼠的關(guān)系。
在預(yù)防醫(yī)學(xué)方面,我國(guó)自古就有將水煮沸后飲用的習(xí)慣。明朝李時(shí)珍在《本草綱目》中指出,將病人的衣服蒸過(guò)后再穿就不會(huì)傳染上疾病,說(shuō)明已有消毒的記載。大量古書(shū)證明,我國(guó)在明代隆慶年間(1567~1572)就已廣泛應(yīng)用人痘來(lái)預(yù)防天花,并先后傳至俄國(guó)、朝鮮、日本、土耳其、英國(guó)等國(guó)家,這是我國(guó)對(duì)預(yù)防醫(yī)學(xué)的一大貢獻(xiàn)。
二、實(shí)驗(yàn)微生物學(xué)時(shí)期
微生物的發(fā)現(xiàn) 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(biāo)本中第一次觀察和描述了各種形態(tài)的微生物,為微生物的存在提供了有力證據(jù),亦為微生物形態(tài)學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。
19世紀(jì)60年代,歐洲一些國(guó)家占重要經(jīng)濟(jì)地位的釀酒的工業(yè)和蠶絲業(yè)發(fā)生酒類(lèi)變質(zhì)和蠶病危害等,促進(jìn)了人們對(duì)微生物的研究。法國(guó)科學(xué)家巴斯德(Louis Pasteur,1822~1895)首先實(shí)驗(yàn)證明有機(jī)物質(zhì)的發(fā)酵與腐敗是由微生物所引起。而酒類(lèi)變質(zhì)是因污染了雜菌,從而推翻了當(dāng)時(shí)盛行的自然發(fā)生說(shuō)。巴斯德的研究開(kāi)創(chuàng)了微生物的生理學(xué)時(shí)代。人們認(rèn)識(shí)到不同微生物間不僅有形態(tài)學(xué)上的差異,在生理學(xué)特性上亦有所不同,進(jìn)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(kāi)始成為一門(mén)獨(dú)立學(xué)科。
巴斯德創(chuàng)用的加溫處理以防酒類(lèi)變質(zhì)的消毒法,就是至今仍沿用于酒類(lèi)和乳類(lèi)的巴氏消毒法。在巴斯德的影響下,英國(guó)外科醫(yī)生李斯德(Joseph Lister, 1827~1912)創(chuàng)用石炭酸噴灑手術(shù)室和煮沸手術(shù)用具,為防腐、消毒以及無(wú)菌操作打下基礎(chǔ)。
微生物學(xué)的另一奠基人是德國(guó)學(xué)者郭霍(Robert Koch,1843~1910)。他創(chuàng)用固體培養(yǎng)基,可將細(xì)菌從環(huán)境或病人排泄物等標(biāo)本中分離成單一菌落,便于對(duì)各種細(xì)菌分別研究。同時(shí)又創(chuàng)用了染色方法和實(shí)驗(yàn)性動(dòng)物感染,為發(fā)現(xiàn)各種傳染病的病原體提供了有利條件。在19世紀(jì)的最后20年中,大多數(shù)細(xì)菌性傳染病的病原體由郭霍和在他帶動(dòng)下的一大批學(xué)者發(fā)現(xiàn)并分離培養(yǎng)成功。
俄國(guó)學(xué)者伊凡諾夫斯基(Nвановский)于1892年發(fā)現(xiàn)了第一種病毒即煙草花葉病病毒。1897年Loeffler和Frosch發(fā)現(xiàn)動(dòng)物口蹄疫病毒。1901年美國(guó)學(xué)者Walter-Reed首先分離出對(duì)人類(lèi)致病的黃熱病毒。1915年英國(guó)學(xué)者Twort發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌病毒(噬菌體)。以后相繼分離出人類(lèi)和動(dòng)、植物的許多病毒。
免疫學(xué)的興起 18世紀(jì)末,英國(guó)琴納(Edward Jenner,1749~1823)創(chuàng)用牛痘預(yù)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(xué)和預(yù)防醫(yī)學(xué)開(kāi)辟了途徑。人們對(duì)抗感染免疫的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)是從19世紀(jì)末開(kāi)始的。德國(guó)學(xué)者Behring在1891年用含白喉抗毒素的動(dòng)物免疫血清成功地治愈一白喉患兒,引起科學(xué)家們注意從血清中尋找殺菌物質(zhì),導(dǎo)致血清學(xué)的發(fā)展。由于各人研究的領(lǐng)域和重點(diǎn)有別,當(dāng)時(shí)關(guān)于機(jī)體抗感染免疫的解釋存在兩種不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn):以歐立希(Poul Ehrlich,1854~1916)為代表的體液免疫學(xué)派認(rèn)為機(jī)體的免疫力與血液及其他體液中的殺菌物質(zhì)有關(guān),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(xì)胞免疫學(xué)派則認(rèn)為吞噬細(xì)胞的作用才是機(jī)體免疫力的主要因素。不久,Wright在血清中發(fā)現(xiàn)了調(diào)理素,并證明吞噬細(xì)胞的作用在體液因素參與下可大為增強(qiáng),兩種免疫因素是相輔相成的,從而使人們對(duì)免疫機(jī)理有了較全面的認(rèn)識(shí),促進(jìn)了免疫學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。
化學(xué)治療劑和抗生素的發(fā)明首先合成化學(xué)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(kāi)創(chuàng)了微生物性疾病的化學(xué)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(yīng)用。1929年Fleming首先發(fā)現(xiàn)青霉菌產(chǎn)生的青霉素能抑制金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng),但直到1940年Florey等將青霉菌培養(yǎng)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(fā)現(xiàn)和應(yīng)用極大地鼓舞了微生物學(xué)家,隨后鏈霉素、氯霉素、金霉素、土霉素、四環(huán)素、紅霉素等抗生素不斷被發(fā)現(xiàn)并廣泛應(yīng)用于臨床。