阿西莫夫最新科学指南-下 [美]-第33部分
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体组织的移植。英国生物学家梅达沃利用鼠胚证明确实如此。他
们两人因此共同获得
1960年诺贝尔医学与生理学奖。
1962年，在英国工作的法国血统的澳大利亚免疫学家
J。 F。
A。 P。米勒进一步研究，发现对胚胎免疫可能使其以后能够容忍异
体组织。他发现胸腺（当时还不知道其功能）可以制造抗体。如果
在小白鼠出生时立即将胸腺切除，那么三四个月后，小白鼠会因无
力抵抗疾病而死亡。但是，假如在小白鼠出生
3周后才切除胸腺，
那么因为小白鼠体内已经形成产生抗体的细胞，所以对小白鼠并
无妨害。胸腺尚未发挥功能的胚胎可以经过处理，“学会”容忍异
体组织；可能有一天，我们可以通过胸腺提高组织的容忍能力，在
需要时，甚至可以提高成年人组织的容忍能力。
但是，即使组织排斥的问题得到解决，仍存在其他一些严重问
题。比方说，移植器官的来源问题。接受某一活器官的人终归要
从放弃这一器官的人那里取得，于是便产生了这样一个问题：可能
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的捐献者什么时候可以被认定是死了，从而可以取出他的器官呢？
在这方面最好是能制造出人工器官。因为人工器官既没有组
织排斥，也不涉及难办的道德纠纷。在
20世纪
40年代就开始使
用人工肾脏，失去天生肾功能的人只要每星期去一两次医院，洗去
血液里的废物，就可以活下去。装上人工肾脏的人，生活要受到限
制，但总比死了好。
20世纪
40年代，研究人员发现，往血液里释放少量组胺会引
起过敏反应，由此成功地找到了可以中和组胺的抗组胺药。抗组
胺药虽然可以减轻过敏症状，但不能根除过敏反应。瑞士出生的
化学家博韦
1937年在巴斯德研究所首先合成出抗组胺药。为此
及其后来在化学疗法上的成就，他获得
1957年诺贝尔医学与生理
学奖。
制药厂商注意到流鼻涕及其他过敏症状与一般感冒非常相
似，由此认定，对过敏反应有效的药，对感冒也会有效。因此，1949
年到
1950年间，抗组胺药片泛滥于整个美国。（后来，人们发现这
些药片对感冒几乎毫无用处，抗组胺药片就不再流行了。）
当人体对自身的某种蛋白质产生过敏时，变态反应是非常有
害的。在正常情况下，身体自受精卵开始，在发育的过程中会适应
自身的各种蛋白质，但是，有时候这种调节作用会丧失。原因有以
下几种可能：第一，在某些方面，身体制造的排斥异体蛋白质的抗
体与身体自身的某种抗体在结构上过于接近；第二，随着年龄的增
长，一些细胞的表面发生了足够的变化，开始把抗体细胞视为异
物；第三，一些不明病毒，在通常情况下几乎无害，但在感染时，会
在细胞表面产生微妙的变化，结果引起自身免疫病。
直到最近才知道，在人的疾病中，自身免疫病反应比我们先前
所知道的更普遍。尽管大多数自身免疫病并不常见，但类风湿性
关节炎却是相当常见的。这种病非常难治，不过在明白病因之后，
第十四章 微生物
第十四章 微生物
我们就可以找到有效治疗的方向，治愈的希望自然大为增加。
由于电泳蛋白质分离技术的发明，生物学家终于追踪出抗体
在血液中的具体位置，在血液中的
γ球蛋白里找到了抗体。
医生早就知道，有些小孩无法合成抗体，所以很容易受到感
染。1951年，华盛顿沃尔特·里德医院的医生，对一名患有严重败
血症的
8岁小男孩的血浆作电泳分析，结果令他们大吃一惊，因为
小男孩的血浆中竟然没有
γ球蛋白。人们很快就发现了其他相同
的病例。研究人员证实：这是由于先天的新陈代谢方面的缺陷剥
夺了人体制造
γ球蛋白的能力。他们称这种病为
γ球蛋白缺乏
症。这类病的患者不能对细菌产生免疫力，不过现在他们可以靠
抗菌素维持生命。令人惊奇的是，他们对病毒感染如麻疹、水痘
等，只要患过一次就会产生免疫力。显然，抗体并不是人体抵抗病
毒的惟一武器。
1957年，以艾萨克斯为首的英国细菌学家小组证实，在病毒
入侵的刺激下，细胞会释放出具有多种抗毒性能的蛋白质。它不
仅破坏参与直接感染的病毒，也攻击其他病毒。这类蛋白质被命
名为干扰素。干扰素比抗体的产生快得多，而且可以说明患
γ球
蛋白缺乏症的人具有抵抗病毒能力的原因。显然，干扰素是在病
毒中发现的那种双链病毒中的
RNA的刺激下产生的，干扰素似
乎指导着信使
RNA的合成。信使
RNA产生的抗毒蛋白抑制病
毒蛋白的产生，但不抑制其他形式的蛋白质产生。干扰素似乎与
抗菌素一样有效，而且不会引起身体的反抗，但是，干扰素具有相
当强的特异性。只有人或灵长类所产生的干扰素才会在人体内发
挥作用。
人类或近似人类的动物需要干扰素，人类细胞产生干扰素的
量又极少，这种情况使人们长期以来不能大量获得足够临床使用
的干扰素。
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但是，从
1977年开始，洛希分子生物学研究所的佩斯特卡着
手研究纯化干扰素的方法，终于获得成功，而且发现干扰素如同一
些极其相似的蛋白质一样存在着。第一个被纯化出来的干扰素是
γ…干扰素，分子量为
17 500，由
166个氨基酸构成。后来又研究出
12种干扰素的氨基酸顺序，结果发现彼此间的差异很小。
人们找到了负责形成干扰素的基因，并利用重组
DNA技术
将这种基因嵌入普通的细菌大肠埃希氏菌，这样来诱导这些细菌
的菌落制造大量的非常纯的人体干扰素，从而使这些干扰素可以
分离并结晶。得到的晶体可以用
X射线进行分析，以确定其三维
结构。
到
1981年，已有足够的干扰素供临床试用。这里没有出现任
何奇迹，但要研究出适当的方法需要时间。
新的传染还会偶尔出现。
20世纪
80年代出现了一种可怕
的疾病，叫做获得性免疫缺损综合征，简称艾滋病。患这种病的人
免疫机制损坏，因而小的感染就会致命。艾滋病主要攻击男性同
性恋者、海地人和接受输血的人。这种病散布非常快，而且往往致
命。到目前为止，艾滋病还是不治之症，但是，
1984年在法国和美
国分离出了引起艾滋病的病毒，在治疗艾滋病方面迈出了第
一步。
癌
当流行病对人类的威胁逐渐消失之际，其他类型的疾病却在
增加。在
100年前，许多人年纪轻轻就可能死于白喉、肺结核、肺
第十四章 微生物
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炎或斑疹伤寒。现在人们可以一直活到死于心脏病或癌。这就是
心脏病、癌症在西方世界被分别列为第
1号和第
2号致死疾病的
原因。事实上，癌症继瘟疫及天花之后已成为全世界的恐惧症。
癌如同夜魔一般威胁着我们每一个人，随时可以对任何人进行突
然而无情的袭击。在美国，每年有
30万人死于癌，每星期约增加
1万多新患者。自
1900年起，发病率已增加了
50％。
癌症实际上是一类多种疾病（目前已经知道的约有
200种）。
癌能够以各种方式感染人体的任何部位，但原发病症总是相同的：
被感染的组织结构受到破坏而不受抑制地增生。希波克拉底和加
伦设想，癌是通过害病静脉而蔓延滋长的，害病静脉看上去像是弯
曲而张开的螃蟹的爪子，所以将这类疾病命名为癌（拉丁文“螃
蟹”）。
瘤（源自拉丁文“生长”）与癌并不同义。瘤可以指疣、痣等称
为良性瘤的无害增生；也可以指各种癌即恶性瘤。癌症通常依害
病组织给予不同的命名。最常见的是皮肤癌和肠癌；结缔组织的
癌叫做肉瘤；以及肝癌、腺瘤、白血病（又名血癌）等等。
德国人菲尔绍是第一个用显微镜研究癌组织的人。他认为癌
症是由外界环境的刺激和震扰引起的。这是一种很自然的想法，
因为癌症通常发生在与外界环境接触最多的部位。但是，当病原
菌学说盛行后，病理学家开始寻找引起癌症的微生物。（菲尔绍坚
持反对病菌学说，顽固地坚持刺激学说。当最终证明病菌学说即
将获胜时，他放弃了病理学转而研究考古学和政治学。历史上像
菲尔绍那样对错误观念激烈地坚持到底的科学家是极少的。）
如果过去认为菲尔绍坚持错误理论的话，那么现在可以说他
从事的是一项正确的事业，越来越多的证据说明，某些环境特别容
易诱发癌。18世纪人们就发现烟囱清洁工比其他人容易得阴囊
癌。在煤焦油染料发明后，在染料工人中，皮肤癌或膀肤癌的发病
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率也比一般人高。由此看来，在烟灰及苯胺染料中必定含有可以
致癌的物质。1915年，日本两位科学家山极和市川发现，如果在
兔子的耳朵上长时期地使用煤焦油的话，煤焦油的某些成分会使
兔子长瘤。1930年，英国两位化学家用合成化学品二苯蒽（由
5
个苯环组成
1个分子的一种碳氢化合物）诱发动物发生了癌症。
二苯蒽并不存于煤焦油之内。但三年之后，有人在煤焦油中找到
了一种可以致癌的化学品苯并芘（它也含有
5个苯环，但与二苯蒽
的排列方式不相同）。
到目前为止，人类已经找出一些致癌物质，与二苯蒽及苯并芘
类似，都是由多个苯环构成的碳氢化合物；有些是与苯胺染料有关
的分子。人们之所以对在食物中使用人造色素表示关切，就是因
为从长远来看这些色素可能会致癌。
许多生物学家认为，在近两三个世纪中，人类已经把一些新的
致癌因素引进了自己生活的环境：煤的用量不断增加；油的大量燃
烧（特别是汽油发动机）；在食物中越来越多地使用合成化学品；化
妆品等等。当然，最明显的例子是吸烟，吸烟的人肺癌的发病率是
相当高的。
辐射效应
高能辐射是环境中的另一个致癌因素。自
1895年以来，人类
接触辐射的机会不断地增加。1895年
11月
5日，德国物理学家
伦琴进行了一项实验，研究由阴极射线所引起的发光现象。为了
更好地观察这一效应，他将实验室弄得很暗。他将阴极射线管装
入一个黑色硬纸板盒中，当他启动阴极射线管时，他吃了一惊，因
为他瞧见房间对过的物质发出一道闪光。闪光来自一张涂有铂氰
化钡（一种发光的化学品）的纸。是不是来自密闭盒中的辐射使纸
发的光？伦琴关掉阴极射线管，纸果然不亮了，随后又打开，纸又
第十四章 微生物
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亮了。他把纸移到另一间房子里，纸还是发亮。显然，阴极射线管
产生了某种足以穿透硬纸板和墙壁的辐射。
由于伦琴不知道它到底是哪一种辐射，于是就简称为
X射
线。其他科学家为纪念伦琴，提议将
X射线改名为伦琴射线。但
是除德国人外，人们感到德文的“伦琴射线”很难念，于是仍然继续
使用
X射线。现在，我们已经知道，构成阴极射线的高速电子撞
上金属障碍物后，速度会急剧减慢。这样损失的动能转换成的辐
射就叫做制动辐射。X射线就是这种辐射的一个例子。
X射线使物理学发生了一场革命：它引起了物理学家们的想
象，掀起了一阵实验的台风，使人们在几个月内就发现了放射性，
并揭开了原子内部结构的秘密。1901年，首次颁发诺贝尔奖时，
伦琴成为物理学奖的第一位得主。
X射线还引起了其他事情，它使人类暴露于大量的高能辐射
之下，这在过去是从未有过的。伦琴发现
X射线的消息传到美国
后的第四天，X射线就被用来确定病人腿部子弹的位置。X射线
是探查身体内部的奇妙工具，它很容易穿透主要由低原子量元素
组成的软组织，但容易被如组成骨骼的原子量较高的元素所阻挡
（骨骼主要由磷和钙组成）。所以，若在人体后面置一感光底片，则
白云状区域就是骨骼所在，相比之下，黑暗区域是软组织，因为软
组织通过的
X射线强度大。铝制子弹呈纯白色，因为它把
X射线
全部阻挡住了。
X射线对显示骨折、钙化的关节、牙洞、体内异物等是非常有
用的。但是只要我们将不溶解的重元素盐类送到软组织中，我们
也可以非常容易地确定软组织的状况。例如，吞食硫酸钡可以知
道胃及肠的状况；注入血液中的碘化物将传送到肾及输尿管，从而
知道肾及输尿管的状况，因为碘是高原子量元素，X射线透不过
去。
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甚至在伦琴发现
X射线之前，丹麦医生芬森就已经发现高能
辐射可以杀死微生物。他利用紫外线杀死引起寻常狼疮（一种皮
肤病）的细菌，因而获得
1903年诺贝尔医学与生理学奖。后来证
明
X射线比紫外线的杀伤力强得多。X射线不仅可以杀死癣菌，
也能使人体的细胞受损或死亡，而最终可以用来杀死手术刀无法
切除的癌细胞。
人们通过无情的事实还发现，高能辐射会引起癌症。早期处
理
X射线或放射性物质的人中至少有
100人死于癌，最早死亡的
例子发生在
1902年。事实上，居里夫人及其女儿
I。 约里奥…居里
都是死于白血病（血癌），因此，人们容易相信辐射是她们患血癌的
主要原因。
1928年，英国医生芬德利发现，即使是紫外线辐射，它
的量也足以引起小白鼠的皮肤癌。
人们确实有理由怀疑，人类越来越多地暴露于高能辐射之下
（通过
X光透视、核试验等方式），是癌发病率增大的原因之一。
诱发剂与致癌基因
