《病理学史》连载——实验病理学与化学病理学（上）

一江春水

作者：（美）ESMOND R.LONG 著 沈士亮 邱晶 译
　　上章记述的事件显然引进了一种研究疾病的新方法。许多病因迄今未知的异常状态此前仅限于人类或只在动物中偶发，现在则可以随意转至实验动物观察整个发病过程。细菌学就这样直接引出了实验病理学。
　　然而我们并不能就此断定实验病理学是一项新的发明，它自古就存在。古代的哲学家和今天的生理学家一样意识到，简单地观察生命的自然进程是不够的，某些事实必须通过受控的实验才能了解。
　　此外，尽管后来的人们能够自由探索人体及其内部疾病，在古代，迷信和宗教偏见却极大地阻碍了这类观察。曾几何时，文明世界愈千年的生理和病理学概念基础，都源于一个大部分信息来自动物解剖和实验的人——克劳迪亚斯·伽林——他一生只见过寥寥数例人类尸体的内部情况。
　　诚然，伽林设计实验的目的是阐明生理学问题，但我们可以发现，用来解释正常机能和机能失调的实验两者之间并无清晰界线。在实验科学中，生理学和病理学变得无法分割。哈维证明血液循环的实验直接解释了一类水肿的发生原因，这一事实就是一条显然的证据。
　　如果说对于难以接触到病态人类组织的伽林，实验病理学是唯一可以借助的方法，那么对于并无这一限制的人，它的适用性也丝毫不打折扣。文件夹中存有七万例尸检档案的罗基坦斯基坚持：“病理解剖学观察和研究的对象是活体，要跟踪所发现的解剖学异常的起因、存在状况和演化，需要靠实验病理学创造条件。”这一宣告发布的五十年内，专门致力于实验病理学研究的机构迅猛发展，充分证明了他的观点。
　　此外，在有些情况下，通过偶然的观察难以快速获取明确信息，这个时候实验常常是一条捷径。哈维发现血液循环后，他的方法立刻被应用于病理学问题，也清楚地说明了这一点。血液循环得到证实后，甚至于在这之前（参见彼得·保尔的观察，第87页），人们必然或多或少已经意识到循环障碍与脚踝皮肤肿胀及全身水肿之间的关系，却迟迟未能确认，而后来伦敦的理查德·洛厄（Richard Lower，1631–1691）仅仅通过很简单的实验就完成了证明。
　　洛厄在他的《心脏学论》（Tractatus de corde，1669，发表于哈维的划时代著作问世四十一年后）中描述了大量的动物实验，其中多个实验通过压迫或结扎静脉，专门研究静脉循环瘀滞所产生的结果。他没有找到预期的淤血，却在打开压迫点远端的多处严重肿胀部位时，发现组织中充满血清，简单来说就是呈现出常在人类水肿时观察到的状态。他又结扎了狗横膈膜上方的腔静脉并观察到腹水的产生，这才谨慎地得出了结论。这一实验仅用了两天就获取了一条重要信息，的确是走了捷径。
　　如此有用的动物实验绝不仅限于循环障碍研究。十二指肠布伦纳氏腺的发现者、与洛厄同时代的约翰·康拉德·布伦纳（Johann Conrad Brunner，1653–1727）致力于腹腔脏器的功能研究，尤其是消化道相关脏器。他摘除了若干只狗的胰腺，这在当时是十分了不起的手术操作，接下来的情况引起了他很大的兴趣：手术后的狗比原来更饥饿，极度口渴，频繁排尿。然而，他的实验太超前，在当时无法得到充分的理解。如果有十九世纪的化学分析方法，他将成为第一个发现胰腺性糖尿病的人，实验中的狗显然处于糖尿病状态。
　　许多人都在使用实验方法获取期望的生物学信息，以上只是其中的两个。之所以特别强调较后期的开拓性实验研究，仅仅是因为这些工作独具的特性。相互竞争的各国一致将现代实验病理学创始人的荣誉颁给了约翰·亨特。如果这一称号实至名归，那就是因为亨特始终坚持在其他途径无效时通过实验来解决问题。他本人开展了各种实验，动物试验失败时就在自己身上进行。长时间的实验劳作损毁了他的健康。但他并没有引进新的病理学研究方法，只是简单地靠不屈不挠的实践坚持来证明实验法的价值，使它的地位再不可动摇。
　　微尔啸也认同是亨特建立了实验病理学，而他自己也大量应用了实验方法。在对栓塞的伟大研究中，他经常尝试通过实验来再现损伤，以此支持他从尸检解剖的发现中得出的推论。这些活动代表了现代实验病理学的基调。对于情况尚不明朗的损伤，准确规范的人为再现常常成为了解其自然诱因的最可靠办法。他将真实的血栓、组织、空气、脂肪甚至微小的淀粉颗粒注射到血管中，这些实验在很大程度上帮助他最终理解了栓塞的发生及临床表现，其作用大概等同于尸体解剖。
　　路德维格·特劳伯（Ludwig Traube，1818–1876）是微尔啸的同事，曾在布雷斯劳跟随普尔基涅（Purkinje）学习，后到柏林受训于约翰内斯·穆勒和舍恩来因。他早年发行了杂志《实验病理学刊》（Beiträge zur experimentellen Pathologie），几乎仅面向采用实验方法取得的病理学结果。特劳伯本打算致力于普通的临床观察，但医院的一项行政命令切断了的可供研究的患者供应，于是他将精力转向动物实验。他最重要的成就是发现了迷走神经切断后发生的肺部疾患。虽然他的刊物十分短命，但他的影响仍旧深远，1848年的革命中，特劳伯重新获得了临床机会，之后他的职业提升十分迅速。他成为了一位颇受欢迎的临床医学导师，其精确信息的获得大都离不开实验的帮助。
　　前面已经提到了冯·雷克林豪森的早期研究。微尔啸认为脓细胞是局部组织细胞，对此他这名高徒是最坚定的支持者之一。虽然1863年雷克林豪森本人研究白细胞变形运动的湿盒实验强烈表明了白细胞与脓细胞之间的关系，但1867年他的蛙角膜炎实验似乎又证明，脓液及其中的特定细胞可产生于已存在的组织细胞。尽管看起来不可思议，但就是在低等动物蛙的角膜上，关于炎症本质的历史大战最终决出了胜负。
　　雷克林豪森发表研究成果的同一年，微尔啸的《档案》卷40在首篇刊出了朱利叶斯·孔海姆的革命性文章《论炎症与化脓》（Ueber Entzündung und Eiterung）。孔海姆（1839–1884）大概是微尔啸众多著名学生中最杰出的一位，他和老师一样出生于波美拉尼亚，1864–1868年在柏林做后者的助手。同很多受过良好训练的德国病理学家一样，常规组织学和神经学曾是他最大的兴趣所在，此间培养的出色技术在后来令他颇受助益。病理学问题很快吸引了他的注意，在探索的过程中他设计了许多研究炎症的巧妙实验。
　　孔海姆向雷克林豪森学习，一开始也选择了蛙角膜进行实验。完整的实验步骤如下：他用苯胺蓝对前房房水染色，进入此处的白细胞染上蓝色；然后他刺激角膜，受损角膜处很快出现类似于白细胞的新细胞；这些细胞不是蓝色而是白色的，因此它们并不来自于邻近的前房。接着他将染料注射到蛙背部的淋巴囊中，这一操作使大量白细胞着色，这些白细胞最终将进入血流。他再次损伤蛙角膜，此次经过染色的细胞出现在了刺激部位。

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　这似乎已经完全证明了损伤部位的脓细胞来自血液，但孔海姆希望得到双重保证，他期望看到流动中的细胞。他想到了一个便捷的方法来达到这一目的，即使用薄而透明的蛙肠系膜。现在这已是十分普通的实验。他将蛙肠系膜铺展在温暖湿润的玻片或软木环上，以便在显微镜下观察其中细小的血管。将刺激物斑蝥素施加到部分组织上后，他观察到一个神奇的变化：血管变宽，血流变慢，之前在快速的血流中无法辨认的红细胞和白细胞现在清晰可见。他很快便真切地观察到了惊人的事实：血液中的白细胞穿过毛细血管壁，在受损部位聚集。结论是显然的，脓细胞，也即炎症区域中的白细胞，正是血液白细胞。血管在炎症中的作用曾受到古人相当的重视，后历经局部细胞变化论的支持者微尔啸的贬低，至此重新成为炎症研究的关注点。“没有血管就没有炎症”，孔海姆如此总结。

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然而，争论还远没有结束。旧的观念出现了新的支持者。维也纳的所罗门·斯特里克（Salomon Stricker，1834–1898），匈牙利人，罗基坦斯基赞赏他的才华，曾为他特设实验病理学教授职位。借助于高超的组织学技术，斯特里克于1865年发现了毛细血管的红细胞渗出，后来更得以在自己的领域与孔海姆一较高下。他回到了角膜研究上，用硝酸银刺激角膜后迅速检查受损部位，发现局部细胞几乎立刻就有变化，发生反应并增殖，而此时，本身无血管的角膜，其周围毛细血管中的任何细胞都不可能来得及到达该区域。这些局部细胞的集聚实际上已经构成了一个化脓区域。
　　这场争论持续了多年，许多人参与其中。梅契尼科夫（Metchnikoff）区分大小吞噬细胞后，事实在很大程度上得到了厘清。孔海姆所认为的白细胞被挤出毛细血管壁的观点经过了修改，以支持趋化性或化学吸引的现代理论。人们最终发现，名称不同的各种局部组织细胞，以及进入损伤部位的多种白细胞，全都参与了炎症过程，因此荣誉也属于这场争论的每一位参与者。
　　孔海姆在多个领域都有建树，他所使用的主要是实验方法。他成功地在兔眼前房中接种了结核，因而能够通过透明的角膜观察到疾病的发展过程，向存疑的科学界确证了该病的传染性，自此，致病菌的分离只是一个时间问题。
　　具有划时代意义的《栓塞过程研究》（Investigations on the Embolic Processes）发表于1872年。在这篇论文中，他提出了梗塞来源于末端动脉（“Endarterien”）闭塞的学说，以静脉倒流和梗塞区域病变毛细血管的血细胞渗出为基础解释了某些梗塞的出血性。此前，梗塞形成现象一直被认为是由梗塞区域的毛细血管闭塞导致的。
　　这些高水平的成就使孔海姆成为欧洲实验病理学的领头人，在普通病理学领域的影响力也仅次于微尔啸。众多学子争相进入他的实验室，威廉·韦尔奇（William Welch）就是其中一员。韦尔奇后来更深入地探讨了血栓、栓塞和梗死等主题，并发表了研究心脏疾病静脉血栓的重要论文，进一步促进了人们对这些循环系统问题的理解。韦尔奇在布雷斯劳学习时，这里的学科发展正处在最辉煌的时期。孔海姆忙于肿瘤理论研究和《普通病理学讲义》（Lectures on General Pathology）的编辑，魏格特做了大量尸检，还是一名年轻学生的埃尔利希几乎已经对苯胺染料很有研究了；科恩和海登海因吸引着植物学、细菌学和生理学的热心学子，而就在几个月前，科赫刚刚到此演示了关于炭疽病的伟大研究成果。韦尔奇听从孔海姆的建议开展了急性肺水肿研究并得出结论，这一常见病可由两心室工作效能的不均衡导致。
　　游学过程中，韦尔奇结识了可勒布斯、斯特里克、赫斯歇尔（Heschl）、基亚里、林德弗雷斯、齐格勒与冯·雷克林豪森。回到美国后，他毫不犹豫地进入病理学领域并很快接受了约翰霍普金斯大学的病理学教授职位。接着便是细菌学发展的飞跃期，在这一领域韦尔奇也走在了先驱的行列，与纳托尔（Nuttall）共同发现了产气杆菌（产气荚膜杆菌、韦尔奇氏菌）。此后他一直是美国医学教育与研究的导向力。

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在探索的过程中他设计了许多研究炎症的巧妙实验。

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在对栓塞的伟大研究中伟大研究

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然而，他的实验太超前，在当时无法得到充分的理解。