微生物与诺贝尔奖

微生物与诺贝尔奖阿尔弗雷德·贝哈德·诺贝尔阿尔弗雷德·贝哈德·诺贝尔(AlfredBernhardNobel,1833.10.21--1896.12.10)出身贫寒，没有经过正规教育，通过家庭教师和自学，具有很高的科学文化素质。炸药之王1859年诺贝尔开始研究硝化甘油，1864年工厂爆炸。为防止再发生意外，他将硝化甘油吸收在惰性物质中，使用比较安全。被称为达纳炸药，1867年获得专利。1875年诺贝尔将火棉(纤维素六硝酸酯)与硝化甘油混合，得到一种炸胶胶状物质，比达纳炸药有更强的爆炸力，1876年获得专利，1887年又发明了无烟炸药。诺贝尔除无愧于“现代炸药之父”的赞誉外，还发明了人造纤维、人造皮革、人造宝石以及电学、光学、生物学、生理学等领域的发明。共获得335项专利诺贝尔的遗嘱诺贝尔一生事业成功，爱情失败，终生未婚，于1896年12月10号逝世于意大利的圣雷莫。遗言：“大笔遗产只会是阻碍人类才智发展的祸害……（对于子女）如果除去必需的教育费用外，还另外留给他们许多钱财，只会奖励懒惰，从而阻碍他们的独立才干。”诺贝尔奖诞生诺贝尔经营油田和生产炸药，以此积累了巨大财富。他逝世后将遗产绝大部分作为基金，每年的利息作为前一年在物理学、化学、生理学或医学、文学及和平方面对人类作出巨大贡献的人士的奖金，即诺贝尔奖。1901年首次颁发。其它诺贝尔奖诺贝尔经济学奖：为了弥补诺贝尔奖的遗漏，瑞典国家银行提供资金增设诺贝尔经济学奖，1968年起开始颁发。搞笑诺贝尔奖：由哈佛大学的幽默科学杂志«不可思议研究年报»设立，对应诺贝尔各奖项，每年颁诺贝尔奖前后开奖，开奖典礼上还邀请真正诺贝尔奖获得者光临，1981年开始颁发。2004年8月亲临瑞典首都斯德哥尔摩市政府大厅诺贝尔颁奖大厅在右侧2001年ASM公布了125年来微生物学50件大事，1901年以来有21件32人获得了诺贝尔奖。美国出版的Microbiology(fifthedition，LansingM.Prescott)统计结果：从1901年—1997年，一共有39件79人因在微生物学理论研究和应用方面的突出贡献而获得诺贝尔奖。什么是微生物？•微生物学在生命科学中的地位基础研究：应用研究：生命的起源农业、工业、医学、生命的运作环境、食品、宇航、生命的多样考古、能源、国土、生命的极限公安、司法•肉眼不能直接观察到的微小生物最微小的生命，最悠久的历史，最巨大的贡献，最猖獗的危害。最微小的生命在生物界中：个体最小小到9—11nm结构简单只有壳体和核酸繁殖最快9.8分钟/代最悠久的历史微生物是地球上最早的“居民”。假如把地球演化到今天的历史浓缩到一天，地球诞生是24小时中的零点，那么，地球的首批居民----厌氧性异养细菌在早晨7点钟降生；午后13点左右，出现了好氧性异养细菌；鱼和陆生植物产生于晚上22点；而人类要在这一天的最后一分钟才出现。38.5亿年在格陵兰沉积岩上发现细菌化石，其历史跨度是恐龙25倍，人类的2000倍。最巨大的贡献微生物安全司法国土能源宇航医药环境农业工业公安1918年的“西班牙大流感造成了2000万人死亡1957年1968年1976年1977年1986年1988年1993年1995年1997年1999年2004年1918年大流感死者的墓地1918年堪萨斯的急救医院最猖獗的危害（1）流感病毒—人类的魔鬼•结核病不是一种新病，从考古出土7000年前古人遗骸的脊柱被腐蚀破坏的症状，诊断那位古人患有结核病。•近两个世纪中，全世界已夺去20亿人生命。(2)白死病患过结核病的部分名人姓名职业图坦卡蒙国王*古埃及法老让·莫里衰*法国剧作家弗朗索瓦·伏尔泰法国作家、哲学家约翰·歌德德国作家、科学家弗雷德里克·肖邦*波兰作曲家、钢琴家安东·契诃夫*俄国作家埃莉诺·罗斯福*美国人文主义者、第一夫人阿道夫·希特勒德国独裁者纳尔逊·曼德拉非国大领导人鲁迅中国文学家、教育家在世界范围引起了巨大的社会、政治和经济恐慌导致8437人感染、813人死亡(3)SARS病毒—新的幽灵(3)SARS病毒—幽灵闪现艾滋病毒卡波济氏肉瘤已夺去2800万人的生命已有4200万感染者全球患者人数有可能突破1亿我国艾滋病毒感染者者约84万预计2010年将达到1000万(4)艾滋病毒—世纪瘟疫爱滋病的由来新疾病出现！1980年初，一位同性恋男子到加州大学医疗中心，他患卡氏肺囊虫肺炎（PCP）。1981年1月一名同性恋男妓患卡波济肉瘤（KS）。这是两种极罕见的病例。截止1981年8月，美国疾病中心收到107个，单一或二者兼得病例。绝大部分为男性同性恋者。该病命名为“与同性恋相关的免疫缺陷症”（GRID）。搜寻原凶石墙同性恋酒巴事件后，同性恋趋于公开化合法化，放纵性自由，给同性恋以惩罚。开始主要理论：感染者精子进入被感染者体内，后者的免疫系统产生了对抗外来精子的抗体，外来精子同T细胞交叉反应，激发了自动免疫系统；另一理论是同性恋者增加性高潮的亚硝酸戊酯抑制了免疫系统。相继又发现血友病人、注射毒品瘾君子和接受输血者也出现GRID，而不仅是同性恋者和猖妓所特有，显然是一种血液传播病。1982年底，重新命名获得性免疫缺陷综合症—艾滋病。它是一种血液传染病，也可经性行为传播，罗伯特·加洛猜测传染因子可能是病毒。爱滋病患者新发现之争1984年加洛找到一种新病毒HTLV-3，在供测AIDS病人中都能找到，而115个健康异性恋者没有，并宣布它是AIDS感染因子。然而，AIDS第一个发现者为法国鲁克·蒙塔尼，一年前他从血淋巴结中分离出一种反转录病毒，并公开宣称为AIDS病毒，医学界认为没有足够证据。接着，是一场美国国家癌症所和法国巴斯德所之间大伤和气的激烈争斗。这涉及到荣誉、金钱和诺贝尔奖。双方的RNA病毒经测序完全相同，可能来自同一人。两个室相互交换过实验材料，是加洛拿了蒙塔尼的病毒冒充自已的？还是蒙塔尼的病毒污染了加洛的培养基呢？谁也断不清。1987年两国政府出面，要求两个结有宿怨的实验室休战讲和。正式协议：（1）两小组为其共同发现者。（2）该病毒正式名为人类免疫缺陷病毒（HIV）。（3）检测法专利权归两人。（4）专利权税作为ADIS研究基金。狂风暴雨终于过去了。难治的魔鬼1985年，美国卫生与公众服务部权威人士宣布发现了HIV，并预言5年内有疫苗问世，一位免疫学家听后脸色苍白，苦叫：“上帝啊，我们遇到大麻烦了！”尽管WHO每年为AIDS提供药费70-100亿美元，比尔·盖茨以微软名义捐献的药费为240亿美元，到2001年仍有2100万人死于AIDS病，它成为25-44岁美国人头号杀手，使博茨瓦纳人寿命从70岁下降到40岁。HIV工作原理病毒复制：RNARNA为什么多余一步呢？直自身模板给病毒好处：接DNA（1）为寄主基因组一部分，绝佳隐合再制造蔽，避开免疫细胞察觉和破坏。成RNA（2）DNA复制并进入新细胞。合成（3）当感染生殖细胞，便传给后代。蛋白质蛋白质正常病毒艾滋病毒20年过去了，免疫学家的预言是正确的，HIV不象天花病毒这个蠢笨的小偷，撞在免疫系统电门上，弄响了警报。它是一个行动诡秘，经验丰富，智能高强的夜盗。尽管如此，人定胜天，诺贝尔奖总有一天会颁发给AIDS病的发现者和根治者。一、首位获奖的微生物学家1890年埃米尔·范·拜林(EmilvonBehring)和西巴萨布罗·奇塔萨托(S.Kitasato)发现了白喉毒素抗血清，注射动物后能够特异中和毒素，再不会被随后注入的白喉毒素所感染。拜林获得了1901年的诺贝尔医学及生理学奖二、微生物学的奠基人——科赫罗伯特·科赫(RobertKoch)从发霉土豆色彩斑斓中受到启示，1882年发明用恰当染料及着色技术给细菌染色，从而发现了结核病菌。为细菌配食谱。雇员把做果冻用的凝固剂推荐给科赫，他采用后成效显著——这就是琼脂用于微生物学的起源。由此发表《结核病病原学》，并提出了柯赫法则：1．从人或动物的结核病损伤组织提取结核杆菌2．在血清中进行纯培养3．接种培养产物的小猪出现结核病症状获得1905年年的诺贝尔医学及生理学奖•攀科学高峰，勇于献身科赫还不只是发现结核杆菌和结核素。他还首次发现伤寒杆菌、霍乱弧菌、炭疽杆菌等严重威胁人类健康的传染病菌，探明牛瘟、鼠疫等的病因。多次率队到亚洲、非洲和美洲调查和防治传染病，其危险性可想而知。科赫不仅才华杰出，而且具有忘我的奉献精神和高尚的品德。听到哪里有传染病，就带学生到疫区治疗抢救病人。有人形象的称他们为“传染病消防队”。•“传染病消防队”•科赫的遗憾1890年科赫发现结核菌素——一种蛋白质，极有价值的诊断工具。人们却以为找到了医治白热死的办法，但当医生们大剂量使用后，反而使病人的病情加重，许多人因采用科赫的结核菌素疗法而死去。科赫因此而名誉扫地，以致必须警察保护才能使他免于愤怒观众的攻击。谁也不清楚他对结核菌素正确临床作用的评价却犯了一个这样大的错误。这是最伟大微生物学家职业生涯的悲剧。三、偶然中的必然弗莱明1881年出生于苏格兰一个八个孩子的家庭，13岁离开家到英格兰寻求教育，自医学院毕业后到医院预防接种科工作。一战期间到皇家医疗队服役，目睹了战争的野蛮和士兵痛苦。战后成为预防接种科副主任，经常处理废弃物。1928年，他偶然发现长满葡萄球菌的培养基中污染了一团绿色干巴巴、毛茸茸的东西，瓶盖子大小，周围却没长葡萄球菌。四、灵光击中有心人瓦克斯曼1888年生于俄国的乌克兰。出身贫寒，沙皇统治下的犹太人，常遭嘲弄和迫害，靠家教赚钱交学费。1910年去美国，进入农学院学土壤微生物学。1927年出版教科书《土壤微生物学原理》而成为资深教授和土壤微生物学世界权威。1939年，他在第三届国际微生物学大会上，听到弗莱明发现面包霉菌产青霉素的演讲，他想空气中有神奇细菌，土壤中也应能发现。1940年瓦氏分离到能产抗菌物质的放线菌，提取的抗菌素注射小白鼠全死光。一年后又分离到产链丝菌素的菌，能治好测试动物却对动物肾脏有滞后的毒性，几周或几个月后动物也死了。可是他并没有气馁。•链霉素之父1944年瓦氏向世界宣布，被命名的链霉素是第一种抗结核病的有效药物。1952年瓦克斯曼因发现了第一种有效抗结核菌的抗生素——链霉素，并用于治疗结核病而获当年诺贝尔生理及医学奖。人、动物、植物是两个细胞的结合而造成个体多样性。•细菌没有性别，细菌选择性伙伴毫不挑剔，很容易在同种或不同种间交换遗传物质。•抗药性是微生物遗传物质携带的一种基因特性。•抗药性的出现根据达尔文原理：因为有了狮子，瞪羚奔跑的速度才得以进化——瞪羚与狮子细菌对抗生素的抗性是怎样产生？1994年白格里在《新闻周刊》上载文“抗生素的未日”，并非如此，不是放弃使用，而是不能滥用抗生素。由于滥用或不合理使用抗生素从而使病原微生物对抗生素产生了抗性。青霉素对肺炎球菌的剂量是当初的1000倍，从而使肺结核病迅速回升。基因的水平转移：病毒仅需三天可穿过人肠胃，它的基因组却交换了2%，而人类完成这大的交换需要800万年。人和动物肠道的大肠杆菌本来是无害的寄居者（水土不适者例外），在抗生素选择下，从志贺氏菌转移了一抗性基因，从而使它具有引起痢疾的恶劣品质。瓦克斯曼和弗莱明诺贝尔奖精神一、除了奋斗我一无所有（1）胸怀大志德国细菌学家埃利希的父亲是一名医生，19世纪初很多疾病让他父亲束手无策，当他跨入医学院大门时，便直抒心言：“我一定要发明一种神奇的子弹，只射杀人体病菌，而不伤害人体。”老师认为未出师门便口出“狂言”，同学给他外号“幻想医生”。但他的信念不动摇，鞭策自己一生刻苦学习和工作，发明了治疗非洲昏睡病、梅毒的化学药剂“606”，实现了发明“神奇子弹”的理想，荣获1908年诺贝尔生理学或医学奖。（2）困境中求索居里夫人青少年在沙俄统治下的波兰度过，中学毕业获得金奖。贫穷家的玛丽无钱深造，她为了多赚钱到乡下当家教，供姐姐读到大学毕业，再赚钱供她读书。中学毕业后8年，家教6年，终于赴法国考入大学。总是第一个进教室，坐第一排。因经济拮据，只租了间7层楼上的小阁楼，无火炉，无水，无光，每天图书馆关门才回阁楼点油灯