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世界科技全景百卷书: 向大脑进军
人们通常将电子计算机称作“电脑”。的确，电子计算机在许许多多方面与人脑很相似。它会进行很复杂的数学运算；它会为你安排一天的工作日程；它会和你下棋，除非你是一名高明的职业棋手，不然你一定会输给它；甚至它还是个“医生”，只要你告诉它你的病情，它便会对你进行自动扫描、 “侦察”，然后再经过分析综合，告诉你它的诊断结果，最后它还会给出医嘱，递出药方，甚至告诉你药价。人们对电脑有如此神奇的本领无不赞叹与惊讶。 其实，电脑所有这一切本领只不过是科学家们利用机器来模拟人脑的一部分功能罢了。电脑再复杂，它也只不过是人脑的产物，没有人脑何来电脑？可见，人脑才是世界上最复杂的系统。可借至今人类对自己的脑子了解还相当不够。为此，科学家们曾将本世纪最后十年称为“脑的十年”。虽然经过科学家们的不断努力，已澄清了我们人脑是一种“多层次的复杂网络系统”，或更正确地应称为“泛（全）脑层次网络系统”，意思就是我们人类对脑的认识不仅要看到神经元（神经细胞）的作用，还要密切注意非神经元的功能，尤其是某些信号分子物质、如一氧化氮（NO）的作用。然而，总地来说，人类对自身脑的研究还是很不够的。为此，对人脑的研究与开发是未来医学最艰巨的任务之一。人脑是怎样工作的 人脑位于颅腔内，它的重量约为1400克，可分为大脑、间脑、小脑和脑干四个组成部分。人脑比低等动物的脑要复杂得多，其中尤以大脑更为发达，它由左右两个大脑半球组成，大脑半球有许多弯曲的沟回，这样使得大脑的面积更加扩大。两个半球间有一个由神经纤维构成的连结，称为胼胝体。平时人们所说的“脑”只是指大脑而言。 人的大脑主要由神经元所构成，它们互相连接，形成极为精密复杂而又高度有效的整体网络系统。正由于这种高效的系统，可以对进人脑内的各种信息进行分析、综合，作出判断，并发出信号，指令相应的人体器官作出适宜的反应，完成各种生物学活动。 大家知道，计算机是通过电流来传递各种信息的，而人脑则主要是通过一种称之为神经递质的小分子物质作为“信使”，进行细胞间信息传递的。为此，人脑细胞有一种特别的连接结构。称为“突触”，它是细胞间传递信息的桥梁。由于细胞很小，“突触”更小，所以我们只能用放大数千倍、甚至数万倍的电子显微镜才能看清它的结构。此时一个细胞的突触与另一个细胞的接触处有前、后隔膜隔开，两个隔膜间有15～30纳米（1纳米＝1／1000微米）的间隙，当细胞要相互传递信息时，或称为通讯时，则释放出神经递质作媒介。现在科学家已证明许多物质可以作为神经递质，至少不下二十多种，如乙酞胆碱；单胺类物质如去甲肾上腺素、5—羟色氨；肽类神经递质如神经肽、脑啡肽等。当然，这些物质并不是相互孤立作用的，它们在脑内的一定区域起兴奋或抑制脑细胞活动的作用，还通过一定的通路与其他的神经细胞相联系，构成一个复杂的环路，通过整个系统的分析、整合、发出指令、指挥整个机体的活动。 最近科学家们证明，在哺乳类动物，包括我们人类的大脑中，还有另一种信息传递形式，它与一般电子计算机传递信息的形式相似，即也是通过“电波”来传递的，完成这种传递的结构被称为“缝隙连接”，或叫“电突触”，这种传递系统传播信息快，但迄今对这种信息传递形式的作用机理远未阐明，今后还需对它作更深入的研究。此外，科学家们对脑内各信使之间，尤其是化学性信使与“电突触”之间的关系以及它们如何取得平衡来保障机体的正常功能还缺乏了解，因此也就无法知道它们之间的关系与平衡在诸如癫痫、老年性痴呆、舞蹈症、精神发育迟缓以及精神分裂症中的具体意义。揭开学习和记忆的奥秘 学习和记忆是人脑的最重要的功能之一。简单地说，学习就是指人们获得某一经验或知识的过程，而记忆就是人脑将这种已获得的经验或知识贮存一定时期的能力。由于学习和记忆伴随人们的终身，人们并不以此为奇。其实，这是一个相当复杂的大脑活动过程，对此我们人类对它远未透彻了解。 现代心理学与生理学家都倾向于学习是刺激与反应之间建立联系的过程，但由于经受反复的刺激与不同的刺激，因此学习也可以泛化为掌握事物之间关系的过程。学习是否成功要依据记忆验证，因此学习与记忆是一个密切相关而不可分割的统一过程。 目前，科学家们将人类的记忆分为四个连续的阶段。处于前两个阶段的记忆信息容易被遗忘，但通过反复地学习过程，可将这种短时性记忆转化为长时性记忆，使信息能够在大脑中贮存一段较长的时间，其中一些重大的事件，以及常年累月都在运用的知识、技巧等可以维持更长的时间，甚至终生。 最近，科学家们运用示踪技术，测定了在不同的学习过程中，脑内各部分细胞兴奋性与血流及代谢的变化，发现学习过程是有定位性的，也就是说，在脑内的一定区域控制着人类的学习活动。其中，最主要的是脑内称为“海马”的部分。此外，科学家们还从生物化学的角度探索了学习与记忆的过程。发现脑内的蛋白质代谢活动可直接影响学习和记忆活动。有人在金鱼身上做试验，发现当给金鱼注射一种嘌呤霉素的药物时，它可抑制金鱼脑内蛋白质的合成，此时金鱼不能进行正常的学习活动，出现学习记忆过程的明显障碍。科学家们想象，是否可以找到某些可以促进或增加学习与记忆能力的蛋白质或其他物质呢？如果是这样，岂不是可以免除人类艰苦的学习与记忆过程，而使人们“一学就会”、“过目不忘”吗？ 迄今已经有很多实验证据，证明在人的大脑中确实存在着与记忆有关的肽类物质，即所谓的“记忆肽”。那么，既然有“记忆肽”，是否还有与学习和记忆有关的“记忆基因”呢？从理论上讲应当是有的，因为肽或蛋白质都是基因表达的产物。事实上，科学家们在对一种称果蝇的双翅目昆虫进行研究时发现，在这种昆虫的脑内存在着一种称为“蘑菇小体”的结构，它与果蝇的学习记忆能力有极大的关系。 在正常情况下，是可以“教会”果蝇辨别各种气味的，并且它的这种能力在24小时内不会忘记，然而，当“蘑菇小体”区的基因发生突变时，这种学习与记忆气味的功能便会丧失，不但“教不会”，更无“记忆”能力。目前科学家们已在“蘑菇小体”中发现十几个与学习和记忆有关的基因，如果其中有几个基因突变，或者人为地予以破坏，它们便不再能辨别气味了。 在我们人类的脑组织中，虽然已经查明某些结构与学习和记忆有关，如前述的“海马”区，但至今仍未找到确切的控制学习与记忆的基因。不过，脑科学家们相信，人类的脑组织结构中，一定存在有类似果蝇脑中“蘑菇小体”的结构，也会有许多与学习和记忆有关的基因，这些基因的表达，就会在大脑中产生出“记忆肽”一类的物质，赋于人类学习与记忆的功能。 现在，世界上许多有名望的神经科学家与分子生物学实验室正进行着人类记忆基因的研究工作。科学家们毫不怀疑，不久的将来，人类将彻底揭开自身学习与记忆的奥秘。到那时，一切学习与记忆障碍疾病的防治问题将迎刃而解，人们也必将开发出更有效，更合乎生理的“促智药物”来，无疑，人类将变得愈来愈聪明能干。记忆的“移植” 人们都很熟悉小蜜蜂，这是一种社会性很强，又很勤劳的小昆虫，它们每天都要到很远的地方去采蜜。那么，它们为什么能认识回巢的路呢？其实，这也需要一个学习与记忆的过程。一般的情况下，幼小的蜜蜂需要一段较长的时间才能够辨认四周的地形、颜色以及归巢的路径。于是科学家们想象“识途老蜂”的脑内一定有某些有助于记忆的物质，而这是幼蜂所没有的。因此科学家们用一种特制的手术吸针抽取老蜂的脑蛋白，然后将这种蛋白注射到幼小蜜蜂的脑中，结果奇迹出现了，接受脑蛋白移植的小蜜蜂，在初次放飞时就能够辨认出周围的地形，顺利地返巢。而且它们还会自动觅寻食物，其生活能力明显强于没有接受脑蛋白移植的幼小蜜蜂。 蜜蜂中的这种“记忆移植术”，给科学家们很大的鼓舞，科学家们相信，在人类也是可以进行这种“记忆移植”的。不久以前，一位六十多岁的老人，在不幸遇到车祸后，患了严重的健忘症，在一般药物治疗无效的情况下，征得家属的同意后，给这位老人作了脑提取物的移植手术。经过一段时间的疗养后，这位健忘的老人不仅思维活跃，还恢复了以前的记忆：他能准确地记忆起发生车祸的地点、日期；也能记起往日他所经历的重要事情。 现在，脑科学家们相信这类有助于记忆的脑提取物是一种肽类物质。它可以用来治疗一些寻常方法难以治愈的脑系统疾病。为了证明这类物质的功效，科学家们给一组老人每天注射一次这类物质，结果表明，该组老人的记忆力、思维敏感性都比不用药者强许多。 那么，肽是什么呢？肽是氨基酸组成的化合物，因此，由两个氨基酸分子组成的肽便称为“二肽”；若由三个氨基酸分子构成的，则称为“三肽”，由三个或三个以上的氨基酸分子组成的便叫作“多肽”。蛋白质便是具有一定立体构型的多肽。人脑中的肽类物质是一类具有特殊功能的激素。它可以在许多方面影响人脑的发育与成熟，也影响人脑以及整个机体的功能状态。其中有一些肽可以增强人的记忆力，这类肽便称为“记忆肽”。脑内肽类物质的发现曾轰动了全球脑科学家，他们认为这是医学上的一个重大突破，是脑科学的一个里程碑。 然而，科学家们对肽类的作用仍了解不多，许多事实还令他们感到迷惘。例如，科学家们曾陆续从脑组织中提取了数种不同的脑内肽物质，当他们将它注射到实验动物脑内时，会使动物产生极度兴奋；有的肽物质甚至使实验小鼠相互不停地厮咬，有如“发疯”似地不得安宁。总之，只有对脑内肽物质进行更深入地研究，才可造福于人类。 传染病仍是人类的大敌 人们对“传染病”这个医学名词也许并不陌生，我们也相信大家一定能举出几个传染病的例子来。或许大家最熟悉的是有这么一些疾病吧：流行性感冒 （简称流感）、病毒性肝炎（平常人们常简称为肝炎）、肺结核（中医称之为痨病）、细菌性痢疾（简称菌痢，有时人们模糊地统称为“拉肚子”、 “腹泻”，但这是不对的）等等。不错，这些都属于传染病。现在，如果我们将这些病归纳一下的话，便可以看出它们有两个主要的共同特点，也可以明了为什么称它们为“传染病”。第一个特点是，上面提到的这几种病都带有一个引起此疾病的特异性生物学因素，医生们称之为“病原体”。譬如流感是由流感病毒引起的、肺结核是由结核杆菌引起的；第二个特点是这些疾病有“传染性”，即一个患有传染病的人可将病原体排出体外，此时若被第二个人所接触，而他又缺乏免疫力，则他也会发生同样的疾病。 人类有史以来就不断遭受传染病的危害。尤其在医学不很发达的年代， “瘟疫”一来，人们大批大批地死亡。就连小小的血吸虫也可以使得民不聊生，赤地千里。那么，未来的21世纪人们与传染病的斗争将又如何呢？能战胜所有的传染病吗？事实上，在我们人类将告别20世纪之际，不少“新瘟旧疫”已向我们露出狰狞的面目，它们真的还要与我们人类较量下去呢！20世纪末几则令人心惊的事件 （1）令人心惊胆颤的“埃博拉”： 1995年初，在非洲中部一个叫扎伊尔的国家爆发了一种可怕的传染病。人们只要接触到这种疾病，会出现高烧，全身内脏小血管及毛细血管出血，接着很快发生肾脏损害，多数病人立即陷入休克 （血压下降、脉搏细速、软弱无力等表现）与昏迷，死亡率高达90％以上。由于该传染病来得凶猛，又无特效的药物治疗，因此在短短的几个月里便有数万人死亡。于是，世界卫生组织动员了大量的人力物力，设立报警站，成立抢救中心，切断传染源区与外界的一切交通联系，好不容易才将疫情控制住。 那么，这是一种什么“凶神恶煞”呢？经医学家们检测，知道这是由“埃博拉”（Ebola）病毒引起的“出血热”。那么病毒又是什么呢？病毒是一类没有细胞结构、但有能繁殖等生命特征的微生物，它们长得很小很小，最小的病毒只有20纳米左右，比某些分子还小。多数病毒须用电子显微镜才能观察到，它们形态结构也不尽相同，但都须在一定种类的活细胞中才能繁殖。因此，它们必需寄居于人、动物、植物，甚至真菌或细菌中。“埃博拉”属于一种线状病毒，是迄今已知的十余种流行性出血热病毒中一种较少见的类属。就目前所知，埃博拉病毒只分布于非洲，主要局限于扎伊尔一带。以往也曾流行过两次，一次是1976年在扎伊尔北部，另一次是1979年在北非的苏丹。埃博拉病毒通常只寄生于野生动物，然而，迄今仍不太清楚究竟哪些动物易于携带这种病毒。不过有一点比较清楚，即这种病毒是通过体液传染的，其致病的潜伏期通常为三周左右。因此对于已确诊的病人要绝对隔离，对其排泻物与分泌物要严格处理。 虽然迄今我国并未发现有埃博拉病毒，但已查明我国至少有三种同样凶险的出血热病毒，即肾病综合症出血热病毒、新疆出血热病毒及登革病毒。它们曾分别在我国东北、新疆流行并传播至内地省份。目前已证明某些野生动物，尤其是一种称之为黑线姬鼠的啮齿类可为病毒的宿主。此外，牛、羊等家畜也可以成为病毒的宿主，而主要传播者则是一种小型节肢动物——蝉。 那么，埃博拉为什么时而爆发呢？我们人类应当采取何种防范措施呢？医学家们认为这种本来属于“自然疫源性疾病”的“瘟疫”，一般是不会造成大流行的，但是随着人口的急剧增长、流动性增大及新居住区的设立，可为疾病的蔓延创造条件。为此，为防止埃博拉的传播，世界人民应当通力合作，监视疫情，严格监视流行区与其他地区的联系，同时要严把国门，不让任何未接受检疫的野生动物进入我国境内。 （2）“O—157”警报： 1996年入夏以来，从我们的邻国日本以及韩国不断传来“O—157”警报。在短短的一个月内接连在日本的四十多个都道府县发现四千多名“O—157”感染者，其中已有10人死亡。为此日本首相曾专门召开了紧急会议，商讨对付“O—157”的办法。 感染“O—157”的人通常都有剧烈腹痛、腹泻、高烧及血痢。如果病情进一步发展，则会影响肾脏，引起肾功能衰竭，此时病人又会出现溶血性尿毒症，即小便出现血红蛋白，病人会出现昏迷等。因此，如不及时抢救，病人会很快死亡。 那么，“O—157”究竟是什么呢？为何如此凶险、它是怎样传播的？ “O—157”是一种病原性大肠杆菌的一种的代号。顾名思议，大肠杆菌通常是寄生于人类肠道的一种杆菌。在一般的情况下，它们是不致病的，然而，如大量食入细菌及其毒素，或者当一个人的抵抗力下降时，它们也可引起疾病，这也就是为什么“O—157”的牺牲多数都是年老体弱者，或是少年儿童。此外，在大肠杆菌中，某些类型的细菌也可引起食物中毒式肠炎，其中包括四种常见的类型，即肠产毒素大肠杆菌、致病性大肠杆菌、侵袭性大肠杆菌以及肠出血性大肠杆菌。“O—157”属于肠出血性大肠杆菌。“O—157”是什么意思呢？原来大肠杆菌除了菌体本身的基本结构外，还有鞭毛。这种结构都可构成抗原成分，也就是说将这些物质注射到动物或人体内都可以产生相应的抗体，医生们正是利用人体产生的抗体来鉴别细菌的种类的。迄今已知大肠杆菌O抗原有170种。而“O—157”正是其中一种。它是一种新发现的肠出血性大肠杆菌，它可产生一种称为“志贺氏毒素样细胞毒素”，可引起腹泻、腹绞痛、肠粘膜炎症、水肿及出血，严重者引起溶血尿毒综合症。医生治疗“O—157”通常用抗生素，如庆大霉素、丁胺卡那霉素等。当然，最好还要作药物敏感试验，即在体外选用多种药物来处理从病人粪便中取得的病菌，看看该病菌对哪一种抗生素最敏感，然后决定给病人用什么抗生素效果最好。 食物、水源被大肠杆菌污染往往是造成该病流行的重要原因。因此当我们发现有病人时要对他们进行隔离，对他们的排泄物要进行消毒处理。另外，要加强食品卫生管理，个人应更加注意不要吃不洁食物和未经严格加工的肉类。 （3）“疯牛病”与CJD： 1996年4月，世界卫生组织专门在瑞士日内瓦召开了一次国际专家组会议，讨论世界人民、尤其是欧洲国家所特别关注的“疯牛病”及CJD问题。 什么是“疯牛病”呢？这是发生于牛脑中的一种传染病。当牛传染上这种疾病后会站立不稳、瘫痪，或者躁动、抽搐，直到死亡。科学家们已有不少证据，表明这种病的发生，是由于牛吃了由该病病牛的骨头或肉制作成的饲料所致。这种牛群中的传染病最早见于英国，后来在欧洲其他国家也有发现，据考证认为是因为英国向这些国家输出由病牛骨头及肌肉制成的饲料有关。 那么，什么是CJD呢，它与疯牛病有何关系？CJD是发生于人类的一种脑内疾病，全名称为“慢病毒亚急性海绵状脑病”，或称为“克鲁滋弗特—亚柯布病”。它是由一种称之为“脑病毒蛋白”引起的。感染这种脑病毒蛋白的患者可发生脑萎缩，因此是“海绵状”的变化。此时病人会发生各种各样的症状，常见的有头晕、头痛、疲乏、精神萎靡、理解与记忆力减退，直至偏瘫、失语、震颤、昏迷等。 虽然，目前科学家们尚无确凿的根据认为人的CJD是由动物的疾病，如疯牛病传给的。但由于疯牛病与CJD有极为相似之处，无论如何这是今后科学家们追踪研究的焦点之一。 旧瘟疫蠢蠢欲动，时起波浪 除了上面我们说过的近几年突然爆发，令人心惊胆战的埃博拉、 O—157、疯牛病与CJD外，不少老的病魔仍然不断地骚扰我们人类，这些病魔或者是因为我们人类对它放松了警惕，它们“死灰复燃”；或者是因为它们如孙悟空那样有72变，变了模样与性质；或者是因为它们对我们人类的药物有了反抗的武器等。因此，在21世纪我们绝不可以低估它们对我们人类的危害。 （1）传染性肝炎： 大家一定听说过肝炎这一疾病，这是“传染性肝炎”的简称。肝炎是由病毒引起的，到目前为止，科学家们已识别出五种病毒肝炎，分别称为甲、乙、丙、丁、戊型病毒，因此目前将病毒性肝炎分为五型。它们主要侵犯我们的肝脏，引起肝脏病变。病人常常出现乏力、食欲不振、肝痛，有时存发烧、腹泻、恶心、呕吐、黄疸等症。在这五型肝炎中，最凶险的还要推丙型肝炎 （简称“丙肝”）。 “丙肝”可因共用注射器、输血和输血制品、器官移植、母婴间垂直传播或家庭内水平传播而扩散。可怕地是丙肝初期症状隐匿或不明显，也不出现黄疸，但肝脏的病变进展很快，病人往往被误诊而得不到及时治疗，通常三个月左右肝脏即可发生急性肝坏死，意思就是肝细胞都残废，失去功能了。更可怕的是其中50％的人发展成慢性肝炎而出现肝硬化，人的肝脏本来是质地柔软的，现在变得很硬，高低不平，还可能发展成肝癌。 “丙肝”为何如此凶险与猖獗呢？科学家们研究发现，原来“丙肝”病毒极容易突变 （即遗传改变），因此即使机体能通过免疫系统产生对付它的抗体，但终因其突变更频、更快而显得无能为力。譬如科学家们曾用黑猩猩做实验。他们给黑猩猩体内注入丙肝病毒的同时，还注入取自不同时期肝炎患者康复后的血浆（内含有抗病毒抗体），结果发现有的黑猩猩因注射血浆得到了保护，不发生肝炎，而有的黑猩猩照样生了肝炎。这是什么原因呢？经科学家们分析证明，不同时期感染者，其体内的丙肝病毒株已不全相同，尤其是病毒的外壳已有差异，因此，注入的血浆不一定能将各种变异了的病毒杀灭。那么，有什么办法来对付这种不断变化的病毒呢？目前，科学家们设想要从众多的丙肝康复者体内分离抗体进行分析，或者分离出不同病毒株，或者在人体外定向诱发丙肝突变，以期找出它们突变的规律，然后制造出多抗性的疫苗来“分头出击”，来对付那“七十二变”的丙肝病毒。当然，这是很艰巨的、繁琐的工作。 除了“丙肝”之外，乙型肝炎（简称乙肝）也是很严重的传染病。据估计全世界每年约有五千多万人感染乙型肝炎病毒。我国居民中，乙型肝炎表面抗原阳性率为10％以上，青少年的乙肝病毒携带者更多，高达20～50％。目前对乙型肝炎治疗仍然缺乏特效的办法，因此在未来的医学研究中，乙肝的医疗与预防的任务或许也要落到我们青少年的肩上。 （2）结核病： 结核病俗称痨病，是由结核分枝杆菌引起的慢性传染病。在特效药物问世之前，结核曾一度在世界各大洲流行，死亡率极高。因此，在19世纪与20世纪初曾被人们惊恐地称为“白色瘟疫”。本世纪中叶，随着链霉素、异烟肼等多种特效药物问世，结核病的流行与死亡率得到较有效的控制，人们不再如以往那样“谈痨色变”了。 不幸的是，正当人们逐渐失去应有的警惕时，结核在最近几年间又有死灰复燃之势。据科学家们估计，目前全球大约有1／3的人感染过结核杆菌，每年新病例高达800万人以上，年死亡数约300万。那么，为什么结核“妖雾又重来”呢？ 据科学家们分析，与下述几方面因素有关：①药物抗性菌株的形成与传播。就是说结核杆菌变得不怕原先可杀伤它们的药物了。原来迄今大多数抗结核药物，都是作用于结核杆菌的细胞壁的，但细菌却使它的细胞壁发生了改变，使得药物无能为力。细菌之所以会这样改变，往往与医生们在治疗时缺乏周密的治疗方案、不合理用药有很大关系。②人免疫缺陷性病毒 （HIV）的合并感染。据医生们分析，不少病人死于结核，与HIV“为虎作伥”有极 4+大的关系。因为HIV所攻击的是人体中一种称为CDT细胞，而这种细胞正是反击结核杆菌的主要力量。一旦它们受到HIV的攻击，便无力去消灭结核杆菌了。③与第三世界人口增长过快，而营养、居住条件又较差有关。因此，每年结核病牺牲者中99％发生于发展中国家，主要在非洲，而且多为青壮年。鉴于上述情况，科学家们再三警告说：“如果人们不及早地寻找出制服药物抗性结核杆菌的办法，那么结核将会给21世纪带来莫大的灾难”。 为此，当前科学家们与医生们正企图从以下几个方面努力：①积极寻找新的或改造原有的抗结核药物，尤其是找到对付细菌细胞壁变异的药物；②医生们在用抗结核药物时，要尽可能地做到早期治疗、联合用药、用药适量并有规律、不要半途停药、必须实行全程疗法。这样不但治疗效果好，而且使得结核杆菌不致于产生抗药性。③在积极防治结核病的同时，要防止艾滋病的传播，使机体在药物帮助下，动员自身的免疫防卫能力来战胜结核杆菌。 （3）疟疾： 《三国演义》中有一段讲诸葛亮降伏孟获的故事。孟获是西南地区少数民族的领袖，那时他不断骚扰蜀国。于是，诸葛亮在公元225年5月渡泸水，深入不毛之地，征讨孟获。不幸的是，将士们受到瘴气侵袭与毒蚊攻击，很少能幸免“瘴疬之疾”。幸好诸葛亮精通医学，发明了“行军散”，它能“开窍避秽，清暑解毒”，防止瘴气的袭击，从而保证了再次将盂获擒获。 那么，瘴气是什么呢？据科学家及医生们的分析与判断，瘴气就是指疟疾，这是由蚊子叮咬而传播的一种寄生虫病 （疟原虫）。病人会打寒战、发高烧，继以大汗并回复到无症状状态。上述症状若隔日发作一次，称为间日疟；若隔2日发作一次，称为三日疟；若发热不规则、又很凶险则多为恶性疟。 据世界卫生组织估计，全世界每年罹患疟疾的人在一亿以上，其中非洲有9600万例，而儿童与婴儿死于疟疾者多达100万例。我国每年发病人数约三百多万，主要疟区有江苏、山东、河南、安徽、湖北等省，但恶性疟以海南、云南、贵州、广西等省（区）的部分地区最严重。 医生们是根据症状、是否去过疫区、以往有否发作史、以及通过从血液或骨髓中找到疟原虫来诊断疟疾的。虽然，现在有许多可以杀伤疟原虫的特效药物，如我国首创的青蒿素、以及氯喹、磷酸伯氨喹等等。然而，诚如佛家所言“道高一尺，魔高一丈”，疟原虫也可不断地变异，产生抗药性，而蚊子更是以万变应千变，也不断地产生抗药性，且其繁殖力极强，要彻底消灭它实为不易。因此，人类与蚊子、与疟疾的斗争看来还要继续下去。21世纪是否有新的疾病出现 自有人类文明以来，便有许多“新病”席卷全球，并产生摧毁性效应，诸如霍乱 （一种由霍乱孤菌引起的传染病，以“上吐下泻”的胃肠道症状为其特征）、鼠疫 （是由鼠疫杆菌引起的一种烈性传染病，病人多出现高烧、寒战、出血与休克）等。本世纪来，最让人们关注的首推艾滋病，以及汉坦出血热、登革热和埃博拉等。 然而，科学家们认为，只要深入研究往往能在一些野生动植物身上找到上述疾病致病原的祖先。那么为什么这些多数深居于原始森林的微生物会突然冲进人群、并迅速传播开来，以一种新疾病的形式给人类造成如此大的威胁呢？许多年来，不少科学家把这种“新”疾病归咎于微生物本身的突变，认为正是这些突变使致病原从动物转移到人，或把非致病因子转变成危险的致病因子。 然而，与上述观点相反，越来越多的证据表明，“新”传染病的出现主要不在于致病原发生突变，而在于环境的改变，即正是人类的活动和对自然环境的破坏，如人们闯入新生物圈和修建道路，导致这些病毒和病菌在大量人群中迅速传播。所以，大多数在人类中出现的“新”病毒，实际上是在其它宿主中繁衍了几个世纪的“老”病毒。如艾滋病、埃博拉、黄热病病毒最初可能寄生在猴体内；而有些病毒，如一种称之为裂谷热病毒则存在于牛、羊和蚊子中；汉坦病毒生存于啮齿类动物。这些致病原原先潜伏在森林中，很少被外界干扰，若偶尔跑到人群中，也很少有机会适应人类宿主，而在森林周围很小的人群，即使偶尔染及，也无法呈燎原之势，不久就会自然消亡。但是，一旦大量人群迁入森林，便为病毒顺利传播开辟了道路，使得那些很局限、呈特异性的病毒有机会蔓延到城市。 譬如，早在50年代，南美巴西为建筑一条高速公路，要通过一片亚马逊河流域的丛林，结果在公路建成不久就有人死于不知名的疾病。科学家们从筑路工人血液中分离出多种病毒，其中，有些是以前未知的，另一些只在动物身上发现过。又如有一种称为乌罗福克的病毒，是 1960年在巴西的贝伦—巴西利亚公路边一只死树懒血液中发现的。当时并未认识到这种病毒对人或动物有什么影响，到1961年，这种病毒便已传到贝伦，在11，000人中流行。患者出现高烧、剧烈头痛和肌肉疼痛，科学家们经过19年的流行病学调查，到1980年，才从蠓中分离出这种病毒，证明正是这种吸血昆虫把病毒引进人群的。这种森林蠓的骤增是开拓者们砍伐树木、耕种可可造成的。农民在收获可可后，弃掉成堆的可可皮，这样便为蠓的生长、泛滥提供了良好的基地。从而使得病毒随开垦沿着亚马逊河向人类进犯。 为了证明大多数“新疾病”是环境改变、尤其是人类破坏造成的，有一国际合作组织专门从事森林砍伐与当地居民健康情况的研究。例如在巴布亚新几内亚，有70％的土地被热带雨林覆盖，1／3人口在森林中过着以狩猎和采集果实为生的传统部落式生活，这样便构成了天然的研究对象及天然的实验室。研究对象包括四个村落的居民，两个在砍伐区，两个在非砍伐区。研究人员在伐木队进驻前对四个村落中1000人的基本健康情况进行调查，采取他们的血标本，检查其中的一系列抗体，包括艾滋病、登革热病毒等。此外，还检查了一些不属于“新”病毒的微生物，如伤寒、疟疾等病原体。与此同时，昆虫学家和病毒学家还对蚊子和其他可能传播疾病的昆虫进行研究。生物学家则捕捉了几十种鸟类、啮齿类、蝙蝠和其他森林动物，采取它们的血液进行检查。目前这项工作正在进行之中，科学家们预测会发现某些全新的病毒或一些已知病毒的变异体。当然，这些工作是十分困难与艰巨的，还有一定的危险性，但其意义非同小可，因为它可能为21世纪防治新疾病提供可靠依据与有效策略。大放异彩的免疫接种 婴儿从一出生起，就要按计划注射或口服预防疫苗，以预防某些传染病的发生。譬如，我们在小时候都服过脊髓灰质炎（又称小儿麻痹症）糖丸。然而，大家或许不太了解，为了预防与控制传染病，科学家们付出了多么巨大的艰辛。 上一个世纪，由于科学技术不发达，人们对传染病束手无策，也不知传染病的真正原因。因此，每当瘟疫流行时，人们便惶惶不安，认为这是上苍对人类的惩罚。那个时代，鼠疫流行，往往使城市、乡村横尸遍野，侥幸活下来的不过十分之一二。人们恐怖地称鼠疫为“黑色瘟疫”。报载英格兰女王安妮，一生共生下17个小孩，其中16个因传染病在婴儿期便夭折了，剩下的那个也仅仅活了12岁，也染病身亡了。 然而，人类在与疾病斗争中也是逐渐地由必然王国走向自由王国的。早在一千多年前，我国民间便创造了“引痘”的方法来预防天花，对人类的预防医学作出了巨大贡献。在近代的医学史上，或许法国科学家巴斯德是最杰出者之一。 1822年巴斯德出生于一个皮匠家庭。他最早研究制酒为什么有时会变酸的问题，经过上百次的试验，终于发现是由于“乳酸杆菌”在作怪。为此他用加温60℃、30分钟的办法来杀灭乳酸杆菌，这就是一直延用至今天的“巴氏消毒法”。从此之后，巴斯德愈发不可收拾，他接着证明霍乱、伤寒、狂犬病等都是由病原微生物引起的。他在1880年研究鸡霍乱时，发现了霍乱孤菌，他将这种病菌灭活减毒后，注射到健康动物体内，结果这些动物产生了抵抗力，不再遭受霍乱的危害。这是一个伟大的历史创举，从此免疫接种研究及成果纷至沓来。譬如，用类似的方法人们制造了狂犬病疫苗，注射给被疯狗咬伤的人，可使他幸免于难。 由上不难看出，疫苗接种是控制传染病最经济、最有效和最能接受的方法。正是由于预防医学的发展，才使大批传染病发病率大大降低，甚至消灭。然而由于病原体的复杂性以及制备高纯度、高效性、低毒性的困难，目前许多传染病尚无特效的疫苗。例如，流行性感冒（平时简称“流感”）是一种极为常见的传染病，但由于流感病毒亚型变化快、研制成的疫苗跟不上病毒本身的变化，因此目前仍难十分有效地预防。但近年来，经过科学家们的努力，乙型肝炎的疫苗已取得很大进展，不但可制备血源性乙肝疫苗，而且可产生出基因工程乙肝疫苗。我国政府从1992年元月起实行乙肝疫苗接种计划，全国县以上城区新生儿都要接种乙肝疫苗。很显然，今后乙肝在我国以及全世界都势必下降，科学家甚至认为肝癌也会因此而下降。 科学家们根据日前基因工程以及生物技术的发展，认为下个世纪，以下几类疫苗将被人们广泛采用，并发挥出防病治病的巨大威力。 （1）局部使用的疫苗。这种疫苗将专门用来预防呼吸道疾病。它可以刺激呼吸道，使局部粘膜产生保护性抗体，防止病原体入侵。目前已在研究试用的鼻内喷雾疫苗有呼吸道疫苗、麻疹疫苗等。 （2）亚单位疫苗。即这种疫苗只含有感染因子中的一种或几种主要抗原，而没有感染因子的遗传物质。这样可大大提高该种疫苗使用的安全性。基因工程技术、尤其是DNA重组技术的发展大大地推动了亚单位疫苗的进程。 （3）合成肽疫苗。即人工合成相应于病毒蛋白上抗原决定簇的短肽，以此制成疫苗。这种疫苗可以防止受接种者与病毒遗传物质接触而感染，也可避免其他细胞蛋白的污染，因此特异性强，副作用小。但目前要制备有高活性的短肽技术上尚有一定困难，预计在21世纪科学家们将能够利用更先进的合成技术，模拟合成这类人工疫苗。 （4）基因工程疫苗。基因工程技术的发展使疫苗的生产发生了一场革命性地改观。目前科学家们利用基因工程技术，已经能够成功地将编码各种微生物抗原的基因插入牛痘病毒的遗传物质中，然后使这种插入的外来基因表达出相应微生物的抗原成分。这样，不仅牛痘病毒本身起疫苗作用，表达的外来抗原也是有效的疫苗成分。目前，科学家们已可在牛痘病毒基因组中插入20个外源基因，也就是说只要这些基因可以表达，便可产生多种疫苗，或者称之为“多价疫苗”，这不仅是十分经济的，而且安全、省事，因为一次接种，可以预防多种疾病。预期这种多价疫苗，尤其是“随人类所欲的多种多样的疫苗”，将在下个世纪诞生。 |
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